Корпус - это завершающий элемент любой сколько-нибудь крупной электрической или электронной конструкции. На его изготовление в любительских условиях зачастую уходит не меньше времени, чем на сборку и налаживание устройства, для которого предназначен.
Обычно корпусы радиолюбительской и промышленной аппаратуры изготавливают из листовой стали для обеспечения высокой механической прочности. Кроме того, такой корпус особенно предпочтителен в тех случаях, когда конструируемое устройство необходимо экранировать от внешних электрических или магнитных полей.
При изготовлении корпусов часто используют заклёпочные или резьбовые соединения. Намного облегчить изготовление корпусов, коробок, а также соединение отдельных конструктивных элементов можно, применив точечную электросварку.
Описываемое ниже устройство представляет собой один из практических вариантов аппарата точечной электросварки. За основу взят описанный в статье Е. Годыны "Электросварочный аппарат" ("Радио", 1974, № 12, с. 39- 41), позволяющий сваривать различные детали из листовой стали, а также стальную проволоку. Механически и кинематически наш аппарат от него почти не отличается. Разница заключается в существенно доработанном электронном дозаторе длительности импульса сварочного тока.
Как известно, в соответствии с законом Джоуля-Ленца количество теплоты W, выделяемой в точке контакта свариваемых деталей, зависит от длительности t импульса тока I и электрического сопротивления R току через контакт:
W=R*t*I^2
При расчёте сварочного тока и длительности импульса сопротивление считают исходным параметром, так как его в первом приближении можно определить, зная материал свариваемых деталей, их толщину и требуемую температуру сварки.
Согласно закону Джоуля-Ленца, увеличение сопротивления должно увеличивать количество выделяющейся теплоты. Но по закону Ома
I=U^2/Z,где U2 - напряжение на вторичной об¬мотке сварочного трансформатора; Z - полное сопротивление вторичного контура, в которое входит и сопротивление контакта R. Поэтому при увеличении R уменьшится I, а он входит в формулу закона Джоуля-Ленца в квадрате. Количество теплоты, выделяющейся при сварке, зависит от соотношения R и полного сопротивления Z вторичного контура.
Чем меньше Z, тем больший сварочный ток можно обеспечить при том же U2. При этом чем меньше R по сравнению с Z, тем меньше бесполезные потери мощности на нагревание вторичной обмотки трансформатора
Сварка с малым сопротивлением вторичного контура сопровождается нестационарностью нагревания и, как следствие, нестабильностью качества соединений. Минимизировать этот недостаток можно надёжным сжатием де¬талей и зачисткой их поверхности, что обеспечит постоянство R.
Оптимизировать режим сварки при неизменном значении напряжения U2 оказывается удобнее всего регулиро¬ванием длительности t импульса сварочного тока.
Схема электронного блока сварочного аппарата показана на рис. 1.
В исходном состоянии сварочный трансформатор Т1 обесточен, поскольку контакты К1.1-К1.3 реле К1 разомкнуты. Обмотка реле К1 переменного тока, включённая во входную диагональ ди-одного моста VD2, также обесточена.
Несмотря на то что к тринистору приложено выпрямленное напряжение сети, мост тока не проводит, поскольку тринистор VS1, замыкающий выходную диагональ диодного моста, закрыт. Конденсатор С1 шунтирован резистором R1 и поэтому разряжен.
Переключатель SF1 установлен на раме сварочного аппарата и связан с педалью, управляющей сжатием свариваемых деталей электродами, так, что переключение происходит в конце хода педали. В момент переключения конденсатор С1 начинает заряжаться, зарядный ток открывает тринистор VS1, который замыкает выходную диагональ диодного моста VD2, и он подключает к сети обмотку реле К1. Одновременно с этим вспыхивает лампа EL1.
Реле срабатывает, и замкнувшиеся контакты К1.1 -К1.3 подключают к сети первичную обмотку сварочного трансформатора Т1. Мощный импульс переменного тока, возникающий во вторичной цепи, разогревает металл свариваемых деталей в точке сжатия электродами до температуры плавления.
Через некоторое время зарядный ток конденсатора С1 спадает настолько, что уже не может открыть тринистор VS1 при очередном полупериоде напряжения сети. Поэтому тринистор остаётся закрытым. Обмотка реле К1
теперь обесточена. Контакты К1.1 - К1.3 реле размыкаются и отключают сварочный трансформатор от сети. Этим завершается процесс сварки очередной точки.
Педаль аппарата отпускают и подготавливают его к сварке следующей точки. При отпускании педали контакты SF1 возвращаются в исходное положение и конденсатор С1 разряжается через резистор R1.
Время, в течение которого тринистор в каждом полупериоде сетевого напряжения открывается, при указанных на схеме номиналах конденсатора С1 и резистора R1 можно изменять в пределах от 0,1 с до нескольких секунд. Таким образом, электронный узел сварочного аппарата представляет собой сочетание формирователя мощного токового импульса и реле времени, оп¬ределяющего длительность этого импульса.
Сварочный ток в импульсе может достигать 1500...2000 А в зависимости от материала и толщины свариваемых деталей. Потребляемый от сети ток не превышает 8 А.
