контактная сварка своими руками – делаем споттер дома

Довольно часто при ремонте автомобиля или бытовой техники требуется сварка. Рекомендуемая здесь смонтированная своими руками контактная сварка помогает решить многие задачи по термическому соединению деталей.

Для осуществления контактной сварки в домашних условиях требуются мощнейшие источники питания.

Немного теории о контактной сварке

Прохождение электрического тока через проводник вызывает его нагрев – этот термоэлектрический процесс, и используется он при производстве контактной сварки. Рассчитать генерируемое тепло можно по формуле:

Q = I² • R • T • K,

Рисунок 1. Принципиальная схема аппарата контактной сварки.

где Q – генерируемое тепло, I – сила тока, R – сопротивление проводника, T – время на процесс сварки, K – тепловой коэффициент (табличная величина для различных материалов).

Различия термических характеристик проводников можно представить из следующих примеров:

1. Цинк: сопротивление 10,4 Ом; теплопроводность (при 27ºС) 3,98 Вт/м; точка плавления 1115ºС.
2. Медь: сопротивление 17,6 Ом; теплопроводность 2,37 Вт/м; точка плавления 680ºС.
3. Железо: сопротивление 400 Ом; теплопроводность 0,803 Вт/м; точка плавления 1300ºС.

На процесс контактной сварки также влияет сила сжатия соединяемых деталей. Отметим, что качество сварочного соединения зависит от изменения физических свойств: окисления, чистоты поверхности, шероховатости и т.п.

Вернуться к оглавлению

Виды контактной сварки

Обычно различают три вида контактной сварки: точечная, многоточечная и сварка непрерывным оплавлением.

Схема определения выводов трансформаторов.

Классическую точечную сварку часто называют сваркой-сопротивлением. Сварочный ток, проходя через соединенные детали, разогревает их до пластичного состояния, после чего производится осадка – силовое сжатие.

Многоточечная сварка применяется при необходимости термического соединения больших деталей, когда для прочности соединения необходимо сваривать детали в нескольких местах.

Сварку непрерывным оплавлением производят для соединения деталей, когда требуется обеспечить герметичность соединения – например, сварка трубопроводов. При этом электрод, которым производят осадку, непрерывно движется вдоль места будущего соединения. Такой метод часто называют шовной контактной сваркой. В качестве движущего электрода используются ролики.

Отдельно стоит отметить микроточечную сварку, незаменимую при ремонте радиотехники, телефонов, микроволновок и прочей бытовой техники.

Вернуться к оглавлению

Как устроен аппарат контактной сварки

Рисунок 2. Мощность трансформатора должна быть не менее 1 кВт.

Все аппараты контактной сварки состоят из двух основных функциональных узлов: блок питания, обеспечивающий электрический ток необходимой характеристики и выносные электроды, доставляющие этот ток к месту сварки.

Основой блока питания является силовой сварочный трансформатор, понижающий напряжение со стандартных 220 В до примерно 40 В. Коэффициент трансформации должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить большую силу тока. Мощность трансформатора должна быть не менее 1 кВт. Для управления процессом к трансформатору присоединено реле времени. Процессом можно управлять и вручную, но это не всегда дает положительный результат.

Выносные электроды часто изготавливают в виде сварочного пистолета. Это удобно, когда необходимо приварить маленькую деталь внутри большого агрегата. Если соединяемые детали будут небольшими, то электроды можно сделать в виде небольшого настольного станка.

Вернуться к оглавлению

Собираем аппарат

Первым делом необходимо выбрать принципиальную схему будущего аппарата. Достаточно простая и надежная схема изображена на рис.1. В качестве силового трансформатора используется высоковольтный трансформатор из старой микроволновой печи. Его можно заменить на ЛАТР (лабораторный автотрансформатор), но в этом случае необходимо оценить его мощность. Основная схема аппарата практически не изменится. Однако главная деталь из микроволновки более доступна и имеет достаточную мощность. Необходимо помнить, что этот трансформатор повышающий, поэтому его вторичная обмотка по количеству витков больше первичной.

Для нашего аппарата потребуется именно первичная обмотка. Вторичную необходимо аккуратно срезать, сделать это можно с помощью ножовки или стамески. Если в трансформаторе есть ограничивающие ток шунты, то их также удаляют.

Положения электрода при сварке.

После этого наматывают новую вторичную обмотку. Чтобы ток после трансформатора был более 1000 А для новой обмотки необходим толстый медный провод диаметром не менее 1 см (площадь сечения 100 кв.мм). Можно использовать пучок проводов меньшего диаметра. Необходимо сделать 2-3 витка вторичной обмотки, стараясь общую длину провода сделать наименьшей. Увеличение числа витков ведет к увеличению мощности аппарата. Необходимо помнить, что мощность устройства должна быть ограничена параметрами вашей электросети – слишком большая мощность вызовет падение напряжения и жалобы соседей. Внешний вид переделанного из микроволновки сварочного трансформатора показан на рис.2.

