В бытовом применении точечная сварка используется реже, чем дуговая. Бывают случаи, когда без нее трудно обойтись, но если брать во внимание цену подобных устройств, то целесообразность ее приобретения ставится под сомнение. В данном случае можно найти другой выход, и разобрать пример, как сделать точечную сварку своими руками. Для радиолюбителя в домашних условиях сконструировать подобный прибор не сложно. Но прежде нужно разобраться в особенностях ее работы.
Как работает контактная сварка
Это термомеханический тип сварки. Перед началом работы, сварные детали устраивают в нужное положение. Далее каждая их часть фиксируется между аппаратными электродами, под их действием детали сжимаются.
Ток, проходящий по электродам, раскаляет детали, и в этом месте образуется сплав. Он и есть соединяющий элемент двух деталей. Аппараты подобного типа на производстве имеют высокую производительность. Они за минуту способны сделать 600 сварных точек.
Но, чтобы поверхности раскалились, и начали плавиться, на них подают электрический ток огромной силы. Такой импульс приводит к практически мгновенному плавлению металлов. Его продолжительность зависит от вида сплавляемых металлов. Обычно временной диапазон составляет 0,01-0,1 секунды.
При этом расплавленные поверхности металлов образуют между собой сварочную каплю, которая должна застыть. Для этого сварные детали держаться сдавленными некоторое время. Расплавленная капля в этот момент образует своеобразную кристаллическую решетку.
Давление в этом процессе играет важную роль. Оно не дает расплавленной капле растекаться по площади деталей, таким образом, скрепляясь в одной точке. Силу сдавливания постепенно уменьшают, тогда лучше схватывается сварка. Данный работа требует чистых поверхностей деталей.
Поэтому перед работой предполагаемое место сварного шва обрабатывается специальным раствором. Так снимается элементы коррозии, и других оксидных пленок. В итоге получается шов высокого качества.
Конструкции самодельных устройств
Разберем устройство аппарата точечной сварки на примере. Подготовим радиоэлементы, и другие детали:
- Электрический преобразователь;
- Медный кабель, с диаметром сечения не менее 10мм;
- Электроды медного типа;
- Прерыватель;
- Несколько наконечников;
- Болты;
- Корпус.
Сборка аппарата
Это основные детали конструкции. Теперь рассмотрим схему для изготовления аппарата точечной сварки. В интернете их встречается не мало. И каждая имеет свой набор радиодеталей. Но главная схожесть всех схем – в простоте, и малой мощности.
Поэтому самодельные устройства пригодны только для мелких бытовых работ. Они смогут сварить тонкие листы железа, или жилы проводов. Для печатной платы понадобятся элементы:
- Переменный резистор – 100Ом;
- Конденсатор – 1000мКф, от 25В;
- Тиристор;
- Пара диодов – Д232А;
- Несколько диодов – Д226Б;
- Предохранитель – F (плавкого типа).
Следующий этап сборки аппарата для сварки своими руками, заключается в конструировании трансформатора TR1. В его основе применяется железо Ш40, необходимая толщина пластин составляет 70мм. Конструкция имеет две обмотки. На обмотку первичного типа применяется проводник ПЭВ2, с сечением 0,8мм. Далее наматывается 300 витков.
Вторичная обмотка делается многожильным медным кабелем, и сечением 4мм. Число витков не превышает 10.
Для второго трансформатора TR2 ручной работы не потребуется. Его можно заменить любым слабым преобразователем мощностью 5-10В. Его вторичная обмотка должна на выходе иметь не более 5-6В. На третьей обмотке должно выходить до 15В.
Проделав данную сборку, можно получить аппарат мощностью до 500А. Длительность импульса не превысит – 0,1сек, но только в том случае, если номиналы сопротивления и конденсатора, будут совпадать с теми, что на схеме. Мощность самодельной точечной сварки позволит сваривать металлические листы толщиной не более 0,2мм, а так же стальную проволоку диаметром 0,3мм.
Виды самодельных аппаратов точечной сварки различаются в основном по мощности. Некоторые модели способны выдать силу тока до 2000А, что позволяет сваривать стальные листы толщиной до 1,1мм, и стальные провода диаметром до 3мм.
Фото точечной сварки своими руками
Аппараты для точечной сварки не так часто используются в быту, как дуговые, но иногда без них невозможно обойтись. Учитывая, что стоимость такого оборудования начинается от $450-$470, рентабельность его покупки вызывает сомнения.
Выход из такой ситуации – контактная точечная сварка своими руками. Но, прежде чем рассказать, как самостоятельно сделать такое устройство, давайте рассмотрим, что представляет собой точечная сварка и технологию ее работы.