Цепь R3C2 предназначена для гашения искр между контактами К1.1-К1.3 и уменьшения создаваемых помех. Лампа накаливания EL1 мощностью 60 или 75 Вт на напряжение 220 В служит для обеспечения более устойчивой работы тринистора при значительной индуктивности обмотки реле К1. Диод VD1 предотвращает возможность появления отрицательного напряжения на управляющем переходе тринистора.
В качестве реле в блоке использован магнитный пускатель ПМЕ-071 МВУХЛЗ АСЗ с обмоткой на переменное напряжение 220 В и тремя парами рабочих контактов. Тринистор установлен на медном теплоотводящем крепёжном уголке с полезной площадью поверхности около 8 см2. Конденсаторы С1, С2 - любого типа, причём С2 следует выбрать
на номинальное напряжение не менее 630 В. Переменный резистор R2 - любой, с линейной характеристикой
Сварочный трансформатор Т1 переделан из лабораторного регулировочного ЛАТР-9 (РНШ) Его обмотка содержит 266 витков провода диаметром 1 мм. Движок и контактный ролик демонтируют, свободную от изоляции контактную дорожку на обмотке очищают от пыли, покрывают лаком, после чего обмотку изолируют лакотканью. Выводы от обмотки, которая будет служить первичной, выполняют гибким изолированным проводом сечением 1,5...2 мм2.
Вторичную обмотку наматывают многопроволочным медным проводом сечением по меди не менее 80 мм2 в теплостойкой наружной изоляции. Число витков - 3.
Электронный блок размещён в нижнем отсеке корпуса сварочного аппарата (рис. 2). На боковую панель выведена ручка регулирования длительности токового импульса, проградуированная в секундах.
Информацию о многих отсутствующих в статье аспектах nконструкции, о работе и эксплуатации сварочных аппаратов можно найти в книге Геворкяна В. Т. "Основы сварочного дела" (М.: Высшая школа, 1991).
Правильно собранный аппарат, как правило, не требует налаживания, необходимо только отградуировать шкалу регулятора выдержки времени R2. Здесь, однако, уместно заметить, что временные границы этой шкалы сильно зависят от параметров применённого в аппарате экземпляра тринистора VS1. Поэтому в отдельных случаях может оказаться целесообразной подборка более подходящего экземпляра тринистора и конденсатора С1.
Перед тем как начать сварку подго¬товленных деталей, следует предварительно опытным путём определить оптимальную длительность сварочного импульса для каждого сочетания их толщины и материала. При слишком коротком импульсе соединение будет непрочным, а при излишне длинном - не исключён сквозной прожог деталей.
Аппарат позволяет сваривать проволоку диаметром до 3 мм стальную ииз нержавеющей стали, медную лужёную - до 2 мм, стальные листы - толщиной до 1,1 мм.
Вид на аппарат спереди-сверху представлен на рис. 3.
Следует иметь в виду, что сварка часто сопровождается искрами из точки контакта металлов, поэтому необходимо ознакомиться с правилами техники безопасности и строго их со¬блюдать. Работать с аппаратом можно только в негорючей одежде, в рукавицах и с защитной маской на лице.
Г. ЧИКЕТАЕВ, Б. КАРИМОВ, г. Бишкек, Киргизия
Домашние слесарные работы – часть жизни хозяйственного человека. Одним из наиболее популярных домашних устройств считается точечная сварка. Она предполагает наличие заводского или самодельного сварочного устройства. Создать подобный аппарат, которым будет осуществляться точечная сварка своими руками несложно, необходимо лишь желание и некоторые подручные средства.
Особенности и принцип точечной сварки
Изучение вопроса, как своими руками сделать точечную сварку, начнем с принципа действия.
На сегодняшний день точечная сварка востребована не только в быту, но и в производстве, так как она способна разрешить даже самые трудновыполнимые задачи. В промышленности, как правило, применяют устройства, работающие в автоматическом режиме, в бытовых условиях применяют сварочный аппарат-полуавтомат для точечной сварки.
Точечная контактная сварка на производстве необходима, чтобы сварить листовые болванки из черных и цветных металлов. С помощью ее сваривают изделия из профиля разной толщины и конфигурации, пересекающиеся металлические заготовки. При некоторых условиях можно добиться скоростного рабочего режима до 600 точек в минуту.
Многие люди интересуются вопросом, как сделать точечную сварку дома? В домашней среде точечную сварку применяют для ремонта бытовой утвари и при необходимости сварить электропровода.
Процедура точечного сваривания включает в себя несколько этапов:
- заготовки совмещают в требуемом положении;
- делают крепеж деталей непосредственно между прижимными электродами установки;
- осуществляют нагрев поверхностей, в процессе которого происходит деформирование деталей и они связываются между собой.
Существует еще одна технология точечного соединения – лазерная сварка. Она способна выполнять задачи, связанные с работой высокой точности и предельной прочности спайки.
Получается, что принцип точечной сварки заключается в чрезмерном нагревании рабочих металлических поверхностей, результатом которых осуществляется их сплавление и единое структурное новообразование.
Основную роль в процессе сварки исполняет импульсная характеристика тока, который создает необходимый нагрев металлической области. Не менее важной характеристикой служит время воздействия и сила удержания деталей. Благодаря этим параметрам кристаллизуется металлическая структура.
