В частном подворье или во время эксплуатации автомобиля нередко возникает потребность контактной точечной сварки металлических элементов. В серийном производстве для этого есть много устройств. Но при желании сварочный аппарат можно сконструировать своими руками. Например, из трансформатора старой микроволновки.
Принцип работы подобного самодельного или фабричного устройства прост. Оно сжимает необходимые металлические части и одновременно нагревает их с помощью электрического тока. Материал плавится, а после охлаждения застывает в виде шва. Эффективность точечной сварки зависит от теплопроводности самого материала, геометрии деталей, мощности сварочного инструмента.
Процесс протекает так:
- устройство генерирует большой сварочный импульс - не менее 1000 А тока;
- силовая сварочная цепь создаёт низкое напряжение (до 10 В);
- сварочный шов получается за считанные секунды;
- радиус расплавления невелик, внешний вид материала не портится.
Внимание! Подобная сварка эффективна, если усилие сжатия будет значительным. Оно измеряется в десятках или даже сотнях килограммов. РеализТрансформатор
Подготовка трансформатора
Трансформатор — ключевой элемент контактной сварки. Он поднимает входное напряжение до нужного уровня. Подходящим для этого коэффициентом трансформации и мощностью 700-800 Вт обладает устройство из большой микроволновки. Изготовленная из него сварка выдаёт 4 кВт напряжения и может соединить металлический лист толщиной до 5 мм.
Если такая печь у вас есть, то приступайте к аккуратному изъятию детали. Процедура пошагово:
Совет. Если у провода толстая изоляция — снимите её, а жилу обмотайте изолентой на тканевой основе.
Разобраться в деталях вам поможет видео. Из точечной сварки можно выжать ток большей силы. Для этого потребуется установить второй аналогичный трансформатор, объединив с первым в цепь. В этой процедуре особенно важно корректно соединить выводы разных обмоток двух трансформаторов (используйте вольтметр), иначе получите короткое замыкание. После сборки основы точечной сварки измерьте силу тока, которую она производит. Помните, больше 2000 А в домашних условиях генерировать нельзя из-за проводки.
Монтаж электродов контактной сварки
Эта пара элементов выполняет непосредственную сварку материала. Требование простое: соответствие диаметра толщине провода. Подойдут медные прутки или даже электроды от фабричных паяльников (если мощность будет невелика). Монтаж и обслуживание этих элементов имеет такие нюансы:
Совет. Гайки, болты, другие крепёжные элементы желательно должны быть медными. Материал и его сплавы отличаются низким уровнем электрического сопротивления.
Заключительный этап сборки точечной сварки
Для полноценности сварки вам потребуются выключатель и система прижима. Тумблер должен контролировать подачу электричества к первичной обмотке.
Сила тока на ней существенно ниже, чем на вторичной, подключение к которой технически неправильно. Оно губительно для всего аппарата.
Совет. Выключатель удобно располагать прямо на рукояти рычага, который обеспечивает сжатие свариваемых элементов. Прижимать сварку и включать её в сеть вы сможете одной рукой, а вторую освободите для придерживания материала.
Для домашнего оборудования достаточно рычага длиною в 60 см. Он позволит преобразовать силу ваших рук в 10-кратном размере. Для устройства нужно продумать способ фиксации на рабочем столе. Например, с помощью струбцины. Ведь в процессе сварки важно не сдвинуть детали в стороны, чтобы не испортить шов. Рычажный механизм отлично дополняют винтовые элементы, которые усиливают силу сжатия.
Справиться с созданием домашней сварки под силу любому столяру. Важно сделать прибор надёжным и безопасным.
Как сделать точечную сварку: видео
Какой аппарат при этом используется, можно ли его сделать самому – ниже постараемся ответить на все эти вопросы.
Точечная сварка применяется не только на производстве, но и в домашних условиях.
В промышленном масштабе выбор падает на такой вид сварки, когда нужно соединить сплавы цветных металлов, стали различных марок, когда листы имеют разную толщину, при создании профильных заготовок, например, уголков и др.
В домашних условиях точечная сварка нашла свое применение в ремонте бытовой техники, аккумуляторов, кабелей.
Чтобы сократить расходы на замену аккумуляторов системы, с помощью данного аппарата можно производить сварку аккумуляторов ноутбуков, шуруповертов и прочих мобильных устройств.
