Você já se perguntou como essas carrocerias elegantes são soldadas de forma tão perfeita? Este artigo mergulha no mundo das máquinas de solda a ponto, explicando seus componentes, tipos e aplicações em setores como o automotivo e o eletrônico. Saiba como essas máquinas criam soldas fortes e confiáveis e descubra os principais fatores a serem considerados ao escolher uma para suas necessidades. Desde dicas de segurança até as últimas inovações, este guia abrangente oferece insights valiosos para qualquer pessoa interessada na arte e na ciência da soldagem por pontos.
A soldagem a ponto é uma técnica de soldagem por resistência de precisão que utiliza eletrodos cilíndricos para criar uma fusão localizada entre duas ou mais chapas ou componentes metálicos sobrepostos. Esse processo é caracterizado por sua velocidade, eficiência e capacidade de produzir fragmentos de solda fortes e discretos sem a necessidade de material de enchimento.
No processo de solda a ponto, as peças de trabalho são primeiramente fixadas entre dois eletrodos de liga de cobre resfriados a água, aplicando-se pressão controlada para garantir o contato íntimo. Em seguida, uma corrente elétrica de alta intensidade, normalmente variando de 1.000 a 100.000 amperes, é passada pelos eletrodos por um tempo precisamente cronometrado, geralmente medido em ciclos de energia CA de 60 Hz (1 ciclo = 1/60 segundo). Essa corrente gera aquecimento por resistência localizada na interface das peças, fazendo com que o metal derreta e forme uma pepita fundida. Após o resfriamento e a solidificação, essa pepita cria uma forte ligação metalúrgica entre as peças.
A soldagem a ponto é predominantemente empregada nos setores automotivo e aeroespacial para unir componentes de chapas metálicas finas, normalmente com espessuras que variam de 0,5 a 3 mm. Ela é particularmente adequada para a produção de alto volume de painéis de carroceria de automóveis, quadros e componentes estruturais, bem como conjuntos de fuselagem de aeronaves. O processo oferece várias vantagens, incluindo tempos de ciclo rápidos, zonas afetadas pelo calor mínimas e a capacidade de automatizar facilmente, tornando-o ideal para linhas de soldagem robótica em instalações de fabricação modernas.
Embora a soldagem por pontos seja excelente em muitas aplicações, ela tem limitações. Ela não é adequada para a soldagem de contêineres vedados devido ao potencial de gases presos e à natureza descontínua das soldas. Além disso, o processo é geralmente limitado a juntas sobrepostas e pode não ser apropriado para materiais com alta condutividade elétrica ou térmica sem considerações especiais.
Como um subconjunto da soldagem por resistência, a soldagem por pontos compartilha semelhanças com outras técnicas, como a soldagem por costura e a soldagem por projeção. No entanto, sua característica distintiva está na capacidade de criar soldas discretas e localizadas de forma rápida e repetida, tornando-a um processo indispensável nas operações modernas de fabricação e montagem de metais.
A máquina de solda a ponto é um tipo de solda por resistência. Durante a soldagem, ela usa eletrodos cilíndricos superiores e inferiores para aplicar pressão, garantindo um contato firme entre as superfícies das peças de trabalho.
Em seguida, uma corrente elétrica é passada, preenchendo o haste do eletrodo com corrente e aplicando aquecimento por resistência para derreter a área de contato das peças de trabalho. Após o resfriamento, forma-se um ponto de solda.
Dependendo do cenário de uso e dos objetos de soldagem, as máquinas de soldagem por pontos são divididas em máquinas de soldagem por pontos de média frequência, máquinas de soldagem por pontos de precisão e máquinas de soldagem por pontos com armazenamento de energia.
Devido à sua alta eficiência de soldagem e facilidade de automação, a aplicação de máquinas de soldagem por pontos está se tornando cada vez mais difundida, e agora quase todos os setores podem usar equipamentos de soldagem por pontos.
Principais campos de aplicação da máquina de solda a ponto:
(1) Indústria automobilística e de aviação. Os exemplos incluem a sobreposição de peças estampadas de chapas finas em cabines e vagões de automóveis, a colagem de paredes laterais e tetos de vagões, chapas finas de placas de reboque com estrutura de aço moldada e estrutura de revestimento, bem como componentes automotivos.
