La saldatura a punti è un processo di giunzione dei metalli che utilizza pressione e calore per unire i pezzi sovrapposti. Conosce anche il nome Saldatura a punti di resistenza tra i produttori.

Forse ti stai chiedendo dov'è il nome "saldatura a punti” viene da. Bene, questo approccio alla saldatura lascia un piccolo punto, più di un punto, nella posizione di saldatura.

 

Il processo di saldatura a punti

Saldatrice a punti con elettrodi in rame

Vari metalli e leghe possono essere utilizzati come elettrodi nelle saldature a punti, come rame, cromo, zirconio e acciaio a basso tenore di carbonio. Tuttavia, il rame è il metallo più comune. L'elevata conduttività termica e la bassa resistenza elettrica lo rendono ideale per il lavoro. L'alimentazione ad alta tensione con un'intensa pressione sull'area concentrata scioglie il metallo e avvia la fusione. La bassa resistenza elettrica consente una generazione di calore nella posizione di saldatura più che negli elettrodi.

 

Come funziona la saldatura a punti?

Il processo di saldatura a punti può essere suddiviso in tre fasi: impostazione del pezzo, introduzione corrente e solidificazione.

• Fase 1: Posizionamento dei pezzi

La prima fase prevede l'inserimento dei pezzi nella saldatrice in posizione di sovrapposizione. I pezzi possono essere dello stesso tipo di materiale o di materiali diversi. Successivamente, la punta dell'elettrodo viene regolata nella posizione di saldatura. Inoltre, l'elettrodo superiore e quello inferiore devono essere allineati con precisione prima di applicare la pressione.

• Fase 2: Introdurre la corrente

Archi riscaldanti nella saldatura a punti

Dopo il corretto posizionamento dei pezzi, la corrente inizia a fluire attraverso gli elettrodi. Mentre la corrente fluisce da un altro elettrodo ad alta potenza, la resistenza del pezzo crea calore (H=I²RT) e fonde l'area di saldatura. I punti di fusione degli elettrodi dovrebbero essere superiori a quelli del pezzo. Il basso punto di fusione porta al cedimento del giunto perché si scioglie prima della fusione del pezzo,

• Fase 3: solidificazione

Il tempo di corrente che scorre nel punto di saldatura dipende dallo spessore e dal materiale. Dopo aver inviato la corrente per un tempo specificato, la fase successiva è il raffreddamento della posizione di saldatura. Gli elettrodi rimangono nel pezzo e fungono da supporto fino a quando non si solidifica completamente. In questo caso, gli elettrodi aiutano anche a disperdere il calore dall'articolazione. Dopo aver creato un giunto stretto, gli elettrodi vengono rimossi dai pezzi e passano a un altro punto di saldatura.

Comprendiamo il processo di saldatura a punti con un diagramma di flusso;

Diagramma di flusso: processo di saldatura a punti

 

Variabili di saldatura a punti

La qualità finale di una saldatura a punti è influenzata da molti fattori, tra cui tensione, corrente, pressione e spessore. Ad esempio, un piccolo cambiamento di pressione può ridurre drasticamente la qualità di una saldatura.

1. Pressione degli elettrodi

La forza viene applicata al pezzo attraverso l'elettrodo. Aiuta ad attaccarli e creare un giunto sostanziale. Se la forza dell'elettrodo diventa troppo elevata, crea un migliore contatto con la superficie e riduce la trasformazione del calore a causa della diminuzione della resistenza. Quindi, richiede una corrente elevata aumentando la pressione per compensare il cambiamento di resistenza. Esiste un campo di pressione particolare per ogni tipo di materiale; ad esempio, la saldatura a punti di acciai a basso tenore di carbonio richiede da 1.5 a 2 KN per mm di spessore della lamiera.

2. Corrente

Generazione di calore (H=I²RT) e la qualità della saldatura sono direttamente influenzate dalla quantità di corrente fornita al punto di saldatura. Si consiglia di regolare la corrente in funzione della temperatura di saldatura richiesta e della resistenza del pezzo.

3. Tempo di saldatura

Il periodo di tempo in cui gli elettrodi sono esposti alla pressione e il flusso di corrente influiscono sulla qualità della saldatura. Se il tempo di saldatura è superiore a quello richiesto, ciò influisce sulla deformazione, sulla fusione e sulla durata dell'elettrodo. Pertanto, limitare il tempo il più breve possibile è l'opzione ideale. Invece di allungare il periodo di esposizione, è necessario pulsare la corrente e la pressione quando lo spessore è grande (<2 mm),

4. Diametro della punta degli elettrodi

L'applicazione della dimensione appropriata della punta dell'elettrodo è molto importante per la saldatura a punti. Una punta piccola può causare un giunto debole e una punta grande può causare surriscaldamento: un riscaldamento eccessivo provoca la formazione di vuoti e sacche di gas dopo la solidificazione.