Сварка аккумуляторов происходит по обычной технологии.
Сам процесс сваривания заключается в нагревании металлического предмета до состояния пластичности, после чего он деформируется, то есть соединяется.
Для создания более качественного шва необходимо обеспечить постоянство процесса, то есть постоянно поддерживать одну скорость обработки предмета, следить за давлением.
Эти требования больше относятся к ручной сварке, поскольку на предприятиях данный процесс выполняется автоматически.
Нагревание металлических предметов происходит за счет пропускания электрического тока, от которого генерируется тепло на поверхности.
В том месте, в котором произошел контакт электрода с поверхностью, начинает появляться жидкое ядро, образованное от плавления двух деталей.
Когда ток перестает поступать (0,01-0,1 сек), тогда ядро начинает застывать, позволяя, тем самым, удерживать обе части деталей.
Для осуществления сжатия металлического листа используются клещи, которые подразделяются на ручные и подвесные.
Ручные клещи способствуют выработке тока, который в дальнейшем подается на электроды, зажимающие заготовку. Подвесные клещи используются в промышленности, отличаются высокой производительностью.
Контактная точечная сварка имеет ряд преимуществ:
- Скорость выполнения работы;
- Безопасность работ достигается за счет низкого напряжения тока;
- Обеспечивается прочность соединения, но, к сожалению, не герметичность;
- Сделать аппарат для сварки можно самостоятельно в домашних условиях.
Особенности процесса
Контактная точечная сварка – процесс несложный: ток проходит через точечное соединение, вырабатывая тепло.
При этом состояние контактов влияет на качество сварки, любая шероховатость или окись может сказаться неблагоприятным образом.
Процесс точечной сварки см. на видео.
При сваривании необходимо учитывать такие свойства металлов как теплопроводность, сопротивление и точка плавления, поскольку они различны, например, железо будет плавиться при температуре 1300 градусов Цельсия, медь – 680, алюминий – 435, цинк – 1115 и пр.
К электродам также предъявляются определенные требования:
- Высокие показатели тепло- и электропроводимости;
- Прочность;
- Механическая обработка должна осуществляться легко.
От диаметра электродов также зависит качества сварочного шва, он определяет плотность тока.
Чтобы визуально правильно подобрать диаметр электрода для обрабатываемого листа, необходимо его толщину умножить на два.
Контактная точечная сварка может осуществляться не только в промышленных масштабах, но и в быту.
Чтобы в домашних условиях не приходилось использовать громоздкое оборудование, производители выпустили компактное устройство, пригодное для небольшого ремонта, например, бытовой техники, аккумуляторов либо автомобиля.
Устройство называется споттером. Он имеет два вывода, один из которых крепится непосредственно к предмету, а второй – к электроду.
Клещи в данном случае не нужны. Для обеспечения лучшего рабочего процесса, желательно источник тока выбирать таким образом, чтобы он находился как можно ближе к месту сварки.
Несмотря на то, что споттер – это больше ручной прибор, он является достаточно функциональным.
Самые простые приборы, использующие однофазный ток, отличаются надежностью и простотой, но металлические листы толщиной более 0,8 мм соединить уже не получится.
Более сложные и мощные модели идут с использованием трансформатора, надо отметить, что они являются более дорогими. Но самым дорогим споттером является инверторный.
В быту можно обойтись и более дешевым устройством, сделанным своими руками.
Точечная сварка характеризуется крепостью шва, который иногда приходится убирать путем высверливания. Сверло применяется обычно в случае ремонта автомобиля.
Нужно отметить, что существует специальное сверло для высверливания точечной сварки. Сверло лучше купить, а не использовать какое-то подходящее на ваш взгляд сверло. Цена на такое сверло невысока. Данные работы должны производиться аккуратно, чтобы можно было в дальнейшем отремонтировать кузов, а не заказывать новый.
Схема самодельного сварочного аппарата
Для бытовых потребностей покупать сварочный аппарат будет не резон, тем более его можно сделать своими руками.
Габариты такого устройства будут напрямую зависеть от потребностей. Удобнее собирать устройство средних размеров. Ниже представлена схема точечного сварочного аппарата.