(2) Indústria de eletrônicos. Os exemplos incluem baterias, placas de cobertura de capacitores, interruptores elétricos, componentes eletrônicos e telas de seda.
(3) Setor de eletrodomésticos, por exemplo, carcaças de gabinetes de geladeiras.
(4) Peças de trabalho irregulares, etc.
Principais componentes do equipamento:
A máquina inteira inclui: host de soldagem (corpo), cilindro de soldagem flexível, AC potência de soldagem sistema de alimentação e controle, peças do eletrodo superior e inferior, sistema de resfriamento de água, mecanismo de segurança, etc.
(1) Corpo (host) de soldagem: adota a estrutura de soldagem madura da nossa empresa para garantir que a rigidez exigida pelo cilindro possa ser totalmente atendida durante a operação.
(2) Cilindro de soldagem: equipado com uma entrada de ar de grande diâmetro e um cilindro de resposta rápida com mola de amortecimento integrada. A haste do pistão e a haste guia são feitas de aço de alta qualidade, temperado e revenidocom dureza de superfície superior a 0,8 após cromagem e retificação.
O cilindro do pistão é processado em alumínio duro para evitar que a ferrugem no pistão afete a qualidade do aço a gás. A base do cilindro é feita de alumínio fundido com função de autolubrificação, o que reduz o coeficiente de atrito do cilindro. Ele adota anéis de vedação de alta qualidade importados do Japão, tem bom desempenho de vedação, durabilidade e bom desempenho de acompanhamento fixo.
(3) CA fonte de alimentação de soldagem e sistema de controle: adota controle por microcomputador, pode armazenar 15 conjuntos de programas de soldagem e pode ser ajustado de forma independente para atender facilmente aos requisitos de soldagem de produtos com diferentes especificações e formatos.
O transformador de solda por resistência é composto por chapas de aço silício com indução magnética de 15.000 Gauss, resfriado internamente por água forçada, com pouca vibração, melhor condutividade térmica, alto fator de potência, alto fator de segurança e grande potência de saída. Ele tem longa vida útil, baixo ruído e estrutura compacta e razoável.
(4) Partes superior e inferior do eletrodo: adote eletrodos de cobre de tungstênio-zircônio de alta qualidade, duráveis e resistentes ao desgaste, e os eletrodos são todos resfriados internamente com água para reduzir a durabilidade do eletrodo causada pela alta temperatura quando o material do eletrodo é eletrificado, garantindo assim a vida útil dos eletrodos.
(5) Sistema de resfriamento de água: dividido em quatro partes: resfriamento de água do grupo de transformadores, resfriamento de água do eletrodo superior, resfriamento de água do eletrodo inferior e resfriamento de água do bloco de cobre de saída, e equipado com proteção contra superaquecimento para garantir a operação normal do equipamento sem danos.
As máquinas de solda a ponto podem ser categorizadas com base em vários critérios, refletindo suas diversas aplicações e funcionalidades na fabricação industrial:
1. Objetivo do uso:
2. Número de pontos de soldagem simultâneos:
3. Método de condução:
4. Transmissão do mecanismo de pressão:
5. Nível de automação:
6. Método de instalação:
7. Movimento do eletrodo móvel:
Cada tipo oferece vantagens específicas para diferentes aplicações de soldagem, espessuras de material e requisitos de produção. A seleção de uma máquina de solda a ponto depende de fatores como volume de produção, propriedades do material, configuração da junta e qualidade de solda necessária.
Devido à sua eficiência operacional e versatilidade, a soldagem por pontos se tornou o método de união predominante para a fabricação de chapas metálicas em muitos setores de manufatura. No entanto, a grande variedade de máquinas de solda a ponto disponíveis no mercado pode complicar o processo de seleção. Este artigo descreve os fatores críticos a serem considerados na escolha de uma máquina de solda a ponto para sua aplicação específica.
O desempenho de uma máquina de solda por pontos é determinado principalmente por três parâmetros principais: corrente de soldagem, tempo de soldagem e força do eletrodo. Os soldadores por pontos tradicionais empregam vários sistemas de aplicação de pressão, incluindo pedais manuais, cames acionados eletricamente, sistemas pneumáticos (que exigem uma fonte de ar externa) e, menos comumente, sistemas hidráulicos (normalmente usados em aplicações especializadas, como a soldagem por difusão a vácuo).
