Контактную сварку давно используют во всех отраслях промышленности. Не менее популярной эта технология является среди домашних мастеров. Собрать аппарат для точечной сварки своими руками достаточно сложно, однако такой подход помогает снизить затраты на покупку оборудования.
Где применяется точечная контактная сварка
Технология подразумевает соединение заготовок или приваривания отдельных деталей к металлоконструкциям без создания электрической дуги.
Метод применяется в следующих условиях:
- На производственных предприятиях. Точечная сварка используется при изготовлении и ремонте автомобилей, самолетов, сложных технических средств. Метод помогает создавать прочные долговечные соединения, не имеющие признаков деформации или иных дефектов.
- В домашних условиях. Для выполнения простых сварочных операций подойдет изготовленный своими руками аппарат. Он поможет приварить элементы забора или трубопровода, отремонтировать машину или мотоцикл.
Разновидности контактной сварки
Существует несколько видов контактной сварки. К ним относится точечная сварка (она может быть одноточечной, двухточечной и многоточечной), рельефная сварка, шовная сварка (может быть непрерывной, шаговой и прерывистой), стыковая сварка (выполняемая либо с помощью сопротивления, либо с помощью оплавления). Также возможны комбинации разных методов, например, шовно-стыковая сварка или рельефно-точечная. В таком случае комбинированный метод будет обладать всеми характерными особенностями обоих типов контактной сварки.
Давайте подробнее разберем способы контактной электросварки изделий из металла.
Точечная сварка
Точечная сварка — это самый распространенный тип контактной сварки. Ее суть в формировании так называемых точек путем нагрева металла и его дальнейшей деформации. Точки формируются с малым шагом, образуя сварное соединение.
Точечная сварка довольно универсальна, она используется для соединения тонколистового металла, маленьких деталей, используемых в электроприборах, и толстых деталей до 2 сантиметров. С помощью такого метода возможна быстрая и качественная сварка нержавеющей стали.
Что касается качества и надежности соединения, то здесь все просто: чем больше точек, тем шов надежнее. Новички ошибочно полагают, что такое соединение ненадежно и может разрушиться в любой момент. Но это большое заблуждение. При формировании точки используется большое давление. Оно без труда деформирует нагретый металл, который затем остывает и надежно фиксирует детали между собой.
Рельефная сварка
Контактная рельефная сварка осуществляется по тому же принципу, что и контактная, только перед работой края одной детали обрабатываются с помощью специальных инструментов или станков, образующих выступы. Деталь кладется сверху, выступами вниз. Выступы могут быть полукруглыми или продолговатыми. В месте выступа как раз и будет точка, формируемая аппаратом для контактной сварки. Вторая деталь остается неизменна, она кладется снизу.
Рельефный метод контактной сварки зачастую применяется при сборке автомобилей. Он очень сложен за счет необходимости формировать выступы и поэтому редко проводится в домашних условиях.
Шовная сварка
Шовная сварка несколько отличается от прочих типов контактной сварки. Здесь электроды роликовые, с их помощью металл не только прокатывается, но и сваривается. При этом сварное соединение выглядит, как при точечной сварке. Но точки перекрывают друг друга на несколько миллиметров, образуя шов, больше похожий на соединение, выполненное ручным способом с помощью покрытого электрода.
Шовная сварка применяется при сварке тонких металлов до 3 миллиметров. Также шовная сварка отлично подходит для сварки герметичных изделий, например, баков и цистерн.
Стыковая сварка
Стыковая контактная сварка также использует тепло и давление, но в другой плоскости. Шов формируется не между верхним и нижним электродом, а посередине. Чтобы лучше понять суть, посмотрите на схему ниже.
Стыковая сварка делится на сварку с сопротивлением и с плавлением. При сварке с сопротивлением детали сначала стыкуют, затем сжимают под небольшим давлением, и только после этого к зоне шва поступает ток, который нагревает металл, размягчая его. Затем металл остывает и образуется соединение.
При сварке плавлением детали предварительно нагреваются до пластичного состояния и только потом соединяются с применением давления. Нагрев может быть либо постоянным, когда тепло поступает во время всего сварочного процесса, либо прерывистым, когда деталь нагревается интервалами. Прерывистый нагрев используются для экономии электричества. Также он полезен, если детали небольшие и тонкие, в таких случаях нет нужды использовать нагрев постоянно.
Внимательные мастера спросят, куда исчезает расплавленный металл? Ведь при других способах сварки при плавлении металл начинает окисляться, образуется шлак. А это создает дополнительные проблемы. Дело в том, что в контактной сварке ток обладает электродинамическим действием, поэтому он без труда выбрасывает расплавленный металл вне зоны сварки.
Конструкция аппарата и необходимые детали
Любой сварочный агрегат контактного типа состоит из 2 узлов:
- блока питания (трансформатора);
- прижимных клещей.
Для получения мощного электрического разряда при минимальном напряжении применяют индукционный трансформатор.
Правильное соотношение обмоток позволяет генерировать ток, силы которого достаточно для плавления металла. Конструкция клещей включает графитовые или медные контакты, устанавливаемые на разные рычаги, фиксирующие механизм.
Существуют следующие типы прижимов:
- Механические. Включают мощную пружину и рычаг. Для сжатия металлов применяется мышечная сила сварщика. Прижимы такого типа устанавливают в бытовые аппараты, используемые для простых операций.
- Пневматические. Устанавливаются в портативные ручные аппараты. Настраиваются путем изменения давления в воздушном канале. Недостатком считают низкую производительность, невозможность регулировки параметров функционирования во время сварки.
- Гидравлические. Прижимы также отличаются небольшой скоростью работы, однако набор настроек у них шире, чем у предыдущего типа.
- Электромагнитные. Отличаются самой высокой производительностью, устанавливаются как в ручные, так и в стационарные агрегаты. Электромагнитные прижимы позволяют регулировать силу сжатия деталей при сварке. Это снижает вероятность возникновения непроваров и наплывов металла.