Кратко о точечной сварке
Данный тип сварки относится к контактным (термомеханическим). Заметим, что к такой категории также относят шовную и стыковую сварку, но их реализовать в домашних условиях не представляется возможным, поскольку для этой цели понадобится сложное оборудование.
Сварочный процесс включает в себя следующие этапы:
- детали совмещают в необходимом положении;
- закрепляют их между электродами аппарата, которые прижимают детали;
- производится нагрев, в результате которого за счет пластического деформирования детали прочно соединяются между собой.
Производственный аппарат точечной сварки (такой как показан на фото) способен в течение минуты совершить до 600 операций.
Технология процесса
Чтобы нагреть детали до необходимой температуры, на них подается кратковременный импульс элетротока большой силы. Как правило, импульс длится в от 0,01 до 0,1 секунды (время подбирается исходя из характеристик металла, из которого изготовлены детали).
При импульсе металл расплавляется, и между деталями образовывается общее жидкое ядро, пока оно не застынет, свариваемые поверхности необходимо удерживать под давлением. Благодаря этому, остывая, расплавленное ядро кристаллизируется. Рисунок, иллюстрирующий процесс сварки, показан ниже.
Обозначения:
- A – электроды;
- B – свариваемые детали;
- С – ядро сварки.
Давление на детали необходимо для того, чтобы при импульсе по периметру ядра расплавленного метала образовался уплотняющий пояс, не позволяющий вытекать расплаву за пределы зоны, где происходит сварка.
Чтобы обеспечить лучшие условия для кристаллизации расплава, давление на детали снимается постепенно. Если необходимо «проковать» место сварки с целью устранить неоднородности внутри шва, усиливают давление (делают это на финальной стадии).
Обратим внимание, что для обеспечения надежного соединения, а также качества шва, предварительно необходимо обработать поверхности деталей в местах, где будет происходить сварка. Это делается для удаления оксидной пленки или коррозии.
Когда требуется обеспечить надежное соединение деталей толщиной от 1 до 1,5 мм, применяют конденсаторную сварку. Принцип ее действия следующий:
- блок конденсаторов заряжают электротоком небольшой силы;
- разряд конденсаторов производится через соединяемые детали (силы импульса достаточно для обеспечения необходимого режима сварки).
Такой тип сварки применяется в тех сферах промышленности, где необходимо соединить миниатюрные и сверхминиатюрные компоненты (радиотехника, электроника и т.д.).
Говоря о технологии точечной сварки следует отметить, что с ее помощью можно соединять между собой разнородные металлы.
Примеры самодельных конструкций
В интернете есть много примеров создания аппаратов, производящих точечную сварку. Приведем несколько наиболее удачных конструкций. Ниже показана схема простого устройства для точечной сварки.
Для реализации нам понадобятся следующие радиодетали:
- R – переменное сопротивление номиналом 100 Ом;
- С – конденсатор, рассчитанный на напряжение не менее 25 В с емкостью 1000 мкФ;
- VD1 – тиристор КУ202, буквенный индекс может быть К, Л, М или Н, можно также использовать ПТЛ-50, но в этом случае емкость «С» необходимо понизить до 1000 мкФ;
- VD2-VD5 – диоды Д232А, зарубежный аналог – S4M;
- VD6-VD9 – диоды Д226Б, их можно заменить зарубежным аналогом 1N4007;
- F – плавкий предохранитель на 5 А.
Необходимо сделать отступление, чтобы рассказать, как изготовить трансформатор TR1. Он изготавливается на базе железа Ш40, с толщиной набора 70 мм. Для первичной обмотки потребуется провод ПЭВ2 Ø0,8 мм. Количество витков в обмотке – 300.
Чтобы сделать вторичную обмотку, понадобится медный многожильный провод Ø4 мм. Его допускается заменить шиной, при условии, что ее сечение будет как минимум 20 мм 2 . Количество витков вторичной обмотки – 10.
Видео: контактная сварка своими руками
Что касается TR2, то для него подойдет любой из маломощных трансформаторов (от 5 до 10 Вт). При этом на обмотке II, используемой для подключения лампы подсветки «H», должно быть выходное напряжение в пределах 5-6 В, а обмотки III – 15 В.
Мощность изготовленного аппарата будет относительно не высокая, в пределах от 300 до 500 А, максимальное время импульса до 0,1 сек (при условии, что номиналы «R» и «С» будут такими же, как на приведенной схеме). Этого вполне достаточно для сварки стальной проволоки Ø0,3 мм или листового металла, если его толщина не превышает 0,2 мм.
Приведем схему более мощного аппарата, у которого сварочный электроток импульса будет в пределах от 1,5 кА до 2 кА.
