Аппарат для контактной сварки своими руками. Контактная сварка

Принцип точечной сварки заключается в соединении двух металлов под действием электрической дуги, создаваемой двумя подвижными электродами (жалами). К ним подводится электроток большой мощности. При сжимании электродов на месте прошива металлов дугой образуется расплав однородной структуры.

Метод точечной сварки часто применяется в автомастерских, частных гаражах, когда проводятся кузовные работы. Очень часто автомобильные аккумуляторы выходят из строя из-за перелома контакта, чтобы их поменять обычная пайка не подходит, нужно более прочное соединение.

Технология точечной сварки

Метод подходит для прочного соединения неоднородных сплавов. Сварка называется точечной из-за размера контакта, она зависит от площади касания двух жал или электродов, образующих электродугу.

Чтобы сделать точечную сварку, берут два листа металла и сварочное устройство. Процесс состоит из нескольких этапов:

свариваемый металл помещают между жалами, к которым подводится электрический ток;
включается блок питания;
жала с силой соединяют;
возникает электродуга, она проходит сквозь металлы, разогревает их;
за счет силы сжатия расплав уплотняется, получается точечное соединение двух листов металла.

Прочность соединения зависит от силы сжатия жал, мощности дуги и площади касательной поверхности жал. Их делают из сплавов большой электро-, теплопроводности, такими свойствами обладают цветные металлы на основе меди.

Оборудование

Готовые аппараты для точечной сварки бывают стационарными и переносными, ими удобно пользоваться при проведении ремонтных работ. В промышленности используются сварочные автоматы. Есть переносные рычажные сварочные устройства, они называются клещами.

Сварочное оборудование стоит недешево, пользоваться им приходится редко. Умельцы нашли рациональный выход из положения.

Устройство точечной сварки для аккумуляторов и кузова своими руками сделать вполне реально. Его можно использовать для ремонта бытовой техники, создавать декоративные изделия из металла.

Сварочные клещи

Переносное устройство для контактной точечной сварки своими руками делается по принципу плоскогубцев. Длинные ручки позволяют с небольшим усилием плотно сдвигать жала. Их крепят перпендикулярно коротким концам зажимных ручек.

Жала вытачивают из меди или бронзы, их делают съемными, чтобы можно было менять площадь контакта. В процессе работы к жалам подводят ток. Толстый провод монтируют или приваривают к металлическим ручкам. Длинные концы рычага хорошо изолируют.

В качестве источника электропитания используют трехфазный трансформатор. Если мощности имеющегося трансформатора недостаточно, в качестве дополнительной обмотки на него набрасывают два витка толстого провода. Таким устройствами скрепляют листы до 6 мм толщиной. Для тонкого металал они не подходят.

Сварка мелких деталей

Иногда бывает проблематично крепить небольшие контакты: обычный паяльник для этого не подходит, соединение, полученное методом лужения очень хрупкое, не выносит больших динамических нагрузок.

Сделать точечную сварку двух небольших контактов можно с помощью мини-сварочника небольшой мощности. Он делается по такому же принципу, что и клещи, только нижняя ручка зажимного устройства стационарно закреплена, двигается только верхняя.

Источник тока фиксируется на диэлектрической основе, это может быть:

дерево;
фанера;
негорючий пластик;
текстолит.

В качестве выпрямителя тока подойдет трансформатор из микроволновой печи или готовый TR1. Если используется трансформатор из микроволновой печи, в качестве дополнительной обмотки используют провод с сечением не меньше 8 мм2 в прочной термостойкой оплетке.

При подборе электродов важно соизмерять их толщину с размерами провода. Д Концы электродов затачивают до нужного размера. Чем меньше площадь касания, тем прочнее соединение.

В качестве электрода для точечной сварки используют:

жала паяльников;
латунный сплошной прокат (прутки, шестигранники, капиллярную трубку);
стержни из хромокадмиевой бронзы.