Основными преимуществами сварки электроконтактной из сварочного аппарата считаются:
- выгодность использования;
- прочный шов;
- простота оборудования;
- самодельная точечная сварка может быть создана в домашних условиях;
- возможность автоматизации в условиях предприятия.
Единственным изъяном точечного соединения деталей считается негерметичность соединения.
Основными требованиями к сварочному оборудованию считаются:
- возможность изменить время процесса;
- создание давления в рабочей области, с достижением предела в окончании процесса нагрева;
- наличие электродов с высокими показателями проводимости энергии и тепла.
Для бытового применения подходить электролитическая медь и ее смесь марки ЭВ. Стоит отметить, что площадь контактируемого участка электрода должна превышать свариваемое соединение (шов) в 2,5 раза.
Сборка сварочного аппарата своими силами
Для точечного сваривания деталей необходимо создать соответствующее оборудование. Установка для точечной сварки своими руками, изготовленная в домашних условиях, может иметь любую форму – от переносных разновидностей до крупногабаритных моделей. На практике обычно используются настольные варианты, применяемые для соединения различных металлов. Перед тем как создать точечную сварку из инвертора, следует ознакомиться с материалами, какие понадобятся при изготовлении.
- преобразователь энергии, то есть трансформатор;
- электрический кабель с изоляцией сечением от 10 мм;
- медные электроды;
- прерыватель;
- наконечники;
- болты;
- подручные средства и материалы для создания корпусной основы либо сварочных клещей (бруски из дерева, вторсырье, фанера).
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.
Схемы монтажа
Основными разновидностями схем сборки сварочного устройства являются простые проекты с минимальным количеством требуемых материалов. Стоит отметить, что изготовленное оборудование не будет мощным, то есть данная схема точечной сварки предназначена только для бытового применения. Его назначение – сварка небольших листов железа и электрических проводов.
Чтобы понять, как сделать контактную сварку вспомнить курс школьной программы, а именно физическое правило «Закон Джоуля-Ленца»: когда электричество проходит по проводнику, объем тепловой энергии, создаваемый в нем, прямо пропорционален сопротивлению проводника, времени воздействия и квадрату электрического тока. Вывод, если ток изначально составлял большое значение (например, 1000 А), то при слабом соединении и маленьких проводах будет расходоваться большее количество энергии (в несколько тысяч раз), чем при меньшем электротоке (10 А). То есть качество собранной электрической цепи играет важную роль.
Формирование электрического импульса между двумя участками металлических изделий считается базовой частью работы сварочной установки. Для этого потребуется небольшой преобразователь энергии. Свариваемое изделие необходимо подключить к нижней обмотке устройства, а металлический электрод к вторичной.
Стоит отметить, что недопустимо непосредственно совмещать преобразователь с источником питания. Для этого в электрической цепи предусмотрен мост с электронным выключателем (тиристор). Чтобы создать требуемый импульс, в устройство необходимо подать вспомогательное питание, включающее в себя мост выпрямления энергии и трансформатор. Электрический ток будет концентрироваться в конденсаторе, чья роль – это формирование импульса.
Для того чтобы аппарат контактной сварки, изготовленный своими руками, заработал, нужно на рукояти пистолета нажать «кнопку импульса» для открытия цепной схемы конденсатора-резистора. В результате этих манипуляций произойдет разряд через металлический стержень. Чтобы закрепить теоретический материал, рекомендуется ознакомиться с обучающим видео, где подробно рассказывается о точечной сварке. Это позволяет понять визуально, как же это все правильно осуществляется.
Самодельный аппарат из микроволновой печи
Так как на аппараты точечной сварки не всегда можно выделить лишнюю сумму денежных средств, то можно изготовить ее собственными силами. Для этого потребуется довольно мощная микроволновая печь.
Сборка трансформатора
От микроволновки потребуется лишь одна деталь – это высоковольтный трансформатор для точечной сварки. От этой детали требуется лишь сердечник (магнистор) и первичная (нижняя) обмотка. Для удаления ненужных участков можно воспользоваться молотком, болгаркой либо ножовкой. После удаления трансформаторной вторичной обмотки, необходимо создать самодельный трансформатор для контактной сварки. Чтобы это выполнить, следует воспользоваться медным кабелем, диаметром, равным проему трансформатора. Необходимо сделать два витка. Для того чтобы соединить две части сердечника потребуется эпоксидная смола.
Основу сделали, теперь необходимо заняться корпусом самодельной установки. Для этого используются различные полимеры, например, пластмасса или дерево. Обратная область корпуса точечной установки должна содержать несколько проемов. Один проем будет служить ключом устройства, а другое подавать электричество.
Если вместо пластика применяется дерево, то для начала следует выполнить несколько подготовительных операций, а именно отшлифовать, пропитать и лакировать. Чтобы создать самодельный рабочий аппарат для точечной сварки своими руками, потребуется:
- кабель электропитания сварочной установки;
- ручка от двери;
- выключатель;
- медные держатели;
- электропровод большого диаметра;
- расходные материалы (саморезы, гвозди).