Иногда конструкцию усложняют, добавляя системы жидкостного охлаждения, управления параметрами тока, автоматического перемещения электродов.
При сборке самодельного аппарата для точечной сварки мастеру потребуются следующие детали и материалы:
- доработанный трансформатор от старой микроволновой печи или автомобильного аккумулятора;
- толстый медный провод или жгут кабелей небольшого сечения;
- рычаги, используемые для сборки зажимов;
- основание для установки блоков агрегата;
- прижимные струбцины;
- провода;
- изоляционные материалы;
- медные электроды, необходимые для выполнения сварки;
- клавиша управления.
Рекомендуем к прочтению Как сделать точечную сварку для АКБ 18650
Точечно-искровой сварочный аппарат для ювелирных работ своими руками
Недавно ремонтировал точечно-искровой сварочный аппарат Ding Xing Jewelry Machine и после того, как вернул его хозяину, решил собрать себе такой же. Естественно, с заменой части оригинальных комплектующих на то, что есть «в тумбочке».
Принцип работы аппарата достаточно простой – на конденсаторе C5 (рис.1) накапливается такое количество энергии, что при открывании транзистора Q9 её хватает, чтобы в месте сварки точечно расплавить металл.
С трансформатора питания Tr1 напряжение 15 В после выпрямления, фильтрации и стабилизации поступает на те части схемы, что отвечают за управление характеристиками сварочного импульса (длительность, ток) и создания высоковольтного «поджигающего» импульса. Напряжение 110 В после выпрямления заряжает конденсатор С5, который (при нажатии на педаль) разряжается в точку сварки через силовой транзистор Q8 и через вторичную обмотку трансформатора Tr2. Этот трансформатор совместно с узлом на транзисторах Q5 и Q8 создают на выводах вторичной обмотки высоковольтный импульс, пробивающий воздушный промежуток между сварочным электродом (вольфрамовой иглой, красный вывод) и свариваемыми деталями, подключенными к чёрному выводу. Это, скорее всего, необходимо для химически чистой сварки ювелирных изделий (вольфрам достаточно тугоплавкий металл).
Рис.1
Часть схемы на элементах R1, C1, D1, D2, R2, Q1, R3, Q2, K1 и D5 обеспечивает кратковременное включение реле К1 на время около 10 мс, зависящее от скорости заряда конденсатора С1 через резистор R1. Реле через контакты К1.1 подаёт стабилизированное напряжение питания +12 В на два узла. Первый, на элементах C8, Q5, R15, R16, Q8, R18, R20 и Tr2 – это уже упомянутый генератор высоковольтного «поджигающего» импульса. Второй узел на R5, C2, R6, D6, D7, R9, C4, R10, Q3, R12, Q4, R13, R14, Q6, R24, Q7, R17, R21, D8, R22, Q9 и R23 – генератор одиночного сварочного импульса, регулируемого резисторами R6 по длительности (1…5 мс) и R17 по току. На транзисторе Q3 собран, собственно, сам генератор импульса (принцип работы как и на включение реле), а транзисторы Q6 и Q7 – это составной эмиттерный повторитель, нагрузкой которого является силовой ключ на транзисторе Q9. Низкоомный резистор R23 — датчик силы сварочного тока, напряжение с него проходит через регулируемый делитель R22, R17, R14 и открывает транзистор Q4, который уменьшает напряжение открывания выходного транзистора Q9 и этим ограничивает протекающий ток. Параметры регулировки тока точно определить не удалось, но расчётный верхний предел не более 150 А (определяется внутренним сопротивлением транзистора Q9, сопротивлениями вторичной обмотки Tr2, резистора R23, монтажных проводников и мест пайки).
Полевой транзистор Q8 собран из четырёх IRF630, включенных параллельно (в оригинальной схеме стоит один IRFP460). Силовой транзистор Q9 состоит из десяти FJP13009, также включенных «параллельно» (в оригинальной схеме стоят два IGBT транзистора). Схема «запараллеливания» показана на рис.2 и кроме транзисторов содержит в себе элементы R21, D8, R22 и R23 каждые для своего транзистора (рис.3).
Рис.2
Рис.3
Низкоомные резисторы R20 и R23 выполнены их нихромовой проволоки диаметром 0,35 мм. На рис.4 и рис.5 показано изготовление и крепёж резисторов R23.
Рис.4
Рис.5
Печатные платы в формате программы Sprint-Layout развёл (рис.6 и рис.7), но заниматься их изготовлением по технологии ЛУТ не стал, а просто вырезал на фольгированном текстолите дорожки и «пятачки» (видно на рис.8). Размеры печатных плат 100х110 мм и 153х50 мм. Контактные соединения между ними выполнены короткими и толстыми проводниками.
Рис.6
Рис.7
Трансформатор питания Tr1 «сделан» из трёх разных трансформаторов, первичные обмотки которых включены параллельно, а вторичные последовательно для получения нужного выходного напряжения.
Сердечник импульсного трансформатора Tr2 набран из четырёх ферритовых сердечников строчных трансформаторов от старых «кинескопных» мониторов. Первичная обмотка намотана проводом ПЭЛ (ПЭВ) диаметром 1 мм и имеет 4 витка. Вторичная обмотка намотана проводом в ПВХ изоляции с диаметром жилы 0,4 мм. Количество витков в последнем варианте намотки – 36, т.е. коэффициент трансформации равен 9 (в оригинальной схеме применялся трансформатор с Ктр.=11). «Начало-конец» одной из обмоток надо скоммутировать так, чтобы выходной отрицательный импульс на красном выводе аппарата возникал после закрытия полевого транзистора Q8. Это можно проверить опытным путём – при правильном подключении искра «мощней».
