Кіріспе

Электр тоғына қарсылықтан туындайтын жылу арқылы металл беттердің жанасу процесі. Тоқ нүктелі дәнекерлеу (немесе кедергілі нүктелі дәнекерлеу) – әртүрлі металл өнімдерін дәнекерлеу үшін қолданылатын электр кедергілі дәнекерлеу түрі, онда металл беттерінің жанасқан нүктелері электр тоғына қарсылықтан алынған жылу арқылы біріктіріледі. Бұл процесте екі пішінделген мыс қорытпасынан жасалған электродтар дәнекерлеу тогын шағын "нүктеге" шоғырландырып, бір мезгілде парақтарды қысыммен ұстайды. Жұмыс дайындамалары электродтардың қысымымен бірге бекітіледі. Әдетте парақтардың қалыңдығы белгілі бір диапазон шегінде болады. Үлкен ток нүкте арқылы өткенде металл балқиды және дәнекерлеу тігісі қалыптасады. Нүктелі дәнекерлеудің артықшылығы – өте қысқа уақыт ішінде (шамамен 10–100 миллисекунд) нүктеге үлкен мөлшерде энергия жеткізілуі мүмкін. Бұл қалған парақтың шамадан тыс қыздырылмауына мүмкіндік береді. Нүктеге жеткізілетін жылу (энергия) мөлшері электродтар арасындағы кедергіге, сондай-ақ ток күшіне және оның ұзақтығына байланысты анықталады. Энергия мөлшері парақтың материалдық қасиеттеріне, қалыңдығына және электродтар түріне сәйкес таңдалады. Энергия жеткіліксіз болса, металл балқымайды немесе дәнекерлеу сапасыз болады. Энергия артық болса, металлтың көп бөлігі балқып, балқыған материал сыртқа шығып, дәнекерлеудің орнына тесік пайда болады. Нүктелі дәнекерлеудің тағы бір ерекшелігі – нүктеге жеткізілетін энергияны сенімді дәнекерлеулер жасау үшін бақылауға болады.