Перечислим используемые в схеме компоненты:
- номиналы сопротивлений: R1-1.0 кОм, R2-4.7 кОм, R3-1.1 кОм;
- емкости в схеме: С1-1.0 мкФ, С2-0,25 мкФ. Причем, С1 должен быть рассчитан под напряжение не менее 630 В;
- VD1-VD4 диоды – диоды Д226Б, допускается замена на зарубежный аналог 1N4007, вместо диодов можно поставить диодный мост, например, КЦ405А;
- тиристор VD6 – КУ202Н, его необходимо поместить на радиатор, площадью не менее 8 см 2 ;
- VD6 – Д237Б;
- F – плавкий предохранитель на 10 А;
- К1 – это любой магнитный пускатель, у которого имеется три пары рабочих контактов, а обмотка рассчитана на ~220 В, например, можно установить ПМЕ071 МВУХЛЗ AC3.
Теперь расскажем, как сделать трансформатор ТR1. За основу взят автотрансформатор ЛАТР-9, такой, как показан на фотографии.
Обмотка в этом автотрансформаторе насчитывает 266 витков, сделана она медным проводом Ø1,0 мм, ее мы будем использовать в качестве первичной. Аккуратно разбираем конструкцию, чтобы не повредить обмотку. Вал и прикрепленный к нему передвижной роликовый контакт демонтируем.
Дале нам необходимо изолировать контактную дорожку, с этой целью очищаем ее от пыли, обезжириваем и покрываем лаком. Когда он просохнет дополнительно, изолируем всю обмотку, используя лакоткань.
В качестве вторичной обмотки используем медный провод с площадью сечения как минимум 80 мм 2 . Важно, чтобы изоляция этого провода была термостойкой. Когда все условия соблюдены, делаем им обмотку из трех витков.
Настройка собранного устройства сводится к градированию шкалы переменного резистора, регулирующего время импульса.
Рекомендуем перед тем как приступать к сварке, установить опытным путем оптимальное время для импульса. Если длительность будет излишней, детали будут прожжены, а если меньше необходимой – прочность соединения будет ненадежной.
Как уже писалось выше, аппарат способен выдать сварочный электроток силой до 2000 А, что позволяет сваривать стальной провод Ø3 мм или листовую сталь, толщина которой не превышает 1,1 мм.
Когда то я озадачился созданием точечной сварки своими руками для соединения аккумуляторов 18650. Сначала был собран таймер на 555, потом на микроконтроллере pic16f628a. Для него была написана самодельная прошивка, управление энкодером с нажатием, от 0.01 сек до 10 сек и до 10 импульсов. Но этот аппарат точечной сварки давно продан и мне нужно было чем то сваривать аккумуляторы 18650. Для этого на aliexpress был заказан этот таймер за 11.14$ или около 700 российских руб.
Приехало чуть быстрее чем за месяц.
Посмотрим что он из себя представляет.
Что такое контактная сварка?
Берем большой транс, чтоб пробки в квартире не выбивало (от микроволновки например). Срезаем вторичку, первичка на 220 остаётся. Выбираем шунт. Вместо тысяч витков старой вторички запихиваем 2-5 витков толстого провода. Для сварки аккумов можно 3-5 витков сечением 35мм. Для более толстых пластин и проволоки 2 витка сечением 70-120мм. Оконцовываем толстые проводки. Крепим к концам провода электроды в зависимости от задачи. И если подать на первичку транса 220 вольт, то во вторичке пойдет ток в районе 1000А, который разогревает место контакта электродов с металлом. Если это толстое железо или проволока то выдержка обычно большая, несколько секунд и можно просто подавать 220 вольт на транс через автомат или любым другим ручным методом. Если же варить круглые литиевые аккумы, то там тонкие пластины 0.1-0.3мм и нужны очень короткие выдержки, при этом они должны быть одинаковыми для повторяемости результатов. Прожиг аккумуляторов недопустим, разгерметизация банки - банка на выброс. Вот для замены автомата или кнопки, для того чтоб точно выставить короткую выдержку и применяется этот таймер.
Для тех, кто мало представляет что это такое и с чем его едят, можно почитать:
Упаковано
хорошо, картонная коробочка и внутри плата под несколькими слоями вспененного полиэтилена. Если играть коробкой в футбол то ничего не повредится.
Внутри плата с хорошего качества.
Микросехема контроллера от STMicroelectronics STM8S003F3, триггер Шмитта 74hc14d, оптрон moc3021 и pc817, симистор BTA41600B, стабилизатор lm317k диоды и прочая обвязка.