1 — трансформатор ОСМ-1,0 доработанный; 2 — токопровод (дюралюминиевый пруток диаметром 30, L300, 2 шт.); 3 — вкладыш (стальной пруток диаметром 10, L30, 2 шт.); 4 — электрод (медный пруток диаметром 12, L50, 2 шт.); 5 — шайба латунная (2 шт.); 6,12 — винты М6; 7 рукоятка; 8 — эксцентрик; 9 — щека (2 шт.); 10 — пружина; 11 — вывод половины вторичной обмотки (4 шт.); 13 — втулка текстолитовая (с канавкой под концевую петлю пружины); 14 — болт М8 (6 шт.); 15 — шайба текстолитовая (4 шт.); 16 — покрытие изоляционное (лакоткань или защитная клейкая лента на тканевой основе, 2 шт.); 17 — кожух трансформатора.
Работа сварочного аппарата основывается на физическом законе Ленца-Джоуля.
Смысл закона состоит в том, что проводник начинает вырабатывать тепло, пропуская через себя электрический ток, в количестве, пропорциональном сопротивлению материала проводника, квадратному значению тока и времени, которое затрачивается на «прохождение» тока.
Провода выбираются с учетом этого закона.
Поскольку контактная точечная сварка происходит за счет электрического импульса, то для создания устройства потребуется трансформатор, соединять который с источником питания напрямую не рекомендуется.
Для правильного соединения требуется выпрямительный мост с тиристором.
Схема самодельного аппарата предполагает использование еще одного блока питания с трансформатором и выпрямительным мостом для большей мощности.
Ток собирается, импульс создается с помощью конденсатора.
Мост первого трансформатора замыкается тиристором, который выступает в качестве катода.
Открытым он будет до того момента, пока конденсатор не будет полностью разряжен. «Импульс» является началом и окончанием работы сварочного аппарата.
Для создания более мощного устройства схема немного изменяется: необходимо добавить полупроводниковый тиристор, реле времени.
Самодельный аппарат для сварки
Схема является основой создания сварочного аппарата, а его «сердцем» можно считать трансформатор, который будет создавать необходимое напряжение.
Сразу стоить отметить, что данный элемент должен быть мощным с минимальным значением 700-800 ватт.
Можно сделать самодельный сварочный аппарат с помощью инвертора, но для этого необходимы определенные знания и навыки. Использование трансформатора, а не инвертора, является более простым способом создания самодельного аппарата.
Трансформатор можно взять из микроволновки. Причем для этого подойдет старое устройство или микроволновку можно приобрести специально с рук.
Схема дальнейших действий следующая:
- Доставать трансформатор из микроволновки нужно аккуратно, убирая все крепления, разбирая основу;
- Вторичная намотка с трансформатора из микроволновки должна быть сбита. Использовать можно любой подручный инструмент: молоток, зубило, клещи, сверло и пр. Кстати сверло должно быть всегда под рукой при использовании точечной сварки. Вторичная обмотка отличается от первичной более толстым проводом. Действовать здесь нужно также аккуратно, чтобы не повредить провод, используемый для первичной обмотки;
- Необходимо сделать два-три витка новой вторичной обмотки. Для получения тока в 1000А желательно брать провод, толщина которого будет не меньше 1 см. Физически сделать больше трех витков не получится, поэтому при необходимости добавляется еще один трансформатор из микроволновки, как было сказано выше;
- Следующим шагом выполняется проверка обмотки на короткие замыкания. Используется для этого вольтметр. Если таковых не обнаруживается, следовательно, можно продолжать работу;
- Далее трансформатор из микроволновки проверяется амперметром. Если сила тока превышает значение 2000А, то необходимо ее уменьшить, чтобы избежать в дальнейшем перепадов напряжения.
Для электродов хорошо подойдет медная проволока. Толщина проволоки подбирается таким образом, чтобы диаметр провода не превышал ее диаметра.
Можно воспользоваться двумя паяльниками, точнее их жалами, которые можно установить в качестве электродов.
Потери тока можно снизить, укоротив длину провода, идущего от электрода.
Соединение провода с электродом происходит при помощи медного наконечника, можно сделать отверстие при помощи высверливания, сверло при этом используется на 8.
Если припаять наконечник с проводом, то можно будет избежать окисления, которое бывает неизбежным при первом включении.
При создании рычагов нужно учитывать следующий момент: необходимо создать свободное движение верхнего рычага по горизонтали и вертикали, сделать это можно с помощью специальных проемов в корпусе.
При желании можно и нижний рычаг сделать аналогичным образом.