Монтаж остальных деталей принципиальной схемы осуществляется на прочной диэлектрической основе и располагается в одном корпусе с силовым трансформатором. При возможности в него можно поместить вентилятор для охлаждения установки во время работы.

Электроды изготавливают из толстого медного прута. Желательно, чтобы его толщина была соразмерна с сечением провода вторичной обмотки, с концами которой электроды должны быть надежно соединены. Поскольку концы электродов во время работы оплавляются, то их необходимо периодически подтачивать, а со временем и вовсе заменять на новые. Соединение провода с электродом необходимо спаять, чтобы предотвратить снижение мощности из-за окисления контактов.

Крепятся электроды обычно в виде сварочного пистолета. Из текстолита (или схожего материала) вырезаются накладки переходника. Обычно их размеры соответствуют размерам своей руки. К этим накладкам надежно контровочными винтами фиксируются провода и электроды, рукоятки обматываются изоляционной лентой.

Большое значение при производстве контактной сварки имеет сила сжатия между электродами, поэтому рычаг с верхним электродом желательно делать подлиннее, а основание – помассивнее.

Вернуться к оглавлению

Отладка и работа аппарата контактной сварки

Правильно собранный аппарат контактной сварки своими руками начинает работать сразу. Необходимо испытать собранную схему, при необходимости подрегулировать длительность импульса резистором. Самодельная контактная сварка в вашем распоряжении.

Во избежание искрения включайте и выключайте аппарат только при сжатых электродах. Не забывайте о диэлектрических перчатках и защитных очках.

Контактная сварка: схема, технология выполнения работы

Контактная сварка наряду с газовой, дуговой и прочими разновидностями сварочного процесса широко используется при выполнении множества строительных и других работ. Основной особенностью схемы контактной сварки является то, что сначала осуществляется подача тока определенной величины между свариваемыми изделиями, а затем нагнетается высокое давление, под воздействием которого детали сжимаются и соединяются.

Контактная сварка происходит путем нагрева металла при помощи электрического тока и деформации участка соединения.

При желании практически любой человек может освоить схемы выполнения такой работы и осуществить сварку своими руками, сэкономив на услугах сторонних специалистов и сделав все не хуже настоящего мастера.

Основные сведения о контактной сварке

Под контактной сваркой следует понимать процесс создания неразрывного соединения металлических изделий с применением электрического тока и методов пластической деформации места соединения. Как правило, такая схема сварки применяется при необходимости соединения однотипных изделий.

Таблица параметров для контактной сварки.

При использовании контактной сварки для соединения листовых металлических изделий силу тока подбирают с учетом толщины обрабатываемых листов. В случае если толщина равна 1 мм, используют ток с силой порядка 6000 А. Для такой работы лучше всего подходят медные электроды. Обычно рекомендации по выбору тока для конкретной толщины металла приводятся в инструкции к сварочному аппарату, обязательно ознакомьтесь с ней, а также подробно разберите существующие схемы сварки.

Главным условием качественного сварного соединения листовых изделий является их максимальное сжатие между собой. Для выполнения этой задачи обычно используются сварочные клещи. При отсутствии этого инструмента можно использовать другое подходящее сжимающее оборудование.

В основе схемы соединения металлических изделий лежит взаимодействие молекул материала друг с другом. Технология контактной сварки такова, что при подаче тока и сильном сжатии отмечается практически моментальное нагревание металлических листов до довольно высокой температуры. Используемые схемы сварки очень напоминают кузнечное ремесло, только с электрическим током вместо горна.

Для выполнения работ с применением методов контактной сварки используется специально разработанное для таких задач оборудование. Это контактные машины. В зависимости от условий работы и личных предпочтений сварщик может использовать неподвижную, передвижную, подвесную или универсальную машину. Устройства поддерживают работу на постоянных и переменных значениях тока.

Преимущества метода и сферы его применения

Среди многочисленных преимуществ контактной сварки можно выделить:

Контактная сварка проста для освоения и обеспечивает высокую прочность готовых соединений.

1. Минимальный риск возгорания.
2. Сравнительную простоту выполнения работы. Для освоения контактной сварки не требуется много времени и большого опыта.
3. Отсутствие необходимости использования сварочной проволоки и защитных газов.
4. Сохранение целостности изначального защитного покрытия.
5. Высокую прочность готовых соединений.
6. Безопасность процесса для сварщика.
7. Низкий износ и большой срок службы электродов.