A importância da força do eletrodo na soldagem por pontos é frequentemente subestimada. Durante a formação do nugget de solda, tanto a pressão excessiva quanto a insuficiente podem levar a defeitos como rachaduras ou expulsão na junta soldada. A pressão excessivamente alta também pode resultar em cavidades de contração. Portanto, uma máquina de solda por pontos de alta qualidade deve apresentar um sistema de pressão com excelente desempenho de acompanhamento, capaz de controlar a força de forma precisa e instantânea. Um perfil de pressão ideal é fundamental para obter soldas por pontos consistentes e de alta qualidade.
Para aumentar a precisão da transmissão de pressão e evitar o desalinhamento do corpo do cilindro, o uso de rolamentos lineares é a solução ideal. Além disso, a implementação de sistemas de controle de corrente de circuito fechado ajuda a reduzir as grandes flutuações de corrente, garantindo a consistência e a qualidade da solda.
Ao selecionar uma máquina de solda a ponto, considere os seguintes fatores:
Instruções para usar um soldador por pontos:
1. Ao soldar, ajuste a posição do haste do eletrodo de modo que o eletrodo apenas pressione a peça de trabalho e os braços do eletrodo permaneçam paralelos entre si.
2. A seleção do nível da chave de ajuste de corrente pode ser baseada na espessura e no material da peça de trabalho. Depois que a energia é ligada, a luz indicadora de energia deve acender, e a pressão do eletrodo pode ser ajustada com o ajuste da porca de pressão da mola para alterar seu grau de compressão.
3. Depois de concluir os ajustes acima, a água de resfriamento pode ser ligada primeiro e, em seguida, a energia pode ser ligada para a preparação da soldagem. A processo de soldagem é o seguinte: coloque a peça de trabalho entre os dois eletrodos, pise no pedal, faça o contato do eletrodo superior e pressione-o contra a peça de trabalho.
Quando o pedal continua a ser pressionado, o interruptor de contato de energia é ligado e o transformador começa a funcionar, de modo que o circuito secundário é eletrificado para aquecer a peça de trabalho. Quando o tempo de soldagem terminar, solte o pedal, o eletrodo subirá e a energia será cortada pela tensão da mola antes de retornar ao seu estado original, finalizando o ponto único processo de soldagem.
4. Preparação e montagem da peça de trabalho: As peças de aço devem ser limpas de toda a sujeira, óleo, escamas de óxido e ferrugem antes da soldagem. No caso de aço laminado a quente, é melhor fazer uma lavagem com ácido, jato de areia ou remover as incrustações de óxido com um rebolo. Embora as peças de trabalho não lavadas ainda possam ser soldadas por pontos, isso reduz seriamente a vida útil do eletrodo e diminui a eficiência e a qualidade da produção. O aço de médio a baixo carbono com revestimento fino pode ser soldado por pontos diretamente.
Dados do processo:
Além disso, os usuários podem consultar os seguintes dados de processo ao usar uma máquina de solda por pontos:
Tempo de soldagem: Ao soldar aço de médio a baixo carbono, essa máquina pode usar soldagem de especificação forte (corrente instantânea) ou soldagem de especificação fraca (corrente de longo prazo). A soldagem de especificação forte deve ser usada para produção em massa, pois pode melhorar a produtividade, reduzir o consumo de energia e minimizar a deformação da peça de trabalho.
Corrente de soldagem: A corrente de soldagem depende do tamanho, da espessura e da superfície de contato da peça de trabalho. Em geral, quanto maior a condutividade do metal e a pressão do eletrodo, menor o tempo de soldagem. A densidade de corrente necessária também aumenta de acordo.
Pressão do eletrodo: O objetivo de aplicar pressão à peça de trabalho com o eletrodo é reduzir a resistência de contato na solda e garantir a pressão necessária para a formação da solda.
Segurança:
1. Para uso no local, deve ser fornecido um galpão à prova de chuva, umidade e sol, e o equipamento de combate a incêndio correspondente deve ser instalado.
2. Materiais inflamáveis e explosivos, como óleo, madeira, cilindros de oxigênio, geradores de acetileno etc., não podem ser armazenados em um raio de 10 m do local de soldagem.