При выборе рычага учитывают длину рабочей зоны – это глубина, на которую можно завести свариваемый металл в сварочное устройство. Для крепления жала на ручке используются клеммы: к одному концу подводится ток, другая часть закрепляется саморезом.

Чтобы правильно выбрать время импульса, в электросхему блока питания включают резистор. Кнопку включения выводят на ручку или фиксируют на коробе блока питания. Провода и корпус можно спрятать в единый корпус из электроизолятора.

Аккумуляторный аппарат

Устройство для мини-точечной сварки своими руками делают, используя автомобильную аккумуляторную батарею. Ее мощности хватит, чтобы приварить контакт к другой, которая требует реставрации.

На колодке с клеммником из медного сплава крепят два латунных или бронзовых стержня, они изолируются в зоне контакта с рукой. Нужно учитывать, что во время сварки стержни сильно нагреются, изолятор-соединитель не должен плавиться.

Недостатком такого устройства считается отсутствие выключателя и высокая мощность аккумулятора. Работать с устройством надо осторожно, чтобы в зоне контакта не было прожогов.

Фото точечной сварки своими руками

Точечная сварка, как известно, выполняется на специализированном оборудовании, однако подобное устройство можно не только найти в серийном исполнении, но и сделать своими руками: для этого пригодится трансформатор, извлеченный из старой микроволновки. Аппарат, полученный в итоге, даст вам возможность качественно выполнять точечную сварку при помощи переменного тока, сила которого не регулируется.

Трансформатор выступает важнейшим элементом любого такого устройства для точечной сварки: его задача состоит в том, чтобы увеличить значение входного напряжения до требуемой величины. Чтобы эффективно справляться с этим, устройство должно обладать высоким коэффициентом трансформации. Такими трансформаторами оснащаются большие микроволновые печи, одну из которых вам и необходимо найти. Когда вы найдете такую модель микроволновки, надо будет очень аккуратно извлечь из нее трансформатор.

Технологию сборки аппарата для точечной сварки более-менее детально можно увидеть на видео ниже. Пример данного самодельного устройства поможет нам проиллюстрировать процесс создания точечной . Для более подробного ознакомления с деталями сборки читайте статью полностью.

Вынимаем трансформатор из микроволновой печи

Если в самодельном аппарате для точечной сварки задействован трансформатор, имеющий мощность 700–800 Вт, то с его помощью вы сможете соединять листы из металла, толщина которых доходит до 1 мм. Такой трансформатор входит в категорию устройств повышающего типа, для обеспечения питания магнетрона он способен вырабатывать напряжение, равное 4 кВ.

Магнетрон, которым оснащена любая микроволновка, требует для своей работы высокого напряжения. В связи с этим подключенный к нему трансформатор отличается меньшим количеством витков на своей первичной обмотке и большим – на вторичной. На последней создается напряжение порядка 2 кВ, увеличивающееся затем в два раза за счет использования специального удвоителя. Проверять работоспособность такого устройства путем измерения напряжения, подключенного к его первичной обмотке, нет никакого смысла.

Извлекать из микроволновки трансформатор следует аккуратно. Не следует брать в руки молоток и другие тяжелые предметы. С микроволновки откручивается ее основа, убираются все крепления, и трансформатор аккуратно снимается с места его установки. В извлеченном из СВЧ-печи устройстве вам понадобятся, во-первых, его магнитопровод, во-вторых, первичная обмотка, которая по сравнению со вторичной выполнена из более толстого провода и имеет меньше витков.

Вторичную обмотку из-за ее ненадобности вам придется демонтировать, для чего уже пригодятся молоток и зубило. Очень важно при этом не повредить и не помять первичную обмотку, поэтому действовать надо с максимальной аккуратностью. Если при демонтаже вторичной обмотки вы обнаружите в трансформаторе шунты, используемые для ограничения силы тока, их тоже надо удалить.

Вторичную обмотку можно срезать стамеской

Если магнитопровод трансформатора является не клееной, а сварной конструкцией, то удалять с него вторичную обмотку лучше при помощи стамески или обычной ножовки по металлу. Если же обмотка очень плотно набита в окно магнитопровода, то ее, разрезав провода, необходимо будет высверлить или выковырять. Делать это надо очень аккуратно, так как магнитопровод может разрушиться из-за таких манипуляций.