Впервые контактную сварку начали использовать еще в 19 столетии для ремонта телеграфных проводов. Немного позднее она стала широко применяться в самолетостроении. В настоящее время область использования технологии существенно увеличилась. В промышленности существующие схемы успешно используются при производстве разного рода арматурных изделий, применяющихся для обустройства разнообразных железобетонных конструкций.

Контактную сварку применяют при необходимости соединения листовых металлических изделий со стеновыми каркасами. Она активно используется для создания открытых профильных конструкций со стенками до 5-6 мм. Также сфера использования контактной сварки распространяется на авиастроительство, машиностроение, изготовление мебели, различной техники и т.д. Такая популярность технологии обусловлена большей экономичностью и производительностью по сравнению с альтернативными вариантами.

Какой бывает контактная сварка

Классификация контактной сварки.

Существует несколько разновидностей контактной сварки. Первым и одним из наиболее часто использующихся процессов является стыковая сварка. Соединение изделий при использовании данной схемы происходит по всей длине участка контакта, а не по отдельным точкам. Сварочные работы такого плана могут выполняться с использованием методов сопротивления и оплавления. При выборе конкретного варианта должны учитываться размеры свариваемых деталей. В случае если площадь сечения будет составлять не больше 200 мм², лучшим вариантом является метод сопротивления. Он отлично подходит для соединения металлических стержней.

При необходимости сварки более толстых изделий рекомендуется применять оплавление. Данная схема прекрасно проявляет себя при соединении арматуры для железобетонных конструкций, при сваривании трубопроводов и выполнении ряда других мероприятий, к примеру, соединении железнодорожных рельсов. Активно используется при изготовлении разнообразных инструментов и в судостроении.

Схемы точечной контактной сварки: а – двухсторонняя одноточечная;
б – односторонняя двухточечная; в – двухсторонняя двухточечная.

Технология выполнения точечной сварки предполагает выполнение соединения в одной либо нескольких отдельных точках. Среди основных особенностей этой разновидности сварочных работ нужно выделить тот факт, что она позволяет за 1 минуту выполнить более сотни соединений. Точечная сварка лучше всего подходит для соединения деталей с очень малой толщиной.

Рельефная сварка – это разновидность точечной методики. При выполнении рельефной сварки большое внимание уделяется форме поверхностей соединяемых деталей. Если в рассмотренных выше ситуациях работа во многом зависела от площади сечения изделий и формы используемых электродов, то в данном случае именно рельеф определяет основной порядок выполнения работы. Соединение изделий может выполняться только при наличии выступов-рельефов.

Для шовной разновидности контактной сварки характерно соединение при помощи шва, по своей сути являющегося комплексом точек.

Технология выполнения контактной сварки

Обязательным этапом перед сваркой является очистка металла от ржавчины и загрязнений.

Существующие схемы рассматриваемой сварки предельно просты и легки в освоении. Работа начинается с подготовки, которая плавно переходит непосредственно к процессу соединения деталей. Прежде чем начинать варить, поверхности заготовок необходимо очистить от коррозии, грязи и разного рода горюче-смазочных материалов.

В случае необходимости изделия подгоняются, обрезаются либо правятся. Если будет делаться стыковое соединение, торцы изделий нужно подогнать и обработать, все выполняется без зазоров. В случае соединения труб торцы предварительно подготавливаются при помощи фрезы. После этого поверхности зачищаются напильником или обычной металлической щеткой.

Стыковые соединения такой тщательной подготовки не требуют. Нужно лишь нарезать элементы, если это требуется, избавиться от загрязняющих веществ, и можно приступать к работе. Для нарезки подойдут пилы и прессовальные ножницы.

В случае использования шовных и точечных технологий сначала выравниваются кромки, после чего поверхности правятся и очищаются. При недостаточно хорошей предварительной очистке поверхностей будет отмечаться повышенный расход электродов и в целом ухудшение качества сварки.

Для работы понадобится следующее:

Для очистки свариваемых изделий понадобится металлическая щетка.

1. Сварочный аппарат.
2. Напильник или металлическая щетка.
3. Аппарат для кислородной резки. При его отсутствии можно использовать пилу.
4. Источник тока.
5. Маска сварщика, защитные перчатки, одежда и сапоги.

Сварочный аппарат требует обязательного заземления. При покупке конкретного агрегата обратите внимание на компанию-производителя. Лучше приобретать изделия от известного и проверенного бренда. Наиболее удобными в работе являются переносные агрегаты, стационарные сварочные аппараты будут удобны, только если варка осуществляется в одном месте и на регулярных условиях.

Самым распространенным вариантом контактной сварки является ее точечная разновидность. Для правильной организации работы нужно в первую очередь подготовить все оборудование. Главные элементы сварочных аппаратов представлены сварочным пистолетом и блоком питания. Установлено 2 вывода. На один подключается электрод, второй будет соединяться с изделием.