Элементы R19, C10 являются демпфирующей антирезонансной цепочкой (снаббер), а такое включение диода D9 обеспечивает на красном выводе сварочного аппарата отрицательную полуволну высоковольтного «поджигающего» импульса и защищает транзистор Q9 от пробоя высоким напряжением.
Накопительный конденсатор С5 составлен из 30 электролитических конденсаторов разной ёмкости (от 100 до 470 мкФ, 200 В), включенных параллельно. Их общая ёмкость – около 8700 мкФ (в оригинальной схеме применены 4 конденсатора по 2200 мкФ). Чтобы ограничить зарядный ток конденсаторов, в схеме стоит резистор R8 NTC 10D-20. Для контроля тока используется стрелочный индикатор, подключенный к шунту R7.
Аппарат был собран в компьютерном корпусе размерами 370х380х130 мм. Все платы и другие элементы закреплены на куске толстой фанеры подходящего размера. Фото расположения элементов во время настройки на рис.8. В окончательном варианте с передней панели был убран шунт R7 и стрелочный индикатор тока (рис.9). Если же индикатор нужно ставить в аппарат, то сопротивление резистора R7 придётся подбирать по рабочему току используемого индикатора.
Рис.8
Рис.9
Сборку и настройку аппарата лучше производить последовательно и поэтапно. Сначала проверяется работа трансформатора питания Tr2 вместе с выпрямителями D3, D4, конденсаторами С3, С5, С9, стабилизатором VR1 и конденсаторами С6 и С7.
Затем собрать схему включения реле К1 и подбором ёмкости конденсатора С1 или сопротивления резистора R1 добиться устойчивого срабатывания реле на время около 10-15 мс при замыкании контактов на педали.
После этого можно собрать узел высоковольтного «поджигающего» импульса и, поднеся выводы вторичной обмотки друг к другу на расстояние долей миллиметра, проверит, проскакивает ли между ними искра во время срабатывания реле К1. Хорошо бы ещё убедиться, что её длительность лежит в пределах 0,3…0,5 мс.
Потом собрать остальную часть схемы управления (ту, что ниже R9 по рис.1), но к коллектору транзистора Q9 подключить не трансформатор Tr2, а резистор сопротивлением 5-10 Ом. Второй вывод резистора припаять к плюсовому выводу конденсатора С9. Включить схему и убедиться, что при нажатии педали на этом резисторе появляются импульсы длительностью от 1 до 5 мс. Чтобы проверить работу регулировки по току, нужно будет или собирать высоковольтную часть аппарата или, увеличив сопротивление R23 до нескольких Ом, посмотреть, меняется ли длительность и форма импульса тока, протекающего через Q9. Если меняется – это значит, что защита работает.
Возможно, что понадобится подбор номиналов резистора R9 и конденсатора C4. Дело в том, что для того, чтобы полностью «открыть» транзисторы Q9.1-Q9.10, нужен достаточно большой ток, который пропускает через себя Q7. Соответственно, уровень напряжения питания на конденсаторе С4 начинает «просаживаться», но этого времени должно хватать, чтобы провести сварку. Излишне большое увеличение ёмкости конденсатора C4 может привести к замедленному появлению питания в узле, а соответственно, к задержке по времени сварочного импульса относительно «поджигающего». Лучшим выходом из этой ситуации является уменьшение управляющего тока, т.е. замена десяти транзисторов 13007 на два-три мощных IGBT. Например, IRGPS60B120 (1200 В, 120 А) или IRG4PSC71 (600 В, 85 А). Ну, тогда есть смысл и в установке «родного» транзистора IRFP460 в узле, формирующем высоковольтный «поджигающий» импульс.
Не скажу, что аппарат оказался очень нужным в хозяйстве :-), но за прошедшие три недели было приварено всего несколько проводников и резисторов к лепесткам электролитических конденсаторов при изготовление блока питания и сделано несколько «показательных выступлений» для любознательных зрителей. Во всех случаях в качестве электрода использовалась медная оголённая миллиметровая проволока.
Недавно провёл «доработку» — вместо педали поставил кнопку на передней панели и добавил индикацию включения аппарата (обыкновенная лампочка накаливания, подключенная к обмотке с подходящим напряжением одного из трансформатора).
Андрей Гольцов, r9o-11, г. Искитим, февраль-март 2015
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
| Q1, Q5 | Биполярный транзистор | КТ3102 | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Q2, Q3, Q4 | Биполярный транзистор | КТ503Б | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Q6 | Биполярный транзистор | КТ817В | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Q7 | Биполярный транзистор | FJP13007 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Q8 | MOSFET-транзистор | IRF630 | 4 | см. текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| Q9 | Биполярный транзистор | FJP13009 | 10 | см. текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| VR1 | Линейный регулятор | LM7812 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| D1, D2, D5-D7 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 5 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| D3, D4 | Выпрямительный мост | PBL405 | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| D8 | Выпрямительный диод | FR152 | 10 | см. текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| D9 | Выпрямительный диод | FUF5407 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R1 | Резистор | 4.7 кОм | 1 | МЛТ-0,25 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R2, R3, R10 | Резистор | 20 кОм | 3 | МЛТ-0,25 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R4 | Резистор | 100 Ом | 1 | МЛТ-2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R5, R16 | Резистор | 51 Ом | 2 | МЛТ-0,25 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R6 | Переменный резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R7 | Резистор | 0.1 Ом | 1 | см. текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R8 | Резистор | NTC 10D-20 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R9, R19 | Резистор | 10 Ом | 2 | МЛТ-0,5 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R11 | Резистор | 33 кОм | 1 | МЛТ-2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R12, R13, R15 | Резистор | 1 кОм | 3 | МЛТ-0,25 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R14 | Резистор | 15 Ом | 1 | МЛТ-0,25 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R18, R24 | Резистор | 100 Ом | 2 | МЛТ-0,25 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R20 | Резистор | 0.05 Ом | 1 | см. текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R21, R22 | Резистор | 15 Ом | 20 | см. текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R23 | Резистор | 0.25 | 10 | см. текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| С1 | Конденсатор электролитический | 33 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С2 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С3, С7, С9 | Конденсатор электролитический | 2200 мкФ 35 В | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С4, С6 | Конденсатор электролитический | 10 мкФ 16 В | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С5 | Конденсатор электролитический | 8800 мкФ 200 В | 1 | см.текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| С8 ,С11, С12 | Конденсатор | 100 нФ | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С10 | Конденсатор | 5.6 нФ 1.6 кВ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| K1 | Реле | TRIL-12VDC-FB-CM | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Tr1 | Трансформатор силовой | 220/110/15 | 1 | см.текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| Tr2 | Трансформатор импульсный | Ктр.=10 | 1 | см.текст | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| Добавить все | ||||||
Прикрепленные файлы:
- Печатные платы для контактно искровой сварки.rar (32 Кб)
Теги:
- Сварка
- Sprint-Layout
Общие принципы работы
Алгоритм действий по сборке сварочного агрегата включает следующие этапы:
- Изъятие трансформатора. Деталь берут из старой СВЧ-печи. Она нужна не полностью, для изготовления аппарата потребуются первичная обмотка и магнитопровод. Остальные детали аккуратно удаляют за ненадобностью.