После выполнения демонтажных работ следует намотать новую вторичную обмотку. Для этого вам будет необходим провод диаметром не меньше 1 см. Если такого провода у вас в запасе нет, его придется купить. При этом совсем не обязательно приобретать цельный многожильный провод такого сечения, можно использовать и пучок из нескольких отдельных проводников, которые в сумме обеспечат требуемый диаметр. После монтажа новой вторичной обмотки ваш модернизированный трансформатор будет способен вырабатывать ток, сила которого составляет до 1000 А.

Если вы хотите сделать аппарат для точечной сварки более мощным, то технических возможностей одного трансформатора вам может не хватить. Здесь необходимо использовать два таких устройства (соответственно, разобрав две микроволновки).

Тонкости модернизации трансформатора от СВЧ-печи

Чтобы сделать вторичную обмотку, вам надо намотать на сердечник 2–3 витка, что обеспечит получение выходного напряжения порядка 2 В, а силы кратковременного сварочного тока – больше 800 А. Этого вполне достаточно для эффективной работы аппарата точечной сварки. Намотка такого количества витков может вызвать затруднения, если используемый провод имеет толстый слой изоляции. Решить эту проблему достаточно просто: необходимо снять с провода стандартную изоляцию и обмотать его изолентой, имеющей тканевую основу. Очень важно, чтобы провод, используемый для вторичной обмотки, имел минимально возможную длину, что позволит избежать необоснованного увеличения его сопротивления и, соответственно, уменьшения силы тока.

Если вам надо сваривать металлические листы толщиной до 5 мм, имейте в виду, что для этого потребуется аппарат для точечной сварки, обладающий большей мощностью. Чтобы сделать его своими руками, необходимо использовать соединенные в одну цепь два трансформатора. Соблюдать соответствующие правила при выполнении такого соединения надо обязательно. Если вы ошибетесь и неправильно подключите выводы первичных и вторичных обмоток двух трансформаторов, может возникнуть короткое замыкание. Правильность соединения обмоток, если на их одноименных выводах нет маркировки, проверяется при помощи вольтметра.

После правильного соединения одноименных выводов двух трансформаторов требуется замерить значение силы тока, который они совместно формируют. Как правило, самодельные трансформаторы, предназначенные для аппаратов точечной сварки, эксплуатировать которые планируется в домашних мастерских, ограничивают по силе тока – не более 2000 А. Превышение этого значения спровоцирует перебои в работе электрической сети не только в вашем доме, но и у ваших ближайших соседей. А это, естественно, приведет к конфликтам. Значение силы тока, выдаваемого соединенными трансформаторами, а также наличие короткого замыкания в их цепи проверяют при помощи амперметра.

Еще один пример сборки точечной сварки представлен на видео ниже:

Каких результатов можно добиться, если в соответствии с правилами соединить два трансформатора, не отличающихся большой мощностью? Если взять два одинаковых устройства со следующими характеристиками: мощность – 0,5 кВт, входное напряжение – 220 В, выходное напряжение – 2 В, сила номинального тока – 250 А, – то, последовательно соединив их первичные и вторичные обмотки, на выходе вы получите удвоенную силу номинального тока, то есть 500 А.

Практически так же увеличится и кратковременный сварочный ток, но при его формировании будут наблюдаться значительные потери, что обусловлено большим сопротивлением такой электрической цепи. Оба конца вторичной обмотки – провода Ø 1 см – соединяются с электродами аппарата для точечной сварки.

Соединение 2-х трансформаторов по схеме №1

Если в вашем распоряжении имеются два мощных трансформатора, но и их выходного напряжения не хватает для самодельного аппарата, можно последовательно соединить их вторичные обмотки, которые должны иметь одинаковое количество витков. К такой мере прибегают, если просто домотать витки на вторичной обмотке невозможно из-за недостаточно большого размера окна на магнитопроводе.