Перед началом работы изделия обязательно нагреваются путем подачи электрического тока. Под воздействием электрического импульса произойдет расплавление металла и сформируется расплавленное ядро.

После подачи электрического тока изделия прижимаются и некоторое время удерживаются под сильным давлением. Прижимать нужно при подаче сварочного импульса.

Процесс контактной сварки.

После того как давление будет снято, деталям дают время, чтобы остыть и кристаллизоваться.

Довольно часто тонкие изделия из листового металла соединяются с использованием конденсаторов. Они делают режим сварки оптимальным. Их преимуществом является отсутствие необходимости использования мощных источников электрического тока.

При выполнении работы с использованием метода сопротивления сначала нужно плотно прижать соединяемые изделия, после чего подать электроток. Нужно подождать, пока детали нагреются. Ток выключается после достаточного нагрева изделий. Такой способ лучше всего подходит для соединения изделий из цветных металлов.

Технология сварки по методу непрерывного оплавления предполагает несколько иную последовательность действий. Сначала изделия необходимо закрепить в зажиме, после этого подать ток и, регулируя зажим, осуществить их соприкосновение друг с другом. Торцы оплавятся и произойдет соединение деталей. В завершение рекомендуется сделать осадку на требуемую величину.

Таким образом, в освоении и самостоятельном выполнении контактной сварки нет ничего сложного. Все можно сделать без посторонней помощи. Такая сварка гораздо более безопасна для работника по сравнению с той же газовой или дуговой сваркой. Следуйте инструкции, и все получится. Удачной работы!

Контактная сварка своими руками

Содержание:

1. Самодельная точечная контактная сварка
2. Аппарат контактной сварки своими руками
3. Устройство и работа цепи управления
4. Трансформатор для контактной сварки своими руками
5. Изготовление и установка клещей
6. Видео

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 диодный мост, 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.

Емкость конденсаторов 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.

Аппарат для точечной сварки своими руками: схема контактной сварки

Потребность в сварном соединении металлических деталей у автолюбителей возникает часто, а громоздкие и дорогие сварочные аппараты есть не у всех. Выходом из положения становится точечная контактная сварка своими руками. Аппарат для точечной сварки стоит от 200$, но самостоятельное изготовление приспособления из деталей вышедших из строя домашних приборов потребует минимальных затрат. Герметичного шва точечной сваркой добиться не удастся, но прочность соединения достигается высокая.

Точечная сварка относится к разряду так называемых контактных сварок

[contents h3]

Типы сварки

Сварка – процесс, при котором детали соединяются при помощи плавления методом локального нагрева. Это наиболее прочный вид сращения материалов, так как связь происходит на межатомном уровне. Сваривать можно практически любой материал, но в автомобильном деле к этой процедуре прибегают, чтобы получить прочное механическое соединение металлов или сплавов. Чтобы расплавить металл, необходима высокая температура: для стали выше 1300 ° C, для меди – 1000 ° C, для алюминия – 660 ° C. Источники энергии для достижения таких температур могут быть различными:

• электрическая дуга;
• газовое пламя;
• ультразвук;
• электронный луч;
• лазер.

При точечном сварном соединении для плавления и соединения материалов используется электрическая дуга. В зависимости от используемого вида энергии различают три типа сварки:

• механическая, при которой используется тепловая энергия трения и давления на детали;
• термическая, когда материалы плавятся от высокой температуры, достигнутой горением газа или большой силой тока;
• термомеханическая: сочетание высоких температур и давления на детали приводят к расплавлению и слиянию материала.

Сварка гвоздей аппаратом

Тип соединения также определяется видом сплава.

Особенности выполнения точечной сварки

Точечная сварка своими руками обладает рядом достоинств перед другими видами:

• экономичность;
• простота проведения;
• прочность полученных соединений.

Качество сварного соединения зависит от нескольких составляющих, прежде всего от материала, из которого сделаны электроды. Рекомендуется использовать для этих целей медные стержни – они прочны, обладают высокой электро- и теплопроводностью. Важный параметр – сечение электрода. Оно должно быть в два–три раза меньше в диаметре, чем сварная точка.

Точечный сварочный аппарат (споттер) можно изготовить самостоятельно – схема точечной сварки достаточно простая. Чтобы сделать контактную сварку, понадобится трансформатор мощностью более 1 кВт. Часто для этих целей используют элемент вышедшей из строя микроволновой печи. Размер трансформатора должен позволять сделать 2–3 витка обмотки толстым кабелем, а длина кабеля составлять 1,5 м.

На трансформаторе заменяют вторичную обмотку, оставив нетронутой первичную. Новая вторичная обмотка делается алюминиевым проводом в изоляции диаметром 1–2 мм, к которому присоединяют наконечники. Мощный провод обеспечит силу тока 1000 А.