Необходимо предусмотреть место под включатель-выключатель на задней крышке прибора. После установки тумблера вставляется кабель питания.
Чтобы исключить возможность выпадения кабеля, его необходимо сделать более толстым, утолщить.
Трансформатор из микроволновки крепится к основанию с помощью саморезов. На крепление надевается клемма и делается заземление. Все соединения должны быть тщательно изолированы.
Чтобы верхний рычаг оставался в поднятом состоянии, можно воспользоваться обычной резинкой, надетой на два самореза.
Смотрите видео о точечной сварке своими руками в нашей статье.
Тема статьи для рукастых умельцев, — мастерим аппарат своими руками из подручных средств. А поможет нам в этом, отслужившая микроволновая печь. Вернее, высоковольтный трансформатор от неё, который подойдет для соединения тонкого листового металла в домашних условиях.
Вот только, не надо бежать сломя голову на кухню, чтобы разобрать свою микроволновку. Можно спросить подопытный материал у соседей, найти на свалке или купить по дешевки б/у.
Итак, делаем точечную сварку своими руками из микроволновки. Нам нужен трансформатор, который состоит из сваренного сердечника и первичной и вторичной обмоток.
Достаем его из старой раскуроченной печи. Желательная мощность от 800 ватт, чем мощнее, тем лучше.
Нам понадобится сердечник и первичная обмотка (с проводом потолще). Вторичную обмотку удаляем, например, срубаем зубилом или распиливаем подходящими инструментами.
Иногда, в случае плотного прилегания вторичной обмотки для её извлечения, приходится разбирать сердечник и потом его склеивать.
После удаления ненужного хлама, берем медный кабель (с сечением от 16мм2, определяется опытным путем) и наматываем в окнах трансформатора 2 витка.
На концах кабеля закрепляем надежным способом медные наконечники.
Итак, главная деталь для самодельной точечной сварки из микроволновки готова. Думаем на дизайном будущей конструкции.
Внешний вид аппарата
Если голова работает и руки растут правильно, то всю конструкцию можно сделать из металла (надежно и красиво). Сначала рассмотрим сложную схему.
Внутреннее устройство прибора:
- трансформатор из микроволновки с намотанным медным проводом;
- клеммы на медный провод;
- автомат на 20 ампер для обесточивания сети;
- контактная колодка для соединения проводов;
- компьютерный вентилятор с трансформатором на 12 вольт;
- диодный мост с конденсатором;
- реле РЭК 74;
- 2 индикаторные лампочки;
- кнопка от микроволновки.
Внешняя конструкция точечной сварки из микроволновки:
- основание с боковыми стенками;
- закрывающая крышка с ручкой;
- уголки с болтами;
- 2 куска профиля для клещей;
- ручка от паяльника насаженная на шестигранник на горячую;
- пружина с карбюратора;
- электроды крепятся на уголках.
Уголки позволяют менять угол наклона электродов для точности контакта. Электроды можно сделать из жала паяльника с острыми или тупыми наконечниками, в случае сварки разных материалов появится возможность их менять. В месте крепления, стержень электрода тоньше с нарезанной резьбой для гайки.
Посмотрите видео, где рассказывается, как сделать подобную точечную сварку своими руками.
Понимаю, что такую конструкцию не каждый сделает. Поэтому, рассмотрим более простые варианты аппарата точечной сварки своими руками.
Простой корпус сварочного агрегата
Деревянная конструкция — это самый простецкий дизайн, который сможет смастерить любой человек. На фото ниже представлены идеи дизайна.
Возьмем за основу последний вариант: берем рулетку и снимаем размеры приготовленного трансформатора от микроволновки. Исходя от снятых замеров и своей задумки, готовим деревянные заготовки для аппарата.
Верхний рычаг (клещи для точечной сварки своими руками) мастерим с выемкой. Это если будете делать прибор с закрывающейся крышкой. Если аппарат планируется открытый, то выемка не нужна.
На задней стенке вырезаем подходящие отверстия под кнопку включения и проводку.
Для любителей красоты: заготовки под аппарат можно покрасить в любимый цвет.
Также для точечной сварки своими руками понадобятся следующие материалы:
- включатель;
- ручка для закрытой конструкции;
- размыкатель (микрик);
- провод питания.
Эти принадлежности возьмите от разобранной микроволновки.