При таком соединении надо следить, чтобы направление витков на вторичных обмотках соединяемых устройств было согласовано, иначе может получиться противофаза, и выходное напряжение у такого объединенного устройства будет близко к нулю. Чтобы экспериментальным путем определить правильность соединения, желательно использовать тонкие провода.

Как определить одноименные выводы трансформаторов

Если выводы обмоток соединяемых устройств не имеют маркировки, то необходимо определить среди них одноименные, чтобы их и соединить между собой. Решить такую задачу можно следующим способом: первичные и вторичные обмотки двух или более трансформаторов соединяют последовательно, на вход такого объединенного устройства подают напряжение, а к выходным выводам (выводы с последовательно соединенных вторичных обмоток) подключают вольтметр переменного напряжения.

В зависимости от направления подключения вольтметр может вести себя по-разному:

показывать то или иное значение напряжения;
не показывать вообще никакого напряжения в цепи.

Если вольтметр выдает какое-либо напряжение, значит, в цепи соединения и первичных, и вторичных обмоток присутствуют разноименные выводы. При соединении обмоток таким неправильным способом в них протекают следующие процессы: напряжение, поступающее на вход первичных обмоток двух соединенных трансформаторов, уменьшается на каждой из них вполовину; увеличение напряжения происходит на вторичных обмотках, каждая из которых обладает одинаковым коэффициентом трансформации. Вольтметр на выходе зарегистрирует суммарное напряжение, значение которого равно удвоенной величине входного.

Если вольтметр показывает значение «0», то это означает, что напряжения, выходящие с каждой из последовательно соединенных вторичных обмоток, равны по значению, но имеют разные знаки, таким образом, они компенсируют друг друга. Иными словами, хотя бы одна из пар обмоток, объединенных в цепь, соединена одноименными выводами. В таком случае правильного соединения элементов цепи добиваются путем изменения порядка подключения первичных или вторичных обмоток, ориентируясь на показания вольтметра.

Электроды для самодельной точечной сварки

Выбирая для аппарата точечной сварки, собранного своими руками из микроволновки, электроды, следует обращать внимание на то, чтобы их диаметр соответствовал диаметру провода, с которым они соединены. В качестве таких элементов можно использовать медные прутки, а для устройств небольшой мощности подойдут жала от профессиональных паяльников.

В процессе эксплуатации электроды для точечной сварки активно изнашиваются. Чтобы корректировать их геометрические параметры, их необходимо постоянно подтачивать. Естественно, что со временем такие элементы потребуют замены на новые.

Провода, которыми электроды связаны с аппаратом для точечной сварки, должны иметь минимальную длину, иначе в них будет теряться значительная мощность устройства. Потери мощности станут серьезными и в том случае, если в электрической цепи «электрод – устройство для точечной сварки» имеется много соединений. Если вы хотите увеличить эффективность использования своего самодельного оборудования, то лучше на провода, которыми соединяются электроды, напаять медные наконечники. Используя такие наконечники, вы избежите возникающих из-за увеличенного сопротивления обжимных или любых других соединений потерь мощности в местах контакта.

Провода, связывающие электроды с аппаратом для точечной сварки, имеют достаточно большой диаметр, поэтому облегчить их пайку помогут специальные наконечники, предварительно подвергнутые лужению. Поскольку электроды для такого устройства являются съемными, в местах их соединения с наконечниками пайку не выполняют. Конечно, в таких местах, постоянно подвергаемых окислению, также происходит потеря мощности, но очистить их значительно легче, чем обжатые наконечники.

Устанавливаем электроды на сварочный аппарат

Как уже было указано выше, электрод для контактной сварки можно сделать из медного прутка или жала от профессионального паяльника, если мощность устройства невысока. Провод от аппарата присоединяется к электроду с помощью медного наконечника, который соединен с ним при помощи пайки.