Изготовление прибора своими руками

После готовности трансформатора первичную обмотку подсоединяют к источнику питания и определяют напряжение на вторичной обмотке (получается 2–2,8 В).

К корпусу, детали которого можно сделать из дерева или ДСП, последовательно монтируют трансформатор, кабель с выключателем, делают заземление.

После завершения монтажа корпуса монтируют сварочные «клещи». Электроды лучше изготовить из медного провода, а закрепить их в дюралюминиевых держателях на деревянных брусках. Для роли электродов подходит отшлифованное «жало» старого ненужного паяльника.

Кабель к электродам присоединяется при помощи четырех клемм. Две верхних согнуты по направлению друг к другу – в них вставляются электроды, а в две нижних подсоединяют наконечники кабеля вторичной обмотки.

Нижний электрод чаще закрепляют в неподвижном состоянии, двигается верхний. Самодельная контактная сварка подключается к сети через выключатель-автомат в 20 А.

Дроссель для сварки применяется для регулирования силы тока – без него она будет максимальной. Подключают дроссель к вторичной обмотке, он добавляет сопротивление и уменьшает силу тока.

Аппарат контактной сварки можно оснастить вентилятором, выполняющим роль охладительной системы.

Пример использования прибора профессионалом

Самодельная точечная сварка работает от сети с напряжением 220 В.

Совет. Для увеличения мощности споттера используют несколько трансформаторов, но это влечет падение напряжения в сети. Поэтому контактная сварка своими руками осуществляется при помощи самодельных аппаратов, мощность которых ограничена – обеспечивает силу тока в 1000–2000 А.

Качество проведения сварочных работ своими руками зависит от нескольких условий:

• давления на металл – усилие на прижим должно быть достаточным;
• диаметра электрода;
• силы тока, протекающего через электрод;
• время прижима должно быть больше времени сварки (прижимать электроды следует немого дольше, чем течет ток).

Некоторые виды и особенности контактной сварки

В зависимости от размера и формы нагреваемого участка контактная сварка бывает трех видов.

1. Точечная сварка – материал «прошивается» единичными высокотемпературными «уколами», шов негерметичный.
2. Шовная – расплавленные кромки деталей соединяют между собой для получения герметичного шва. Пример этого вида соединения частей – пайка металлического бачка для жидкости. По сути шовное соединение состоит из множества перекрывающих друг друга точек.
3. Стыковая – площадь соединения широкая, одну деталь «надевают» на другую, в местах стыков образуется полное слияние деталей в однородный элемент. Этим видом соединения чаще всего сваривают трубы.

Действие аппарата на кузове автомобиля

Точечная сварка своими руками не требует сложных приспособлений, не нужен специальный стол для сварки, но соблюдение техники безопасности при проведении сварочных процедур обязательно.

Процедура выполнения точечной сварки

Перед свариванием детали зачищают, удаляя пыль, элементы коррозии, остатки краски или масла – эти помехи ухудшают качество соединения. Толщина стали в свариваемых деталях не более 3 мм.

Подготовленные металлические детали зажимаются электродами.

На электроды подают ток, точечный контакт оказывает воздействие на металл – нагревает до температуры плавления в точке соприкосновения с электродами.

Выполнение сварочных работ не требует регулировки величины тока в процессе, достаточно визуального контроля. Ориентируются на время нагрева, которое составляет 0,5–3 секунды (не более пяти): скорость прохождения тока по детали 1 мм толщиной в процессе работы аппарата составляет 0,1–1 секунды, а толщина свариваемых деталей не превышает 3мм. По желанию аппарат для точечной сварки можно оснастить реле времени.

Пример работы профессионального сварщика

Мощность тока, достаточная для сваривания деталей 1 мм толщиной, составляет 3–5 кВт. Сила тока (на медных электродах) должна составлять от 50 А на 1 поверхности. При меньших величинах не происходит должного нагрева, металл не плавится, слияние становится невозможным.

Затем ток отключают, а сжатие деталей электродами увеличивают.

В месте воздействия тока и сближения деталей под давлением электродов образуется контакт и связи атомов – сварное соединение готово.

Со временем электроды оплавляются, поэтому контактный конус нужно периодически шлифовать, чтобы наконечник оставался острым.

После выключения устройства электроды рекомендуется охлаждать. Если аппарат для сварки не оснащен вентилятором, то для этих целей используют холодную воду. В противном случае происходит перегрев трансформатора и других элементов аппарата.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕОИНСТРУКЦИЮ

Контактная точечная сварка создает прочное соединение металлических деталей. Использовать сварное соединение в автоделе приходится неоднократно, поэтому мастера рекомендуют приобрести или сделать сварочный аппарат самостоятельно из подручных материалов. Пригодится он и для ремонта бытовых приборов, изготовления металлических предметов, соединения электрических кабелей.

