ДЕФЕКТЫ И КОНТРОЛЬ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

Выше отмечались характерные дефекты, присущие точечной сварке различных материалов. Наиболее опасным дефектом, встречающимся при точечной сварке любых металлов и сплавов, является полный или частичный непровар (отсутствие или малые размеры литого ядра точки). Непровар резко (иногда до 0) понижает прочность сварной точки. %

Непровар вызывается недостаточным нагревом деталей при сварке. Возможные причины непровара:

а) уменьше­ние тока из-за падения напряжения в питающей машину сети, введения в контур машины магнитной стали или ослабления и загрязнения (оки­сления) контактов первичной и в особенности вторичной цепи машины;

б) большое шунтирование тока из-за малого шага точек, плохой очистки и сборки деталей, касания свариваемых деталей с токоведущими эле­ментами машины вне зоны сварки (например, касание боковой поверхности электрода);

в) уменьшение электрического сопротивления свариваемых деталей из-за значительного увеличения контактной поверхности электрода или слу­чайного увеличения приложенного к электродам усилия;

г) уменьшение длительности нагрева вследствие нечеткой работы аппаратуры упра­вления сварочным циклом (при сварке на машинах автоматического действия) или низкой квалификации сварщика (при использовании неавтоматического оборудования)

д) случайное увеличение толщины свариваемых деталей при использовании некондиционного материала.

Выплеск, причины которого уже рассматривались, как правило, не оказывает значительного влияния на прочность точки, Значительные выплески, обычно связанные с плохой очисткой деталей или с их пере­гревом при недостаточном усилии, на электродах, могут приводить к раковинам в ядре точки и заметному понижению ее прочности.

Подплавление поверхности свариваемых деталей и их про­жог являются следствием недопустимого перегрева металла в контакте с электродом из-за неправильной формы конца электрода (см. фиг. 96), смещения электродов, перекоса деталей при их установке, загрязнения поверхности деталей или электродов. Прилипание к контактной поверхности электродов или деталей посторонних частиц, резко повышающих контакт­ное сопротивление, также может вызывать подплавление и прожог. Часто прожог вызывается включением или выключением сварочного тока при действии неполного усилия электродов. Про­жог, ведущий к образованию трещин или сквоз­ных отверстий в месте сварки, — недопустимый дефект, оказывающий существенное влияние на прочность сварной точки, а иногда и конструкции в целом.

Глубокое вмятие на поверхности де­талей (более 15 —20% толщины свариваемых деталей), могущее несколько понизить прочность соединения, вызы­вается перегревом, значительными выплесками, резким уменьшением контактной поверхности электродов (при их неправильном запиливании или переточке) или плохим качеством сборки деталей (большими зазорами).

Трещины, встречающиеся при сварке некоторых легированных сталей и легких сплавов, обычно являются следствием малой зоны разо­грева и слишком быстрого охлаждения после сварки, т. е. чрезмерно жесткого режима сварки.

Незначительная рыхлость в ядре точки, образующаяся при усадке металла при недостаточном или несвоевременно приложенном ковочном давлении электродов, обычно не оказывает существенного влияния на прочность точки при статической нагрузке.

Часть дефектов обнаруживается при внешнем осмотре сваренного узла. К ним относятся сквозные трещины, глубокое вмятие, разруше­ние защитных покрытий, прожоги. Остальные дефекты, и в их числе наиболее опасный дефект — непровар, выявить внешним осмотром нельзя. Борьба с непроваром ведется в двух направлениях: путем автомати­зации процесса сварки и путем контроля качества сварных точек.

В настоящее время отсутствуют способы контроля сварных точек, позволяющие без разрушения соединения установить степень провара, поэтому основное значение при определении качества сварки имеют механические испытания сва­ренных конструкций или специальных контрольных образцов.

Механические испытания контрольных образцов производятся на срез или разрыв. Механические свойства хрупких точек лучше выявляются испытанием на разрыв.

Типовые образцы для испытания точек на срез показаны на фиг. 109, а — в. На результаты испытания на срез существенно влияет ширина образца b, которая обычно принимается равной 5δ + 15 мм, где δ — толщина металла.