Ещё необходимы:
- электроды, можно сделать из жала паяльника или толстого медного провода;
- держатели из меди для крепления электродов (придется купить);
- саморезы для сборки конструкции.
Приготовленные электроды вставляем в держатели и зажимаем отверткой.
Заднюю стенку с прикрученными включателем и проводом питания закрепляем саморезами к основной доске.
Трансформатор микроволновки тоже крепим саморезами к основанию аппарата. Один из саморезов прикручиваем с проводком для заземления, который подводим к выключателю.
Также, от выключателя проводим провод на трансформатор, а второй проводок с трансформатора ведем к размыкателю, который одолжили у микроволновки.
Можно обойтись без размыкателя, установленного в электрической цепи последовательно. Он служит для удобства и устанавливается на верхнем рычаге аппарата для точечной сварки.
С помощью деревянных заготовок и саморезов, закрываем электрическую часть. Верхняя доска должна быть с ручкой для переноса аппарата.
Рычаги аппарата
На верхнем рычаге с удобным уклоном закрепляем размыкатель электрической цепи.
Вставляем клещи в аппарат и на глаз определяем место крепления. Сверлим сквозные отверстия в боковых стенках и рычагах, и с помощью металлических стержней закрепляем.
Саморезами крепим держатели с контактными электродами на торцевую часть клещей.
После сборки электроды обычно смотрят в разные стороны, руками подгибаем их для отцентровки.
Для поднятия верхнего рычага, вкручиваем в него и в корпус аппарата по саморезу не до конца и цепляем на них пружину или тугую резинку.
Пробуем сварочный агрегат
Наша сварка точечная готова, испытываем аппарат. Включаем питание и нажимаем большим пальцем прерыватель.
Появляется искрение между электродов, но так делать нельзя.
Тонкие листы металла теперь можно надежно соединять нашим аппаратом. Если у вас есть транспортное средство, то самодельная точечная сварка для сварки авто, облегчит ремонт кузова.
Для этого мы сделали рычаги съемными, достаточно вытащить металлические стержни и сняв клещи, сваривать крупногабаритный металл и можно подлезть в труднодоступные места.
Также, есть плюс в съемных электродах, которые легко заменить в случае надобности.
Видео: расскажет про правильную намотку трансформатора и покажет весь процесс сборки аппарата для контактной сварки.
P.S. Мы рассмотрели, как сделать точечную сварка своими руками с помощью материалов из СВЧ печи. Замечу, что у многих умельцев возникает проблема, не могут найти провод для намотки вторичной обмотки на трансформатор. Можно взять петлю размагничивания от старого телевизора, купить метр провода большого сечения или собрать его из нескольких тонких.
Аппарат для сварки аккумуляторов
Многих умельцев терзает вопрос, как сделать аппарат для точечной сварки аккумуляторов своими руками? Друзья, всё возможно!
Какие материалы необходимы:
- трансформатор (рассмотренный выше);
- медные пластины для прострельных электродов;
- основание (столик, доска, и т.п.);
- деревянный рычаг, хватит одного;
- опора для рычага — металлический профиль;
- пружина с креплениями;
- саморезы и болт с шайбами.
Итак, трансформатор от микроволновки с намотанной вторичной обмоткой у нас уже есть. Осталось соорудить аппарат и электроды для соединения аккумуляторов.
Дизайн будущей конструкции может быть любым, на ваш простор фантазии. Давайте, рассмотрим самый простецкий вариант.
На основание прикручиваем опору (профиль), в рычаге посередине сверлим отверстие под болт и также на рычаг с краю крепим пружину. Устанавливаем рычаг в опору, закручиваем болт, пружинку крепим к основанию аппарата.
Из подходящей медной пластины вырезаем 2 электрода для самодельной точечной сварки для аккумуляторов.
Крепим их вместе с проводами под небольшим углом на свободный конец рычага.
Сам трансформатор с кнопкой включения устанавливаем как можно ближе к электродам. Чем короче провода, тем лучше.
Принцип работы сконструктированного прибора прост: одной рукой прижимаем рычаг к свариваемому материалу, а другой включаем на несколько секунд ток.
Видео: поможет собрать подобный автомат.
Иметь собственный сварочный аппарат – мечта любого домашнего мастера. Причем это не обязательно должен быть громоздкий блок весом 20-30 кг. Вам ведь не каждый день приходится варить ворота для гаража?
Как правило, при выполнении домашних слесарных работ, наиболее востребованной является точечная сварка.
