Простой аппарат для контактной сварки

Контактная точечная сварка своими руками

Аппараты для точечной сварки не так часто используются в быту, как дуговые, но иногда без них невозможно обойтись. Учитывая, что стоимость такого оборудования начинается от $450-$470, рентабельность его покупки вызывает сомнения.

Бытовой аппарат для точечной сварки CBA-1,5AK

Выход из такой ситуации – контактная точечная сварка своими руками. Но, прежде чем рассказать, как самостоятельно сделать такое устройство, давайте рассмотрим, что представляет собой точечная сварка и технологию ее работы.

Кратко о точечной сварке

Данный тип сварки относится к контактным (термомеханическим). Заметим, что к такой категории также относят шовную и стыковую сварку, но их реализовать в домашних условиях не представляется возможным, поскольку для этой цели понадобится сложное оборудование.

Сварочный процесс включает в себя следующие этапы:

детали совмещают в необходимом положении;
закрепляют их между электродами аппарата, которые прижимают детали;
производится нагрев, в результате которого за счет пластического деформирования детали прочно соединяются между собой.

Производственный аппарат точечной сварки (такой как показан на фото) способен в течение минуты совершить до 600 операций.

Оборудование для машинной точечной сварки

Технология процесса

Чтобы нагреть детали до необходимой температуры, на них подается кратковременный импульс элетротока большой силы. Как правило, импульс длится в от 0,01 до 0,1 секунды (время подбирается исходя из характеристик металла, из которого изготовлены детали).

При импульсе металл расплавляется, и между деталями образовывается общее жидкое ядро, пока оно не застынет, свариваемые поверхности необходимо удерживать под давлением. Благодаря этому, остывая, расплавленное ядро кристаллизируется. Рисунок, иллюстрирующий процесс сварки, показан ниже.

Иллюстрация процесса точечной сварки

Обозначения:

A – электроды;
B – свариваемые детали;
С – ядро сварки.

Давление на детали необходимо для того, чтобы при импульсе по периметру ядра расплавленного метала образовался уплотняющий пояс, не позволяющий вытекать расплаву за пределы зоны, где происходит сварка.

Чтобы обеспечить лучшие условия для кристаллизации расплава, давление на детали снимается постепенно. Если необходимо «проковать» место сварки с целью устранить неоднородности внутри шва, усиливают давление (делают это на финальной стадии).

Обратим внимание, что для обеспечения надежного соединения, а также качества шва, предварительно необходимо обработать поверхности деталей в местах, где будет происходить сварка. Это делается для удаления оксидной пленки или коррозии.

Когда требуется обеспечить надежное соединение деталей толщиной от 1 до 1,5 мм, применяют конденсаторную сварку. Принцип ее действия следующий:

блок конденсаторов заряжают электротоком небольшой силы;
разряд конденсаторов производится через соединяемые детали (силы импульса достаточно для обеспечения необходимого режима сварки).

Такой тип сварки применяется в тех сферах промышленности, где необходимо соединить миниатюрные и сверхминиатюрные компоненты (радиотехника, электроника и т.д.).

Говоря о технологии точечной сварки следует отметить, что с ее помощью можно соединять между собой разнородные металлы.

Примеры самодельных конструкций

В интернете есть много примеров создания аппаратов, производящих точечную сварку. Приведем несколько наиболее удачных конструкций. Ниже показана схема простого устройства для точечной сварки.

Пример принципиальной схемы аппарата

Для реализации нам понадобятся следующие радиодетали:

R — переменное сопротивление номиналом 100 Ом;
С – конденсатор, рассчитанный на напряжение не менее 25 В с емкостью 1000 мкФ;
VD1 – тиристор КУ202, буквенный индекс может быть К, Л, М или Н, можно также использовать ПТЛ-50, но в этом случае емкость «С» необходимо понизить до 1000 мкФ;
VD2-VD5 – диоды Д232А, зарубежный аналог – S4M;
VD6-VD9 – диоды Д226Б, их можно заменить зарубежным аналогом 1N4007;
F – плавкий предохранитель на 5 А.

