Сварка: контактная сварка Citroen C4 I

Использование

Сварка сопротивлением - основной производственный метод сборки стальных автомобильных кузовов

При ремонте метод сварки сопротивлением применяют по следующим причинам

• Сварка сопротивлением - единственный способ, позволяющий привести кузов в соответствие с первоначальными характеристиками
• Сварка сопротивлением обеспечивает наилучшее сопротивление коррозии
• Сварка сопротивлением - единственный вид сварки, совместимый со склейкой (комбинированный метод сварки-склейки)

Принцип

Компоновка

Сварка сопротивлением состоит в создании зоны плавления a, диаметр которой зависит от толщины свариваемых листов (2)

При сварке сопротивлением для плавки металла используется теплота, возникающая при прохождении сильного тока между двумя электродами (1) и (3)

Для сварки необходимо с силой сжать находящиеся между электродами свариваемые детали

" a ": зона плавления

(1) верхний электрод

(2) свариваемые детали

(3) нижний электрод

Основной принцип - закон Джоуля - Ленца: Q = 0,24.R.I2.t или W = R.I2.t

• " Q " = теплота (в калориях)
• " W " = энергия (в джоулях)
• " R " = сопротивление (Ом)
• " I " = сила тока (А)
• " t " = время сварки в секундах или периодах (1 секунда = 50 периодов)

Параметры сварки

• Время стыковки: время между командой смыкания клещей и стабилизацией усилия на электродах
• Усилие: постоянная сила, с которой электроды сжимают детали во время сварки
• Время сварки: время, в течение которого ток должен проходить через соединение, чтобы образовалась зона плавления
• Прессование: время после окончания подачи электрического тока, в течение которого электроды продолжают сжимать детали

Минимальный диаметр точек сварки: общее правило

Диаметр точки сварки "A" определяется толщиной свариваемых элементов

Минимальный диаметр точек сварки = 2 толщины + 2,5 мм

Минимальный диаметр точек сварки: правило, принятое в PSA

Диаметр точки сварки определяется эквивалентной толщиной свариваемых листов

Точка сварки должна иметь следующие размеры

• Минимум 4 мм, если эквивалентная толщина листа меньше 1,27 мм
• Минимум 6 мм, если эквивалентная толщина листа больше или равна 1,27 мм

Диаметр точки сварки измеряется после разъединения сваренных листов

(a) = диаметр зоны сварки

Эквивалентная толщина листа при сварке 2-х листов разной толщины (толщина в мм)

За эквивалентную толщину принимается толщина наиболее тонкого листа

Пример: 1,8 мм + 0,7 мм: эквивалентная толщина равна 0,7 мм: минимальный диаметр точки сварки равен 4 мм

Эквивалентная толщина листа при сварке 3-х листов разной толщины

За эквивалентную толщину принимается толщина среднего по толщине листа

Примеры

• 0,7 + 2,0 + 1,0: эквивалентная толщина равна 1 мм: минимальный диаметр сварной точки равен 4 мм
• 0,8 + 1,5 + 1,5: эквивалентная толщина равна 1,5 мм: минимальный диаметр сварной точки равен 6 мм
• 1,8 + 1,0 + 1,2: эквивалентная толщина равна 1,2 мм: минимальный диаметр сварной точки равен 4 мм
• 1,8 + 0,8 + 1,5: эквивалентная толщина равна 1,5 мм: минимальный диаметр сварной точки равен 6 мм

Машины для сварки сопротивлением

Существуют 2 принципа устройства машин для сварки сопротивлением

Сварочные машины с трансформатором, встроенным в сварочные клещи

Преимущества

• Непосредственная близость трансформатора тока к клещам
• Жидкостное охлаждение
• Повышенная производительность

Неудобства

• Увеличенная масса, требующая использования противовеса
• Трудность манипуляции клещами при ремонте

Сварочные машины с трансформатором, отдельным от сварочных клещей

Преимущества

• Простота манипуляций
• Уменьшенные габариты и малая масса клещей
• Не нужен противовес

Неудобства

• Пониженная сварочная способность
• Малоэффективное воздушное охлаждение
• Пониженная производительность

Оборудование кузовного цеха: необходимые ресурсы

Машины точечной сварки

Для соответствия требованиям по ремонту кузовов, машины точечной сварки должны содержать следующие устройства

• Сварочные клещи с пневматическим приводом (давление не ниже 80 дН и электроды с рычагами 300 мм)
• Набор рычагов разной длины и с разными электродами
• Оборудование для сварки штифтов
• Оборудование для устранения неровностей
• Руководство по использованию с графиком регулировки

Машины для точечной сварки должны соответствовать требованиям по сварке листов, из которых состоят кузова, выпускаемые в настоящее время или которые должны появиться в ближайшем будущем: (важные тенденции - увеличение толщины листов и их оцинковка)

Диапазон минимальной и максимальной толщины под точечную сварку

• Сварка 2-х листов: от 2 х 0,7 мм до 2 х 2,5 мм
• Сварка 3-х листов: от 3 х 0,7 мм до 3 х 2 мм