- Формирование новой вторичной обмотки. Для этого используют медный кабель сечением не менее 100 мм². Прочную резиновую изоляцию заменяют текстильной. Для создания мощного сварочного аппарата применяют 2 трансформатора с общей обмоткой.
- Установка управляющего блока, обеспечивающего бесперебойное течение процесса сварки контактным методом.
- Изготовление и подключение электродов, тип и диаметр которых выбирают с учетом свойств свариваемых металлов.
- Сборка корпуса. Основные блоки аппарата должны быть надежно защищены от внешних воздействий. На этом этапе можно использовать корпус от старой микроволновой печи или собрать конструкцию самостоятельно из листов металла.
Аппарат точечной сварки из сварочника
Главной сложностью при изготовлении аппарата точечной сварки своими руками является сборка источника тока. Он должен выдавать короткие импульсы небольшого напряжения и высокой силы тока, превышающей 1000А. Длительность импульса регулируется тиристорной схемой или вручную обычным выключателем на первичной обмотке. Для низколегированных сталей необходим более длительный импульс, нержавейка сваривается при коротких импульсах, чтобы верхняя часть не успела прогреться и окислиться, что значительно снижает антикоррозионные свойства.
Точечная сварка из старого сварочного аппарата
Во втором случае сварка таким аппаратом требует определенной сноровки — с первого раза угадать необходимую длительность импульса очень сложно, особенно на разных металлах. Но методом проб и ошибок на обрезках листовой стали или цветных сплавов вполне реально добиться качества сварки не хуже, чем на промышленных аппаратах.
Точечная сварка, собранная своими руками из старого сварочного аппарата, работает достаточно эффективно и вполне в состоянии решить ряд проблем с соединением листового металла толщиной от нескольких десятых до 2-3 мм. Для более толстого листа сложно создать требуемое усилие при помощи самодельных клещей или рычажного устройства.
Почему выбирается именно старый трансформатор? Аппарат точечной сварки своими руками предполагает его полное переоборудование, которое касается, впрочем, только вторичной обмотки. После переделки обычная сварка ММА таким аппаратом становиться невозможной, поэтому и выбирается старый, но еще рабочий аппарат, по крайней мере, первичная обмотка должна быть если не в идеальном, то в приемлемом состоянии.
Вторичная обмотка удаляется полностью и на ее место устанавливается другая, из медного изолированного жгута или шины. Изолировать провод необходимо очень тщательно, в несколько слоев негорючей изоляцией. Удобна для этих целей тканевая изолента, которая чередуется с обмоткой обычным автомобильным скотчем, который используется при покраске кузова.
Сечение провода вторичной обмотки должно быть не менее 1,8 см2. Если удастся найти подходящий кабель заводского производства в изоляции, то лучше использовать его. Хороший результат дают как кабели с монолитной сердцевиной, так и многожильные из скрученных в жгут медных проводов. На вторичную обмотку идет несколько витков кабеля или шины с таким расчетом, чтобы при подаче 220В на первичный контур, во вторичном возникал ток напряжением 6-8 В. В таком случае сила тока будет достигать 800-1000 А. Этого вполне достаточно для сварки отдельных деталей в домашней мастерской.
Как сделать электроды
При изготовлении этих элементов учитывают следующие моменты:
- Диаметр электрода должен соответствовать сечению провода, к которому он подключается. В качестве стержней можно использовать медные прутки. Электроды для маломощных сварочных агрегатов изготавливают из жал паяльников.
- В процессе сварки электроды быстро изнашиваются. Для восстановления их рабочих параметров концы подтачивают. Со временем электроды заменяют новыми.
- Провод для подключения сварочного стержня должен иметь небольшую длину. В противном случае часть мощности прибора будет утрачена. Сила тока снижается и при наличии большого количества соединений в цепи электрод-трансформатор.
- На провода, к которым подключаются стержни, рекомендуют напаивать медные наконечники. Это повышает коэффициент полезного действия оборудования. Т. к. электроды являются съемными, места соединения с наконечниками не запаивают.
Сборка аппарата из микроволновки
Изготавливаемый таким способом аппарат позволяет вести сварку переменным током с нерегулируемой силой.
Перечень необходимых инструментов
Для создания самодельного аппарата из микроволновой печи потребуются следующие приспособления:
- набор отверток;
- наждачная бумага;
- медные прутки;
- молоток;
- зубило;
- нож.
Переделка деталей от СВЧ
После извлечения трансформатора из печи выполняют следующие действия:
- Удаляют вторичную обмотку, используя ножовку или стамеску. Демонтаж выполняют аккуратно, стараясь не повредить подлежащий слой. Пространство между обмотками желательно заполнить гофрокартоном.