3. Os operadores de soldagem e o pessoal assistente devem usar equipamentos de proteção ao trabalho, conforme exigido pelos regulamentos. Medidas de segurança também devem ser tomadas para evitar acidentes como choque elétrico, queda de altura, envenenamento por gás e incêndios.
4. A placa de cobre da conexão da torneira secundária deve ser pressionada firmemente, e o pilar de conexão deve ter uma arruela. Antes de fechar, verifique detalhadamente as porcas de conexão, os parafusos e outros componentes e confirme se estão intactos, completos e sem folgas ou danos. São fornecidas tampas de proteção em todos os pilares de conexão.
5. Antes de usar, verifique e confirme se as conexões das linhas primária e secundária estão corretas, se a tensão de entrada atende às especificações da placa de identificação da máquina de solda e se você compreende os tipos e as faixas aplicáveis de correntes de soldagem da máquina de solda a ponto. Depois de ligar a energia, não toque nas partes energizadas do circuito primário. As tampas de proteção devem ser instaladas nas junções das linhas primária e secundária.
6. Ao mover o soldador por pontos, corte a fonte de alimentação e não mova a máquina de solda arrastando o cabo. Se houver uma falha repentina de energia durante a soldagem, a energia deverá ser cortada imediatamente.
7. A soldagem de metais não ferrosos, como cobre, alumínio, zinco, estanho, chumbo etc., deve ser feita em uma área bem ventilada, e a equipe de soldagem deve usar uma máscara de gás ou um respirador.
8. Quando vários soldadores por pontos são usados juntos, eles devem ser conectados a uma rede de fornecimento de energia trifásica para equilibrar as cargas trifásicas. Os dispositivos de aterramento de várias máquinas de solda devem ser conectados separadamente nos polos de aterramento e não em série.
9. A soldagem é estritamente proibida em tubulações de pressão, contêineres contendo materiais inflamáveis e explosivos e componentes tensionados que estejam em operação.
10. Ao soldar peças pré-aquecidas, um defletor deve ser instalado para isolar o calor radiante emitido pela peça de trabalho pré-aquecida.
Instalação e manutenção:
O soldador deve ser devidamente aterrado antes do uso para garantir a segurança pessoal. Antes de usar o soldador, use um megôhmetro de 500 V para testar a resistência de isolamento entre o lado de alta tensão do soldador e o chassi para garantir que ela não seja inferior a 2,5 megohms antes de ligar a energia.
Ao fazer verificações e reparos, desligue a fonte de alimentação antes de abrir a caixa para inspeção. O soldador deve ser regado antes da soldagem, e é estritamente proibido trabalhar sem água.
A água de resfriamento deve ser fornecida com água industrial a uma temperatura de 5-30 ℃ e uma pressão de entrada de água de 0,15-0,2 MPa. No inverno, depois que o soldador terminar de trabalhar, deve-se usar ar comprimido para soprar a água na tubulação para evitar que a tubulação de água congele e rache.
Os cabos de soldagem não devem ser muito finos ou muito longos, e a queda de tensão durante a soldagem não deve exceder 5% da tensão inicial. A tensão inicial não deve se desviar da tensão da fonte de alimentação em mais de ±10%. Ao operar a máquina de solda, use luvas, aventais e óculos de proteção para evitar queimaduras causadas por faíscas. As peças deslizantes devem ser mantidas bem lubrificadas e os respingos de metal devem ser removidos após o uso.
Depois que a máquina de solda tiver sido usada por 24 horas, todos os parafusos deverão ser apertados uma vez. Preste atenção especial aos parafusos de conexão entre a junta macia de cobre e o braço do eletrodo, que devem ser apertados. Após o uso, o óxido entre a haste do eletrodo e o braço do eletrodo deve ser limpo com frequência para garantir um bom contato.
Se o contator CA não fechar firmemente quando o soldador estiver em uso, isso significa que a tensão da rede está muito baixa. Os usuários devem primeiro resolver o problema da fonte de alimentação antes de usá-lo quando a fonte de alimentação estiver normal. Deve-se ressaltar que, se houver problemas de qualidade com os componentes principais de um soldador recém-adquirido dentro de meio mês, um novo soldador ou componente principal poderá ser substituído.