Контактная сварка своими руками. Технология изготовления сварочного аппарата.

В процессе соединения разных деталей из металла можно столкнуться с рядом трудностей. Многие пользователи хотят решить проблему самостоятельно. В таком случае самым оптимальным решением является контактная сварка своими руками. О том, что собой представляет такой вид сварки и при помощи какого оборудования она выполняется пойдет речь в этой статье.

Содержание статьи

Общая информация

Процесс любой контактной сварки основывается на использовании электрического тока. Он перемещается по всему участку соединения двух свариваемых деталей и образует дугу, которая расплавляет их. На мощность этой дуги оказывает влияние показатель величины тока, время его воздействия и сжатие металлов, от которой зависит размер дуги. Самодельная контактная сварка подразделяется на: стыковую, точечную, шовную и рельефную.

Сварочный аппарат

Чтобы осуществить контактную сварку своими руками надо сконструировать специальный аппарат. Перед тем, как приступить к процессу изготовления устройства, надо ознакомиться с рядом требований, которые необходимо соблюдать в процессе работы. Чаще всего для проведения сварки деталей в бытовых условиях, применяются аппараты точечной или стыковой сварки. Далее нужно определиться с видом сварочного аппарата, который вы будете использовать : переносной или стационарный, а затем надо задать основные параметры прибора:

• напряжение в самом участке (зоне) сварки,
• ток (переменный или постоянный) и его сила,
• продолжительность сварочного импульса,
• число и размеры электродов.

Определяющим условием в том, как же сделать контактную сварку своими руками является простота сварочного аппарата. Он сконструирован из двух блоков: контактного и источника сварочного тока. В первом расположена непосредственно сама зона сварки. В ней металлы контактируют между собой, посредством электродов к ним поступает электрический импульс и в итоге они соединяются. Источник сварочного тока отвечает за то, чтобы этот импульс попал в зону сварки.

Схема представлена на рисунке 3.

рис. 3

 

Конструктивные составляющие источника тока

Основу контактной сварки своими руками составляет электрическая схема с использованием конденсаторов. Импульс сварочного тока образуется за счет разряда конденсатора.

Импульс тока создается во вторичной обмотке трансформатора. К первичной обмотке трансформатора подключены конденсаторы С8-С9. Именно благодаря им образуется разряд, необходимый для получения импульса. Управление разрядом конденсаторов осуществляется в тиристорах Т1 и Т2. По цепочке от входного трансформатора «Ток», заряжается конденсатор. Также в схеме отображено выпрямление тока диодами D6-D7.

Функционирование подобного конденсаторного источника осуществляется по следующему принципу. Когда основная цепь отключается, конденсаторы С8-С9 заряжаются от цепи трансформатора «Ток». В момент, когда система запускается, происходит их разрядка на вторичную обмотку выходного трансформатора Тр3. За контроль продолжительности импульса отвечают цепи Ru1-Ru2 R34 и C10. После того как цепь выключается – процесс повторяется.

Изготовление выходного трансформатора своими руками

Выходной трансформатор является очень важным и неотъемлемым звеном конструкции источника питания, поскольку от него зависит сила задаваемого тока. Чтобы обеспечить сварку требуемыми параметрами, наиболее оптимальным решением будет изготовление трансформатора самостоятельно. Первое, что необходимо сделать – это найти наборный сердечник. Можно позаимствовать эту деталь у любого силового аппарата. Главное, чтобы он был выполнен из стали, а показатель его сечения был не менее 60 см². Далее, стальные пластины надо плотно укомплектовать и стянуть с помощью болтов, диаметр которых составляет 8 мм. Чтобы придать устройству большую прочность, с боковой стороны сердечник укрепляется П-образным профилем или уголком.

Обмотка первичного типа производится проводом ПЭВ (диаметр – 2,9 мм). Нужно намотать 20 витков. Сам сердечник надо обвить кабельной или трансформаторной бумагой. После чего, нужно намотать витки провода с натягом. Важно, как можно ровнее распределить витки по всей длине стойки сердечника. Сверху на провод нужно положить бумажную обмотку и зафиксировать тесьмой.

электросхема выходного трансформатора

Вторичная намотка осуществляется на второй стойке сердечника. Она создается из самодельной шины плоского сечения, которая собирается из 14-16 небольших шинок из меди. Ширина общего сечения равняется 200 м². Нужно сделать два витка. Перед тем как накладывать на сердечник, шину нужно обернуть фторопластовой или изоляционной лентой. Все окончания обмотки направляются на верхнюю часть сердечника, в них делается отверстие, в котором при помощи болта будет крепиться кабель, соединяемый с контактным блоком сварочного аппарата.