После подсыхания корпусного участка, необходимо собрать установку и совместить все сопутствующие детали. После этого отрезается медный провод на 2 части, каждый из которых примерно 25 мм. Эти элементы будут осуществлять функцию электродов. Чтобы их зафиксировать, достаточно применить стандартную отвертку. Затем необходимо установить ключ системы, толстый электрокабель предотвратит его выскальзывание. Чтобы зафиксировать трансформатор на корпусе конструкции можно использовать саморезы, но не стоит забывать о заземлении одной из клемм.
Чтобы повысить безопасность использования устройства для сварки рекомендуется установка вспомогательного включателя. Для крепежа рабочих рычагов также применяют небольшие гвозди и другие крепежные элементы. К торцевым частям рукоятей прикрепляются контактные металлические стержни. Для вознесения верхней рукояти применяется стандартный полимер – резина.
Создание электродов
Элементы, применяемые для точечной сварки своими руками, должны отвечать определенным требованиям, а именно устойчивостью к воздействию рабочих температур, хорошей электропроводностью и легкостью механической обработки.
Для этого прекрасно подходят медные провода сечением от 15 мм. Основной принцип – сечение электрода не должно быть меньше поперечника провода. Если не жалко, то можно применить жала 2 паяльников, которые точно прослужат долго.
Органы управления
Создаваемая контактная сварка своими руками имеет простое устройство. Приходится всего две управляющих системы – выключатель и рукоять. Выключатель точечной сварки фиксируется в цепи первичной обмотки. Это необходимо из-за того, что во вторичной обмотке ток больше, а выключающая система создаст дополнительное сопротивление. Выключатель устанавливается на рычаге, так удобнее будет работать. То есть одной рукой можно будет включать электричество, а второй удерживать свариваемые материалы.
Стоит отметить, что включение и выключение сварочного тока необходимо осуществлять лишь при сжатых электродах, потому что в противном случае появится искра, приводящая к их подгоранию. Рекомендуется также применять вентилятор для охлаждения аппарата.
Если подобная охлаждающая система отсутствует, то следует постоянно контролировать температуру преобразователя энергии, металлических электродов, электропроводов и создавать дополнительные перерывы, чтобы предотвратить перегрев.
На сегодня приобретение сварочного аппарата для точечной сварки не является проблемой, если есть денежные средства. В любом специализированном магазине предложат целый ряд установок для точечного соединения деталей, причем разной мощности и производителей. Но для домашних мастеров не всегда возможно подобрать требуемые параметры, поэтому сделать аппарат точечной сварки своими руками будет оптимальным решением. Все необходимые расходные материалы можно позаимствовать и найти дома. Собранная собственными руками установка для точечной сварки не подводит и отлично работает, тем самым обеспечивая требуемый мелкий ремонт металлических изделий.
Контактная точечная сварка отличается целым рядом преимуществ — это способность швов выдерживать значительные механические нагрузки, дешевизна оборудования, возможность создать автоматизированный процесс и пр.
Сварочный аппарат данного вида относительно просто собрать, что тоже является его достоинством и дает возможность сделать аппарат своими руками. Единственным недостатком подобного типа сварки является отсутствие возможности создать герметичный сварочный шов.
Как сделать трансформатор для точечной сварки
Основным составляющим элементом сварочного аппарата является трансформатор. Обеспечение повышенного показателя сварочного тока достигается большим коэффициентом трансформации. Трансформатор должен обладать мощностью не менее 1 кВт. Для данной цели отлично подходят трансформаторы от микроволновых печек, обладающих достаточной мощностью.
Найти такой трансформатор просто, а сварочный аппарат этого типа можно применять для сварки листов из стали в 1 мм. Для изготовления аппарата с большей мощностью можно применить несколько трансформаторных установок.
В трансформаторе располагаются первичная обмотка и магнитопровод, которые вам и понадобятся. Вторичную обмотку следует срезать с помощью ножовки или любого другого инструмента. При этом очень важно не допустить повреждения магнитопровода и первичной обмотки. В том случае, если в трансформаторе имеются шунты для ограничения тока, их необходимо снять.
Сняв все лишние (в данном случае) элементы, следует создать вторичную обмотку (новую). С целью обеспечить большой ток требуется применение медного толстого провода, диаметр которого должен составлять не меньше 1 см. Трех витков будет вполне достаточно, добейтесь того, чтобы на выходе получилось приблизительно 2 В.
Более мощная сварка своими руками получится в том случае, если вы соедините между собой два (или больше) трансформатора. Главное при этом — учесть возможности вашей сети, в противном случае, включая точечную сварку, вам придется сталкиваться с разными неприятностями, когда мигают лампочки, срабатывают предохранители и пр.
Вернуться к оглавлению
Сборка точечной сварки своими руками и изготовление электродов
Очень важным элементом в сварке являются электроды, поэтому изготавливать их следует с учетом всех рекомендаций. Для изготовления данных элементов вам потребуются медные прутья. Лучше подобрать стержни большого диаметра (как минимум с толщину провода). Если в ваши планы входит изготовление сварочного аппарата, имеющего небольшую мощность, можно использовать жала, которые содержат мощные паяльники.