Ограничения машин для сварки сопротивлением

Встречаются случаи, когда сварка сопротивлением невыполнима с оборудованием, имеющимся в мастерской

• Мощность машин для точечной сварки недостаточна для сварки листов требуемой толщины
• Невозможен доступ

Единственно приемлемые методы сварки для замены - сварка MIG или сварка в среде защитного газа (MAG)

Сварка MIG или MAG позволяет восстановить требуемые характеристики прочности кузова, но, если речь идет о наружных панелях, риск коррозии существенно возрастает

Поэтому после сварки методом MIG или MAG необходимо тщательно провести антикоррозионную обработку кузова

Другие методы сварки

При ремонте кузовов запрещено использовать кислородно-ацетиленовую сварку, а также пайку

Электрическое питание сварочных машин

Электрическое питание

Установочные параметры

• Трехфазный ток: 380 V / 32 A или 220 V / 60 A
• Разъединитель и предохранитель с характеристикой "D" (см. нормы NF C61-410 и EN 60 898)
• Проводка от главного источника питания до розетки подключения машины: согласно спецификации электроснабжения машин для точечной сварки (к данной проводке запрещено подсоединять мощные потребители энергии, такие как окрасочные камеры, компрессоры, сушки и т.д.)

Трехфазный ток: 380 V / 32 A

• Длина не более 50 метров: сечение провода не менее 6 мм²
• Длина более 50 метров: сечение провода не менее 10 мм²

Трехфазный ток: 220 V / 60 A: сечение провода не менее 10 мм², независимо от длины проводки

Предохранители и разъединители с характеристикой "D" могут выдерживать кратковременное перенапряжение, соответствующее времени выполнения точечной сварки

Подача сжатого воздуха

Требуемое давление: 7 - 8 бар

Сварка

Подготовка деталей

Все листовые детали перед сваркой должны быть тщательно очищены

При очистке зоны сварки следует как можно меньше повреждать оцинковку листов (электрооцинковка или гальванизация)

Внутренняя защита сварных соединений

Перед сваркой покройте только внутренние поверхности слоем грунтовочного флюса (в "b")

Покрытие грунтовочным флюсом необходимо для всех неоцинкованных листов

Грунтовочный флюс наносится на очищенные и обезжиренные поверхности

" b ": зона нанесения грунтовочного флюса (обязательно для неоцинкованных поверхностей)

" c ": зона, на которую запрещается нанесение флюса

B - сварное соединение

Сварка-склейка

Данный метод комбинирует склейку и сварку сопротивлением. Он используется для соединения крупных элементов кузова (крыша, боковые панели кузова, пол багажника, задние крылья)

Преимущества

• Однородность и прочность соединений листовых деталей по всей длине
• Герметичность и антикоррозионные свойства
• Снижение количества точек сварки

Неудобства

• Увеличенное время работы
• Высокая стоимость клеящих составов

Принцип метода сварки-склейки

" d ": зона нанесения клея

" e ": клей

Выполняемые операции

• Очистка и обезжиривание склеиваемых поверхностей
• Наложение клеевого валика диаметром 2 мм на каждую склеиваемую поверхность
• Распределение клея шпателем (согласно схеме)
• Соединение деталей (в течение 15 минут с момента нанесения клея)
• Сварка(в течение 30 минут с момента нанесения клея)

Использование метода сварки-склейки при ремонте

Если заводская сборка была выполнена методом сварки-склейки, то при ремонте следует использовать этот же метод

Метод сварки-склейки рекомендуется также в следующих случаях

• Частичная замена элементов при возможности наложения листов (пол багажника)
• Уменьшение числа точек сварки, если доступ к местам сварки невозможен

Случай неприменимости метода сварки-склейки из-за недоступности места сварки для инструмента

Пользуйтесь методом сварки MIG с шагом между точками 30 мм

Затем обеспечьте наилучшую защиту панелей

• Наложите реактивную грунтовку на обнаженные поверхности
• Наложите валики герметизирующей мастики на соединения листов
• Нанесите внешние слои (верхний слой окраски, состав, защищающий от ударов гравия или покровный зсщитный слой днища кузова)
• Закончите обработку, аккуратно нанеся восковую мастику на выемки кузова)

Наладка машин для точечной сварки

Принципы настройки машин

Существуют различные принципы настройки машин (предварительное программирование, независимая регулировка каждой функции), но в любом случае следует настроить следующие параметры

• Сила сварочного тока
• Время сварки: время, в течение которого ток должен проходить через соединение, чтобы образовалась зона плавления
• Давление сжатия электродов

Принципы регулировки

Обратитесь к графикам или таблицам, прилагаемым к машине (при их отсутствии обратитесь к поставщику)

Графики или таблицы должны позволить

• Выполнение предварительной регулировки машины
• Проверку соответствия выполняемой работы возможностям машины