Необходимо сделать отступление, чтобы рассказать, как изготовить трансформатор TR1. Он изготавливается на базе железа Ш40, с толщиной набора 70 мм. Для первичной обмотки потребуется провод ПЭВ2 Ø0,8 мм. Количество витков в обмотке – 300.

Чтобы сделать вторичную обмотку, понадобится медный многожильный провод Ø4 мм. Его допускается заменить шиной, при условии, что ее сечение будет как минимум 20 мм 2 . Количество витков вторичной обмотки – 10.

Видео: контактная сварка своими руками

Что касается TR2, то для него подойдет любой из маломощных трансформаторов (от 5 до 10 Вт). При этом на обмотке II, используемой для подключения лампы подсветки «H», должно быть выходное напряжение в пределах 5-6 В, а обмотки III – 15 В.

Мощность изготовленного аппарата будет относительно не высокая, в пределах от 300 до 500 А, максимальное время импульса до 0,1 сек (при условии, что номиналы «R» и «С» будут такими же, как на приведенной схеме). Этого вполне достаточно для сварки стальной проволоки Ø0,3 мм или листового металла, если его толщина не превышает 0,2 мм.

Приведем схему более мощного аппарата, у которого сварочный электроток импульса будет в пределах от 1,5 кА до 2 кА.

Схема аппарата с силой импульса до 2 кА

Перечислим используемые в схеме компоненты:

номиналы сопротивлений: R1-1.0 кОм, R2-4.7 кОм, R3-1.1 кОм;
емкости в схеме: С1-1.0 мкФ, С2-0,25 мкФ. Причем, С1 должен быть рассчитан под напряжение не менее 630 В;
VD1-VD4 диоды – диоды Д226Б, допускается замена на зарубежный аналог 1N4007, вместо диодов можно поставить диодный мост, например, КЦ405А;
тиристор VD6 – КУ202Н, его необходимо поместить на радиатор, площадью не менее 8 см 2 ;
VD6 – Д237Б;
F — плавкий предохранитель на 10 А;
К1 – это любой магнитный пускатель, у которого имеется три пары рабочих контактов, а обмотка рассчитана на

220 В, например, можно установить ПМЕ071 МВУХЛЗ AC3.

Теперь расскажем, как сделать трансформатор ТR1. За основу взят автотрансформатор ЛАТР-9, такой, как показан на фотографии.

Используемый за основу автотрансформатор

Обмотка в этом автотрансформаторе насчитывает 266 витков, сделана она медным проводом Ø1,0 мм, ее мы будем использовать в качестве первичной. Аккуратно разбираем конструкцию, чтобы не повредить обмотку. Вал и прикрепленный к нему передвижной роликовый контакт демонтируем.

Дале нам необходимо изолировать контактную дорожку, с этой целью очищаем ее от пыли, обезжириваем и покрываем лаком. Когда он просохнет дополнительно, изолируем всю обмотку, используя лакоткань.

В качестве вторичной обмотки используем медный провод с площадью сечения как минимум 80 мм 2 . Важно, чтобы изоляция этого провода была термостойкой. Когда все условия соблюдены, делаем им обмотку из трех витков.

Настройка собранного устройства сводится к градированию шкалы переменного резистора, регулирующего время импульса.

Рекомендуем перед тем как приступать к сварке, установить опытным путем оптимальное время для импульса. Если длительность будет излишней, детали будут прожжены, а если меньше необходимой — прочность соединения будет ненадежной.

Как уже писалось выше, аппарат способен выдать сварочный электроток силой до 2000 А, что позволяет сваривать стальной провод Ø3 мм или листовую сталь, толщина которой не превышает 1,1 мм.

