Точечная сварка при кузовном ремонте имеет следующие достоинства

Как отремонтировать кузов автомобиля точечной сваркой и как правильно настроить аппарат для сварки кузова?

Для ремонта кузова используются следующие виды сварки:

Сварка полуавтоматом применяется для устранения трещин и разрывов в кузове, дуговая ручная сварка используется, когда неважна эстетичность шва, а газовая – для сварки толстостенных элементов (свыше 3 мм).

Точечная сварка кузова

Метод точечной сварки основан на кратковременном пропускании большого тока через детали кузова, соединенные внахлест, при этом в месте сжатия поверхностей деталей металл расплавляется и перемешивается, формируя сварное соединение. Точечная сварка позволяет получить прочное соединение быстро, без перегрева кузовных элементов и без разбрызгивания окалины и продуктов горения флюса.

Необходимое оборудование и подготовка к сварке

Для точечной сварки кузова потребуется следующее оборудование:

• аппарат для точечной сварки;
• наждачная бумага;
• заплатки для кузова;
• токопроводящая грунтовка;
• металлические щетки.

Заплатки необходимы для сварки элементов кузова на стыке или при устранении трещин и щелей, так как точечная сварка соединяет только плоские листы металла, расположенные внахлест.

Перед проведением сварки нужно тщательно очистить свариваемые поверхности от ржавчины и грязи металлическими щетками, после чего снять оксидную пленку наждачной бумагой со средним и мелким зерном. Дополнительно можно обезжирить поверхности ацетоном или бензином, предварительно обесточив кузов.

Заплатки зачищают аналогичным способом, после чего между свариваемыми деталями перед их закреплением наносится токопроводящий грунт. Он выполняет роль легирующей и укрепляющей сварное соединение добавки, которая не удаляется после сварки и остается между деталями.

Далее нужно закрепить свариваемые детали относительно друг друга неподвижно, для этого используются латунные зажимы на болтах и струбцины. Длина нахлеста деталей должна быть не менее 8-10 мм. При закреплении деталей важно рассчитывать возможность подвода контактных электродов к линии сварки.

Подготовка аппарата заключается в проверке его работоспособности, установке заземления, зачистке медных электродов и установке параметров сварки.

Выбор режима

Режим точечной сварки определяется следующими параметрами:

• силой сварного тока;
• силой давления электродов;
• временем электроимпульса;
• диаметром электродов.

Сила тока для сварки выбирается в зависимости от режима проварки (мягкого или жесткого). Жесткая сварка проводится под большими токами с высокой скоростью, но при этом меньше надежность соединения, а при мягкой проварке небольшими токами площадь сваривания больше, но процесс занимает больше времени.

Рассчитать ток для точечной сварки можно по формуле:

I = j * F, где:

• I – сила тока;
• j – плотность тока (200-400 А/кв. мм);
• F – площадь электрода, которая вычисляется по его диаметру D, зависящему от толщины свариваемых листов q (в мм) следующим образом: D=2 * q + 3.

Также силу тока можно вычислить по толщине детали кузова напрямую: I = 6500 * q (формула получена эмпирическим путем и подходит для деталей с толщиной до 3 мм).

Время подачи импульса рассчитывается как 0,8 * q и регулируется специальным таймером на сварочном аппарате или вручную – длительностью нажатия на рукоятку. Кроме того, на рукоятке есть регулятор силы давления, сообщающегося деталям в момент подачи импульса при нажатии. Высокое давление применяется при больших токах, а при малых токах и времени подачи импульса дольше 1,5 секунд силу давления лучше снизить, чтобы не допустить образования отверстия в месте сварки.

Описание технологии процесса

Процесс точечной сварки кузова включает следующие шаги:

Перед закреплением зачищенных деталей их плоскости в месте нахлеста необходимо подогнать друг к другу для максимально большей площади соприкосновения, подгонка и выправление тонких элементов кузова выполняется ударами киянки с подкладыванием твердого основания для ударов, а правка наружной поверхности осуществляется выпрямляющими болтами.

Нанесение разметки заключается в обозначении маркером точек проварки вдоль линии соединения деталей. Оптимальное расстояние между точками сварки – 15-30 мм по длине линии сварки и дополнительные точки проварки ставятся между основными, но отстоящими от линии их соединения на 10-15 мм: они провариваются после прихватки деталей по всей линии через одну отмеченную точку.

После соединения каждых 10-15 точек аппарату нужно давать отдых 2-3 минуты, чтобы не допустить перегрева и деформации медных электродов. При нехватке времени используются сменные электроды, используемые во время остывания горячих электродов. Во время отдыха аппарата медные электроды нужно проходить шкуркой с мелким зерном, удаляя окисную пленку и примеси.

Места соединения должны иметь круглую или овальную форму и металлический блеск. Черные круги в точках сварки свидетельствуют о чрезмерном времени подачи импульса. Если в местах проварки имеются мелкие отверстия или по краям наблюдается истончение металла, то нужно уменьшать силу давления и силу тока сварки, немного увеличив время подачи импульса.