Силовой симистор
желательно прикрутить на радиатор через термопасту. Можно прикрутить его прямо на корпус контактной сварки, но тогда это нужно делать через изолятор. Слюдяная прокладка и изолятор на винт крепления. Плата разделена на две части белой полосой - та часть, которая ближе к симистору, находится под опасным напряжением 220 вольт. Китайские иероглифы возле этой полосы как раз об этом говорят. Большая часть платы контактной сварки находится под низким напряжением и безопасна.
Расшифровка надписей возле светодиодов по порядку от ручек регуляторов:
- Состояние. Светит когда есть питание.
- Статус. Мигает в норме и горит когда подключено постоянное напряжение. При питании постоянным напряжением плата работать не будет.
- Педаль. Тухнет когда нажата педаль.
- Триггер. Светит пока открыт симистор и идет сварка.
Выносной дисплей таймера для точечной сварки содержит несколько светодиодных семисегментных индикаторов, драйвер LED семисегментного индикатора TM1650, и обвязку к нему.
Для работы контактной сварки кроме этой платы таймера нужны:
- Питающий трансформатор
на переменное напряжение 9-12в. От постоянки плата не работает. Не видит импульсы сети. Должен мигать второй слева светодиод, от постоянки он не мигает. Большая мощность трансформатора не нужна, от него питается только логика. Зарядка от сотового не подойдет. Готовый подходящий транс есть у этого же продавца. Нужно выбрать версию 220в, стоит меньше 6$ или 370 руб.
- Педаль или кнопка.
Что то, что будет замыкать контакты на плате. Нормально разомкнутая.
Готовая педаль от продавца стоит примерно столько же.
- Трансформатор контактной сварки.
Силовая часть то есть. Ну если вы интересуетесь такой платой то наверное знаете что это такое. Это трансформатор с первичной обмоткой на 220В и вторичной на низкое напряжение (1-6В) и большой ток (100-1000А). Этот ток и варит.
Этот таймер коммутирует первичку, то есть дает напряжение на первичную обмотку силового трансформатора сварки. Аналогично вместо этого таймера можно поставить просто выключатель - при включении выключателя сварка будет варить, пока включен включатель. Но для сварки аккумуляторов 18650 нужен очень короткий импульс (0.01-0.1 сек), иначе прожигается металл аккумулятора. Так же нужно постоянство результатов, то есть все выдержки точечной сварки должны быть строго одинаковы. Такие условия - выдержки в доли секунды и повторяемость выдержек - невозможно реализовать вручную, по этому я купил этот таймер точечной сварки.
Педаль и транс есть у этого же продавца, силовой трансформатор для точечной сварки можно взять от микроволновки или больший по размеру. Трансформатор тяжелый, с китая заказывать дорого. Можно поискать нерабочую микроволновку или старую на барахолке за малые деньги. Или спрашивать в мастерских по ремонту бытовой техники.
Работа таймера:
Подключаем трансформатор питания (переменка 9-12В) и педаль к соответствующим клеммникам, провода, идущие на силовой трансформатор микроволновки, припаиваются. На плате две ручки - левая для регулировки выдержки времени сварки, правая для регулировки тока. На выносном табло видно цифры, аналогично показывающие слева - выдержку времени и справа - ток. Выдержка времени сварки регулируется от 1 до 50, 1 это один период сети то есть 0.02 секунды. То есть таймер может задавать выдержки до 50*0.02 = 1 секунды. Ток сварки регулируется от 30 до 99.При нажатии педали микроконтроллер отслеживает напряжение в сети 220 вольт, при пике или нижней части синусоиды дает сигнал на симистор. Пока открыт тиристор, идет ток через первичку сварочного трансформатора и идет сварка. Плата срабатывает как электронный выключатель, ключ.
При значении времени 1 на дисплее и значении тока 99 таймер включает симистор на 20 мс, на один период сети. Если нужно меньше, то можно уменьшить ток правым регулятором и контроллер откроет симистор не на полную синусоиду, а только на ее часть.
Я снял осциллограммы с вторичной обмотки сварочного трансформатора на разных значениях тока и выдержках, их можно увидеть на фото ниже:
мой осциллограф не супер качества, любительский, по этому привожу фото с отзывов али - как это должно выглядеть на экране осциллографа:
Смысл регулировки тока в том, что если трансформатор слишком мощный для сварки аккумуляторов 18650 и прочих похожих, а выдержка времени в 0.02 сек слишком большая и прожигает пластину или аккумы, то можно еще понизить ток - импульс станет слабее и аккумуляторы не будет прожигать.
Я попробовал варить пластину никеля на выдержке 1 и токах от 30 (самые правые) до 99 (левее) результат явно виден. Это можно увидеть на фото ниже.
Пластина шириной 8 мм, толщина 0.15 мм. 