Наконечник совмещают с электродом при помощи болтового соединения, которое должно быть очень надежным, чтобы увеличение сопротивления в месте ненадежного контакта не приводило к потере мощности аппарата для точечной сварки. Чтобы выполнить такое соединение, в электроде и наконечнике делают отверстия одинакового диаметра.

Болты и гайки, с помощью которых будут соединяться электроды и наконечники с проводами, лучше всего выбирать из меди или ее сплавов, отличающихся минимальным электрическим сопротивлением. Элементы таких соединений, значительно упрощающих обслуживание аппарата для контактной сварки, совсем несложно изготовить своими руками.

Органы управления самодельной точечной сваркой

Управление аппаратом точечной сварки (особенно сделанного из микроволновки своими руками) не отличается особенной сложностью. Для этого вполне достаточно двух элементов: рычага и выключателя. Сила сжатия между электродами, за которую отвечает рычаг, должна обеспечивать в точке выполнения сварки надежный контакт соединяемых деталей. Чтобы выполнить эти важные требования, рычажные механизмы таких аппаратов можно дополнить винтовыми элементами, которые обеспечивают еще более значительную силу сжатия. Естественно, такой элемент устройства для точечной сварки должен обладать очень высокой надежностью.

На серьезном производственном оборудовании, которое используется для соединения листов стали значительной толщины, устанавливают элементы сжатия, создающие давление от 50 до 1000 кг – в зависимости от необходимости. А на аппаратах точечной сварки, применяемых для нерегулярных и несложных работ в домашней мастерской, вполне достаточно того, чтобы такой механизм создавал давление до 30 кг. Для удобства и простоты работы на аппарате точечной сварки его прижимной рычаг делают более длинным, это также позволит увеличить силу сжатия до необходимого значения.

Для самодельного домашнего устройства вполне достаточно рычага, длина которого будет составлять 60 см. При помощи такого рычага можно увеличить прилагаемое усилие в 10 раз. Соответственно, если вы будете давить на рычаг с усилием 3 кг, то электроды и соединяемые детали будут сжиматься силой 30 кг. Чтобы такой рычаг при надавливании не сдвигал с места сам аппарат, основание оборудования необходимо надежно зафиксировать на поверхности рабочего стола при помощи струбцины.

Выключатель, отвечающий в устройстве за подачу тока к , подключают к цепи первичной обмотки трансформатора, сила тока в которой значительно меньше, чем во вторичной. Если подключить выключатель ко вторичной обмотке, то он создаст дополнительное сопротивление, а его контакты под воздействием сильного тока намертво приварятся.

Если в качестве прижимного механизма применяется рычаг, то выключатель лучше расположить прямо на нем, тогда вторая рука будет свободной (ее можно использовать для поддержки свариваемых деталей).

Особенности работы на самодельном оборудовании для точечной сварки заключаются в том, что подавать ток на электроды следует только тогда, когда они находятся в сжатом состоянии. В противном случае вы столкнетесь с интенсивным искрением электродов и, как следствие, с их активным подгоранием. Получить первоначальный опыт по работе на таком устройстве можно при помощи обучающего видео.

Электроды оборудования для точечной сварки активно нагреваются в процессе работы. Кроме того, интенсивному нагреву подвержены трансформатор и токопроводящие элементы такого устройства. Чтобы избежать слишком сильного нагрева, который может привести к выходу оборудования для точечной сварки из строя, следует предусмотреть простейшую систему охлаждения. Для этого часто используют обычный вентилятор. Можно также делать перерывы в работе, необходимые для охлаждения элементов аппарата.

Время выдержки электродов под током в сжатом состоянии в процессе выполнения сварки можно контролировать визуально, ориентируясь на цвет точки в месте соединения, либо использовать для этого специальное реле.

Очевидно, что изготовить аппарат для точечной сварки на основе трансформатора от микроволновки совсем несложно, внимательно изучив представленные видео и фото процесса сборки и учтя озвученные рекомендации.