- Снимают металлические шунты, ограничивающие силу тока.
- Формируют вторичную обмотку. На этом этапе потребуется провод КГ 1х35. Он выдерживает длительное воздействие высокого напряжения и силы тока до 1200 А. Внешнюю резиновую изоляцию с кабеля снимают.
- Сердечник оклеивают скотчем, облегчающим скольжение провода при намотке. Кабель укладывают 3 плотными витками. Для обмотки допускается применение многожильного мягкого провода. Общий диаметр жил должен составлять не менее 1 см.
Рекомендуем к прочтению Как сделать аппарат для сварки из микроволновки
После переделки трансформатор должен иметь напряжение холостого хода не более 3В, силу тока не менее 800 А.
Схема самодельного устройства
Создание электрической цепи сварочного аппарата не вызывает затруднений. Электрод мягким кабелем соединяют с вторичной обмоткой трансформатора. В схему включают тиристоры, выпрямительные мосты. Один конец прижимного пистолета соединяют с вторичной обмоткой, другой – надежно фиксируют на аппарате.
Принцип действия электрической цепи агрегата таков:
- Однофазный или трехфазный ток подается на прижимной механизм.
- При нажатии кнопки на рукоятке пистолета открывается тиристор.
- Конденсатор заряжается от трансформатора. Тиристор закрывается, срабатывает прижимной механизм. Последний функционирует до разряда конденсатора. Повторное нажатие кнопки способствует подачи нового импульса. Время сохранения заряда конденсатора задается переменным резистором.
Сборка аппарата
Для создания рабочей части аппарата выполняют следующие действия:
- Собирают основу из нижней части корпуса микроволновой печи. На ней закрепляют один конец металлического профиля или деревянного бруса. Для этого используют саморезы, обеспечивающие прочную фиксацию. Ко второму краю профиля подсоединяют сварочный электрод с кабелем, подключенным к трансформатору. Провод наматывают на штангу, что предотвращает его повреждение.
- Обустраивают подвижную часть аппарата, имеющую вид рычага. В качестве оси используют длинный гвоздь. Создаваемые из профилей или брусков боковые стойки крепятся саморезами. Между ними и основанием рычага не должно оставаться расстояние. В противном случае точность воздействия аппарата снижается.
Тест работоспособности
После всех монтажно-сборочных работ аппарат проверяют следующими способами:
- Замеряют основные рабочие параметры агрегата. Для этого используют осциллограф. Сила импульса тока должна составлять около 800 А.
- Применяют собранное устройство на практике. Для этого создают пробный шов. После завершения работы замеряют температуру трансформатора. Если она является слишком высокой, схема собрана неправильно. Когда показатель находится в пределах нормы, делают еще 2 пробных шва.
Конструкции устройства
Ранее уже было сказано о том, что точечная сварка своими руками может быть собрана любым мастером. На данный момент в интернете существует большое количество примеров, посвященных изготовлению подобного оборудования.
Сварка, сделанная своими руками, позволит решить большое количество задач, связанных с ремонтом и изготовлением различных изделий и механизмов. Данное устройство будет незаменимым практически в любой мастерской или в гараже.
Самым важным является такой факт: сделать агрегат своими руками из сварочного устройства не составит труда. В результате, при наличии этого прибора создание качественных и надежных соединений разнообразных металлических изделий станет обычным делом.
В зависимости от особенностей характеристик свариваемых заготовок, таких как их размеры, теплопроводность и т.д., процесс сварки должен осуществляться со следующими параметрами:
- напряжение силовой цепи составляет от одного до десяти вольт;
- время процесса должно длиться от 0.01 до нескольких секунд;
- ток сварочного импульса превышает тысячу ампер;
- зона расплавления поверхности деталей минимальна;
- давление, прикладываемое к месту сварки, должно достигать десятков, а иногда и сотен килограмм.
Достаточно соблюдать все вышеперечисленные параметры, и тогда качество соединения не вызовет никаких сомнений. Сделать контактную сварку своими руками можно в соответствии с одной из схем, представленной в интернете.
Электрическая схема сварочного аппарата.
Самым распространенным вариантом является сварка из микроволновки. Это связано с тем, что достать данный прибор в наше время не составит труда. А сам процесс сборки достаточно прост и потребует лишь тщательного следования инструкции.
Также распространенными являются устройства на основе лабораторных автотрансформаторов, инверторов и т.п.
Давайте рассмотрим на одном из вариантов, как сделать точечную сварку.
В этих целях нам понадобятся:
- элемент переменного сопротивления, номиналом 100 Ом;
- конденсатор емкостью тысяча микрофарад, рассчитанный на напряжение не меньше 25 В;
- тиристор;
- диоды;
- плавкий предохранитель на пять ампер.
Чертежи
Cварка контактного типа своими руками может изготавливаться только в случае правильного выбора чертежа. Тут следует отдавать предпочтение наиболее простым схемам с наименьшим количеством узлов и деталей.
Стоит иметь в виду: сварка, изготовленная своими руками, не обладает слишком высокой мощностью. Однако ее вполне достаточно в выполнении практически всех бытовых задач, возникающих при работе на даче, в мастерской или в гараже.
Перед тем, как разбираться со сборкой подобного устройства, следует вспомнить школьный курс физики, а именно закон Джоуля-Ленца. Суть закона заключается в следующем: ток, проходящий по проводнику, создает тепловую энергию. Ее величина пропорциональна сопротивлению, времени и квадрату тока.
Вывод из приведенного выше закона заключается в следующем: если ток большой, например, порядка тысячи ампер, то в случае плохого контакта и использования тонких проводов расход энергии станет слишком большим и в несколько тысяч раз превысит расход, соответствующий току в десять ампер.
В связи с этим качество собранной электрической цепи является очень важным.