На рынке существуют готовые образцы сварочных аппаратов, но их стоимость слишком велика для домашнего бюджета. Для регулярной сварки мелких деталей, компактный точечный аппарат можно изготовить своими руками из старой микроволновки.
Разумеется, таким устройством нельзя сварить водопроводную трубу или уголок толщиной 4 мм. Но выполнить мелкий кузовной ремонт в автомобиле, или собрать металлическую конструкцию из листового металла – запросто.
Именно аппараты точечной сварки применяются на конвейерах автозаводов при сборке кузова автомобиля. Металлические каркасы бытовой техники (стиральные машины, холодильники и прочие), также свариваются с помощью подобных электроприборов.
Видео пример изготовление небольшого сварочного аппарата из старой микроволновки
Принцип работы точечного сварочного аппарата
Для нагрева металла до температуры плавления, необходима большая сила тока, сотни ампер. Величина напряжения не имеет значения, поэтому для экономии провода и безопасности работ обычно используется 2-3 вольта.
О принципах работы точечной сварки можно узнать из этого видео:
Экспериментировать с силой тока не имеет смысла. Все описываемые варианты прошли неоднократные испытания и можно не тратить время на расчеты. Мощность подбирается исходя из толщины свариваемого металла.
- листы до 1 мм – мощность 1 кВт;
- листы до 1,8 мм – мощность 2 кВт;
- листы до 3 мм – мощность 5 кВт.
Первичная обмотка сварочного аппарата рассчитывается согласно общей мощности устройства. Поскольку самостоятельное изготовление трансформатора дело хлопотное и затратное, можно воспользоваться готовой конструкцией.
Оптимальный вариант – силовой трансформатор от старой микроволновой печи. Электрическая схема работает по следующему принципу:
- Для работы магнетрона (излучающего элемента печи), требуется напряжение несколько тысяч вольт, при этом сила тока не имеет значения;
- Мощность на первичной и вторичной обмотках трансформатора одинакова, поэтому при увеличении количества витков на вторичной обмотке, напряжение повышается в такой же пропорции, ценой потерь в силе тока;
- Трансформаторы микроволновых печей рассчитаны на мощность до 3 кВт. Этой величины вполне достаточно для изготовления аппарата точечной сварки.
Требуемые запчасти можно приобрести на радиорынке, в сервисных центрах по ремонту бытовой техники, или просто купить неисправную микроволновку по объявлению за символическую цену.
Перегорают обычно вторичные обмотки (по причине более тонкого провода), так что шансы приобрести трансформатор с исправной первичкой довольно высоки.
Сила тока до 1000 Ампер (при мощности 3 кВт и напряжении на вторичной обмотке 2 вольта) позволяет без труда плавить металл в месте контакта, тем самым обеспечивая надежную точечную сварку.
Контактная сварка, помимо технологических достоинств применения, обладает еще одним важным преимуществом – несложное оборудование для нее можно изготовить самостоятельно, а его эксплуатация не потребует специфических навыков и первоначального опыта.
1 Принципы конструирования и сборки контактной сварки
Контактная сварка, своими руками собранная, может быть использована для решения довольно широкого спектра задач несерийного и непромышленного характера по ремонту и изготовлению изделий, механизмов, оборудования из различных металлов как в домашних условиях, так и в небольших мастерских.
Контактная сварка обеспечивает создание сварного соединения деталей за счет нагрева области их соприкосновения проходящим через них электрическим током при одновременном приложении сжимающего усилия к зоне соединения. В зависимости от материала (его теплопроводности) и геометрических размеров деталей, а также мощности используемого для их сваривания оборудования процесс контактной сварки должен протекать при следующих параметрах:
- низкое напряжение в силовой сварочной цепи – 1–10 В;
- за малое время – от 0,01 секунды до нескольких;
- большой ток сварочного импульса – чаще всего от 1000 А либо выше;
- маленькая зона расплавления;
- сжимающее усилие, прилагаемое к месту сварки, должно быть значительным – десятки–сотни килограмм.
Соблюдение всех этих характеристик напрямую влияет на качество получаемого сварного соединения. Самостоятельно можно изготовить только устройства для , как на видео. Проще всего собрать аппарат переменного сварочного тока с нерегулируемой силой. В нем управление процессом соединения деталей осуществляется за счет изменения продолжительности подаваемого электрического импульса. Для этого используют реле времени либо справляются с этой задачей вручную "на глазок" с помощью выключателя.