Нередко встречаются ситуации, в которых необходимо соединить металлические изделия или отремонтировать различные конструкции. Чтобы справиться с этим, нужно знать, как сделать точечную сварку своими руками. Аппарат для её проведения можно собрать самостоятельно в домашних условиях. Это значительно упростит весь процесс и убережёт от больших финансовых затрат.

Самодельная точечная сварка - это довольно трудное мероприятие, которое требует наличия специального оборудования и навыков подобной работы. Однако при правильном подходе можно значительно упростить процесс и выполнить работу в кратчайшие сроки.

Такой способ соединения металлических деталей имеет большое количество преимуществ. Все они делают точечную сварку одной из самых часто используемых. Среди положительных моментов стоит выделить следующие:

Среди большого количества преимуществ, есть и один недостаток. Специалисты считают такой вид соединения негерметичным.

Сварка любых изделий происходит по одному и тому же принципу. При этом важно внимательно проводить все операции и не упустить даже самый незначительный нюанс. Только в этом случае можно добиться идеального шва и его прочности.

Вся технология состоит из нескольких этапов:

Подготовительные мероприятия

Основой успешного проведения любого вида работ считается правильно проведённая подготовка. Она позволяет взять всё необходимое для осуществления бесперебойного процесса. Для успеха проведения контактной сварки из сварочного аппарата своими руками необходимо правильно выбрать электроды и все необходимые инструменты.

Главный атрибут контактной сварки - электрод. С его помощью выполняется весь процесс, поэтому очень важно купить оптимальный вариант для проведения определённой работы.

Электрод выполняет функцию подводки тока к свариваемым деталям и сжатия металла. Как правило, он изготавливается из сплавов, обладающих высокой теплопроводностью. Наибольшему воздействию подвергается наконечник. Он разогревается до огромных температур и очень быстро изнашивается. Из-за этого во время работы необходимо постоянно его подтачивать. Наиболее часто используемая форма наконечника - конус.

Как правило, электроды стоят довольно дорого, поэтому очень важно максимально продлить срок их службы. Для этого нужно соблюдать такие условия:

Для сварки изделий из того или иного материала необходимо подбирать оптимальные для него виды электродов.
Не использовать тонкие наконечники для тяжёлой сварки.
Пользоваться водяной рубашкой.
Соблюдать условия хранения электродов и избегать их механических повреждений.

Материалы и инструменты

Для проведения контактной сварки своими руками нужно изготовить соответствующий агрегат. Делается он при помощи определённого набора инструментов и минимального количества доступных каждому материалов. В процессе работы над устройством понадобится:

После того как выполнены все подготовительные мероприятия, можно приступать к работе над устройством. Его сборка выполняется в несколько этапов и может занять значительный промежуток времени.

Аппарат для точечной сварки делается на основе источника импульса, использующего принцип разряда конденсатора. Благодаря ему можно соединять детали толщиной до 0,5 миллиметров.

Особенности работы такого источника питания:

В случае необходимости можно воспользоваться схемой применяемого устройства. С её помощью новичкам будет проще добиться желаемого результата.

Разряд конденсаторов осуществляется так:

Во время размыкания главной цепи происходит зарядка установленных конденсаторов.
После включения сварочного аппарата они разряжаются на обмотку. Сила разряда меняется при помощи тиристоров.
Весь цикл повторяется при выключении устройства.

При сварке более крупных заготовок (толщиной до 4 миллиметров) необходимо в несколько раз усилить мощность разряда.

Одна из главных составляющих аппарата для точечной сварки - выходной трансформатор. С его помощью на электрод подаётся нужная сила тока. Такой прибор можно делать своими руками и использовать его в общей конструкции. Для этого нужно выполнить несколько простых действий:

Если всё правильно сделать, то получится трансформатор мощностью 3 тысячи ватт.

Сборка блоков контакта

Для изготовления аппарата точечной сварки чаще всего используется блок контактов пистолетной формы. Процесс его сборки довольно трудоёмкий и может занять немало времени.