Необходимые детали
Чтобы собрать аппарат для точечной сварки своими руками, следует позаботиться о наличии определенных деталей. Подобный прибор, сделанный в бытовых условиях, может иметь любую форму и габариты. Существует два основных типа реализации агрегата: в виде переносной конструкции или в виде крупногабаритного стационарного варианта.
Наиболее практичной является настольная контактная точечная сварка. Она прекрасно справится с простейшими задачами соединения тонколистового металла. Также ее можно без труда транспортировать или же просто перемещать по мастерской.
Процессы во время точечной сварки.
Итак, нам понадобятся:
- трансформатор, который можно сделать своими руками из запчастей микроволновки, также отличным вариантом является ЛАТр или трансформатор из телевизора;
- кабель сечением от десяти миллиметров;
- медные электроды;
- таймер;
- наконечники;
- болты;
- разнообразные подручные материалы для изготовления корпуса, массы и т.д.
Точечная сварка споттером делается как с использованием готовой схемы, так и на основе чертежей, разработанных самостоятельно. Все необходимые детали покупаются в соответствующих магазинах или же берутся из «донорской техники».
Изготавливая данный аппарат, важно правильно подобрать комплектующие на основе параметров и характеристик трансформатора.
Использовать следует только провода с правильным сечением, соответствующим току, протекающему по ним. Когда контакты выполнены плохо, на них будут большие потери энергии. В результате соединения будут искрить и нагреваться, а процесс сварки станет попросту невозможным.
Процесс сборки трансформатора
Многих интересует вопрос: как правильно сделать сварку из микроволновки?
Итак, чтобы собрать самодельный аппарат точечной сварки, необходим трансформатор. Данный элемент является сердцем устройства и именно от его характеристик будут зависеть параметры прибора в целом. Взять трансформатор для точечной сварки, как уже отмечалось выше, следует из СВЧ.
Любая микроволновая печь оснащается магнетроном, обеспечивающим нужное электромагнитное излучение, необходимое при подогреве еды. Этот узел требует достаточно высокого напряжения.
Трансформатор от микроволновки, подключенный к магнетрону, является повышающим. На его первичной обмотке количество витков меньше, чем на вторичной. Благодаря этому на ней формируется напряжение величиной до двух киловольт. За счет удвоителя эта величина потом умножается в 2 раза.
Необходимо аккуратно и осторожно доставать трансформатор из СВЧ печи. Микроволновку следует разобрать, сняв с нее основу и убрав крепления. В случае изготовления точечной сварки из трансформатора от печи понадобятся только две его составляющие.
Конструктивные элементы сварного соединения.
Первая – это первичная обмотка, на нее подается напряжение сети, вторая – магнитопровод. Его необходимо усовершенствовать так, чтобы он смог обеспечить необходимые параметры трансформатора.
Вторичная обмотка не понадобится, поэтому ее демонтируют с применением молотка, стамески или зубила. Главное – не повредить первичную намотку. Если при демонтаже будут обнаружены шунты, предназначенные ограничивать ток, то их следует удалить.
В печи СВЧ возможны два варианта реализации магнитопровода: клеевой и сварной. В первом случае удалять обмотку лучше всего с помощью ножовки или стамески. А вот во втором случае ее необходимо высверлить. Выполнять подобные операции следует с максимальной осторожностью и не разрушить магнитопровод.
После того как трансформатор извлечен из микроволновки, нужно намотать вторичную обмотку. В этих целях отлично подойдет провод диаметром не менее одного сантиметра. В случае когда в хозяйстве такого не имеется, его придется приобрести.
Покупать цельный одножильный провод не обязательно, можно обойтись и пучком из нескольких отдельных проводов, общим диаметром соответствующим необходимому. После того, как вторичная обмотка будет готова, получившийся модернизированный трансформатор обеспечит ток до тысячи ампер.
Этой величины вполне достаточно, чтобы аппарат, сделанный своими руками позволил без проблем осуществлять соединение мелких деталей, ремонт кузовных работ и многое другое.
При необходимости изготовить более мощное устройство параметров одного трансформатора может и не хватить. В таком случае можно использовать два таких элемента.
В подобном типе сварки на выходе необходимо получить 2 В, что позволит обеспечить ток более восьмисот ампер. Достичь такого результата возможно, если намотать на сердечник вторичной обмотки два-три витка.
Формирование необходимого количества витков может вызвать определённые трудности, если изоляция у провода слишком толстая. Решается эта проблема достаточно просто: изоляция с провода снимается и вместо нее делается другая с помощью тканевой изоленты.
Важным является наименьшая длина провода, используемого во вторичной намотке. Это необходимо для максимального уменьшения электросопротивления.
В случае необходимости сваривания металлических заготовок толщиной более пяти миллиметров понадобится устройство, обладающее большой мощностью. В изготовлении подобного прибора следует использовать два трансформатора, соединенных в одну электрическую цепь.
В данном вопросе важно соблюдать все правила такого соединения. Ошибка в подключении и неправильная сборка приведут не только к неработоспособности аппарата, но и к короткому замыканию.
После соединения одноименных выводов, замеряется ток, формируемый обмотками. Обычно подобные устройства способны обеспечивать силу тока на уровне двух тысяч ампер. Если данную величину превысить, тогда могут произойти сбои в электрической цепи не только вашего дома, но и у соседей.
Итак, каких результатов можно достичь, в случае соединения между собой двух трансформаторов, одинаковых по мощности и параметрам?
Допустим имеется два идентичных устройства мощностью полкиловатта, величина входного напряжения соответствует значению сети и составляет 220 В, а на выходе трансформатор выдает два вольта и обеспечивает ток в 250 ампер.
Схема конденсаторной точечной сварки.
Если два таких устройства последовательно соединить между собой, тогда они смогут обеспечить силу номинального тока в пятьсот ампер. Тем не менее при его формировании будут происходить существенные потери, обусловленные значительным электросопротивлением цепи.
