Už vás nebaví dělat díry do tenkého plechu svářečkou MIG? Zažil jsem to. Tři víkendy jsem se snažil opravit podlahovou krytinu na Mustangu z roku 1965 a honil jsem se za propálenými dírami hořákem MIG, až se mi chtělo křičet. Po letech výroby panelů jsem zjistil, že někdy není nejlepším nástrojem oblouková svářečka - je to bodová svářečka.
Většina průvodců se však čte jako vysokoškolská učebnice fyziky. Když jsem si koupil svou první ruční jednotku, nezajímal jsem se o "důsledky joulového ohřevu"; chtěl jsem jen vědět, proč mi neustále vypadává jistič a proč mi praskají sváry.
V této příručce se zbavím žargonu. Dozvíte se, jak přesně funguje bodové svařování, jak těžká je realita držení 30kilogramového stroje a jednoduchý "Peel Test", který vám zaručí, že vaše svary nikdy neselžou.
Co je vlastně bodové svařování?
Oprostěme se od definic z technických učebnic. Spot svařování je přesně takový, jak zní: svařuje dva kusy kovu v jednom přesně určeném místě.
Je to pravděpodobně nejjednodušší způsob spojování plechů. Nepotřebujete přilbu se zatemňovacími skly a rozhodně nepotřebujete roky praxe, aby vám to drželo.
Žádné plnivo, žádný plyn, jen tlak
Pokud jste někdy zkoušeli svařovat metodou MIG nebo TIG, víte, jak je to těžké. Musíte kupovat drahé nádrže ochranného plynu, cívky drátu a přídavné tyče. To se rychle nasčítá.
Bodové svařování to vše vylučuje.
- Žádný drát: Do spoje nepřidáváte žádný další kov.
- Žádný plyn: Svar nemusíte chránit před vzduchem.
- Žádný spotřební materiál: Kromě elektřiny nic "nespotřebováváte".
Funguje výhradně na základě tepla a tlaku. Pomocí elektřiny jednoduše spojíte dva stávající plechy nového kovu dohromady. Díky tomu je to čistší, levnější a pro začátečníka mnohem méně náročné na přípravu v garáži.
Koncept "nuggetu"
Jak vlastně vazba vzniká?
Představte si, že sevřete dva plechy mezi dva měděné prsty (elektrody). Když stisknete spoušť, z jednoho prstu na druhý vystřelí mohutný proud.
Protože kov odolává proudění elektřiny, se zahřívá. Extrémně horké.
Žár roztaví kov přímo uprostřed, kde se oba plechy dotýkají. Tím se mezi vrstvami vytvoří malá loužička tekuté oceli. Tomuto místu říkáme "nugget".
Když se proud zastaví, nuget okamžitě vychladne. Kapalina se změní zpět na pevný kov a vaše dva oddělené plechy se nyní fyzicky spojí v jeden kus v daném bodě. Zvenčí je možná vidět jen malý důlek, ale uvnitř je pevně uzavřen.
Teď, když už víte, co to je, se podíváme, proč ho vlastně chcete používat.
Výhody a nevýhody bodového svařování
Je to ten správný nástroj pro váš konkrétní projekt? Záleží na tom. Bodové svařování je specializovaná dovednost, ne kouzelná hůlka pro každou opravu.
Výhody (proč byste ji měli používat)
Existují tři hlavní důvody, proč automobilky a továrny tento proces milují.
- Rychlost: Je neuvěřitelně rychlý. Typický svar trvá méně než jednu sekundu. Opravu panelu zvládnete za zlomek času potřebného ke svařování metodou MIG.
- Úhlednost: Není třeba brousit žádné špinavé kuličky. Kov zůstává rovný. Pokud děláte karoserii, znamená to méně výplně a méně pozdějšího broušení.
- Žádné opakující se náklady: To je pro vaši peněženku to nejlepší. Žádné drátěné cívky. Žádné stínění plynových nádrží. Jakmile si stroj koupíte, v podstatě běží zdarma.
Nevýhody
Bodová svářečka však nemůže zcela nahradit standardní svářečku. Má přísná fyzikální omezení.
- Omezené klouby: Zůstaly vám "kolenní klouby". To znamená, že se plechy musí překrývat naplocho. Nefunguje to pro spojování trubek, rohů nebo silných konstrukčních nosníků.
- Problémy s dosahem: Jste omezeni délkou kleští. Pokud potřebujete svařit střed velké kapoty automobilu, ramena stroje nemusí dosáhnout dostatečně hluboko. Většinou jste omezeni na práci v blízkosti okrajů plechů.