Регулировка, выполненная по таблицам, ни в коем случае не заменяет проверку и регулировку, выполняемую непосредственно перед сваркой деталей кузова

Регулируемые параметры: общие правила, которые необходимо выполнять

Отдавайте предпочтение параметрам регулировки, которые позволяют сократить время сварки, что потребует большей электрической мощности

Преимущества

• Снижение нагрева деталей вне зоны сварки
• Снижение нагрева и повышенного износа электродов
• Повышение производительности

Вид свариваемых листов

Оцинкованные листы требуют приблизительно на 10% большего тока, чем неоцинкованные листы

Качество стали

При производстве автомобилей используют многие сорта стали

• Мягкая листовая сталь (XES)
• Листовая сталь с высоким пределом пластичности (HLE)
• Листовая сталь со сверхвысоким пределом пластичности (THLE)

Механические характеристики стали не влияют на требуемую силу тока

Электрическое питание

Недостатки электропитания с возможным падением напряжения под нагрузкой на 10% или более

• Заметное снижение производительности машины
• Невозможность регулировки согласно таблицам
• Снижение максимальной мощности

В некоторой степени падение напряжения можно компенсировать увеличением времени сварки и сварочного тока. Однако сварка наиболее толстых листов окажется невыполнимой

Давление сжатия электродов

Давление сжатия электродов обеспечивает плотный контакт свариваемых листов, без чего невозможно получить правильную сварную точку

Сжатие листов становится более или менее трудным в зависимости от их толщины и от упругих характеристик стали

Учитывая относительно малую мощность сварочных машин, используемых в ремонтных цехах, следует во всех случаях работать при максимально возможном усилии сжатия

Чем больше давление сжатия деталей, тем меньше сопротивление электрическому току, поэтому для сварки потребуется больший ток

Регулировка электродов и работа с ними

Необходимо обеспечить правильное положение электродов относительно деталей

Рабочие поверхности электродов должны быть параллельными с точностью до 0,5 мм, а их диаметры должны быть на 1 - 2 мм больше расчетного диаметра сварной точки

Электроды не должны иметь синего оттенка: сожженные электроды плохо проводят ток, и с их помощью не удается получить качественную точку сварки

" D " хороший

" E " неисправный

Постоянный визуальный контроль точек сварки

После выполнения каждой точки сварки проверьте следующее

• Нет ли в точке сварки прожога, сквозного отверстия, задиров и брызг металла
• Не образовались ли небольшие выемки (глубиной 0,2 - 0,4 мм) с двух сторон
• Нет ли выемок, образованных заострившимся электродом
• Отсутствие деформации листов

Периодические проверки машины

Для гарантирования высокого качества сварки периодически проверяйте сварочное оборудование

Контроль выполняется со следующей периодичностью

• Ежегодно - поставщиком машины
• Не реже, чем ежеквартально - пользователем (проверка параметров регулировки машины)
• При любом сомнении в качестве точек сварки

Ежегодная проверка поставщиком

Поставщик ежегодно выполняет следующие операции

• Контроль функционального состояния сварочной машины и ее оборудования
• Контроль характеристик сварки
• Замена или ремонт дефектных компонентов
• Поставка недостающих расходных материалов
• Оформление сертификата соответствия

Ежеквартальная проверка пользователем

Пользователь ежеквартально проверяет правильность регулировок, согласно таблицам поставщика и свариваемым образцам различной толщины

• Неименьшая толщина листов, встречающихся в конструкции кузова: 0,7 мм + 0,7 мм (диаметр точки = 4 мм)
• 2 толстых листа: 2,0 мм + 2,0 мм (диаметр точки = 6 мм)
• 3 листа средней толщины: 0,7 мм + 1,2 мм + 1,2 мм (диаметр точки = 4 мм)
• 3 наиболее толстых листа, встречающиеся при ремонте кузова: 2,0 мм + 2,0 мм + 2,0 мм (диаметр точки = 6 мм)

Изготовление образца (рекомендуемые размеры: 120 x 35 мм)

" f ": точка сварки

Необходимы образцы из гальванизированной стали

Отрегулируйте машину согласно таблицам

Выполните сварную точку "f" в середине образца

Сделайте несколько испытаний, чтобы окончательно отрегулировать машину

Разорвите сварное соединение "f", пользуясь тисками и плоскогубцами (прилагайте усилие в направлении стрелок)

Выполняя данную операцию, не пользуйтесь режущим инструментом

Контроль сварной точки

После разрыва шва сформировавшееся сварное ядро должно остаться на одной из деталей (как правило - на более толстой), а в другой детали образуется отверстие

Сварная точка считается некачественной в следующих случаях

• Отсутствие ядра после разрыва деталей (склеивание)
• Диаметр ядра меньше минимально допустимого значения

" A " - диаметр ядра точки сварки

" D " - хороший

" h ": ядро точки сварки после разрушения соединения

" g ": отверстие в детали после разрушения соединения

" E " - неисправный

" j ": разрушение ядра или "склеивание"