Контактная электрическая сварка является быстрым и надежным способом создания неразъемных соединений металлических деталей. Суть метода заключается в том, что соединяемые детали плотно сжимаются между собой сварочными клещами и через область контакта пропускается электрический ток, вызывающий быстрый и значительный локальный разогрев заготовок и их точечное сплавление.
Этот способ широко применяется в различных отраслях машиностроения. На крупных сборочных конвейерах процесс контактной сварки полностью автоматизирован и выполняется робототехническими устройствами.
Виды устройств
В ремонтных цехах, мастерских, а также в условиях небольших сборочных конвейеров, используется ручная контактная сварка. Основную роль в этом процессе играют зажимные сварочные клещи, которые обеспечивают сжатие заготовок с необходимым усилием и протекание через них электрического сварочного тока.
Зажимные клещи для сварки, применяемые в ремонтном и мелкосерийном производстве, могут иметь следующие виды исполнения:
- ручной вариант;
- подвесная конструкция.
Ручные клещи представляют собой приспособление, удерживаемое при сварке в руках, либо установленное на подставку. На фото изображены клещи КТР – 8.
Краткий перечень технических характеристик КТР – 8:
- клещи питаются от промышленной однофазной электрической сети 220 Вольт;
- мощность агрегата составляет 8 киловольт-ампер;
- общий вес – 14 килограммов;
- скорость выполнения операций достигает 3 сварные точки за 1 минуту при толщине двух свариваемых листов 1,5 миллиметра;
- напряжение холостого хода сварочного трансформатора – 2,5 Вольт.
После каждой точечной сварки необходим перерыв не менее 20 секунд. Максимальная толщина свариваемых листовых заготовок составляет 1,5 миллиметра. Агрегат очень удобен и прост в использовании, практически не требуется обучение персонала.
Ручные клещи для контактных сварочных работ применяются, как правило, при соединении относительно тонких заготовок. В ранних моделях, сжатие заготовок создавалось усилием сварщика через рычаг, как в обычных клещах.
Работа споттером
Работать с тонким листовым материалом можно также споттером. В основном это устройство предназначено для приварки вспомогательных элементов к помятым кузовным деталям автомобилей при производстве кузовного ремонта.
Применение этой технологии позволяет выравнивать поврежденные элементы кузова, доступ к внутренним поверхностям которых затруднен. Помятые детали кузова в этом случае нет необходимости демонтировать.
Споттер не предназначен для выполнения большого объема сварочных работ. Энергия, необходимая для осуществления контактной сварки запасается в накопительном конденсаторе. Это позволяет сэкономить на трансформаторе, так как здесь его габариты и вес значительно меньше.
Но с другой стороны, заряд конденсатора требует некоторого времени, что снижает «скорострельность» устройства.
Электроды
На конце рабочей части клещей расположены электроды, изолированные от металлических элементов конструкции и являющиеся сменными элементами устройства.
К каждому электроду подходит питающий кабель от сварочного трансформатора. Сжатие соединяемых деталей осуществляется электродами. Изготавливаются эти важнейшие элементы устройства из сплавов на основе меди.
Безусловно, этот выбор обусловлен высокими электротехническими качествами меди. Для увеличения прочности и жаростойкости изделий, а также уменьшения их выгорания в процессе эксплуатации, сплав обогащается легирующими добавками хрома, кадмия, бериллия и других элементов.
Зажимное усилие
Для нормирования сжимающего давления, старые конструкции были оснащены пружиной кручения, сопротивление которой в процессе сжатия преодолевалось сварщиком. Современные модели оснащаются пневматическим приводом для увеличения сжимающего усилия.
В зависимости от конструкции, клещи оборудованы кнопкой или выключателем концевого типа, который включается нажатием пальца и управляет подачей сварочного тока.
Питание
Источником тока для сварочных клещей служат специальные понижающие трансформаторы. Сторона высокого напряжения подключается к промышленной электрической сети 380 Вольт, обмотка низкого напряжения обычно состоит из одного витка, выполненного цельным медным диском. Вторичная обмотка рассчитывается таким образом, что напряжение холостого хода составляет от 2 до 5 Вольт.
Ток, протекающий во вторичной обмотке клещей в процессе точечной контактной сварки, для разных моделей может достигать значений от 2 – 3 кА до 15 кА и выше.
Такие трансформаторы являются объемными и достаточно тяжелыми устройствами. Несмотря на это, в настоящее время преобладают конструкции, в которых трансформатор встраивается в общий корпус со сварочными клещами.
Это обусловлено тем, что в случае отдельного расположения трансформатора, необходимо обеспечивать его связь с электродами посредством кабеля большого сечения.
Такая связь, кроме того, что обладает большим весом и жесткостью, вызывает заметное падение напряжения в сварочной цепи. С весом же агрегата легко справиться, воспользовавшись подвесной конструкцией.
Подвесная модель
Подвесные клещи для контактной точечной сварки применяются там, где необходимо выполнять большое количество соединений за смену. Обычно это крупные ремонтные мастерские, а также некоторые сборочные конвейеры. На фото представлен агрегат фирмы TECNA.
Данная модель сварочных клещей закрепляется на специальном подвесе в зоне рабочего места сварщика. Подвесной кронштейн устройства оснащен гироскопом для устойчивого сохранения необходимой пространственной ориентации.
Внутри корпуса находится трансформатор, вырабатывающий сварочный ток требуемых характеристик и блок управления, позволяющий производить настройку параметров процесса.
Необходимое усилие сжатия клещей достигается посредством пневматического привода. Таким образом, клещи подключаются гибкими связями к электрическому питанию и источнику сжатого воздуха, каковым может быть как индивидуальный или групповой компрессор, так и внутрицеховая воздушная магистраль. Для охлаждения электродов в процессе работы применена водяная система с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.
Управление подвесными сварочными клещами осуществляется с помощью пистолетной рукоятки с курком, закрепленной в верхней части агрегата. Заготовка вводится в зазор между электродами, затем производится нажатие курка, после чего система автоматически отрабатывает в соответствии с предустановленными настройками.
Для примера рассмотрим технические характеристики младшей модели сварочных клещей tecna 3321. Мощность устройства (номинальная) – 16 киловольт-ампер.
Максимальная потребляемая мощность в процессе сварки составляет 37 киловольт-ампер. Питание осуществляется от трехфазной электрической сети 380 Вольт. Величина напряжения вторичной обмотки – 2,8 Вольта.
Сварочные клещи способны осуществлять точечную сварку стальных листов толщиной до 3 миллиметров, либо прутков, диаметром до 10 миллиметров. Вес клещей достигает 52 килограмма. Скорость выполнения операций сварочными клещами – 3960 точек за 1 час.
В целом ассортимент аппаратов для точечной сварки довольно велик, поэтому всегда есть возможность выбрать подходящую модель.