Процесс және жабдық

Нүктелі дәнекерлеу үш кезеңнен тұрады; біріншісі электродтарды метал бетіне жақындатып, аз қысым қолдануды қамтиды. Содан кейін электродтардан ток қысқа мерзімге жіберіледі, одан кейін ток тоқтатылады, бірақ материалдың салқындауы үшін электродтар өз орнында қалады. Дәнекерлеу уақыты металдың қалыңдығына, электрод күшіне және электродтардың диаметріне байланысты 0,01 секундтан 0,63 секундқа дейін өзгереді. Нүктелі дәнекерлеу процесінде қолданылатын жабдықтар құрал ұстағыштардан және электродтардан тұрады. Құрал ұстағыштар электродтарды сенімді түрде ұстау механизмі ретінде қызмет етеді, сонымен қатар дәнекерлеу кезінде электродтарды салқындататын қосымша су шлангілерін де қолдайды. Құрал ұстау әдістеріне қайырмалы, жеңіл, әмбебап және стандартты смещенный түрлері жатады. Электродтар әдетте төмен кедергілі қорытпадан, көбінесе мыстан жасалады және қолданылуына қарай әртүрлі пішіндерде және өлшемдерде болады. Дәнекерленетін екі материал жұмыс дайындамалары деп аталады және олардың электр тогын өткізу қабілеті болуы керек. Жұмыс дайындамаларының ені дәнекерлеу аппаратының құлағының ұзындығымен шектеледі. Жұмыс дайындамасының қалыңдығы… Ток жұмыс дайындамасынан тоқтатылғаннан кейін, ол электродтардың ортасындағы салқындатқыш тесіктер арқылы салқындатылады. Су және тұзды ерітінді нүктелі дәнекерлеу механизмдерінде салқындатқыш ретінде қолданылуы мүмкін. Кедергілік нүктелі дәнекерлеуде құралдық жүйенің екі негізгі бөлігі бар, олардың ерекшеліктері бүкіл процеске маңызды әсер етеді: тапанша және оның түрі, сондай-ақ электродтың көлемі мен пішіні. Мұндай жағдайларда, тапанша орналасуы жоғары күштерге байланысты мүмкіндігінше берік болуы керек (мысалы, қалың материалдарды дәнекерлеу), сондықтан C-тәрізді тапанша кеңінен қолданылады. Бұл конструкция жоғары беріктікке қоса, электродтардың қозғалысы коллинеарлық болатындықтан құралдың жоғары икемділігіне де әкеледі. C-тәрізді тапаншадан айырмашылығы, X-тәрізді орналасу төмен беріктікке ие, бірақ C-тәрізді тапаншамен салыстырғанда жұмыс кеңістігі әлдеқайда үлкен, сондықтан бұл орналасу жұқа және жазық нысандарды өңдеуде жиі қолданылады (мысалы, еден панелін немесе шатыр панелін жасау). Алайда, ол құралдық жабдықтар тұрғысынан аз икемділік ұсынады, өйткені қозғалатын электродтардың траекториялары коллинеарлық емес (қайшының ұштары сияқты), сондықтан дөңгелек пішіндес электрод ұшын пайдалану керек. Нүктелі дәнекерлеуде қолданылатын электродтар әртүрлі қолданыстарға байланысты кең ауқымда өзгеруі мүмкін. Әр құралдың өзіндік мақсаты бар. Радиус пішіндес электродтар жоғары жылуды қажет ететін жағдайларда, truncated пішіндес электродтар жоғары қысымда, бұрыштарды дәнекерлеуге арналған эксцентрикалық электродтар, бұрыштарға және тар кеңістіктерге жету үшін смещенный эксцентрикалық ұштар және соңында жұмыс дайындамасына жету үшін смещенный truncated электродтар қолданылады.