Характеристики трансформатора
Мощность	3000 Вт
Напряжение обмоток	первичной – 220 В, вторичной – 15 В
Сварочный ток	до 200 А

Исходя из вышеописанного следует, что без трансформатора, функционирование аппарата для выполнения сварочных работ — невозможно, т.к. основные функции лежат на нем.

Устройство контактного блока

Самый простой вариант используется при стыковой сварке. В данном случае ток подается прямо на участки, подвергающиеся сварке. Другими словами, это означает, что окончания вторичной обмотки контактируют со свариваемыми металлами. Один конец – примыкает к одной заготовке, второй – к другой.

Для точечной сварки характерным является применение контактного блока с электродами. Подойдут конструкции с одним или двумя стержневыми электродами. Если использовать один электрод, ток будет попадать на одну из свариваемых деталей, а второй конец вторичной обмотки выходного трансформатора будет контактировать с электродом.

Совет! В процессе работы используйте пистолетный держатель электрода.

Процесс сборки аппарата

Сборка сварочного аппарата требует четкой последовательности выполнения действие. Процесс включает в себя несколько этапов.

В первую очередь, нужно уложить источник сварочного тока в металлический корпус. Электрическое плато собирается на текстолите. Затем его нужно поместить внутрь корпуса источника и вертикально зафиксировать в нем. После чего, готовый выходной трансформатор устанавливается на основание корпуса и фиксируется на нем. Далее, посредством болтов сверху к шине вторичной обмотки прикрепляется сварочный кабель. Другой его конец находится в непосредственном контакте с электродом в контактном пистолете. К контактной колодке, которая расположена на электрическом плато, подсоединяется входной кабель от электрической сети.

готовый аппарат

Для того, чтобы сконструировать аппарат для контактной сварки своими руками, необходимо иметь в наличии все необходимые инструменты, среди которых: болгарка; электродрель; ножовка по металлу; метчик; напильник; зубило; молоток; отвертка; тиски; штангенциркуль; плоскогубцы; нож; ножницы; плашка.

Не забывайте, что контактная сварка, как и любой другой вид соединения деталей предполагает наличие некоторого опыта. Это важно, т.к. качество и надежность сварочного шва зависит от умений сварщика. Обязательным условием является соблюдение правил техники безопасности. Выполнять сварочные работы нужно только в специальном защитном костюме, в перчатках и с защитной маской на лице, поскольку велика опасность попадания раскаленного металла на оголенные участки тела.

Подводя итог, отметим, что контактная сварка своими руками – процесс непростой. Но если соблюдать технологию выполнения работы и подойди к ней со всей ответственностью и серьезностью, то результат не заставит себя ждать. Контактная сварка характеризуется широкой сферой применения. Ее можно использовать для соединения деталей металлических изделий, составляющих элементов автомобиля, кузовных деталей, а также для ремонта всевозможных устройств.

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

Шовная (роликовая) контактная сварка: применение, схема, ГОСТ

Технология шовной контактной сварки была разработана в конце XIX века. Сварка ведется без плавящегося электрода и присадочного материала. Нагрев и расплавление небольшой области заготовок происходит за счет электрического разряда высокой интенсивности, периодически пропускаемого между двумя роликовыми электродами, к которым прикладывается значительно усилие на сжатие. Шов состоит из множества перекрывающихся зон проплавления. Метод предназначен для сваривания тонкого листового проката, в том числе и имеющего сложные пространственные формы.

Шовная контактная сварка

Описание технологии шовной сварки

Листовые заготовки накладываются друг на друга и сжимаются роликовыми электродами с большой силой. На электроды периодически подаются мощные импульсы тока, сила которого достигает тысяч ампер. Протекающий ток сильно нагревает контактное пятно между электродами, доводя метал до плавления. По окончании импульса зона расплавления кристаллизуется под сильным давлением, образуя шовный материал и соединяя заготовки в единое целое. Ролики перекатываются на соседний участок заготовки, подается следующий импульс и рабочий цикл повторяется. Вдоль линии шва образуется цепочка пятен точечной контактной сварки овальной формы. Эти пятна могут частично перекрываться, образуя непрерывную и герметичную шовную линию.

В зависимости от типа передвижения деталей и способа подачи импульсов тока шовная контатная сварка продразделяется на :

• Шаговая. Давление роликов постоянно, детали перемещаются рывками, при остановке подается рабочий импульс. Получается прерывистая цепочка точек, сваренных контактным способом. Применяется при сваривании цветных сплавов и легких металлов. Не обеспечивает герметичности шовного материала.
• Непрерывная. Усилие прижима постоянно, ток также подается постоянно. Практически применяется редко из-за быстрого расходования роликов, высокого расхода электроэнергии и перегревания свариваемых деталей, приводящего к их короблению.
• Прерывистая. Усилие прижима сохраняется неизменным, скорость подачи заготовок также постоянная. Импульсы подаются с такими перерывами, чтобы обеспечить непрерывную линию шва за счет частичного перекрытия зон точечной контактной сварки.