В зависимости от того, как часто применяется точечная контактная сварка, со временем форма электродов теряется. Через некоторое время пользования их можно подточить, а при необходимости заменить новыми.
Желательно, чтобы провод, который идет от электродов к трансформатору, был минимальной длины и с минимальным количеством соединений. Дело в том, что в месте соединения мощность частично теряется. На кончики провода следует надеть наконечники из меди и уже через них соединить провод и электроды.
Каждый наконечник следует спаять с проводом. Такие меры необходимы по той причине, что при сварке медные контакты постепенно могут окисляться. Это объясняет значительную потерю мощности и выхода из строя сварочного аппарата, сделанного своими руками. Спаять провод и наконечник — достаточно сложная задача, что объясняется большим диаметром. Для данной цели можно воспользоваться лужеными наконечниками под пайку, которые можно приобрести в любом специализированном магазине.
Причина дополнительного сопротивления, которую способна вызывать точечная сварка, может быть в неспаянных соединениях наконечников с каждым из электродов. Однако этот недостаток исправить не удастся, ведь электроды периодически должны сниматься для заточки или с целью полной замены. Но здесь стоит отметить, что данные соединения достаточно легко поддаются очистке от окисла, в отличие от многожильных проводов, которые обжаты наконечником.
Вернуться к оглавлению
Точечная контактная сварка и как ей управлять
Точечная сварка управляется с помощью выключателя и рычага. Для того чтобы обеспечить должный контакт деталей, которые подвергаются сварке, необходимо предусмотреть достаточную силу сжатия между электродами.
При необходимости сварить толстые листы железа требуется применить более мощную контактную точечную сварку (с большей силой сжатия между электродами). Желательно, чтобы рычаг не был коротким, при этом он должен быть достаточно крепким. Сварочный аппарат должен иметь массивное основание, заранее позаботьтесь о том, чтобы его было возможно крепить к столу.
Для большого усилия прижима, которым должна обладать контактная точечная сварка, сделанная своими руками, может быть применен как описанный выше рычаг, так и рычажно-винтовой зажим в виде винтовой стяжки, расположенной между основанием и самим рычагом. При желании можно воспользоваться другими способами, но для них может потребоваться специальное оборудование.
Для установки выключателя следует выбрать первичную обмотку, точнее, ее цепь. Дело в том, что цепь вторичной обмотки отличается слишком большим током, что может стать причиной дополнительного сопротивления и сварки контактов.
Если вы решили применить рычажный прижимной механизм, для крепления выключателя лучше выбрать рычаг. В этом случае в процессе работы включение тока и управление рычагом можно будет выполнять одной рукой. Таким образом придерживать свариваемые детали будет максимально удобно.
– очень полезный навык.
При наличии в свободной продаже любых моделей инвертора, человек, планирующий сваривать в домашних условиях, имеет выбор – приобрести готовый аппарат или сделать его самостоятельно.
В этой статье мы рассмотрим, что это такое, продемонстрируем учебное видео по контактной сварке, дадим пошаговую инструкцию, как самостоятельно проводить контактную сварку и как можно сделать самодельный сварочный аппарат контактной сварки своими руками из микроволновки и использованных автомобильных аккумуляторов.
Владельцы частных домов, автомобилисты и не только нуждаются в проведении сварочных работ.
В домашних условиях или в условиях небольшой мастерской применение сварочного инвертора для соединения металлических частей вполне по силам.
Принцип его действия заключается в том, что при помощи электрического тока металл разогревается, расплавляется и застывает, образуя сварной шов.
Для фиксации и предотвращения сдвигания, свариваемые детали сжимаются при помощи электродов, по которым подается электрический ток.
Для работы в домашних условиях потребуются мощные источники питания, что влияет на перегрев бытовой проводки.
Перед проведением работ следует убедиться в качестве проводки и, по возможности, заменить ее на новую.
При контактной точечной сварке две заготовки соединяются по поверхности прилегающих краев.
Такая технология подходит для тонких листов, деталей маленького размера и металлических прутов толщиной до 5 мм.
Используют три вида соединения поверхностей: с помощью сопротивления, прерывистого оплавления или непрерывного оплавления.
Для сварки сопротивлением подготовленные заготовки или листы фиксируют и нагревают сварочным током до плавления.
Способ применим для следующих металлов:
- низкоуглеродистая сталь;
- цветной металл;
- соединения меди с латунью и сталью.
Ввиду жестких требований к температурному режиму и отсутствию примесей в местах соединения, этот способ используется редко.
При непрерывном оплавлении заготовки, используются клещи или иные фиксаторы детали, соединяют при включенном токе, после плавки краев соединяемых деталей проводится осадка и выключение подачи тока.
Этот способ наиболее применим для труб с тонкими стенами. Допустимо соединение разных по структуре заготовок.
Основной плюс – высокая скорость работы, серьезный минус – вытекание и угар металла по сварному шву.
Прерывистое оплавление происходит при поочередном плотном и неплотном контакте заготовок во время включенного тока.
Клещи зажима обеспечивают замыкание сварочной линии в месте соприкосновения заготовок до достижения ими температуры 900-950 градусов по Цельсию.
Такой способ применяется в случае, если исходной мощности аппарата не хватает для обеспечения непрерывного оплавления.