Проверять качество соединения необходимо после остывания деталей – через 5-10 минут после сварки. В местах сварки, где на кузов имеется повышенная динамическая нагрузка (например, при сварке боковых частей вдоль рессор), лучше оценить толщину точки проварки микрометром, ее величина не должна быть меньше 1,2 от толщины одной свариваемой детали или заплатки. Если требуется герметичность шва, то между точками проварки после их остывания наносится герметик.

Источник

Сварка кузовных деталей

Многие повреждения кузовов устраняют, используя газовую, ручную электродуговую, полуавтоматическую электродуговую в среде защитного углекислого газа, контактно-точечную и аргонно-дуговую сварку.

Газовая сварка применяется при ремонте кузовов для выполнения прихваток, нанесения латунных припоев в местах концентрации напряжений и ряда других операций. Недостатки газовой сварки – значительные коробления свариваемых деталей, их перегрев и трудоемкость доводки поверхности.

При газовой сварке используется газовая горелка, в которой смешиваются в определенных пропорциях кислород и ацетилен, давая при воспламенении пламя высокой температуры. Оба газа поступают по шлангам от газовых баллонов через редукторы, снижающие давление. Инжекторная горелка работает следующим образом. При открытии вентиля 9 для зажигания пламени кислород под давлением 50 …400 кПа (в зависимости от типа горелки) через трубку 3 и осевой канал инжектора с большой скоростью подается в смесительную камеру, создавая разряжение в канале. Благодаря этому горючее, поступающее к ниппелю под относительно малым давлением, подсасывается (инжектируется) в корпус горелки и далее, проходя снаружи инжектора, попадает в смесительную камеру. Образовавшаяся в смесительной камере горючая смесь, состав которой регулируют вентилями, выходит из горелки через мундштук и поджигается.

Рис. Газовая горелка:
1 – ниппель подачи кислорода; 2 – ниппель подачи горючего; 3 – трубка; 4 – корпус горелки; 5 – наконечник; 6 – мундштук; 7 – смесительная камера; 8 – инжектор; 9 – кислородный вентиль

Пламя направляется на свариваемый участок. когда металл плавится, к нему подносится стальной пруток, конец которого также расплавляется. С помощью прутка достигается необходимая толщина соединения в месте сварки. В процессе сварки газовую горелку передвигают вдоль обрабатываемой поверхности и одновременно подают пруток. Горелку располагают под наклоном вдоль оси сварного шва таким образом, чтобы пламя было направлено влево. Конец пламени удерживают на расстоянии около 1 мм от поверхности расплавленного металла. Перемещая горелку справа налево, наконечник наклоняют в сторону выполненного сварного шва, а струей пламени прогревают линию сварки. Сварку выполняют сплошным или точечным швом. Сварку точечным швом используют в качестве предварительной операции, предназначенной для прихватки двух соединяемых кромок.

Рис. Положение сопла горелки относительно сварного шва

Ручная электродуговая сварка широкого применения при ремонте кузовов легковых автомобилей не находит, так как получить качественный сварной шов при соединении стальных листов толщиной 0,7…1,0 мм не представляется возможным. Однако для некоторых силовых элементов основания кузова с толщиной металла более 1 мм этот вид сварки может использоваться.

Электродуговая сварка более доступна из-за простоты процесса и оборудования и дешевле газовой. Кроме того, она вызывает незначительные коробления свариваемого металла, причем только в зоне сварного шва.

Качество сварного шва определяется диаметром электрода и силой тока, которые выбирают в зависимости от толщины соединяемых деталей. Перед сваркой кромки соединяемых деталей тщательно подгоняют друг к другу, а затем детали прихватывают вдоль шва. Силу тока для прихватки принимают несколько большую, чем для непрерывной сварки.

После зажигания дуги регулируют силу тока короткого замыкания, пока она не станет на 15…20 % больше требуемой силы рабочего тока. В процессе сварки поддерживают по возможности короткую дугу, устанавливая электрод под углом 10…15° к вертикали и продвигаясь вдоль шва без колебаний. Сварку, как правило, ведут слева направо.

При сварке металл электрода подается к свариваемой детали каплями, которые легче присоединяются к положительному полюсу, поэтому сварку производят на обратной полярности, т. е. электрод присоединяют к отрицательному полюсу. При этом исключено прожигание металла и выше качество сварного соединения благодаря более устойчивой дуге.

Полуавтоматическая электродуговая сварка в среде защитного углекислого газа получила наибольшее распространение при ремонте кузовов легковых автомобилей. Основные преимущества этого вида сварки:

• зона нагрева узкая, в связи с чем свариваемые детали не подвергается значительным тепловым деформациям
• не требуется тепловой изоляции околосварочной зоны
• лакокрасочное и противокоррозионное покрытия разрушаются в меньшей степени, снижается опасность их воспламенения
• улучшаются механические характеристики сварных швов (прочность, ударная вязкость) при соединении деталей

При этом виде сварки в зону дуги подают защитный газ 3, струя которого, обтекая электрическую дугу в зоне сварки, подается в зону сварки через отверстие мундштука 2 и предохраняет металл 5 от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования.