Последние две пробы сварки я пробовал сделать на большой выдержке и малом токе. При выдержке 10 и 30 и токе 30 - пластина греется, даже меняет цвет но не приваривается. Для сварки тонких никелевых пластин лучше короткий импульс большим током чем длинный импульс но с слабым током.
Последние точки слева, одна из них сквозная, сделаны как раз на выдержках 10 и 30 и малом значении тока сварки 30.
Все это можно наглядно увидеть в видеоверсии обзора ниже:
В общем плата контактной сварки мне понравилась, есть 50 настроек времени от 0.02 сек до 1 сек и при этом еще 70 градаций тока. Контроллер платы отслеживает периоды сети и включает таймер в период максимума или минимума синусоиды, что гарантирует одинаковые результаты сварки и отличную повторяемость сварки аккумуляторов 18650.
Рекомендую этот таймер для создания точечной сварки из микроволновки своими руками.
Если же необходим более мощный сварочник, споттер для сварки машин то у продавца есть этот же таймер с более мощным симистором на 100А, это будет дешевле, чем покупать отдельно симистор на 100А и плату. Планирую купить +103 Добавить в избранное Обзор понравился +101 +161
Потребность в сварном соединении металлических деталей у автолюбителей возникает часто, а громоздкие и дорогие сварочные аппараты есть не у всех. Выходом из положения становится точечная контактная . Аппарат для точечной сварки стоит от 200$, но самостоятельное изготовление приспособления из деталей вышедших из строя домашних приборов потребует минимальных затрат. Герметичного шва точечной сваркой добиться не удастся, но прочность соединения достигается высокая.
Точечная сварка относится к разряду так называемых контактных сварок
Типы сварки
Сварка – процесс, при котором детали соединяются при помощи плавления методом локального нагрева. Это наиболее прочный вид сращения материалов, так как связь происходит на межатомном уровне. Сваривать можно практически любой материал, но в автомобильном деле к этой процедуре прибегают, чтобы получить прочное механическое соединение металлов или сплавов. Чтобы расплавить металл, необходима высокая температура: для стали выше 1300 ° C, для меди – 1000 ° C, для алюминия – 660 ° C. Источники энергии для достижения таких температур могут быть различными:
- электрическая дуга;
- газовое пламя;
- ультразвук;
- электронный луч;
- лазер.
При точечном сварном соединении для плавления и соединения материалов используется электрическая дуга. В зависимости от используемого вида энергии различают три типа сварки:
- механическая, при которой используется тепловая энергия трения детали;
- термическая, когда материалы плавятся от высокой температуры, достигнутой горением газа или большой силой тока;
- термомеханическая: сочетание высоких температур и давления на детали приводят к расплавлению и слиянию материала.
Сварка гвоздей аппаратом
Тип соединения также определяется видом сплава.
Особенности выполнения точечной сварки
Точечная сварка своими руками обладает рядом достоинств перед другими видами:
- экономичность;
- простота проведения;
- прочность полученных соединений.
Качество сварного соединения зависит от нескольких составляющих, прежде всего от материала, из которого сделаны электроды. Рекомендуется использовать для этих целей медные стержни – они прочны, обладают высокой электро- и теплопроводностью. Важный параметр – сечение электрода. Оно должно быть в два–три раза меньше в диаметре, чем сварная точка.
Точечный (споттер) можно изготовить самостоятельно – схема точечной сварки достаточно простая. Чтобы сделать контактную сварку, понадобится трансформатор мощностью более 1 кВт. Часто для этих целей используют элемент вышедшей из строя микроволновой печи. Размер трансформатора должен позволять сделать 2–3 витка обмотки толстым кабелем, а длина кабеля составлять 1,5 м.
На трансформаторе заменяют вторичную обмотку, оставив нетронутой первичную. Новая вторичная обмотка делается алюминиевым проводом в изоляции диаметром 1–2 мм, к которому присоединяют наконечники. Мощный провод обеспечит силу тока 1000 А.
Изготовление прибора своими руками
После готовности трансформатора первичную обмотку подсоединяют к источнику питания и определяют напряжение на вторичной обмотке (получается 2–2,8 В).
К корпусу, детали которого можно сделать из дерева или ДСП, последовательно монтируют трансформатор, кабель с выключателем, делают заземление.
После завершения монтажа корпуса монтируют сварочные «клещи». Электроды лучше изготовить из медного провода, а закрепить их в дюралюминиевых держателях на деревянных брусках. Для роли электродов подходит отшлифованное «жало» старого ненужного паяльника.
Кабель к электродам присоединяется при помощи четырех клемм. Две верхних согнуты по направлению друг к другу – в них вставляются электроды, а в две нижних подсоединяют наконечники кабеля вторичной обмотки.