К обоим концам обмотки в последствии подключаются самодельные клещи для контактной сварки.
Если имеется в наличии 2 трансформатора с достаточно высокой мощностью, однако их выходного напряжения все же не хватает, тогда их вторичные намотки последовательно соединяются друг с другом.
В данном случае существенным моментом является количество витков, намотанных на обе обмотки. Подобный способ оказывается особенно полезным, когда домотать витки просто невозможно в следствие недостаточного размера магнитопровода.
Осуществляя подобное соединение, важно внимательно проследить за согласованным направлением витков на обмотках, соединенных между собой. В противном случае выходное напряжение с двух намоток будет находиться в противоположных фазах. После суммирования оно будет равняться нулю.
Если выводы трансформаторов не промаркированы, тогда следует определить, какие из них являются одноименными и соединить их между собой. Решается данная проблема следующим образом: вторичные и первичные обмотки трансформаторов соединяются последовательно и на вход подается напряжение, а к выходу подключается вольтметр.
В зависимости от подключения устройств, вольтметр либо покажет какое-нибудь число, либо не будет показывать ничего. Первый случай реализуется, когда в цепи соединения есть разные выводы.
Данное соединение является неправильным. В подобном случае в обмотках будут происходить следующие процессы: поступающее на вход устройства напряжение уменьшится в два раза на каждой из первичных обмоток, так как они обладают одинаковым коэффициентом трансформации.
В результате вольтметр, установленный на выходе, покажет удвоенное значение входного напряжения.
Во втором случае, когда вольтметр показывает 0, реализуется следующая ситуация: напряжения, выходящие с обмоток каждого подключенного в цепь трансформатора, равны по величине между собой. Однако знаки напряжений будут различны, а значит, они компенсируют друг друга.
Электроды
Сварка споттером оснащается медными клещами. Они, в последствии, будут использоваться в соединении металлических заготовок между собой.
Электроды для точечной сварки могут иметь несколько вариантов конструкции. Они устанавливаются непосредственно в сам корпус аппарата, или же реализуется выносное приспособление в виде ножниц.
Более простым вариантом в случае самостоятельного изготовления аппарата контактной сварки являются вмонтированные в корпус электроды. Недостатком конструкции является незначительное прижимное давление, соответствующее усилию сварщика, в случае если не будет наращено расстояние от прибора до конца клещей.
Выносные электроды более просты в использовании. Ими можно воспользоваться даже на некотором удалении от точечного сварочного устройства. Давление создаваемое с помощью указанной конструкции зависит от длины рычага между подвижным соединением и концами клещей.
Очень важно подвижное соединение хорошо заизолировать. В этих целях используются текстолитовые втулки и шайбы.
Вопрос, связанный с длинной рычага, следует продумать заранее, еще на этапе изготовления клещей. Аппараты сварки, как уже отмечалось выше, во время сваривания требуют, чтобы к металлическим заготовкам прикладывались значительные сжимающие усилия.
Устройство аппарата точечной сварки.
Еще одним важным моментом является длина ручек. Она определяет максимальное расстояние от края свариваемых деталей до места соединения.
Обычно самым распространенным материалом, из которого делаются электроды, является медь, однако возможно использование и бериллиевой бронзу. В качестве простого и уже готового варианта отлично подойдут жала паяльника. Важным является диаметр клещей, величиной не менее диаметра проводов, подводимых к ним.
В то же время кончики электродов делаются маленькими, практически острыми. Это позволит получать ядра достаточно высокого качества.
Стоит также не забывать и о процессах деградации. Со временем электроды могут изнашиваться. В данном случае их придется иногда подтачивать. Тем не менее рано или поздно электроды придется все же заменить.
Если использовать в качестве материала электродов медные прутки, тогда их замена не вызовет особых трудностей. С другой стороны более качественный результат сварки достигается в случае применения жал от профессиональных паяльников, но их цена более высока, чем у простых прутков.
Какой вариант исполнения выбрать, каждый решает самостоятельно. Все зависит от того, какие задачи предстоит решать с помощью данного устройства, а также от финансовых возможностей человека.
Не стоит забывать, в проводах, в любом случае, будут происходить потери электроэнергии на нагрев, ведь любой проводник имеет сопротивление.
Выше уже упоминалось о принципе работы сварочного прибора и было рассказано о законе Джоуля-Ленца. Он применим и в случае простых проводников, так как их сопротивление не равно нулю. Это значит, что при протекании тока по медным проводам будет происходить нагрев.
Из выше сказанного следует: длина проводов, соединяющих между собой электроды и устройство, должна быть минимальной. Только в таком случае удастся реализовать потенциал агрегата в полной мере.
Управление
Чтобы сделать из сварочного аппарата удобное в работе приспособление, необходимо позаботиться об управлении. Его выполнение не отличается слишком высокой сложностью. В этих целях понадобятся всего два основных элемента: рычаг и выключатель.
Как видите, схема управления в обычной самодельной точечной сварке не требует наличия каких-либо сложных деталей или их покупки. Ведь с большой долей вероятности они и так есть в хозяйстве практически любого мастера.
Роль рычага заключается в обеспечении надежного контакта между свариваемыми деталями. Увеличить сжимающую силу данного узла, возможно посредством использования винтовых элементов. Конечно же, данная деталь должна обладать высокой надежностью, иначе самодельная точечная сварка не прослужит долго.
На крупных и ответственных производствах сила сжатия между собой двух соединяемых деталей достигает тысячи килограмм. Точечная сварка в домашних условиях, предназначенная для выполнения нерегулярных работ, не требует промышленных нагрузок.
Обычно в быту оказывается достаточным и давление в тридцать килограмм. Его способен обеспечить сварщик и самостоятельно, однако увеличение длины рычага существенно упростит данную задачу.
Чертеж точечной сварки металлических изделий.