A parte principal da máquina de solda tem garantia de um ano e oferece serviços de manutenção de longo prazo. Em geral, após o usuário notificar a fábrica, o serviço será realizado dentro de três a sete dias, dependendo da distância. Os danos à máquina de solda causados por razões do usuário não são cobertos pela garantia. Peças vulneráveis e consumíveis não são cobertos pela garantia.
A área de contato do eletrodo determina a densidade da corrente, e a resistividade e a condutividade térmica do material do eletrodo afetam a geração e a dissipação de calor. Portanto, o formato e o material do eletrodo têm um impacto significativo sobre a formação do nugget de solda. À medida que a ponta do eletrodo se deforma e se desgasta, a área de contato aumenta e a resistência da junta de solda diminui.
Óxidos, sujeira, óleo e outras impurezas na superfície da peça de trabalho aumentam a resistência de contato. Uma camada de óxido excessivamente espessa pode até impedir a passagem da corrente. A condução local devido à alta densidade de corrente pode causar respingos e queimaduras na superfície.
A existência da camada de óxido também afetará o aquecimento desigual de cada ponto de solda, causando qualidade da soldagem flutuações. Portanto, a limpeza completa da superfície da peça de trabalho é uma condição necessária para garantir a obtenção de juntas de alta qualidade.
Solução de problemas:
A máquina de solda não funciona quando o pedal é pressionado e a luz indicadora de energia não acende:
a. Verifique se a tensão da fonte de alimentação está normal; verifique se o sistema de controle está normal.
b. Verifique se os contatos da chave de pé, os contatos do contator CA e a chave de mudança de ramo estão em bom contato ou queimados.
A luz indicadora de energia está acesa, mas a peça de trabalho não é soldada quando pressionada:
a. Verifique se o curso do pedal está no lugar e se a chave de pé está em bom contato.
b. Verifique se o parafuso da mola da haste de pressão está ajustado corretamente.
Há respingos inesperados durante a soldagem:
a. Verifique se a ponta do eletrodo está muito oxidada.
b. Verifique se a peça de trabalho soldada está muito enferrujada e com mau contato.
c. Verifique se a chave de ajuste está ajustada em um nível muito alto.
d. Verifique se a pressão do eletrodo é muito pequena e se o programa de soldagem está correto.
A indentação da solda é grave e há material extrudado:
a. Verifique se a corrente está muito alta.
b. Verifique se a peça de trabalho soldada está desnivelada.
c. Verifique se a pressão do eletrodo está muito alta e se o formato e a seção transversal da ponta do eletrodo são adequados.
A resistência da peça de trabalho soldada é insuficiente:
a. Verifique se a pressão do eletrodo é muito pequena e se a haste do eletrodo está fixada corretamente.
b. Verifique se a energia de soldagem é muito pequena e se a peça de trabalho soldada está muito enferrujada, causando mau contato no ponto de solda.
c. Verifique se há excesso de óxido entre a ponta do eletrodo e a haste do eletrodo e entre a haste do eletrodo e o braço do eletrodo.
d. Verifique se a seção transversal da ponta do eletrodo aumentou devido ao desgaste, resultando na diminuição da energia de soldagem.
e. Verifique se há oxidação grave na superfície de contato entre o eletrodo, a junta macia de cobre e o braço do eletrodo.
Ruído anormal do contator CA durante a soldagem:
a. Verifique se a tensão de entrada do contator CA é menor do que sua própria tensão de liberação de 300 V durante a soldagem.
b. Verifique se o cabo da fonte de alimentação é muito fino ou muito longo, causando queda excessiva na tensão da linha.
c. Verifique se a tensão da rede está muito baixa para operar normalmente.
d. Verifique se o transformador principal está em curto-circuito, causando corrente excessiva.
Superaquecimento da máquina de solda:
a. Verifique se a resistência de isolamento entre o suporte do eletrodo e o corpo é ruim, causando curto-circuito local.
b. Verifique se a pressão de entrada de água, a taxa de fluxo de água e a temperatura de fornecimento de água são adequadas e se o sistema de água está bloqueado por impurezas, causando superaquecimento do braço do eletrodo, da haste do eletrodo e da ponta do eletrodo devido ao resfriamento deficiente.
c. Verifique se há oxidação grave na superfície de contato entre a junta macia de cobre e o braço do eletrodo, a haste do eletrodo e a ponta do eletrodo, causando um aumento na resistência de contato e um aquecimento grave.
d. Verifique se a seção transversal da ponta do eletrodo aumentou muito devido ao desgaste, causando sobrecarga e superaquecimento da máquina de solda.
e. Verifique se o espessura da solda e a duração da carga excedem o padrão, causando sobrecarga e superaquecimento da máquina de solda.
