Bodové svařování

Proces bodového svařování má tendenci materiál zpevňovat, což způsobuje jeho deformaci. Tím se snižuje únavová pevnost materiálu a může dojít k jeho roztažení i žíhání. Mezi fyzikální účinky bodového svařování patří vnitřní praskliny, povrchové trhliny a špatný vzhled. Mezi ovlivněné chemické vlastnosti patří vnitřní odpor kovu a jeho korozivní vlastnosti.

Doby svařování jsou často velmi krátké, což může způsobit problémy s elektrodami – nemohou se pohybovat dostatečně rychle, aby udržely materiál upnutý. Svařovací regulátory použijí dvojitý impuls, aby tento problém obešly. Během prvního impulsu nemusí být kontakt elektrody schopen vytvořit dobrý svar. První puls změkčí kov. Během pauzy mezi oběma impulsy se elektrody přiblíží a vytvoří lepší kontakt.

Při bodovém svařování velký elektrický proud indukuje velké magnetické pole a elektrický proud a magnetické pole na sebe vzájemně působí a vytvářejí také velké magnetické silové pole, které pohání roztavený kov k velmi rychlému pohybu rychlostí až 0,5 m/s. Při bodovém svařování se elektrody přiblíží a vytvoří lepší kontakt. Rozložení tepelné energie při bodovém svařování se tak může výrazně změnit v důsledku rychlého pohybu roztaveného kovu. Rychlý pohyb při bodovém svařování lze pozorovat pomocí vysokorychlostní fotografie.

Základní bodová svářečka se skládá ze zdroje napájení, zásobníku energie (např. kondenzátorové baterie), spínače, svařovacího transformátoru a svařovacích elektrod. Akumulační prvek energie umožňuje svářečce dodávat vysoké okamžité úrovně výkonu. Pokud nejsou požadavky na výkon vysoké, není prvek pro ukládání energie potřeba. Spínač způsobí, že uložená energie je vypuštěna do svařovacího transformátoru. Svařovací transformátor snižuje napětí a zvyšuje proud. Důležitou vlastností transformátoru je, že snižuje úroveň proudu, kterou musí spínač zvládnout. Svařovací elektrody jsou součástí sekundárního obvodu transformátoru. Existuje také ovládací skříňka, která řídí spínač a může monitorovat napětí nebo proud svařovacích elektrod.

Odpor předkládaný svářečce je složitý. Je zde odpor sekundárního vinutí, kabelů a svařovacích elektrod. Existuje také kontaktní odpor mezi svařovacími elektrodami a obrobkem. Existuje odpor obrobků a kontaktní odpor mezi obrobky.

Na začátku svařování jsou kontaktní odpory obvykle vysoké, takže většina počáteční energie se rozptýlí právě tam. Toto teplo a upínací síla změkčí a vyhladí materiál na rozhraní elektroda-materiál a zajistí lepší kontakt (tj. sníží kontaktní odpor). V důsledku toho přejde do obrobku více elektrické energie a sníží se stykový odpor obou obrobků. Jak je elektrická energie dodávána do svaru a způsobuje zvýšení teploty, elektrody a obrobek toto teplo odvádějí. Cílem je dodat dostatek energie, aby se část materiálu uvnitř místa roztavila, aniž by se roztavilo celé místo. Obvod místa odvede velkou část tepla a udrží obvod na nižší teplotě. Vnitřek skvrny odvádí méně tepla, takže se roztaví jako první. Pokud je svařovací proud přiváděn příliš dlouho, celý bod se roztaví, materiál vyteče nebo jinak selže a ze „svaru“ se stane díra.

Napětí potřebné pro svařování závisí na odporu svařovaného materiálu, tloušťce plechu a požadované velikosti samorostu. Při svařování běžné kombinace, jako je ocelový plech o tloušťce 1,0 + 1,0 mm, je napětí mezi elektrodami na začátku sváru jen asi 1,5 V, ale na konci sváru může klesnout až na 1V. Tento pokles napětí je důsledkem snížení odporu způsobeného tavením obrobku. Napětí v otevřeném obvodu transformátoru je vyšší než toto, obvykle v rozmezí 5 až 22 V.

Odpor místa svaru se mění, jak teče a zkapalňuje. Moderní svařovací zařízení dokáže sledovat a upravovat svar v reálném čase, aby byl zajištěn konzistentní svar. Zařízení se může snažit kontrolovat různé proměnné během svařování, například proud, napětí, výkon nebo energii.

Velikosti svářeček se pohybují od 5 do 500 kVA. Mikrobodové svářečky, používané v různých průmyslových odvětvích, mohou mít výkon až 1,5 kVA nebo méně pro potřeby přesného svařování.

Běžné je, že během procesu dochází k vystřikování kapiček roztaveného kovu (jisker) z oblasti svaru.

Při odporovém bodovém svařování nevzniká jasný oblouk, takže není nutná ochrana proti UV záření. Úřad OSHA vyžaduje průhledné obličejové štíty nebo ochranné brýle pro ochranu proti rozstřiku, ale nevyžaduje žádné filtrační čočky.