Таким образом, контактная сварка состоит из следующих шагов:
- Подготовка поверхностей к соединению (зачистка, выравнивание контура).
- Совмещение краев и фиксация заготовок под сварочным аппаратом.
- Подача электрического тока.
- Прогревание и оплавление под его действием краев деталей.
- Осадка и выключение тока.
Рассмотренные выше способы контактной сварки отличаются фиксацией заготовок и подачей тока, в целом, процесс сварки схож.
Для домашней контактной сварки можно сконструировать самодельный аппарат.
Его основные рабочие узлы – сварочный зажим и блок подачи напряжения на конденсаторах, к низковольтной обмотке которого присоединяется электрод.
Второе крыло зажима служит опорой или соединяется (в зависимости от крепления аппарата) с заготовкой, имеющей больший размер.
Видео инструкция по контактной точечной сварке представлена выше.
Сварочный аппарат из микроволновки
Прибор для точечной контактной сварки можно изготовить самостоятельно, использовав трансформатор от микроволновки.
При изготовлении такого сварочного прибора нужно взвесить, что будет дешевле – осуществить покупку инвертора или сделать самостоятельно, применив трансформатор из ненужной микроволновки.
Трансформатор – самая дорогая деталь нашего будущего самодельного прибора. Все остальные расходники – провода, кожух и основа, на которую будет производиться крепление, будут практически в любой мастерской.
Нам потребуется мощность трансформатора не менее 1 кВт. С помощью сварочного аппарата, использующего такой трансформатор, реально делать точечную сварку листов до 1 мм.
Удвоение мощности трансформатора позволит работать с листами до 1,8 мм толщиной. Трансформатор современной микроволновки может быть мощностью до 3 кВт.
При необходимости можно использовать два и три трансформатора. Эта цепь позволит увеличить мощность подаваемого тока.
Требуется вынуть трансформатор из металлического кожура и избавится от шунтов для ограничения тока и вторичной обмотки.
Микроволновая печь использует высокое напряжение, поэтому на первичной обмотке трансформатора присутствует меньшее количество петель, чем на вторичной.
Из-за этого появляется разность потенциалов. Наша задача – изменить вторичную обмотку, приспособив ее под цели контактной сварки.
Тщательно зачистите трансформатор от остатков вторичной проводки и шунтов, при необходимости используйте металлическую щетку или длинный узкий предмет (например, отвертку).
Нетронутой останется только первичная обмотка, вторичную будем делать заново.
Учитывая высокое напряжение, берем многожильную электрическую проводку с сечением не менее одного квадрата.
Если будет использоваться цепь из двух или более трансформаторов, то выводы всех вторничных обмоток от них сводим в одну.
Когда использован один трансформатор, то корпус для него можно приспособить из той же микроволновой печи, уменьшив ширину и длину.
Для системы трансформаторов кожух можно сделать из железного листа, снабдив его изолирующим слоем. Вторичная обмотка формируется 2-4 витками провода.
Однако, толстый слой изоляции, в которую упакован провод, не даст загнуть его по катушке.
Поэтому вынимаем провод из изоляции и в качестве изоляционного покрытия мы сможем применить обычную гибкую изоленту.
Двумя-тремя петлями провода мы добьемся напряжения в 2 Вт.
Для подвода тока к месту сварки создаем рычажный механизм, один рычаг которого жестко закреплен на основной поверхности (для удобства контактной сварки на этой же поверхности можно закрепить с помощью струбцин и трансформатор в кожухе).
Второй рычаг при опускании будет сдавливать детали. Выключатель вводим в цепь первичной обмотки и устанавливаем на верхний рычаг.
Это позволит одновременно сжимать деталь и пускать ток. Клещи в этом случае не используются, а сами наконечники предварительно паяются с проводами для предотвращения окисления.
При точечной сварке будем использовать стержни из меди толщиной больше, чем диаметр провода. В процессе работы их нужно подтачивать и при необходимости менять.
В ходе работы деталь зажимается с помощью рычагов между двумя электродами и пускается ток.
Сварочный аппарат из аккумуляторов
При сварочных работах с помощью электрического сварочного аппарата бытовые электросети терпят существенную перегрузку.
Длительная контактная сварка может привести к расплавлению электропроводки или выходу из строя бытовых приборов. Питание сварочного аппарата можно произвести от автономного источника электроснабжения.
В этом качестве может выступать переносная станция (генератор, работающий на бензине или дизеле), что весьма накладно, а можно источник тока сделать самостоятельно.
Понадобится несколько автомобильных аккумуляторов, вполне допустимы бывшие в употреблении. Идеально, если они будут одной емкости.
Тогда сила тока будет рассчитываться, как 1/10 емкости аккумулятора. Если собраны приборы разной мощности, то для расчета понадобится самая маленькая емкость.
Сделаем цепь из последовательно соединенных аккумуляторов, скрепив соответствующие «плюсы» и «минусы» с помощью проводов и кусачек или, что еще лучше, проводами для прикуривания.
Можно использовать также любые клещи. От свободного «минуса» выводим провод на электрод, который зажимаем в клещи, а от свободного «плюса» на рабочую пластину, в цепь рекомендуется поставить реостат.