Com o desenvolvimento contínuo da economia nacional e o aumento do consumo de materiais de aço, mais empresas estão mostrando uma tendência de aumento na demanda por equipamentos de soldagem. Essa tendência está definitivamente sendo dominada gradualmente pelos soldadores por pontos digitais integrados no mercado.
Em termos de composição da produção e direção do desenvolvimento tecnológico, os equipamentos de soldagem na China estão se desenvolvendo em direção à soldagem de alta eficiência, automação, inteligência, economia de energia e ecologicamente correta.
Os equipamentos de soldagem pertencem a uma categoria de produtos diversificada e de grande escala, com uma gama completa de especificações, que está gradualmente se aproximando dos níveis internacionais. A participação no mercado de produtos de alta eficiência, economia de energia, economia de material e redução de consumo continuará a se expandir. Para atender às demandas do mercado, é necessário ajustar a estrutura do produto e melhorar a qualidade do produto, especialmente por meio do desenvolvimento vigoroso de fontes de alimentação de soldagem do tipo invertido e máquinas de soldagem automáticas/semiautomáticas, especialmente máquinas de soldagem de armazenamento de energia de alta eficiência e economia de energia.
A direção de pesquisa e desenvolvimento do ponto de resistência tecnologia de soldagem concentra-se principalmente em média e alta potência. O monitoramento de qualidade controlado por microcomputador, a tecnologia de soldagem por resistência com inversor, os sistemas inteligentes e especializados, os conjuntos completos de equipamentos flexíveis de soldagem por resistência e os robôs de soldagem por resistência são importantes conteúdos de pesquisa e direções de produção profissional.
O desenvolvimento de máquinas de solda por resistência especificamente para os requisitos de soldagem de materiais revestidos, materiais de liga de alumínio e soldagem de peças de precisão tem se tornado mais proeminente.
O desenvolvimento da tecnologia e dos equipamentos de teste promoverá a melhoria dos níveis técnicos e de processo das empresas.
A tecnologia e os equipamentos de soldagem de automação estão se desenvolvendo em uma velocidade sem precedentes. O desenvolvimento de projetos nacionais de infraestrutura em larga escala, como o Projeto do Gasoduto Oeste-Leste, a engenharia aeroespacial e a engenharia de construção naval, bem como a ascensão da indústria automobilística nacional, promoveram efetivamente o desenvolvimento e o progresso de processos avançados de soldagem, especialmente a tecnologia de automação de soldagem. Os robôs de soldagem e a soldagem inteligente também serão desenvolvidos adequadamente em campos específicos e amplamente aplicados.
A demanda por equipamentos de soldagem completos e especiais continuará a aumentar, o escopo de aplicação se tornará mais amplo e os requisitos de desempenho técnico serão cada vez maiores.
Os equipamentos que atendem a novos processos de alta eficiência estão se tornando mais maduros e populares. Os fabricantes nacionais de equipamentos completos de soldagem também devem trabalhar na seleção do gerenciamento da qualidade empresarial, de vários componentes básicos e de componentes de suporte para buscar novos avanços em equipamentos de soldagem especiais e completos.
Em geral, os soldadores por pontos são um componente muito importante no setor de manufatura, especialmente na conexão de chapa metálica peças. Conforme apresentado neste guia abrangente, há vários tipos de soldadores por pontos para escolher, cada um com suas características e vantagens exclusivas.
Ao selecionar uma máquina de solda por pontos, fatores como o tipo de material que está sendo conectado, a espessura do material e os requisitos de produção devem ser considerados. Além disso, devem ser tomadas medidas adequadas de manutenção e segurança para garantir a vida útil e a eficiência da máquina de solda por pontos.
Com a seleção e o uso adequados da máquina, a soldagem por pontos pode se tornar um método eficiente e eficaz fabricação de chapas metálicas processo que permite obter uma soldagem forte e confiável.