Контактная точечная сварка своими руками

Бытовой аппарат для точечной сварки CBA-1,5AK

Кратко о точечной сварке

Сварочный процесс включает в себя следующие этапы:

детали совмещают в необходимом положении;
закрепляют их между электродами аппарата, которые прижимают детали;
производится нагрев, в результате которого за счет пластического деформирования детали прочно соединяются между собой.

Оборудование для машинной точечной сварки

Технология процесса

Иллюстрация процесса точечной сварки

Обозначения:

A – электроды;
B – свариваемые детали;
С – ядро сварки.

блок конденсаторов заряжают электротоком небольшой силы;
разряд конденсаторов производится через соединяемые детали (силы импульса достаточно для обеспечения необходимого режима сварки).

Примеры самодельных конструкций

Пример принципиальной схемы аппарата

Для реализации нам понадобятся следующие радиодетали:

R — переменное сопротивление номиналом 100 Ом;
С – конденсатор, рассчитанный на напряжение не менее 25 В с емкостью 1000 мкФ;
VD1 – тиристор КУ202, буквенный индекс может быть К, Л, М или Н, можно также использовать ПТЛ-50, но в этом случае емкость «С» необходимо понизить до 1000 мкФ;
VD2-VD5 – диоды Д232А, зарубежный аналог – S4M;
VD6-VD9 – диоды Д226Б, их можно заменить зарубежным аналогом 1N4007;
F – плавкий предохранитель на 5 А.

Видео: контактная сварка своими руками

Схема аппарата с силой импульса до 2 кА

Перечислим используемые в схеме компоненты:

номиналы сопротивлений: R1-1.0 кОм, R2-4.7 кОм, R3-1.1 кОм;
емкости в схеме: С1-1.0 мкФ, С2-0,25 мкФ. Причем, С1 должен быть рассчитан под напряжение не менее 630 В;
VD1-VD4 диоды – диоды Д226Б, допускается замена на зарубежный аналог 1N4007, вместо диодов можно поставить диодный мост, например, КЦ405А;
тиристор VD6 – КУ202Н, его необходимо поместить на радиатор, площадью не менее 8 см 2 ;
VD6 – Д237Б;
F — плавкий предохранитель на 10 А;
К1 – это любой магнитный пускатель, у которого имеется три пары рабочих контактов, а обмотка рассчитана на

220 В, например, можно установить ПМЕ071 МВУХЛЗ AC3.

Используемый за основу автотрансформатор

Оборудование для контактной сварки своими руками

Инверторы на рынке представлены в огромном ассортименте, поэтому каждый при необходимости может выбрать наиболее подходящее оборудование для проведения дома сварочных работ. Альтернатива такому выбору — контактная сварка из инвертора.

Ниже вы узнаете, что представляет собой контактная сварка, как сделать устройство на основе микроволновки или аккумуляторной батареи, а также как им правильно пользоваться.

Как проводится контактная сварка

Сварочные работы дома может потребоваться выполнять каждому во время ремонта. Инвертор может пригодиться для установки металлических деталей или же в мини-мастерской на дому.

Принцип работы инвертора такой:

металл нагревается от электрического тока;
затем он плавится и застывает после образования сварочного шва;
чтобы закрепить части и защитить их от раздвигания, детали сжимаются электродами, по которым идет ток.

Для проведения домашних сварочных работ нужен мощный источник питания, а это может привести к перегреванию бытовых проводов. Заблаговременно проверьте качество своей проводки, при необходимости ее замените.

Во время точечной сварки нужно соединить две заготовки по прилегающим краям. Это потребуется при установке небольших деталей из тонкого материала, в частности, металлических прутов толщиной до 0,5 см.

Варианты соединений

При контактной сварке поверхности могут быть соединены такими способами:

непрерывным оплавлением;
прерывистым;
сопротивлением.

Во время работы с помощью оплавления нужно детали или же листы металла соединить или же нагреть током вплоть до плавки. Данная технология актуальна для таких видов работ:

обработка цветного металла или низкоуглеродистой стали;
установка меди, стали или латуни.