Сипаттамалары

Нүктелік дәнекерлеу процесі материалды қатайтады, оның деформациялануына әкеледі. Бұл материалдың шаршау кезіндегі беріктігін төмендетеді және материалды созуға, сондай-ақ қайтадан қайнатуға (anneal) мүмкіндік береді. Нүктелік дәнекерлеудің физикалық әсерлеріне ішкі жарықтар, беткі жарықтар және нашар сыртқы көрініс жатады. Дәнекерлеу тігісінің айналасындағы жарық сыртқы жүктеме немесе шаршау кезінде ұзарады және басқа типтегі бұзуға әкеледі. Химиялық қасиеттерге әсер ететін металдың ішкі кедергісі және коррозияға төзімділігі бар. Дәнекерлеу уақыты көбінесе өте қысқа болады, бұл электродтармен проблема тудырады – олар материалды қысып ұстау үшін жеткілікті жылдам қозғала алмайды. Дәнекерлеу контроллері осы мәселені шешу үшін қос импульс қолданады. Бірінші импульс кезінде электродтың жатуы жақсы дәнекерлеуді жасауға мүмкін болмайды. Бірінші импульс металды жұмсартады. Екі импульс арасындағы үзілісте электродтар жақындасып, жақсырақ жатады. Нүктелік дәнекерлеу кезінде үлкен электр тогы үлкен магниттік өріс тудырады, ал электр тогы мен магниттік өріс бір-бірімен өзара әрекеттесіп, үлкен магниттік күш өрісін тудырады, бұл балқыған металды 0,5 м/с жылдамдықпен қозғалады. Осылайша, нүктелік дәнекерлеудегі жылу энергиясының таралуы балқыған металдың жылдам қозғалысынан күрт өзгеруі мүмкін. Нүктелік дәнекерлеудегі жылдам қозғалысты жоғары жылдамдықты фотосуретке түсіру арқылы байқауға болады. Негізгі нүктелік дәнекерлеу құрылғысы қуат көзі, энергия сақтағыш (мысалы, конденсаторлар жиынтығы), қосқыш, дәнекерлеу трансформаторы және дәнекерлеу электродтарынан тұрады. Энергия сақтағыш элемент дәнекерлеуге жоғары қуатты жедел беруге мүмкіндік береді. Егер қуат талаптары жоғары болмаса, энергия сақтағыш элемент қажет емес. Қосқыш сақталған энергияны дәнекерлеу трансформаторына жібереді. Дәнекерлеу трансформаторы кернеуді төмендетіп, токты арттырады. Трансформатордың маңызды ерекшелігі – ол қосқыштың жұмыс істеуі үшін қажетті ток деңгейін азайтады. Дәнекерлеу электродтары трансформатордың екінші контурының бөлігі болып табылады. Сондай-ақ, қосқышты басқаратын және дәнекерлеу электродтарының кернеуін немесе тогын бақылайтын басқару блогы бар. Дәнекерлеуге берілетін кедергі күрделі. Екіншілік орамның, кабельдердің және дәнекерлеу электродтарының кедергісі бар. Сонымен қатар, дәнекерлеу электродтары мен дайындама арасындағы жанасу кедергісі де бар. Дайындамалардың кедергісі және дайындамалар арасындағы жанасу кедергісі бар. Дәнекерлеудің басында жанасу кедергілері әдетте жоғары болады, сондықтан бастапқы энергияның көп бөлігі сол жерде таралады. Бұл жылу және қысым күші материалды электрод материалының интерфейсінде жұмсартады және тегістейді, жақсырақ жанасуды қамтамасыз етеді (яғни, жанасу кедергісін төмендетеді). Нәтижесінде, дайындамаға көбірек электр энергиясы түседі және екі дайындаманың қосылған жерінің кедергісі азаяды. Электр энергиясы дәнекерлеуге беріліп, температураның көтерілуіне себеп болғандықтан, электродтар мен дайындама осы жылуды сыртқа шығарады. Мақсаты – барлық нүктені балқытпай, нүктедегі материалдың бір бөлігін балқытатын жеткілікті энергияны беру. Нүктенің периметрі көп жылуды сыртқа шығарады және периметрді төмен температурада ұстайды. Нүктенің ішкі бөлігі аз жылуды сыртқа шығарады, сондықтан ол бірінші болып балқиды. Егер дәнекерлеу тогы тым ұзақ қолданылса, бүкіл нүкте балқиды, материал ағып кетеді немесе басқаша бұзылады, ал «дәнекерлеу» тесікке айналады. Дәнекерлеу үшін қажетті кернеу дәнекерленетін материалдың кедергісіне, парақтың қалыңдығына және тігістің қажетті өлшеміне байланысты. 1,0 + 1,0 мм болат парақты дәнекерлегенде электродтар арасындағы кернеу дәнекерлеудің басында шамамен 1,5 В болады, бірақ дәнекерлеудің соңында 1 В-қа дейін төмендеуі мүмкін. Бұл кернеудің төмендеуі дайындаманың балқуынан туындаған кедергінің төмендеуінен болады. Трансформатордың бос жүріс кезіндегі кернеуі бұдан жоғары, әдетте 5-22 вольт аралығында. Дәнекерлеу нүктесінің кедергісі оның ағып, сұйықталуымен өзгереді. Заманауи дәнекерлеу жабдықтары дәнекерлеудің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін дәнекерлеуді нақты уақытта бақылап, реттей алады. Жабдықтар дәнекерлеу кезінде ток, кернеу, қуат немесе энергия сияқты әртүрлі параметрлерді басқаруға тырысуы мүмкін. Дәнекерлеу машиналарын өлшемі 5-тен 500 кВА-ға дейін жетеді. Әртүрлі салаларда қолданылатын микро нүктелік дәнекерлеу машиналарын өлшемі 1,5 кВА немесе одан аз болуы мүмкін, бұл жоғары дәлдікті дәнекерлеуге қажет. Дәнекерлеу аймағынан балқыған металл тамшыларының (ұшқындар) шашырауы процесте жиі кездеседі. Кедергілік нүктелік дәнекерлеу жарқын доға тудырмайды, сондықтан ультракүлгін сәуледен қорғану қажет емес. OSHA ұшқындардан қорғану үшін мөлдір бет маскаларын немесе көзілдірікті талап етеді, бірақ ешқандай сүзгілі линзаны талап етпейді.