Получившийся сварочный аппарат для точечной сварки из автомобильных аккумуляторов готов и может быть использован вдали от источника электроэнергии.
К нему можно сделать самодельное устройство для зарядки. Данный вариант может быть успешно использован опытными сварщиками и не рекомендуется для получения навыков сварки.
Как показано в статье, точечная самодельная контактная сварка вполне доступна. Мы рассмотрели варианты и технологию контактной сварки.
Приведенная информация поможет получить начальные навыки контактной сварки и обеспечить создание сварочного инвертора для точечной сварки самостоятельно из подручных средств.
Содержание:
У многих домашних мастеров возникают проблемы с проведением сварочных работ. Основной причиной является отсутствие практических навыков работы со сваркой, а также отсутствие сварочного аппарата. Наилучшим выходом из положения может стать контактная сварка своими руками, которую вполне возможно изготовить и освоить самостоятельно, без каких-либо особых теоретических знаний и навыков. С помощью контактной сварки можно соединять между собой стальные трубы, медные и алюминиевые провода, а также другие элементы и конструкции.
Самодельная точечная контактная сварка
Прежде чем приступать к непосредственному изготовлению аппарата, необходимо заранее уточнить, как можно самому сконструировать и собрать контактную сварку. Такая сварка может применяться не только в домашних условиях, но и в небольших мастерских.
Принцип действия устройства довольно простой. При использовании контактной сварки создаются сварные соединения деталей. Соприкасающиеся элементы в точке касания нагреваются электрическим током, проходящим через них. Одновременно к зоне соединения прикладывается сжимающее усилие. Параметры контактной сварки зависят от теплопроводности материала, размеров деталей, мощности сварочного оборудования. Напряжение в силовой сварочной цепи должно быть низким - от 1 до 10 вольт, время сварки составляет от 0,01 до 3-4 секунд. Работы проводятся при высоком токе сварочного импульса - от 1000А и более. Зона расплавления металла должна быть очень маленькой, а сжимающее усилие в точке сварки достигать значения 10-100 кг.
Соблюдение установленных параметров и технических условий является залогом высокого качества сварных соединений. Наиболее простой конструкцией считается сварочный аппарат с переменным сварочным током, сила которого не регулируется. В основе управления соединением деталей лежит изменяющаяся продолжительность поступающего электрического импульса. Для этой цели можно использовать простейшее реле времени, или вообще обойтись без него, регулируя подачу обычным выключателем.
В целом изготовить самому контактную точечную сварку достаточно легко. Основной узел - трансформатор - можно взять от старой микроволновой печи, телевизора, инвертора и других устройств. У выбранного трансформатора обмотки перематываются под необходимое рабочее напряжение и выходной сварочный ток.
Все виды электрических соединений должны выполняться качественно и обеспечивать хороший контакт. Используемые провода должны иметь сечение, соответствующее протекающему по ним току. Особое внимание следует обратить на силовую часть, расположенную между электродами клещей и трансформатором. В случае плохого контакта в этих местах возможны большие потери энергии, а также возникновение неисправностей, вплоть до искрения.
Аппарат контактной сварки своими руками
Большинство сварочных операций, выполняемых в домашних условиях, предполагают работу с листовым металлом, толщиной не более 1 мм. Диаметр прутков и проволоки не превышает 4 мм. Поэтому контактная сварка своими руками, схема которой будет рассмотрена ниже, должна быть рассчитана именно на эти параметры. Сварочные аппараты работают от сети переменного тока, напряжением 220 вольт, частотой 50 Гц. Выходное напряжение, образующееся на концах контактно-сварочного механизма, составляет 4-7 вольт. Максимальное значение импульсного сварочного тока - до 1500 ампер.
На принципиальной электрической схеме представлены основные части устройства. В состав аппарата входит силовая часть, цепь управления и автоматический выключатель (АВ1), с помощью которого включается питание и обеспечивается защита при аварийных ситуациях.
Все элементы схемы представлены на рисунке 1. Сюда же входит сварочный трансформатор Т2 включенный в цепь с бесконтактным тиристорным однофазным пускателем МТТ4К. С помощью этого пускателя первичная обмотка трансформатора подключается к питающей цепи.
Схема обмоток сварки с указанием количества витков отображается на рисунке 2. В первичной обмотке имеется шесть выводов, которые можно переключать и регулировать выходной сварочный ток во вторичной обмотке ступенчатым способом. Самый первый вывод всегда подключен к сети, а остальные пять применяются для регулировочных процессов. После выбора нужного режима, к сети подключается только один из них.
Пускатель МТТ4К изображен отдельно на рисунке 3. Данный модуль выполнен в виде тиристорного ключа. Когда его контакты № 4 и 5 замыкаются, происходит коммутация нагрузки через контакты № 1 и 3, включаемые в разрыв цепи первичной обмотки трансформатора Т2. Максимальная нагрузка пускателя, на которую он рассчитан, составляет 800 вольт, а сила тока - до 80 ампер.