Самодельная точечная контактная сварка не очень сложна в изготовлении, а для выполнения ее основного узла – сварочного трансформатора – можно подобрать трансформаторы от старых микроволновок, телевизоров, ЛАТРов, инверторов и тому подобного. Обмотки подходящего трансформатора надо будет перемотать в соответствии с необходимым напряжением и сварочным током на его выходе.
Схему управления подбирают готовую или разрабатывают, а все остальные комплектующие и, в частности, для контактно-сварочного механизма берут, исходя из мощности и параметров сварочного трансформатора. Контактно-сварочный механизм изготавливают в соответствии с характером предстоящих сварочных работ по какой-либо из известных схем. Обычно делают сварочные клещи.
Все электрические соединения должны быть выполнены качественно и иметь хороший контакт. А соединения с использованием проводов – из проводников с сечением, соответствующим протекающему по ним току (как показано на видео). Особенно это касается силовой части – между трансформатором и электродами клещей. При плохих контактах цепи последних в местах соединений будут большие потери энергии, возможно возникновение искрения, а сваривание может стать невозможным.
2 Схема устройства для сварки металла толщиной до 1 мм
Для соединения деталей контактным способом можно собрать по ниже приведенным схемам. Предлагаемый аппарат рассчитан на сварку металлов:
- листовых, толщина которых до 1 мм;
- проволоки и прутков, диаметр которых до 4 мм.
Основные технические характеристики устройства:
- напряжение питающей сети – переменное 50 Гц, 220 В;
- выходное напряжение (на электродах контактно-сварочного механизма – на клещах) – переменное 4–7 В (холостого хода);
- сварочный ток (максимальный импульсный) – до 1500 А.
На Рис.1 приведена принципиальная электрическая схема всего устройства. Предлагаемая контактная сварка состоит из силовой части, цепи управления и автоматического выключателя АВ1, который служит для включения питания устройства и защиты в случае возникновения аварийных ситуаций. Первый узел включает сварочный трансформатор Т2 и бесконтактный тиристорный однофазный пускатель типа МТТ4К, который осуществляет подключение первичной обмотки Т2 к питающей сети.
На Рис.2 представлена схема обмоток сварочного трансформатора с указанием количества витков. Первичная обмотка имеет 6 выводов, переключением которых можно осуществлять ступенчатую грубую регулировку выходного сварочного тока вторичной обмотки. При этом постоянно подсоединенным к сетевой цепи остается вывод №1, а остальные 5 служат для регулировки, и для работы подключают к питанию только один из них.
Схема пускателя МТТ4К, выпускаемого серийно, на Рис.3. Этот модуль представляет собой тиристорный ключ, который при замыкании его контактов 5 и 4 коммутирует нагрузку через контакты 1 и 3, подключенные в разрыв цепи первичной обмотки Тр2. МТТ4К рассчитан на нагрузку с максимальными напряжением до 800 В и током до 80 А. Производят такие модули в г. Запорожье на ООО "Элемент-Преобразователь".
Схема управления состоит из:
- блока питания;
- непосредственно цепи управления;
- реле K1.
В блоке питания может быть использован любой трансформатор мощностью не более 20 Вт, предназначенный для работы от сети 220 В и выдающий на вторичной обмотке напряжение 20–25 В. В качестве выпрямителя предлагается установить диодный мост типа КЦ402, но может быть применен любой другой с аналогичными параметрами либо собран из отдельных диодов.
Реле K1 служит для замыкания контактов 4 и 5 ключа МТТ4К. Это происходит при подаче напряжения от цепи управления на обмотку его катушки. Так как коммутируемый ток, протекающий через замкнутые контакты 4 и 5 тиристорного ключа, не превышает 100 мА, то в качестве K1 подойдет практически любое слаботочное электромагнитное реле с напряжением срабатывания в пределах 15–20 В, например, РЭС55, РЭС43, РЭС32 и подобные.
3 Цепь управления – из чего состоит и как работает?
Цепь управления выполняет функции реле времени. Включая K1 на заданный промежуток времени, она задает продолжительность воздействия электрического импульса на свариваемые детали. Состоит цепь управления из конденсаторов С1–С6, которые должны быть электролитическими с напряжением зарядки 50 В или выше, переключателей типа П2К, имеющих независимую фиксацию, кнопки КН1 и двух резисторов – R1 и R2.