Нижний электрод чаще закрепляют в неподвижном состоянии, двигается верхний. сварка подключается к сети через выключатель-автомат в 20 А.
Дроссель для сварки применяется для регулирования силы тока – без него она будет максимальной. Подключают дроссель к вторичной обмотке, он добавляет сопротивление и уменьшает силу тока.
Аппарат контактной сварки можно оснастить вентилятором, выполняющим роль охладительной системы.
Пример использования прибора профессионалом
Самодельная точечная сварка работает от сети с напряжением 220 В.
Совет. Для увеличения несколько трансформаторов, но это влечет падение напряжения в сети. Поэтому контактная сварка своими руками осуществляется при помощи самодельных аппаратов, мощность которых ограничена – обеспечивает силу тока в 1000–2000 А.
Качество проведения сварочных работ своими руками зависит от нескольких условий:
- давления на металл – усилие на прижим должно быть достаточным;
- диаметра электрода;
- силы тока, протекающего через электрод;
- время прижима должно быть больше времени сварки (прижимать электроды следует немого дольше, чем течет ток).
Некоторые виды и особенности контактной сварки
В зависимости от размера и формы нагреваемого участка контактная сварка бывает трех видов.
- Точечная сварка – материал «прошивается» единичными высокотемпературными «уколами», шов негерметичный.
- Шовная – расплавленные кромки деталей соединяют между собой для получения герметичного шва. Пример этого вида соединения частей – пайка металлического бачка для жидкости. По сути шовное соединение состоит из множества перекрывающих друг друга точек.
- Стыковая – площадь соединения широкая, одну деталь «надевают» на другую, в местах стыков образуется полное слияние деталей в однородный элемент. Этим видом соединения чаще всего сваривают трубы.
Действие аппарата на кузове автомобиля
Точечная сварка своими руками не требует сложных приспособлений, не нужен специальный стол для сварки, но соблюдение техники безопасности при проведении сварочных процедур обязательно.
Процедура выполнения точечной сварки
Перед свариванием детали зачищают, удаляя пыль, элементы коррозии, остатки краски или масла – эти помехи ухудшают качество соединения. Толщина стали в свариваемых деталях не более 3 мм.
Подготовленные металлические детали зажимаются электродами.
На электроды подают ток, точечный контакт оказывает воздействие на металл – нагревает до температуры плавления в точке соприкосновения с электродами.
Не требует регулировки величины тока в процессе, достаточно визуального контроля. Ориентируются на время нагрева, которое составляет 0,5–3 секунды (не более пяти): скорость прохождения тока по детали 1 мм толщиной в процессе работы аппарата составляет 0,1–1 секунды, а толщина свариваемых деталей не превышает 3мм. По желанию аппарат для точечной сварки можно оснастить реле времени.
Пример работы профессионального сварщика
Мощность тока, достаточная для сваривания деталей 1 мм толщиной, составляет 3–5 кВт. Сила тока (на медных электродах) должна составлять от 50 А на 1 поверхности. При меньших величинах не происходит должного нагрева, металл не плавится, слияние становится невозможным.
Затем ток отключают, а сжатие деталей электродами увеличивают.
В месте воздействия тока и сближения деталей под давлением электродов образуется контакт и связи атомов – сварное соединение готово.
Со временем электроды оплавляются, поэтому контактный конус нужно периодически шлифовать, чтобы наконечник оставался острым.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕОИНСТРУКЦИЮ
Контактная точечная сварка создает прочное соединение металлических деталей. Использовать сварное соединение в автоделе приходится неоднократно, поэтому мастера рекомендуют приобрести или сделать сварочный аппарат самостоятельно из подручных материалов. Пригодится он и для ремонта бытовых приборов, изготовления металлических предметов, соединения электрических кабелей.
Самыми простыми в изготовлении являются сварочные аппараты контактной точечной сварки переменного тока с нерегулируемой силой тока. Управление процессом сварки осуществляется изменением продолжительности электрического импульса - с использованием реле времени или вручную с помощью выключателя.
Прежде чем рассматривать конструкции самодельных аппаратов для контактной точечной сварки, следует напомнить закон Ленца-Джоуля: при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику (Q=I 2 R t). Это значит, что при токе 1000А на плохо выполненных соединениях и тонких проводах теряется примерно в 10000 раз больше энергии, чем при токе 10А. Поэтому нельзя пренебрегать качеством электрической цепи.
Трансформатор . Основная составляющая часть любого оборудования для контактной точечной сварки - силовой трансформатор с большим коэффициентом трансформации (для обеспечения большого сварочного тока). Такой трансформатор можно сделать из трансформатора от мощной микроволновой печки (мощность трансформатора должна быть около 1 кВт или выше) питающего магнетрон.
