Saldatura a punti

Il processo di saldatura a punti tende a indurire il materiale, causandone la deformazione. Questo riduce la resistenza a fatica del materiale, e può allungare il materiale così come ricotturarlo. Gli effetti fisici della saldatura a punti includono crepe interne, crepe superficiali e un brutto aspetto. Le proprietà chimiche interessate includono la resistenza interna del metallo e le sue proprietà corrosive.

I tempi di saldatura sono spesso molto brevi, il che può causare problemi con gli elettrodi – non possono muoversi abbastanza velocemente per mantenere il materiale bloccato. I controllori di saldatura usano un doppio impulso per aggirare questo problema. Durante il primo impulso, il contatto dell’elettrodo può non essere in grado di fare una buona saldatura. Il primo impulso ammorbidirà il metallo. Durante la pausa tra i due impulsi, gli elettrodi si avvicineranno e faranno un contatto migliore.

Durante la saldatura a punti, la grande corrente elettrica induce un grande campo magnetico, e la corrente elettrica e il campo magnetico interagiscono tra loro per produrre anche un grande campo di forza magnetica, che spinge il metallo fuso a muoversi molto velocemente a una velocità fino a 0,5 m/s. Come tale, la distribuzione dell’energia termica nella saldatura a punti potrebbe essere drammaticamente cambiata dal movimento veloce del metallo fuso. Il movimento veloce nella saldatura a punti può essere osservato con la fotografia ad alta velocità.

La saldatrice a punti di base consiste in un alimentatore, un’unità di immagazzinamento dell’energia (ad esempio, un banco di condensatori), un interruttore, un trasformatore di saldatura e gli elettrodi di saldatura. L’elemento di immagazzinamento dell’energia permette alla saldatrice di fornire alti livelli di potenza istantanea. Se le richieste di potenza non sono elevate, allora l’elemento di immagazzinamento dell’energia non è necessario. L’interruttore fa sì che l’energia immagazzinata venga scaricata nel trasformatore di saldatura. Il trasformatore di saldatura diminuisce la tensione e aumenta la corrente. Una caratteristica importante del trasformatore è che riduce il livello di corrente che l’interruttore deve gestire. Gli elettrodi di saldatura fanno parte del circuito secondario del trasformatore. C’è anche una scatola di controllo che gestisce l’interruttore e può monitorare la tensione o la corrente degli elettrodi di saldatura.

La resistenza presentata al saldatore è complicata. C’è la resistenza dell’avvolgimento secondario, dei cavi e degli elettrodi di saldatura. C’è anche la resistenza di contatto tra gli elettrodi di saldatura e il pezzo. C’è la resistenza dei pezzi, e la resistenza di contatto tra i pezzi.

All’inizio della saldatura, le resistenze di contatto sono di solito alte, quindi la maggior parte dell’energia iniziale sarà dissipata lì. Il calore e la forza di serraggio ammorbidiranno e ammorbidiranno il materiale all’interfaccia elettrodo-materiale e miglioreranno il contatto (cioè abbasseranno la resistenza di contatto). Di conseguenza, più energia elettrica andrà nel pezzo e la resistenza di giunzione dei due pezzi sarà ridotta. Mentre l’energia elettrica viene fornita alla saldatura e provoca l’aumento della temperatura, gli elettrodi e il pezzo in lavorazione conducono via il calore. L’obiettivo è quello di applicare abbastanza energia in modo che una porzione di materiale all’interno del punto si sciolga senza far fondere l’intero punto. Il perimetro del punto condurrà via molto calore e manterrà il perimetro ad una temperatura più bassa. L’interno del punto ha meno calore condotto via, quindi si fonde prima. Se la corrente di saldatura è applicata troppo a lungo, l’intero punto si fonde, il materiale si esaurisce o altrimenti fallisce, e la “saldatura” diventa un buco.

La tensione necessaria per la saldatura dipende dalla resistenza del materiale da saldare, dallo spessore della lamiera e dalla dimensione desiderata della pepita. Quando si salda una combinazione comune come la lamiera da 1,0 + 1,0 mm, la tensione tra gli elettrodi è solo circa 1,5 V all’inizio della saldatura, ma può scendere fino a 1 V alla fine della saldatura. Questa diminuzione di tensione deriva dalla riduzione della resistenza causata dalla fusione del pezzo. La tensione a circuito aperto dal trasformatore è più alta di questa, tipicamente nell’intervallo da 5 a 22 volt.

La resistenza del punto di saldatura cambia mentre scorre e si liquefa. Le moderne attrezzature di saldatura possono monitorare e regolare la saldatura in tempo reale per assicurare una saldatura costante. L’attrezzatura può cercare di controllare diverse variabili durante la saldatura, come la corrente, la tensione, la potenza o l’energia.

Le dimensioni delle saldatrici vanno da 5 a 500 kVA. Le micro saldatrici a punti, utilizzate in una varietà di industrie, possono scendere fino a 1,5 kVA o meno per esigenze di saldatura di precisione.

È comune che uno spruzzo di goccioline di metallo fuso (scintille) venga espulso dall’area della saldatura durante il processo.

La saldatura a punti a resistenza non genera un arco luminoso, quindi la protezione UV non è necessaria. L’OSHA richiede schermi o occhiali trasparenti per la protezione dagli schizzi, ma non richiede alcun filtro per le lenti.