Қолданбалар

Нүктелік дәнекерлеу әдетте нақты металл табақтардың, дәнекерленген сым торларының немесе сым торларын дәнекерлеу үшін қолданылады. Қалың материалды нүктелік дәнекерлеу қиын, себебі жылу оңай қоршаған металға өтеді. Көптеген металл бұйымдарында, мысалы металл шелектерде, нүктелік дәнекерлеуді анықтау оңай. Алюминий қорытпаларын нүктелік дәнекерлеуге болады, бірақ олардың жылу және электр өткізгіштігінің жоғары болуы дәнекерлеу тогының артуын талап етеді. Бұл үлкен, қуатты және қымбат дәнекерлеу трансформаторларын қажет етеді. Нүктелік дәнекерлеудің ең көп қолданылатын саласы – автомобиль өндірісі, онда автомобильдің корпусын құрастыру үшін металл табақтарды дәнекерлеуге дерлік барлық жерде қолданылады. Нүктелік дәнекерлеу автоматтары толық автоматтандырылуы мүмкін, және құрастыру желілеріндегі көптеген өнеркәсіптік роботтар нүктелік дәнекерлеуге арналған (роботтардың тағы бір маңызды қолданысы – бояу). Нүктелік дәнекерлеу ортодонт клиникасында да қолданылады, онда металл "молярлық ленталардың" мөлшерін өзгерту үшін кішкентай дәнекерлеу жабдықтары пайдаланылады. Тағы бір қолданысы – никель-кадмий, никель-металл гидрид немесе литий-ионды аккумуляторлар жасау үшін аккумулятор жасушаларына нүктелік дәнекерлеу таспаларын дәнекерлеу. Жасушалар аккумулятордың терминалдарына жұқа никель таспалармен біріктіріледі. Нүктелік дәнекерлеу аккумулятордың қатты қызуын болдырмайды, бұл дәстүрлі дәнекерлеу кезінде болуы мүмкін. Дұрыс жобалау әрқашан жеткілікті қолжетімділікті қамтамасыз етуі керек. Дәнекерленетін беттердің үстінде сапалы дәнекерлеуді қамтамасыз ету үшін тоз, май және кір сияқты ластанулар болмауы тиіс. Металл қалыңдығы, әдетте, дәнекерлеу сапасын анықтау үшін маңызды фактор емес.

Өзгерістер

Проекциялық дәнекерлеу – нүктелік дәнекерлеудің бір түрі, онда дәнекерлеу бір немесе екі біріктірілетін детальдың көтеріңкі бөліктері немесе проекциялары арқылы локалданады. Жылу проекцияларда шоғырланады, бұл қалың детальдарды дәнекерлеуге немесе дәнекерлеулерді жақын аралыққа орналастыруға мүмкіндік береді. Проекциялар детальдарды орналастыру үшін де қолданылуы мүмкін. Проекциялық дәнекерлеу көбінесе металл пластинаға шпилькалар, гайкалар және басқа да бұрандалы машиналық бөлшектерді дәнекерлеу үшін қолданылады. Ол кесілген сымдар мен таяқшаларды біріктіру үшін де жиі пайдаланылады. Бұл – жоғары өнімді процесс, және тиісті конструкциялық шешімдер мен бекіткіштерді қолдану арқылы бірнеше проекциялық дәнекерлеулерді жасауға болады.