Эти трансформаторы отличаются своей доступностью и большой мощностью. Такого трансформатора хватит для аппарата точеной сварки, способного сваривать стальные листы толщиной 1 мм. Если потребуется более мощный аппарат точечной сварки, то можно использовать два (и более) трансформатора (как это организовать описано ниже).
В микроволновке, для работы магнетрона необходимо очень высокое напряжение (около 4000В). Поэтому трансформатор питающий магнетрон, не понижающий, а повышающий. У его первичной обмотки количество витков меньше, чем у вторичной, а толщина обмоточного провода больше.
На выходе таких трансформаторов до 2000В (на магнетрон подается напряжение удвоенное удвоителем), поэтому не стоит проверять работоспособность трансформатора включая его в сеть и измеряя напряжение на выходе.
От такого трансформатора нужен магнитопровод и первичная обмотка (та, где меньше витков и провод толще). Вторичная обмотка срезается ножовкой или отрубается стамеской (если магнитопровод надежно сварен, а не склеен), выбивается стержнем или высверливается и выковыривается. Необходимость в высверливании возникает, когда обмотка набита в окно очень плотно и попытка её выбить может привести к разрушению магнитопровода.
При удалении вторичной обмотки нужно стараться не повредить первичную обмотку.
Кроме двух обмоток, в трансформатор могут быть вмонтированы шунты, ограничивающие ток, их тоже обязательно нужно убрать.
После извлечения из трансформатора ненужных элементов, наматывается новая вторичная обмотка. Для обеспечения большого тока, близкого к 1000А, необходим толстый медный провод, площадью сечения более 100 мм 2 (провод диаметром более 1 см). Это может быть либо один многожильный провод, либо пучок нескольких проводов небольшого диаметра. Если изоляция провода толстая и мешает сделать достаточное количество витков, то её можно снять, а провод обмотать тканевой изолентой. Длина провода должна быть наименьшей из возможной, чтобы не создавать дополнительного сопротивления.
Делается 2-3 витка. На выходе должно получиться около 2В, этого будет достаточно. Если удастся впихнуть в окна трансформатора больше витков, то выходное напряжение будет больше, следовательно будет дольше ток (в сравнении с меньшим количеством витков провода такого же диаметра) и мощность аппарата.
Если есть два одинаковых трансформатора, то их можно объединить в один, более мощный, источник тока. Это может потребоваться когда в наличии два трансформатора с недостаточной мощностью или когда требуется сделать своими руками аппарат точечной сварки для работы с более толстым металлом.
Например, в случае недостаточно мощных трансформаторов, каждый из трансформаторов мощностью 0,5 кВт имеет входное напряжение 220В, выходное напряжение равно 2В при номинальном токе 250А (значение взято для примера, пусть кратковременный ток сварки будет 500А). Соединив одноименные выводы первичных и вторичных обмоток, получим устройство, в котором при том же значении напряжения (2В) номинальное значение выходного тока составит 500А (почти также удвоится и ток сварки, будут больше потери из-за сопротивлений).
При этом, показанные на схеме соединения в цепи вторичных обмоток должны быть на электродах, то есть в случае двух трансформаторов мощностью 0,5 кВт будет два одинаковых провода диаметром 1 см, концы которых соединены с электродами.
Если ошибиться в соединении выводов первичной или вторичной обмоток, то буде короткое замыкание.
Если есть два достаточно мощных трансформатора и нужно увеличить напряжение, а размеры окна магнитопровода не позволяют сделать нужное количество витков толстым проводом на одном трансформаторе, то вторичные обмотки двух трансформаторов соединяются последовательно (один провод протягивается через два трансформатора), с одинаковым количеством витков на каждом трансформаторе. Направление витков должно быть согласованно, чтобы не получилось противофазы и как следствие, напряжения на выходе близкого к нулю (сначала можно поэкспериментировать с тонкими проводами).
Обычно в трансформаторах одноименные выводы обмоток всегда обозначены. Если по каким-либо причинам они неизвестны, то их можно определить, поставив простой эксперимент, схема которого изображена ниже.