 

Vantaggi della saldatura a punti

Gli elettrodi di rame creano una saldatura a punti.

• 1. La saldatura a punti è la spina dorsale del processo di giunzione dei metalli in varie applicazioni. È adatto sia per pezzi simili che dissimili e crea giunzioni solide e durature.
  2. Ci sono diversi vantaggi nell'usare la saldatura a punti per metalli e leghe conduttive. Discutiamo alcuni dei vantaggi importanti in dettaglio.
  3. Uniformità nei giunti: la saldatura a punti crea giunti uniformi unendo i pezzi con più punti di saldatura. La stessa pressione e corrente attraverso l'elettrodo in ogni posizione di saldatura determinano uniformità. Inoltre, è possibile utilizzare la saldatura a punti automatica o semiautomatica per eliminare possibili errori umani.
  4. Giunzione di materiali dissimili: non sempre è possibile produrre giunzioni di alta qualità tra pezzi incompatibili utilizzando la tradizionale procedura di saldatura. La saldatura a punti può realizzare giunzioni forti e di qualità tra materiali diversi senza distorsioni o deformazioni. L'unico requisito è che i materiali devono essere elettricamente più resistivi rispetto agli elettrodi di saldatura.
  5. Giunzione di materiali leggeri: la saldatura in un materiale leggero è complicata con gli approcci di saldatura tradizionali. Il calore eccessivo potrebbe bruciare il materiale dalla posizione di saldatura. La saldatura a punti è la migliore alternativa per evitare questo problema. Può creare giunti eccellenti in un peso leggero con l'applicazione di pressione insieme al calore.
  6. Conveniente: a differenza di altre tecniche di saldatura, la saldatura a punti non richiede gas inerte, riempitivo o materiale extra, riducendo il costo dei materiali di consumo e rendendo la saldatura più economica. Inoltre, l'efficienza energetica contribuisce all'abbassamento dei costi di saldatura.
  7. Velocità di saldatura: una saldatura a punti richiede, in media, tra 0.01 e 0.63 secondi per essere completata, rendendola una delle tecniche di saldatura rapida. Sebbene lo spessore del componente di giunzione possa influire sulla velocità di saldatura, si tratta comunque di un'operazione rapida rispetto ad altre tecniche di saldatura.
  8. Ripetibilità: indipendentemente dal numero di saldature identiche necessarie, mantiene un'eccezionale uniformità dimensionale. Nel caso di saldatura manuale, può dipendere dall'abilità dell'operatore. Tuttavia, la saldatura a punti automatica e semiautomatica offre un'eccellente ripetibilità.
  9. Meno zona interessata dal calore: la saldatura a punti utilizza il riscaldamento concentrico nella posizione di saldatura, che limita il trasferimento di calore nel pezzo. Di conseguenza, rispetto ad altre forme di saldatura, provoca meno danni da calore.

 

Svantaggi

La saldatura a punti presenta alcuni inconvenienti, proprio come qualsiasi altra tecnologia. Comprendere gli svantaggi aiuta a limitare la possibilità di errore e fallimento. Parliamo più in dettaglio di alcuni inconvenienti significativi.

Limitazione dello spessore

• 1. Limitazione dello spessore: la saldatura a punti non è adatta per il foglio di lavoro spesso. Lo spessore di un foglio di lavoro compatibile con la saldatura a punti va da 0.6 a 3 mm (G. Kashiyama, 2013). Pertanto, è meglio scegliere altre tecniche di saldatura se è necessario saldare lamiere con uno spessore superiore a 3 mm. La procedura di saldatura diventa macchinosa quando lo spessore è superiore a 3 mm.
  2. Dimensioni del pezzo limitate: l'attrezzatura per la saldatura a punti è generalmente progettata per pezzi di piccole o medie dimensioni e potrebbe non essere adatta per pezzi più grandi o di forma irregolare.
  3. Il numero limitato di punti: la saldatura a punti viene in genere utilizzata per unire due superfici metalliche in un unico punto, quindi potrebbe non essere adatta per unire aree estese o più punti.
  4. Materiali limitati: non tutti i tipi di metallo possono essere saldati a punti, poiché alcuni metalli come l'alluminio e il rame richiedono tecniche di saldatura diverse.
  5. Preparazione della superficie: la preparazione della superficie è importante per la saldatura a punti poiché qualsiasi sporco, olio o vernice sulla superficie può influire sulla qualità della saldatura.
  6. Elevato consumo energetico: la saldatura a punti richiede un'elevata potenza elettrica e può causare un aumento dei costi energetici.
  7. Richiede un operatore esperto: la saldatura a punti richiede che un operatore esperto imposti e utilizzi correttamente l'attrezzatura, per garantire la qualità delle saldature.
  8. Portabilità limitata: l'attrezzatura per la saldatura a punti è in genere grande e pesante, quindi potrebbe non essere adatta per l'uso in luoghi in cui la mobilità è un requisito.