Однако подобный метод не особо пользуется популярностью из-за того, что к температуре предъявлены жесткие требования, а также потому, что в соединительных зонах не должно быть примесей.

При непрерывной оплавке заготовок потребуются сварочные клещи и прочие фиксаторы. Соединение деталей происходит при включенном токе. Когда края деталей оплавятся, произойдет осадка, а токовая посадка выключится. Таким образом монтируют тонкостенные трубопроводы, однако можно и соединять заготовки, которые отличаются по структуре. Ключевое преимущество метода — это оперативность. Но есть риск, что по сварочному шву вытечет металл с появлением угара.

Прерывистая оплавка выполняется при последовательном плотном либо ослабленном контакте. Посредством зажимных клещей сварочную линию замыкают в области соединения заготовок, чтобы температура поднялась до 900−950 градусов. Данный метод используется в случае недостаточной исходной мощности прибора для непрерывной оплавки.

Контактная сварка решает следующие задачи:

подготавливается поверхность для монтажа (контуры зачищаются и выравниваются);
края заготовок соединяются и крепятся прижимными деталями;
включает источник тока;
края заготовок при работающем устройстве прогреваются и оплавляются;
выполняется осадка и включается ток.

Эти виды сварочных процессов по технологии мало отличаются друг от друга, однако они отличаются токовой подачей и креплением деталей.

Чтобы сваривать детали точечным методом для бытовых нужд, устройство можно сделать самостоятельно. Ключевыми его механизмами являются:

зажим;
прибор подачи напряжения на конденсаторах. В нем на низковольтную обмотку прикрепляют электрод.

Второе зажимное крыло — это опорное, его можно монтировать с крупными деталями.

Оборудование из микроволновки своими руками

Аппарат для проведения сварочных работ контактным методом можно сделать своими руками, ключевая деталь в нем — это трансформатор от микроволновки.

Чтобы сделать такое устройство, потребуется выполнить предварительные расчеты выгодности данного прибора по сравнению с покупкой готового инвертора.

Для самодельного прибора наиболее дорогой деталью является трансформатор, а вот расходные материалы (такие, как основа для крепежей деталей или же кожух с проводами) можно взять из сервисного центра.

Трансформатор с мощностью от 1 кВт подходит для изготовления сварочного оборудования для соединения листов толщиной до 1 мм. Если его мощность будет вдвое больше, то он подойдет для обработки листов толщиной до 1,8 мм. Многие микроволновые печи оснащены трансформатором мощностью в 3 кВт.

Чтобы увеличить мощность тока, возможно, потребуется 2 или 3 трансформатора. Сам трансформатор вытаскивается из защитного кожуха, шунты удаляются вместе со вторичной обмоткой. Поскольку в микроволновой печи напряжение высокое, на первичной обмотке прибора петель меньше по сравнению со вторичной. Для того чтобы убрать разность потенциалов, вторичную обмотку удаляют и адаптируют ее для работы с точечной сваркой.

Работа выглядит таким образом:

тщательно очистите от остатков шунтов, а также вторичной обмотки. Вероятно, может потребоваться длинный узкий предмет или щетка из металла;
вторичную обмотку потребуется делать новую, а первичная остается в прежнем виде. Потребуются многожильные провода с сечением как минимум в 1 квадрат;
для вторичной обмотки потребуется сделать до 4 витков проводки с напряжением 2 Вт, однако, загнуть по катушке его не выйдет из-за толстой изоляции. Соответственно, провод потребуется от нее очистить, а затем обернуть изолентой.

Выводы вторичных обмоток объединяются при применении цепи на основе нескольких трансформаторов. А при условии использования одного трансформатора можно корпус микроволновки уменьшить по ширине и длине.

Для нескольких трансформаторов кожух делают на основе железного листа, который покрывается изолентой.