Если говорить более конкретно, то длины рукояти в 60 сантиметров вполне достаточно. Подобный рычаг способен увеличивать прикладываемую к его плечу силу приблизительно в десять раз. В результате, чтобы достичь усилия в 30 килограмм, достаточно давить на плечо с силой эквивалентной в 3 кг.
Выключатель споттера контактной сварки подключается непосредственно к трансформатору. Соединение необходимо осуществлять с первичной обмоткой, где сила тока незначительно.
Если соединить его с вторичной намоткой, то он не только увеличит потери за счет создания дополнительного сопротивления, но и намертво сварится с выводами сварочного трансформатора.
Очень удобной является конструкция с расположением выключателя непосредственно на рукояти рычага. Подобный вариант позволяет оставить одну руку свободной, что упростит задачу поддержания свариваемых деталей.
Стоит учитывать также нагрев, которому подвергается самодельный споттер из сварочного трансформатора. В связи с этим необходимо предусмотреть систему охлаждения. Для ее реализации подойдет простой вентилятор.
Кроме того, следует делать небольшие перерывы в работе, чтобы аппарат контактной сварки не перегревался. Следить за продолжительностью сваривания изделий следует визуально, или же использовать в этих целях контроллер.
В случае кратковременных операций, например, сваривании проволоки, о нагреве не стоит беспокоиться. А вот в более длительных процессах данный момент является крайне важным и о нем нельзя забывать.
Контактник из сварочного трансформатора
Такое оборудование можно превратить в полноценное средство контактной сварки. Единственным недостатком является невозможность управления силой тока.
Разработка чертежа
Правильный выбор схемы помогает изготовить работоспособный сварочный аппарат. Предпочтение отдают простым чертежам, включающим минимальное количество деталей и блоков. Такие варианты не позволяют создать слишком мощное устройство, однако прибора достаточно для выполнения мелкого ремонта автомобиля, садовой техники, ограждений.
Рекомендуем к прочтению Описание технологии контактной точечной сварки
Перечень деталей и расходников
Для переделки сварочного трансформатора в оборудование для контактной сварки потребуются такие элементы и материалы:
- трансформатор, преобразующий электрическую энергию;
- толстый кабель;
- медные электроды;
- болты;
- наконечники;
- прерыватель;
- деревянные бруски, фанера для создания корпуса.
Процесс создания аппарата
Сборку самодельного устройства выполняют так:
- Устанавливают сварочный трансформатор в корпус, созданный из металлических листов. Собирают электрическую плату на текстолитовом листе толщиной более 1 см. Деталь закрепляют в корпусе сварочного аппарата.
- К шине, вторичной обмотке болтами присоединяют сварочный провод. Оставшийся конец кабеля подключают к электроду.
- К контактной колодке, находящейся на электрической плате, подсоединяют питающий провод.
Эксплуатация точечной сварки
Мастер, использующий контактный трансформаторный аппарат, должен стоять на резиновом коврике, применять защитные перчатки и очки. Кабель заземления подключают к детали, к которой будет привариваться другая заготовка. После этого нажимают клавишу включения, сопоставляют соединяемые элементы, зажимают электродом сварочного пистолета.
Через 5 секунд после начала воздействия стержень переносят на следующую точку.
Общая информация
Контактная сварка (также «электрическая контактная сварка», «контактная электросварка» или «ERW») — это метод соединения металлов путем их нагрева с помощью тока и одновременной механической деформации с помощью давления. Говоря простыми словами, сварной шов получается в результате нагрева металла и его дальнейшего сжатия под двумя толстыми металлическими электродами. При контактной сварке ключевую роль играет именно ток, а не давление. Ниже представлена схема простейшей контактной сварки.
Во время прохождения тока при сварке тепло распространяется по металлической детали, в зоне сварного шва, а также между металлическими электродами. При этом все эти элементы нагреваются с разной температурой, наибольшая концентрация тепла наблюдается, когда установлен контакт между электродами и деталью.
Если аппарат настроен правильно и соблюдается технология сварки, то поверхность металла не должна нагреваться слишком сильно, поскольку в контактной сварке важна не столько высокая температура плавления, сколько совокупность температуры и механического воздействия. Кроме того, электроды должны охлаждаться (например, с помощью воды). Так что важно следить за температурой нагрева. Если она избыточна, то это первый признак ошибки сварщика или неисправного оборудования.
Клещи для контактной сварки своими руками
Чтобы самостоятельно сделать такое приспособление, выполняют следующие шаги:
- Формируют основу. Для этого используют подручные материалы – стальные листы толщиной до 5 мм. Из них нарезают полосы шириной 2 см. Длина зависит от конструкции сварочных клещей. Полосы можно заменить металлическими прутами. Концы двух заготовок загибают в виде щипцов.
- Накладывают детали друг на друга, стыкуют их. В центральной части просверливают отверстие, где будет располагаться регулировочный винт. Между пластинами укладывают диэлектрическую прослойку.
- На одном конце стержня или полосы просверливают отверстие для закрепления медного кабеля. Те же действия выполняют в отношении второй заготовки. Отверстия должны находиться друг напротив друга.
- Металлические элементы клещей закрывают резиновой накладкой и изолентой. Материалы защитят сварщика от поражения током во время работы.
- Устанавливают пружину между ручками клещей. Деталь необходима для фиксации свариваемых элементов.
Использование точечной сварки на литиевых аккумуляторах
Применение батареи для приваривания никелевой пластины к АКБ – самый простой способ. Для сборки мини-агрегата потребуется аккумулятор, зарядный кабель, отрезок одножильного провода, изолента. Из жилы создают 2 электрода, концы которых зачищают и закрепляют. Расстояние между элементами должно составлять 3 мм.
К другим концам электродов подсоединяют зарядный кабель, подключенный к клеммам литий-ионной АКБ. Устанавливают никелевую пластину на аккумулятор, прижимают к ней находящиеся под напряжением электроды. В результате короткого замыкания металл расплавляется.