Пошаговая инструкция:

Техника безопасности

Любой процесс сварки, даже в случае микросварки своими руками, должен выполняться с соблюдением мер безопасности. Это позволит не только сохранить здоровье, но и предотвратить множество негативных последствий. Кроме этого, сварщик должен использовать специальные средства защиты, которые уберегут его от воздействия раскалённого металла и электрического тока.

Среди основных требования безопасности стоит выделить следующие:

Заземление всех потенциально опасных частей оборудования. Такая мера поможет избежать поражения током.
Перед началом работы необходимо проверять исправность устройства.
Надевать защитные средства, которые помогут избежать удара током.
Все элементы управления не должны быть под высоким напряжением.
В устройстве должны быть использованы провода с большим сечением.
Использовать рукавицы, которые уберегут руки от случайно отлетевших брызг металла, а также специальный головной щиток. Последний убережёт глаза сварщика от негативного воздействия яркой вспышки.
Применять защитные средства для органов дыхания или выполнять работу в хорошо вентилируемом помещении. Это нужно для того, чтобы выделяющиеся во время работы вредные пары не попадали в лёгкие.
Все кнопки аварийного отключения должны находиться в рабочем состоянии. При этом доступ к ним нельзя загораживать какими-либо предметами.
Место проведения работы желательно отгородить щитками, чтобы избежать различных негативных последствий, возникающих в случае непредвиденной ситуации.
Необходимо максимально снизить вероятность получения травмы от движущихся частей аппарата.

Точечная сварка - это довольно трудоёмкое мероприятие, которое требует не только специальных устройств, но и определённых навыков в работе. При этом весь процесс можно производить в домашних условиях и получать требуемый результат с минимальными затратами. При правильном подходе к делу и соблюдении техники безопасности можно увеличить вероятность положительного исхода дела и снизить риск получения каких-либо травм.

Точечные сварные работы являются подвидом контактной сварки. При этом виде сварных работ металлические элементы скрепляются в одной или нескольких местах.

Этот метод сварки поверхностей обладает высокой технологией производства и разнообразием применения в различных областях промышленности и может применяться как при производстве электронных приборов, так и автомобилей, морских и воздушных судов и в других областях промышленного производства.

При использовании этого вида сварки, достигается очень высокая прочность соединения деталей конструкции между собой. Степень прочности в месте соединения определяется усилиями по стискиванию поверхностей скрепляемых элементов и физических силы электротока устройства.

В современном производстве используются разные варианты этих приборов от стационарных станков до легко транспортируемых аппаратов. В качестве примера на картинке представлено фото ручного аппарата точечной сварки.

Особенности аппаратуры

В основу этого вида сварки положен способ разогрева металлической детали (пластины) импульсом электротока. Для обеспечения эффекта сваривания детали (элементы) сильно прижимаются между собой.

В месте наибольшего сжатия производится точечное сваривание деталей путем прохождения электрического заряда между электродами прибора. На месте соприкосновения образуется расплавленная точка металла размером не более двенадцати мм.

Методы точечного сваривания

Это вид сварки условно подразделяются на два метода: мягкий и жесткий.

Мягкий режим. В этом режиме при сваривании происходит постепенный разогрев деталей с использованием тока небольшой силы. На сваривание металлических поверхностей в этом режиме необходимо около трех секунд времени.

В этом режиме мощность потребления тока станком (прибором) уменьшается. Режим, как правило, используется при сваривании металлов обладающих свойствами закаливания.

Жесткий режим. Определяется кратковременной длительностью большой силы электротока и мощным стискиванием свариваемых элементов в точке сваривания. Плотность потребляемого электротока в этом режиме достигает 300А на 1мм2. На производство процесса сваривания затрачивается до полутора секунд.

Главный недостаток этого метода – большая потребность электроэнергии (станков) и большие перегрузки промышленной сети. Преимущество – минимальное время сваривание поверхностей.

Этот режим, как правило, используют при сваривании поверхностей с хорошей теплопроводностью, высоколегированной стали или скреплении поверхностей разной толщины.