Pokud u vás výhody převažují nad nevýhodami, je dalším krokem zjištění, zda jsou vaše materiály kompatibilní.
Nejlepší kovy pro bodové svařování (a ty, kterým se vyhnout)
Ne všechny kovy jsou stejné. Některé chtějí být svařeny bodově, zatímco jiné se vám budou bránit na každém kroku. Znalost rozdílů vám ušetří spoustu starostí.
Nízkouhlíková ocel (nejlepší pro začátečníky)
Pokud jste v této oblasti nováčci, začněte zde. Nízkouhlíková ocel (často nazývaná měkká ocel) je nejjednodušší materiál, na kterém se můžete učit.
Má dokonale vyváženou elektrickou odolnost. Rychle se zahřívá, předvídatelně se taví a silně se taví. Je velmi shovívavý k chybám začátečníků. Pokud se vám mírně nepovede načasování, měkká ocel obvykle stále drží pohromadě.
Nerezová ocel
Nerezová ocel je plně svařitelná, ale má jiný charakter.
Má vyšší elektrický odpor než měkká ocel. To znamená, že se zahřívá mnohem rychleji. Protože se tak rychle zahřívá, je obvykle nutné snížit nastavení. Použijte menší proud nebo kratší dobu svařování. Pokud s ní budete zacházet stejně jako s měkkou ocelí, můžete kov přehřát a projekt zdeformovat.
Hliník (těžší, než si myslíte)
Možná si myslíte, že hliník bude snadný, protože je lehký. Ve skutečnosti je to pro většinu domácích svářečů noční můra.
Hliník vede elektrický proud velmi dobře, téměř stejně dobře jako měď. Místo aby kladl proudu odpor a vytvářel teplo, hliník elektřinu propouští. Aby se vytvořil "nuget", je potřeba obrovský nárazový proud.
Většina cenově dostupných kapesních jednotek nemá dostatek šťávy, aby to zvládla. Pro spolehlivé bodové svařování hliníku je zpravidla potřeba drahé zařízení průmyslové třídy.
Pozinkovaná ocel（Bezpečnostní upozornění）
Zde musíte být opatrní. Pozinkovaná ocel je běžná ocel potažená zinkem, který zabraňuje korozi.
Při zahřívání zinek hoří a vytváří bílý kouř. Tento kouř je toxický. Jeho vdechování může způsobit "horečka z kovových výparů," což je jako strašná chřipka.
Zinek také působí jako lepidlo na měděné elektrody. Uslyšíte výrazné "syčení" a vaše hroty se přilepí ke kovu. Pokud musíte svařovat tímto způsobem, zinek důsledně obrušujte, noste respirátor P100 a mějte po ruce pilník, kterým hroty po každých několika svarech očistíte.
Nyní se podívejme na skutečné zařízení, které to umožňuje.
Základní vybavení, které potřebujete
K zahájení bodového svařování nepotřebujete dodávku plnou nářadí. Samotný stroj je poměrně jednoduchý, ale každá jeho část hraje specifickou roli při vytváření svaru.
Zdroj energie (transformátor)
Těžká skříň v srdci svářečky je transformátor. Jeho úkolem je měnit elektrickou energii přicházející ze zásuvky.
Přijímá vysoké napětí a převádí ho na vysoký proud.
Představte si to jako tlakový čistič a hasičskou hadici. Nepotřebujete vysoký tlak (napětí), ale obrovský objem vody (ampéry). Bodová svářečka pumpuje do kovu tisíce ampérů. Tento příval energie způsobí rychlé zahřátí potřebné k okamžitému roztavení oceli.
Měděné elektrody
"Prsty", které se skutečně dotýkají kovu, jsou vždy vyrobeny z mědi. Možná si říkáte, proč ne ocel?
Kdyby byly hroty ocelové, roztavily by se a přivařily přímo k vašemu projektu. To by byla katastrofa.
Měď je výjimečná, protože je fantastickým vodičem. Snadno jí protéká elektrický proud, aniž by vytvářela velké množství tepla. Ocelový obrobek se však elektřině brání, a proto vzniká teplo. Měděné hroty ve skutečnosti pomáhají odvádět teplo z povrchu, čímž zajišťují, že dojde k roztavení. uvnitř prostěradla, ne na vnější straně.
Kleště a páky
To je sval operace. Kleště jsou dlouhá ramena, která drží elektrody, a páka jimi pohybuje.
Ať už používáte ruční páku nebo nožní pedál na větším stroji, tato ramena poskytují mechanickou páku. Umožňují vyvinout stovky kilogramů přítlačné síly pouhým stiskem ruky. Tato síla udržuje kov rovný a proud soustředěný.