В состав схемы управления входит блок питания, сама цепь управления и реле К1. Для блока питания может применяться любой трансформатор с мощностью не выше 20 ватт. Он работает от сети 220В и выдает на вторичной обмотке значение напряжения от 20 до 25В. Функцию выпрямителя выполняет , например, КЦ402 или другой элемент с такими же параметрами. Для создания выпрямителя можно использовать и отдельные диоды.
С помощью реле К1 выполняется замыкание контактов № 4 и 5 в ключе МТТ4К во время подачи напряжения от управляющей цепи на обмотку его катушки. Поскольку коммутируемый ток, протекающий через контакты ключа № 4 и 5, довольно слабый, не более 100 мА, то вместо реле К1 можно воспользоваться любым слаботочным реле, которое срабатывает при напряжении 15-20В.
Устройство и работа цепи управления
В сварочном аппарате цепь управления служит своеобразным реле времени. При включении К1 на заданный временной промежуток, задается, таким образом, время, в течение которого электрический импульс будет воздействовать на свариваемые детали. В состав цепи управления входят электролитические конденсаторы С1-С6, с напряжением заряда не менее 50 вольт, переключатели П2К с независимой фиксацией, а также кнопки КН1 и два резистора R1 и R2.
Составляет: для С1 и С2 - 47 мкФ, С3 и С4 - 100 мкФ, С5 и С6 - 470 мкФ. Контакты кнопки КН1 должны быть: один - нормально-замкнутый, другой - нормально-разомкнутый. Когда включается автоматический выключатель АВ1 начинается зарядка конденсаторов, подключенных через П2К к блоку питания и цепи управления. С помощью резистора R1 выполняется ограничение начального зарядного тока, в связи с чем срок эксплуатации емкостей существенно увеличивается.
Зарядный ток в этот момент протекает через нормально-замкнутый контакт кнопки КН1. После нажатия на эту кнопку, происходит размыкание нормально-замкнутой контактной группы, после чего цепь управления отключается от блока питания. Далее замыкается нормально-разомкнутая контактная группа, в результате чего заряженные емкости подключаются к реле К1. В этот момент происходит разрядка конденсаторов и под действием тока срабатывает подключенное реле.
Поскольку нормально-замкнутые контакты находятся в разомкнутом состоянии, реле не может быть запитано напрямую от блока питания. От времени разряда конденсаторов зависит продолжительность замкнутого состояния контактов 4 и 5 в ключе МТТ4К и, соответственно, продолжительность сварочного импульса. После полной разрядки конденсаторов реле К1 отключается, и сварочный процесс прекращается. Для подготовки сварки к следующему циклу, кнопку КН1 нужно отпустить. Сама разрядка конденсаторов осуществляется через переменный резистор R2, с помощью которого более точно регулируется продолжительность сварочного импульса.
Трансформатор для контактной сварки своими руками
Основной силовой частью контактной сварки является трансформатор. За основу берется готовое трансформаторное устройство, используемое в различных приборах и оборудовании и рассчитанное на 2,5 А. Старая обмотка удаляется, а на торцах магнитопровода устанавливаются кольца, материалом для которых служит тонкий электрокартон.
Готовые кольца подгибаются по границам внутренней и внешней кромки, после чего поверх колец магнитопровод обматывается лакотканью в три слоя и более. Первичная обмотка изготавливается из проводов, диаметром 1,5 мм. Лучше всего использовать провода с тканевой изоляцией, чтобы обмотка более качественно пропиталась лаком. Для вторичной обмотки потребуется многожильный провод диаметром 20 мм в кремнийорганической изоляции.
Количество витков рассчитывается в зависимости от запланированной мощности сварочного аппарата. Первичная обмотка делается с промежуточными выводами, а после наматывания пропитывается лаком. Поверх нее наматывается один слой хлопчатобумажной ленты, который также пропитывается лаком. После этого сверху укладывается вторичная обмотка, для пропитки которой также потребуется лак.
Изготовление и установка клещей
В большинстве случаев ручная контактная сварка оснащается специальными клещами. Они могут монтироваться стационарно, непосредственно в корпус устройства или делаться выносными, аналогично конструкции ножниц. Первый вариант обеспечивает более надежную изоляцию, хороший контакт во всей цепи, от трансформатора до самих электродов. Стационарные клещи изготавливаются и подключаются к аппарату значительно проще, чем выносные.
Однако без увеличения длины подвижного рычага прижимное усилие будет незначительным. Длинные ручки существенно легче сделать на выносной конструкции. Кроме того, выносные клещи более удобные, поскольку ими можно работать на определенном расстоянии от сварки. Усилие таких клещей развивается в соответствии с длиной ручек. Особое внимание следует обратить на качество изоляции в точке подвижного соединения. Обычно для этих целей используются текстолитовые втулки и шайбы.
При изготовлении клещей необходимо заранее рассчитать вылет их электродов. Этот вылет является расстоянием от корпуса аппарата или точки подвижного соединения до электродов. От него полностью зависит основная техническая характеристика, которой будет обладать самодельная контактная сварка: максимальное расстояние от кромки металлического листа до места сваривания. Для изготовления электродов клещей используется медь в прутках или бериллиевая бронза. Многие мастера пользуются жалами от мощных паяльников. Так или иначе, диаметр электродов не должен быть меньше чем у проводов, подводящим ток.