Здесь входное напряжение подается на последовательно соединенные первичные обмотки двух одинаковых трансформаторов, а на выходе, образованном последовательным соединением вторичных обмоток, включен вольтметр переменного напряжения. В зависимости от направления включения обмоток может быть два случая: вольтметр показывает какое-то напряжение или напряжение на выходе равно нулю. Первый случай свидетельствует о том, что и в первичной, и во вторичной цепях объединены между собой разноимённые выводы соответствующих обмоток. В самом деле, напряжение на каждой из первичных обмоток равно половине входного и трансформируется во вторичных обмотках с одинаковыми коэффициентами трансформации. При указанном включении вторичных обмоток напряжения на них суммируются и вольтметр дает удвоенное значение напряжения каждой из обмоток. Нулевое показание вольтметра свидетельствует о том, что равные по значению напряжения на последовательно включенных вторичных обмотках трансформаторов имеют противоположные знаки и, следовательно, какая-либо из пар обмоток объединена одноименными выводами. В этом случае, изменив, например, последовательность соединения выводов первичных обмоток так, как это показано на рисунке (б), получим на выходе удвоенное значение выходного напряжения каждой из вторичных обмоток и можно будет считать, что обмотки трансформатора соединены разноименными выводами. Очевидно, что такой же результат можно получить изменив последовательность соединения выводов вторичных обмоток.
Чтобы сделать своими руками более мощный аппарат точечной сварки можно соединить подобным же образом больше трансформаторов, если только это позволяет сделать сеть. Слишком мощный трансформатор будет вызывать большое падение напряжения в сети, приводить к срабатыванию предохранителей, миганию лампочек, жалобам соседей и т.п. Поэтому мощность самодельных аппаратов для точечной сварки ограничивают обычно значениями, которые обеспечивают силу сварочного тока в 1000-2000А. Нехватку силы тока компенсируют увеличением времени сварочного цикла.
Электроды . В качестве электродов используются стержни (прутки) из меди. Чем толще будет электрод тем лучше, желательно чтобы диаметр электрода не был меньше диаметра провода. Для аппаратов небольшой мощности подходят жала от мощных паяльников.
Электроды необходимо периодически подтачивать, т.к. они теряют форму. Со временем они стачиваются полностью и требуют замены.
Как уже писалось, длина провода, идущего от трансформатора к электродам, должна быть минимальной. Также должно быть минимум соединений, т.к. на каждом соединении происходит потеря мощности. В идеале на оба конца провода надеваются медные наконечники, через которые провод соединяется с электродами.
Наконечники должны быть спаяны с проводом (жилы провода тоже должны быть спаяны). Дело в том, что со временем (возможно и при первом же запуске), в месте контактов происходит окисление меди приводящее к росту сопротивления и большой потере мощности, из-за чего аппарат может перестать сваривать. Плюс при обжиме наконечников площадь контакта меньше чем при пайке, что тоже увеличивает сопротивление контакта.
Из-за большого диаметра провода и наконечника для него, спаять их непросто, однако облегчить эту задачу могут продающиеся луженые наконечники под пайку.
Неспаянные соединения наконечников с электродами тоже создают дополнительное сопротивление и окисляются, но т.к. электроды должны быть съемными, неудобно каждый раз при замене отпаивать старые и припаивать новые. Тем более это соединение гораздо проще очистить от окислов, чем конец многожильного провода обжатого наконечником.
Органы управления . Единственными органами управления могут быть рычаг и выключатель.
Сила сжатия между электродами должна быть достаточной для обеспечения контакта свариваемых деталей меду электродами, и чем толще свариваемые листы, тем больше должна быть сила сжатия. На промышленных аппаратах эта сила измеряется десятками и сотнями килограмм, поэтому рычаг стоит делать подлиннее и покрепче, а основание аппарата помассивнее и с возможностью крепления струбцинами к столу.
Большое усилие прижима у самодельных аппаратов для точечной сварки можно создать не только рычажным, но и рычажно-винтовым зажимом (винтовая стяжка между рычагом и основанием). Возможны и другие способы, требующие различного оборудования.
Выключатель должен устанавливаться в цепь первичной обмотки, потому что в цепи вторичной обмотки очень большой ток и выключатель будет создавать дополнительное сопротивление, кроме того контакты в обычном выключателе могут намертво свариться.
В случае рычажного прижимного механизма, выключатель следует монтировать на рычаге, тогда одной рукой можно давить на рычаг и включать ток. Вторая рука останется свободной для придерживания свариваемых деталей.
Эксплуатация . Включать и выключать сварочный ток необходимо только при сжатых электродах, в противном случае возникает интенсивное искрение, приводящее к подгоранию электродов.
Желательно использовать принудительное охлаждение аппарата с помощью вентилятора. При отсутствии последнего нужно постоянно контролировать температуру трансформатора, токопроводов, электродов и делать перерывы, чтобы не допустить их перегрева.
Качество сварки зависит от приобретенного опыта, который сводится в основном к выдерживанию необходимой продолжительности токового импульса на основании визуального наблюдения (по цвету) за сварной точкой. Подробнее про выполнение точечной сварки написано в статье Контактная точечная сварка .
Видео:
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