Znalost vnitřních částí je užitečná, ale jaký typ stroje byste si měli vlastně koupit?
Ruční vs. stojanový: Který stroj potřebujete?
Většina příruček řadí všechny bodové svářečky do jedné kategorie, ale to je matoucí. Existují dva velmi odlišné nástroje pro dvě velmi odlišné práce.
Musíte se rozhodnout, zda svářeče přivedete k práci, nebo práci ke svářeči.
Ruční (kleště)
Jedná se o standardní volbu pro kutily a opraváře karoserií.
Vypadá jako těžké, nadměrně velké kleště připojené k napájecímu kabelu. Fyzicky jej držíte, zvedáte a upínáte na materiál. Jsou velmi oblíbené, protože jsou přenosný.
Pokud opravujete zrezivělý blatník na klasickém autě, nemůžete dát celé auto na pracovní stůl. Svářečku musíte přenést k autu.
- Náklady: Cenově dostupné. Slušné startovací jednotky najdete za $150 až $300.
- Nejlepší pro: Opravy, velké objekty a hobby.
- Nevýhody: Rychle se ztěžknou. Držet třicetikilovou jednotku ve výšce ramen a svařovat rám dveří je jako trénink v posilovně. Po třetím sváru se vám začnou třást ruce, což může zničit vaše seřízení.
- Profesionální tip: Dávejte si pozor na prodlužovací kabel. Jednou jsem si myslel, že mám rozbitou svářečku, protože sváry byly slabé. Ukázalo se, že jsem používal levnou, tenkou prodlužovací šňůru. Tyto svářečky jsou náročné na energii; pokud je dlouhou a tenkou šňůrou vyhladovíte, ztratíte proud potřebný k tomu, aby svár držel. Pokud můžete, připojte se přímo do zdi.
Podstavec (stacionární)
Tohle je velká souprava. Stojí na podlaze nebo je přišroubovaná k těžké lavici.
Svářečku nedržíte v ruce. Místo toho držíte kovový díl a posouváte jej mezi elektrodami. Upínací sílu ovládáte nožním pedálem, díky čemuž máte obě ruce volné k zarovnávání kovu.
- Náklady: Drahé. Jedná se o průmyslové stroje.
- Nejlepší pro: Výrobní práce. Pokud stavíte 500 malých kovových držáků, je to jediná správná cesta.
- Nevýhody: Nemůžete s ním hýbat. Každou část musíte přenést ke stroji.
Ať už si vyberete jakýkoli stroj, pokud vynecháte nejdůležitější krok celého procesu: čištění, je prakticky na nic.
Základní příprava povrchu
Většina začátečníků obviňuje stroj, když se jim nepodaří svařit. V 90% případech však není problém ve svářečce. Je to nečistota na kovu.
Bodové svařování funguje výhradně na základě elektrického odporu. Aby odpor vytvářel teplo, musí se elektřina nejprve dostat do kovu.
Rez, barva a okuje (tmavý povlak na nové oceli) působí jako gumová stěna. Jsou to izolátory. Zastavují tok proudu na mrtvém bodě.
Pokud se pokusíte svařovat přes barvu nebo rez, stane se jedna ze dvou věcí:
- Nic: Stroj hučí, ale neprotéká jím žádný proud, protože obvod je přerušen.
- "Pop": Proud se prodírá malou mezerou. Místo plynulého bzučení uslyšíte hlasité "CRACK" jako výstřel. Kov v místě kontaktu v podstatě exploduje a na košili vám zůstane zubatá díra a roztavené cákance.
Nejedná se o svařování tyčí nebo tavným jádrem. Tyto metody jsou agresivní; mohou propálit vrstvu rzi a přesto vydrží. Bodové svařování není tak šetrné. Vyžaduje dokonalý kontakt.
Před upnutím si na plechy vezměte brusku nebo smirkový papír. Odstraňte všechny zbytky oleje, rzi nebo povlaku. Kov musí vypadat jako zrcadlo. Pokud není holý a lesklý, není připraven ke svařování.
Nyní, když je kov připraven a stroj nastaven, můžete začít lepit kov.
Jak proces funguje (krok za krokem)
Cyklus bodového svařování je rychlý. V automatizované továrně na automobily probíhá rychleji, než stačíte mrknout. Ale i když to děláte ručně ve své garáži, fyzikální principy jsou naprosto stejné.
Rozděluje se do čtyř různých fází.
1. Čas mačkání
Ještě než stisknete vypínač, musíte jej sevřít.