Рис. Схема сварки в углекислом газе:
1 – электрод; 2 – мундштук; 3 – защитный газ; 4 – электрическая дуга; 5 – наплавленный металл; 6 – деталь

В качестве защитного газа используют химически неактивные (инертные) газы – аргон, гелий или их смеси (способ MIG) либо активные газы – СО2 и различные газовые смеси, оказывающие химическое воздействие на расплавленный металл в зоне сварки (способ MAG). Способ MAG предназначен для сварки малолегированных и углеродистых сталей и благодаря высокой эффективности широко применяется при ремонте кузовов легковых автомобилей. Поскольку углекислый газ не является абсолютно нейтральным, с целью уменьшения окислительного действия свободного кислорода применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих присадок. Омеднение сварочной проволоки гарантирует ее сохранность от коррозионного повреждения при хранении, обеспечивает хороший электрический контакт в токоподающем механизме аппарата и дает надежную дугу. Для сварки деталей кузова применяют проволоку диаметром 0,8 мм.

Сварку кузовов в среде углекислого газа производят с использованием полуавтоматов, которые позволяют сваривать листовой металл толщиной до 3 мм, сплошным прерывистым или точечным швом, а также по выполненным отверстиям.

Рис. Схема полуавтомата для сварки в среде защитных газов:
1 – баллон с углекислотой; 2 – механизм подачи проволоки; 3 – проволока; 4 – трубопровод подачи газа; 5 – горелка; 6 – заземление; 7 – трансформатор

Рис. Виды сварки:
1 – сплошным швом; 2 – точечная

При сварке заземление соединяют с деталью кузова, подвергаемой сварке и выбирают вид сварки (точечная, сплошной шов и т. д.). Открывают кран баллона с углекислотой и включают полуавтомат. При контакте проволоки со свариваемой деталью она автоматически подается механизмом подачи, одновременно в горелку подается углекислота из баллона.

Аргонодуговая сварка применяется при ремонте де­талей кузова из алюминиевых сплавов и титана. При этом способе сварки электрическая дуга горит между неплавящимся вольфра­мовым электродом и деталью. В зону свар­ки подается защитный газ — аргон. При­садочный материал вводится в сварочную дугу в виде проволоки так же, как при га­зовой сварке. Аргон защищает расплавленный металл от окисления кис­лородом воздуха. Наплавленный металл получается плотным, без пор и раковин.

Режим сварки определяется двумя ос­новными параметрами: диаметром элект­рода и силой тока. Диаметр вольфрамово­го электрода составляет 4…10 мм, а сила тока 100…500 А.

Контактная сварка – это процесс образования неразъемного соединения в результате нагрева металла проходящим электрическим током и пластической деформации зоны соединения за счет сжатия.

Она ведется различными способами, в том числе точечным. При нем детали соединяются по отдельным участкам касания, называемым точками.

Схема контактно-точечной сварки:
1 – нахлестное соединение; 2 – электроды; 3 – литое ядро (точка)

При таком виде сварки свариваемые детали 1 собирают внахлестку и зажимают усилием между двумя электродами 2, подводящими ток большой силы (до нескольких десятков тысяч А) к месту сварки от трансформаторного источника переменного тока невысокого напряжения (3…8 В). Обычно для контактной сварки используют, способный в повторно-кратковременном режиме генерировать очень большой ток, порядка нескольких тысяч ампер, при очень незначительном напряжении, равном единицам вольт.

Детали нагреваются кратковременным (0,01..0,5) импульсом тока до появления расплавленного металла в зоне контакта. Нагрев сопровождается пластической деформацией металла и образованием литого ядра (сварной точки). Теплота, используемая при сварке, зависит от сопротивления между электродами и выделяется при прохождении тока непосредственно в деталях, контактах между ними и контактных деталей с электродами. Сопротивления самих электродов должны быть незначительны, так как выделяющаяся в них теплота не участвует в процессе сварки. В связи с этим сечение электродов выполняется относительно большим, а материал электрода обладает большой тепло- и электропроводностью.

Сжатие и токоподвод осуществляются электродами либо с двух сторон соединения (двусторонняя сварка), либо со стороны одной из деталей (односторонняя сварка). Последняя используется редко, в основном, когда затруднен доступ к одной из сторон соединения. При этом для увеличения плотности тока в зоне сварки под соединяемые детали подкладывают токоподводящую медную пластину.

Для точечного соединения тонколистовых кузовных панелей внахлест применяются ручные аппараты контактной сварки, за характерный внешний вид получившие название «сварочные клещи». Их также можно использовать для временной прихватки панелей кузова и сварки тонких прутков крест-накрест.

Конструктивно они представляют собой компактный сварокузовных деталейчный трансформатор, снабженный рукояткой. Вторичная обмотка трансформатора заканчивается консольными держателями, в которых закрепляются электроды. Один из держателей на клещах обычно неподвижный, а другой имеет возможность перемещаться. Усилие сжатия создается рычажным механизмом.

Источник