Емкость конденсаторов может быть: 47 мкФ для C1 и C2, 100 мкФ – C3 и C4, 470 мкФ – C5 и C6. КН1 должна быть с одним нормально-замкнутым, а другим нормально-разомкнутым контактами. При включении АВ1 начинают заряжаться конденсаторы, подключенные с помощью П2К к цепи управления и блоку питания (на Рис.1 – это только C1), R1 ограничивает начальный зарядный ток, что позволяет значительно увеличить срок эксплуатации емкостей. Зарядка происходит через скоммутированную на тот момент нормально-замкнутую контактную группу кнопки КН1.
При нажатии на КН1 нормально-замкнутая контактная группа размыкается, отключая цепь управления от блока питания, а нормально-разомкнутая – замыкается, подсоединяя заряженные емкости к реле K1. Конденсаторы при этом разряжаются, и ток разрядки приводит к срабатыванию K1.
Разомкнутая нормально-замкнутая контактная группа КН1 препятствует запитыванию реле непосредственно от блока питания. Чем больше суммарная емкость разряжающихся конденсаторов, тем дольше они разряжаются, и, соответственно, K1 дольше замыкает контакты 4 и 5 ключа МТТ4К, и продолжительнее сварочный импульс. Когда конденсаторы полностью разрядятся, K1 отключится, и контактная сварка прекратит свою работу. Чтобы ее подготовить к следующему импульсу, КН1 надо отпустить. Разрядка конденсаторов происходит через резистор R2, который должен быть переменным и служит для более точного регулирования продолжительности сварочного импульса.
4 Силовая часть – трансформатор
Предлагаемая контактная сварка может быть собрана, как показано по видео, на основе сварочного трансформатора, изготовленного с использованием магнитопровода от трансформатора на 2,5 А. Такие встречаются в ЛАТРах, лабораторных приборах и ряде других устройств. Старую обмотку необходимо удалить. На торцах магнитопровода надо установить кольца, изготовленные из тонкого электрокартона.
Их подгибают по внутренней и внешней кромке. Затем магнитопровод надо обмотать поверх колец 3-мя или большим количеством слоев лакоткани. Для выполнения обмоток используют провода:
- Для первичной 1,5 мм в диаметре, лучше в тканевой изоляции – это будет способствовать хорошему пропитыванию обмотки лаком;
- Для вторичной диаметром 20 мм многожильный в кремнийорганической изоляции с площадью сечения не меньше 300 мм 2 .
Количество витков указано на Рис.2. От первичной обмотки делаются промежуточные выводы. После намотки ее пропитывают лаком ЭП370, КС521 либо подобным. Поверх первичной катушки наматывают хлопчатобумажную ленту (1 слой), которую тоже пропитывают лаком. Затем укладывают вторичную обмотку и снова делают пропитку лаком.
5 Как сделать клещи?
Контактная сварка может быть оснащена клещами, которые монтируют непосредственно в сам корпус устройства, как на видео, либо выносными в виде ножниц. Первые, с точки зрения выполнения качественной, надежной изоляции между их узлами и обеспечения хорошего контакта в цепи от трансформатора до электродов, изготовить и подсоединить гораздо проще, чем выносные.
Однако прижимное усилие, развиваемое такой конструкцией, если не нарастить длину подвижного рычага клещей после электрода, будет равно усилию, создаваемому непосредственно сварщиком. Выносными клещами удобнее пользоваться – можно работать на некотором удалении от аппарата. А усилие, развиваемое ими, будет зависеть от длины ручек. Однако надо будет в месте их подвижного болтового соединения сделать достаточно хорошую изоляцию из текстолитовых втулок и шайб.
Изготавливая клещи, нужно заранее предусмотреть необходимый вылет их электродов – расстояние от корпуса аппарата или места подвижного соединения ручек до электродов. От этого параметра будет зависеть максимально возможное расстояние от кромки листовой детали до места, где выполняется сварка.
Электроды клещей делают из прутков меди либо бериллиевой бронзы. Можно использовать жала мощных паяльников. В любом случае диаметр электродов должен быть не меньше, чем у подводящих к ним ток проводов. Чтобы получать сварочные ядра нужного качества, у контактных площадок (кончиков электродов) размер должен быть как можно меньше.