Měděné elektrody (kleště) se přikládají k plechům. V této fázi je neproudí elektřina. Používáte pouze hrubou mechanickou sílu.
Tento tlak je zásadní. Přitlačí oba plechy těsně k sobě a uzavře případné mezery. Pokud se pokusíte spustit proud před nastavením tlaku, dojde k oblouku, jiskrám a propálení díry v projektu.
2. Doba svařování
Toto je hlavní událost.
Jakmile se tlak ustálí, stroj vyšle do hrotů vysoký elektrický proud. Ten obvykle trvá zlomek sekundy.
Protože kovové plechy odolávají proudění elektřiny, v místě jejich dotyku okamžitě vzniká teplo. Tento skrytý "samorost" se roztaví na kapalinu. Měděné hroty zůstanou chladné, ale ocel mezi nimi dosáhne bodu tání.
3. Doba podržení
Na tento krok většina začátečníků zapomíná.
Po zastavení elektrického proudu, musíte mačkat dál.
Svařenec je stále horký. Pokud nyní uvolníte tlak, spoj se otevře a selže. Pokud tlak podržíte o vteřinu déle, necháte samorost vychladnout a ztuhnout. Tlak funguje jako svorka, zatímco "lepidlo" schne.
4. Uvolnění
Nyní se můžete pustit.
Kov vychladl natolik, že drží svůj tvar. Otevřete kleště, uvolněte tlak a přesuňte obrobek na další místo.
Postup jste dokončili, ale jak zjistíte, zda svar skutečně vydržel? Musíte ho vyzkoušet.
Jak zjistit, zda je váš svar pevný（Zkouška sváru)
Většina průmyslových příruček vám doporučí kontrolovat svary pomocí "ultrazvukového testování" nebo rentgenového zařízení. To je pro kutila zbytečná rada. Na příjezdové cestě nemáte rentgenový přístroj.
Jak můžete věřit sváru, který nevidíte? Musíte ho zničit.
To se nazývá Test odlupování. Je to naprosto nejlepší způsob, jak vytočit nastavení stroje předtím, než se dotknete vlastního projektu.
Jak na to
- Vezměte dva kusy kovového šrotu. Ujistěte se, že mají stejnou tloušťku jako projekt, který se chystáte postavit.
- Svařte je k sobě jedním bodem.
- Nyní je roztrhněte. Jednu část dejte do svěráku, druhou uchopte kleštěmi a oloupejte ji jako slupku od banánu.
Čtení výsledků
Pokud se oba plechy ve spoji čistě rozpojí, nepodařilo se vám to. Jedná se o "studený svar". Znamená to, že se kov nespojil a že potřebujete větší sílu nebo delší čas.
Dokonalý svar poznáte podle toho, že se kov skutečně trhá.
Dobrý nuget je pevnější než plech, který ho obklopuje. Když plechy od sebe odlepíte, neměl by se svár porušit. Místo toho by se měla ocel roztrhnout. Chcete vidět, jak se z jednoho plechu vytrhne díra a na druhém zůstane přilepený kovový "knoflík".
Pokud se vám "tlačítko" nezobrazilo nebo pokud se svár okamžitě rozpadl, nemějte obavy. Zde je návod, jak to opravit.
Nejčastější chyby začátečníků
Každý začátečník zničí několik kusů kovu. Je to součást učební křivky. Pokud se vám prvních pár svarů nepovede, nepanikařte. Obvykle se jedná o to, co se pokazilo.
Slabé nebo "studené" svary
Jedná se o nejčastější problém. Svar vypadá zvenčí v pořádku, ale plechy se od sebe téměř bez námahy odtrhnou. Obvykle jste neměli dostatečnou startovací sílu. Nastavení bylo příliš nízké na to, aby se nuget roztavil.
Problém může být překvapivě také příliš velký tlak. Zní to obráceně, ale pokud stisknete příliš silně, snížíte elektrický odpor. Nižší odpor znamená méně tepla. Pokud na kleště opravdu tlačíte a máte slabé sváry, zkuste tlak mírně snížit.
Vyfukování otvorů v kovu
To je opačný problém. Stisknete spoušť, uslyšíte hlasité POPa uvidíte díru v místě, kde býval kov.
Uvařil jsi ho.
Pravděpodobně jste příliš dlouho drželi spoušť stisknutou. Kov se tak zahřál, že z něj odkapávalo. Může se to také stát, pokud máte špatně nastavené elektrody nebo sedí přímo na okraji plechu. Proud se soustředí na okraj a vyfoukne ho.
"Hrana Blowout"
Když opravujete panel, je lákavé umístit svár přímo na okraj švu. Nedělejte to.