 

 

Applicazioni

La saldatura a punti è in grado di unire quasi tutti i fogli di metallo e lega con uno spessore massimo di 3 mm. Nello scenario attuale, un'ampia gamma di settori utilizza la saldatura a punti automatizzata e semiautomatica, tra cui automotive, aerospaziale, utensili da cucina, architettura, elettricità ed edilizia. Andiamo più in dettaglio su alcuni di loro.

1. Automotive

La saldatura a punti svolge un ruolo significativo nella produzione di carrozzerie automobilistiche. È ampiamente utilizzato nella produzione di carrozzerie automobilistiche (Mishra, 2016). Ad esempio, i fogli di alluminio vengono uniti mediante saldatura a punti per creare la carrozzeria di un'auto. Inoltre, le industrie automobilistiche utilizzano solo saldatrici a punti automatizzate e robot.

2. Elettronica

Numerose parti e prodotti elettrici presentano la saldatura a punti nella loro costruzione. Viene spesso utilizzato per produrre schede PCB, batterie, sensori, connettori, celle solari, pannelli e altre parti. Inoltre, alcune batterie preferiscono la saldatura a punti anziché la saldatura.

3. Utensili da cucina

La saldatura a punti è applicabile nella creazione di diversi utensili da cucina, tra cui spatole, tagliapizza, manici e tazze.

4. Ortodonzia

Potresti avere familiarità con gli apparecchi per denti. Il dentista era solito riallineare i denti e altri vari trattamenti ortodontici. Una tecnologia di saldatura a punti (piccole dimensioni) esegue l'unione di un'estremità all'altra.

5. Riparazione

La saldatura a punti viene utilizzata nella riparazione di automobili, mobili metallici e parti architettoniche. Svolge anche un ruolo significativo nella rimodellamento di un'auto danneggiata.

 

Ultimo pensiero

La saldatura a punti è una delle tecniche di giunzione dei metalli più accurate ed economiche con una limitazione dello spessore di 3 mm. Combina un'applicazione di pressione e calore. Elettricità e pressione vengono applicate alla posizione di saldatura mediante elettrodi.

Il controllo delle variabili di saldatura a punti è un processo complicato che influisce sulla qualità della saldatura. La corrente, la tensione, la pressione, il tempo di saldatura e altre variabili di saldatura a punti appropriate devono essere fissate in base al tipo di materiale, allo spessore e ai requisiti di qualità.

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FAQ

Cos'è la saldatura a punti?

La saldatura a punti si riferisce all'unione del metallo con l'applicazione di calore e pressione. I fogli di lavoro (massimo 3 mm) sono posizionati tra l'elettrodo, che applica pressione e corrente elettrica alla posizione di saldatura. La corrente elettrica genera il calore necessario per la fusione e la pressione contribuisce alla fusione.

Perché scegliere la saldatura a punti?

La saldatura a punti offre giunti robusti, precisione, tempi di consegna rapidi, ripetibilità e giunzione di materiali diversi a prezzi competitivi rispetto ad altre tecniche di saldatura.

Dov'è l'uso della saldatura a punti?

La saldatura a punti si applica alla produzione di carrozzerie automobilistiche, utensili da cucina, ortodonzia, riparazione, elettronica e molte altre applicazioni.

Quali sono le variabili critiche della saldatura a punti?

Alcune importanti variabili di saldatura a punti includono corrente, tensione, pressione dell'elettrodo, tempo di saldatura e tempo di attesa.

 

Bibliografia

1. Kashiyama, HM (2013). Simulazione del processo di formazione di nugget nella saldatura a punti con nastro di processo. 1° Simposio congiunto internazionale su giunzione e saldatura. Scienza diretta.
2. Mishra, SS (2016). Ricerca sulla saldatura a punti a resistenza di lamiere dissimili: una panoramica. Avanzamento tecnologico nella produzione e lavorazione di nuovi materiali.