Для подведения тока к свариваемой области нужно создать рычажное устройство. Один рычаг прочно крепится к главной поверхности, а во время опускания второй будет давить на обрабатываемые детали.

Введите выключатель в цепь первичной обмотки и установите на верхний рычаг, благодаря этому можно будет в одно время пускать ток и сжимать деталь. Клещи в этом случае не будут нужны, нужно будет заранее спаять наконечники с проводкой с целью предотвращения окисления.

Для контактной сварки используются медные стержни с толщиной больше размера проводки, которые при работе будут заменены или подточены. Во время работы деталь будет рычагами зажата между электродами, далее запустится ток.

Сварочный аппарат из аккумуляторных батарей

Во время сварки с применением электрических приборов на бытовые сети возложена огромная нагрузка. В итоге долгой точечной сварки провода могут расплавиться или же поломается бытовое оборудование. Соответственно, устройство может питаться от автономного источника. Например, переносного генератора, который работает за счет бензина или дизтоплива. Такой генератор можно приобрести или сделать самому.

Будет нужно несколько АКБ от автомобилей б/у. В данном случае расчет силы тока составит 1/10 от емкости аккумулятора. При использовании аккумуляторов разной мощности расчет можно сделать посредством самой маленькой емкости.

Потребуется создать цепь из последовательно соединенных аккумуляторов. «Плюсы» и «минусы» скрепляют кусачками, проводами или же проводками для прикуривателя либо же любыми клещами. Провод выводят от свободного «минуса» к электроду и зажимают клещами. От свободного «плюса» в сторону рабочей пластины в цепь ставят реостат.

Когда оборудование готово, можно сделать дополнительно оборудование для зарядки.

Особенности самодельного аппарата для сварки

Контактная сварка в технологическом отношении не слишком сложная, но чтобы достичь нужного качества соединения, нужно правильно ею управлять. Поэтому самодельное устройство на основе микроволновки потребуется оснастить специальными органами управления. Ключевыми из них являются рычаг, выключатель, а также рычаг, посредством которого оказывается усилие сжатия электродов и деталей, которые соединяются.

Качество соединение непосредственно зависит от усилия сжатия, соответственно, рычаг для прибора должен быть максимально длинным. Важно, чтобы оборудование для сварки можно было надежно фиксировать на поверхности рабочего стола с помощью струбцин.

Усилие, которое передается электродами, можно увеличить не только рычагом, но еще и рычажно-винтовым механизмом, который также можно прикрепить к самодельному аппарату. Его лучше всего прикрепить прямо на рычаг, чтобы манипуляции были быстрыми. А еще такое размещение освободит вторую руку, чтобы можно было поддерживать детали.

Особенность работы с аппаратом точечной сварки заключается в том, что ток можно подавать на электроды только тогда, когда они сжаты. А если подачу тока включить перед сжатием, то электроды будут искрить при соприкосновении с деталями, что приведет к подгоранию и выходу из строя.

Выключатель для управления сваркой нужно будет поставить в цепь первичной обмотки. А если он будет установлен в цепь вторичной обмотки, по которой проходит ток значительной величины, то будет создано дополнительное сопротивление, в итоге электроды сварятся друг с другом.

Также самодельный аппарат на основе микроволновки потребуется оснастить простой системой охлаждения, которую также можно сделать самому. Для такой системы можно взять обычный вентилятор, с помощью которого можно будет охлаждать электроды, трансформатор, прочие токопроводящие элементы. Естественно, данное охлаждение не является слишком эффективным, и вам будет нужно делать регулярные перерывы, чтобы все нагревающиеся элементы оборудования могли охлаждаться самостоятельно.

Выше были рассмотрены особенности сборки оборудования для точечной сварки своими руками. Такой метод доступен каждому, поскольку материалы для работы не являются слишком дорогостоящими, а навыки точечной сварки можно будет освоить весьма быстро.

голоса

Рейтинг статьи

Читать еще: Фриволите