Схема шовной сварки (принцип работы)

Прерывистая контактная  шовная роликовая сварка позволяет получить надежное и герметичное шовное соединение при приемлемом расходе роликов и электроэнергии. Степень перекрытия сварных зон регулируется путем подстройки скважности (периода следования) импульсов. Эта технология шовной сварки получила наибольшее распространение. Требования к проведению операции описаны в стандарте ГОСТ 15878-79.

Скачать ГОСТ 15878-79

Машины и станки контактной сварки

Для роликовых электродов чаще всего используют бронзу. Изготавливают их в виде заостренных дисков диаметром 35-45 см, ширина рабочего обода 4-10 мм. Для сваривания сложных заготовок применяют аппараты с двумя и более роликовых пар.

Потребляемая мощность аппаратов варьируется в пределах от 25 до 300 киловатт.

Маломощными считают станки в 25-40 киловатт, средняя мощность — 4-100 , машины большой мощности потребляют от 100 до 300.

Машина МШ-2203

Устройство средней мощности МШ-2203 требует трехфазного электропитания 380 вольт, рабочий ток — до 22 тысяч ампер. Усилие прижима достигает  5 тонн

Сваривает машина контактной шовной сварки стальные листы толщиной до 1 мм. Существует две модификации – с вылетом роликов  400 и 700 мм.

Устройство машины для шовной контактной сварки

Основной несущей конструкцией аппарата является станина. На ней крепятся все остальные узлы:

• источник питания;
• кронштейн неподвижного ролика;
• кронштейн подвижного ролика;
• устройство прижима;
• механизм подачи заготовки

Устройство прижима может быть ручным, пневматическим, гидравлическим или комбинированным. Ручной (точнее, ножной) привод обладает наименьшей мощностью.

Роликовые электроды изготовлены в виде сужающихся к краям бронзовых дисков, они закреплены на концах кронштейнов с помощью подшипников скольжения.

Устройство машины для шовной контактной сварки

Источник питания обеспечивает периодическую подачу тока большой мощности на электроды. Он также питает привод устройства прижима и механизма подачи. Источник питания у современных аппаратов выполняется по инверторной импульсной схеме с двойным преобразованием напряжения. Это позволяет снизить габариты устройства и исключить броски напряжения в питающей сети.

Шовные машины-клещи

Кроме стационарных сварочных машин, производители выпускают также переносные, или подвесные устройства. Они предназначены для сваривания тонкостенных изделий сложной конфигурации. Источник питания по-прежнему размещается на полу цеха, а ролики и устройство прижима смонтированы на подвижных клещах. Клещи с помощью шарнирного пневмопривода устанавливаются в положение, необходимое для работы.

Шовные клещи

Роликовый стенд для контактной сварки

Для сваривания конструкций в форме цилиндра (или системы сопряженных цилиндров), используют роликовые стенды. Они отличаются большим вылетом кронштейнов роликов, что позволяет сваривать достаточно крупные и протяженные конструкции. Стенд оснащен большим числом регулируемых опор, позволяющих закрепить цилиндрические заготовки разной длины и диаметра. Роликовые электроды приводятся в движение червячной передачей. Заготовки вращаются на стенде, и таким образом ролики проходят всю линию шва. На стендах получают ровные и герметичные швы высокой прочности.

Роликовый стенд для контактной сварки

Область применения

Шовная технология контактной сварки позволяет делать прочные, долговечные и герметичные швы, надежно соединяющие тонкостенные заготовки. Она находит применение в следующих отраслях:

• Тонкостенные сварные трубы для трубопроводного транспорта и технологических установок.
• Резервуары и сосуды низкого давления для химической, пищевой, транспортной промышленности.
• Герметичные кожухи механизмов и приборов, транспортных средств.
• Конструкции из тонколистового проката для промышленного оборудования и бытовой техники.

Производство, оборудованное машинами шовной сварки

Технология отличается от других сварных технологий наибольшей производительностью. Установка средней мощности выдает за час несколько сотен метров сварного шва.

Как получить герметичный шов

Герметичность шва обеспечивается созданием цепочки частично перекрывающихся точек контактной сварки. Сварное пятно после импульса, прошедшего через роликовые электроды, имеет форму овала.

Если правильно сочетать скорость подачи заготовок и периодичность следования сварных импульсов, то овалы будут перекрываться своими боковыми частями, образуя непрерывный и герметичный шовный материал.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.