Для оценки влияния шунтирования на качество сварной точки при­меняются специальные образцы. При тонком металле (до 2 мм) свари­вается образец по фиг. 109, б. Шаг точек должен соответствовать шагу, принятому в контролируемом изделии. После сварки большой образец разрезается вдоль пунктирных линий на малые образцы, каждый из которых подвергается нормальному испытанию до разрушения сварной точки. При сварке более толстого металла такая разрезка образца затруднительна, поэтому иногда применяются образцы, показанные на фиг. 109, в. В этих образцах последовательно свариваются две или три (1, 2, 3) точки с заданным шагом. Затем одна из пластин разрезается по линии а — а, и образец испытывается в разрывной машине (определяется прочность точки 3, сваренной последней).

При малой толщине металла для испытания сварных точек на разрыв применяются очень удобные U-образные образцы (фиг. 109, г), полу­чаемые из плоского образца (фиг. 109,д) отгибанием его концов в тисках. Образцы, сваренные из более толстого металла, испыты­ваются на разрыв по схеме, представленной на фиг. 109, е. Во избежа­ние значительного изгиба образца его концы надежно закрепляются в специальном приспособлении, для чего служат имеющиеся в образце четыре отверстия А.

При подборе и контроле режима сварки непосредственно на рабо­чем месте применяются простейшие технологические пробы. Например, две пластинки заданной толщины свариваются по длине несколькими точками, а затем полученный образец разрушается в тисках зубилом. При сварке металла толщиной более 2 мм очень удобно испытание сварной точки на скручивание. С этой целью образец (фиг. 109, ж) зажимается в тиски и скручивается легкими ударами молотка. Угол скручивания и характер излома позволяют оценить качество сварной точки.

При испытании точек как на срез, так и на разрыв наблюдаются два типичных вида излома: по диаметральной плоскости (фиг. 109,з) или по периметру точки (фиг. 109,и). Характер излома зависит от качества сварки (обычно при втором типе излома оно выше), свойств свариваемого материала и толщины деталей — чем толще детали, тем менее вероятен второй вид излома, так называемый вырыв.

При сварке ответственных изделий контрольные образцы должны свариваться и испытываться регулярно, обычно не реже 1—2 раз в смену.

ТЕХНОЛОГИЯ РОЛИКОВОЙ СВАРКИ

Используется для получения герметичных соединений деталей толщиной до 2 мм.

Наиболее распространены соединения: внахлест и с отбортовкой.

Минимальная ширина нахлестки: 12 – 18 мм.

Требования к ширине отбортовки: толщина 1 мм – отбортовка 12 мм; 1,5 мм – 18 мм; 2 мм – 18 мм.

Наиболее сложное место – пересечение поперечных швов. Может образоваться зазор. Чтобы его не было, конец продольного шва обрабатывается «на ус».

Основные параметры

1. Режим движения роликов и подачи тока: непрерывный, прерывистый.

2. Шаг точек и диаметр точек

1,5 – 4,5 мм, зависит от толщины. Для получения герметичного соединения необходимо перекрытие точек не менее, чем на половину. Шаг может быть увеличен, если герметичность не требуется. В этом случае роликовый способ может быть использован для высокопроизводительной точечной сварки.

Диаметр 3 – 8 мм.

3. Усилие на роликах

С увеличением усилия растет необходимая для сварки мощность. Максимальные усилия ограничены стойкостью роликов. Стойкость зависит от материала и размеров.

4. Диаметр роликов и форма профиля их рабочей части

Рекомендуемый диаметр 200-250 мм. Рабочая часть может иметь цилиндрическую или сферическую форму. Обычная ширина рабочей части роликов 4 – 6 мм.

5. Скорость сварки

Длительность одного цикла сварки t=0,06*a / v (сек)

a – шаг точек, мм

v – скорость сварки, м/мин

Для больших скоростей сварки целесообразно применять ток повышенной частоты.

6. Сила тока

На 20% выше, чем при точечной.