Zničil jsem při tom dokonale dobré blatníky. Pokud je elektroda příliš blízko okraje (menší než průměr sváru), kapalný kov se nemá kde udržet. Vystříkne ze strany jako želatinová kobliha a zanechá nepěkný zářez, který budete muset později vyplnit. Kolem místa svaru vždy nechte alespoň 1/4 palce kovu.
Příliš mnoho stříkanců
Bodové svařování by mělo být poměrně čisté. Pokud to zní jako petarda a jiskry létají po garáži, je něco špatně.
Zkontrolujte povrchy. Rez, barva a olej jsou nepřáteli dobrého svaru. Způsobují prudký elektrický oblouk.
Zkontrolujte také mezery. Pokud se oba plechy nedotýkají dokonale rovně, musí elektřina "přeskočit" přes vzduchovou mezeru. Tento skok způsobí výbuch roztaveného kovu.
Často kladené otázky
Potřebuji pro bodové svařování svářečskou přilbu?
Ne. Na rozdíl od svařování metodou MIG nebo TIG nevytváří bodové svařování oslepující UV oblouk, který by vás popálil (tzv. "bleskové popálení"). Vyráží však žhavé jiskry. Nepotřebujete zatemňovací přilbu, ale musíte bezpodmínečně musí nosit čiré ochranné brýle a těžké kožené rukavice.
Jak silný kov mohu svařovat?
To závisí na vašem zařízení, ale ruční jednotky mají své limity. Standardní ruční svářečka na 110 V nebo 220 V obvykle zvládne dva listy papíru. Ocel o síle 16 až 20 mm (asi 1/8 palce kombinované tloušťky). Pokud se pokusíte svařovat silné nosníky z konstrukční oceli, nedosáhnete dostatečného tepla pro vytvoření samorostu.
Mohu bodově svařovat bez čištění kovu?
Ne. To je hlavní důvod neúspěchu začátečníků. Elektřina nemůže procházet skrz rez, barvu nebo mlýnské kameny. Pokud kov neobrousíte až na holou, lesklou ocel, bude stroj prskat, praskat nebo prostě neudělá nic.
Je bodové svařování dostatečně silné pro opravy konstrukcí?
V továrně ano - auta drží pohromadě tisíce bodových svarů. Ale pro kutily s ruční jednotkou? Buďte opatrní. Je ideální pro panely karoserie, vývody baterie a plechové skiny. Pro svařování těžkých nosných rámů nebo valníkových klecí se držte metod MIG nebo TIG, abyste dosáhli maximální penetrace a bezpečnosti.
Proč mi černají špičky?
Obvykle se jedná o kontaminaci. Pokud svařujete na znečištěném kovu nebo pozinkované oceli, vytvoří se na měděných hrotech vrstva nečistot. Tím se zničí jejich vodivost. Abyste udrželi měděné hroty lesklé a vodivé, musíte je pravidelně upravovat (čistit) pilníkem nebo smirkovým papírem.
Závěr
Ať už renovujete klasický Mustang nebo stavíte vlastní kryt baterie, nezapomeňte, že úspěšné bodové svařování je 80% příprava a 20% stisknutí spouště. Nenechte se odradit několika prvními vyfouknutými dírami. Jakmile si osvojíte rytmus čistého kovu, správného zarovnání a stálého tlaku, zjistíte, že se jedná o jeden z nejuspokojivějších nástrojů ve vaší dílně.
Možnosti ruční jednotky jsou však fyzicky omezené. Jak jsme již řekli, ruční bodové svařování je ideální pro opravy a prototypy, ale nehodí se pro měřítko. Pokud se podíváte na svůj návrh a uvědomíte si, že potřebujete vyrobit 500 nebo 5 000 stejných dílů, vaše ruka - a vaše jističová skříň - pravděpodobně vypoví službu dříve, než bude práce hotová.
Když projekt přeroste rámec garáže a vyžaduje průmyslovou přesnost, přichází na řadu profesionální výroba. Na adrese ShincoFab, se sídlem ve výrobním centru Dongguan v Číně, podporujeme globální klienty, kteří potřebují přejít od prototypu k sériové výrobě. Využíváme takové automatizované stacionární svařovací systémy s vysokým výkonem, které zajišťují, že každý jednotlivý spoj projde zátěžovou zkouškou - abyste je nemuseli sami od sebe odlepovat.
Prozatím si vezměte mlýnek, vyčistěte prostěradla a začněte trénovat. Ale až budete připraveni proměnit jednorázový projekt v plnou sériovou výrobu, jsme tu my, abychom se postarali o těžkou práci.