Варианты сварочных работ

Виды точечной сварки определяются количеством единовременно образуемых пикселей соединения. В производстве используются: одноточечный, двухточечный и многоточечный виды.

Одноточечный вид используют при соединении нескольких листов, при этом качество сваривания уменьшается с каждым слоем листов (деталей). Двухточечный вид сваривания применяют при соединении деталей обладающих широкими поверхностями.

Многоточечный вид используют для скрепления различных штампованных конструкций. Он может быть двусторонним и односторонним, все зависит от размещения электродов по отношению к скрепляемым узлам.

Этот вид сварки может различаться и циклами прохождения электроимпульсов. Цикличность зависит от толщины свариваемых деталей.

При толщине металлической поверхности до пяти миллиметров достаточно и одного импульса электротока, а при большой толщине необходимо несколько кратковременных электрических импульсов. При сваривании металлических элементов большой толщины и твердости применяются циклы с повышенным стискиванием.

Способы сваривания

Существует несколько способов точечного сваривания:

Точечный – сваривание элементов происходит в одном или многих местах. Применяется в приборостроении, автомобилестроении постройке морских, речных и авиационных судов.

Обеспечивает сварку стальных листов до двадцати миллиметров толщиной.

Рельефный способ – элементы конструкции свариваются в одном или нескольких подготовленных местах. Отличие между этого способа от предыдущего обусловлена формой скрепляемых элементов в месте сваривания.

Шовный способ – свариваемые элементы скрепляются рядом сварочных швов. Шов может состоять из отдельных пикселей сварки или перекрывающих друг друга. Используется для изготовления различных резервуаров нуждающихся в обеспечении высокой степени герметичности.

Стыковочный – элементы свариваются по прилегающей площади соприкосновения под воздействием высокой температуры. Применяются при прокладке трубопроводов, изготовлении якорные цепи кораблей.

Особенности конструкции

Большие возможности точечной сварки востребованы в промышленном производстве. Для их реализации созданы производственные станки и ручные переносимые агрегаты.

Решая задачи сваривания металлических элементов нужно помнить, что этот процесс зависит от металла из которого изготовлено изделие и его плотности.

Требования к технологии выполнения этого вида работ:

обеспечение низкого напряжения, не более 10Вт;
обеспечения короткого времени прохождения электрического импульса в точке сваривания;
обеспечения большой силы электротока в месте сваривания;
обеспечение min области расплава в местах скрепления конструкции;
обеспечение высокого качества прочности сварочного шва.

Современный аппарат для точечной сварки может иметь различную конструкцию. В современном производстве применяются трансформаторные или конденсаторные станки точечной сварки.

Трансформаторные станки должны осуществлять высокую температуры подогрева свариваемых поверхностей. Работоспособность сварочного оборудование в быту может обеспечиваться силой электротока до 5 кило ампер, а промышленного от трехсот до пятисот кило ампер.

В станках промышленного производства применяются мощные трансформаторы. Основным недостатком таких приборов является отсутствие однородной нагрузки, что приводит к большим перегрузкам промышленной сети и частым поломкам.

Конденсаторные станки электрические сети нагружают размеренно. Использование конденсаторов в станках позволяет избежать резких перегрузок промышленной электросети.

Конденсаторные аппараты ручной сварки имеет min габариты и широко применяются для решения бытовых вопросов. Их преимущества – малые габариты и работоспособность при подключении к бытовой электросети.

Достоинства:

нет необходимости приобретать сварочные материалы;
простота в изготовлении;
удобство при управлении;
чистота и опрятность швов или сварных точек;
соблюдение требований экологии;
min расход электроэнергии;
высокая производительность.

Изготавливаем сварку сами

Инструмент этого вида сварки не является дешевым инструментом. Практичнее сделать аппарат точечной сварки своими руками.

Главный элемент такого аппарата – трансформатор (применяется в различных бытовых приборах). Для обеспечения необходимого электрического тока для этого вида работ нужно осуществить перемотку его обмоток. Во время создании 1-й обмотки подготавливаются и промежуточные выводы. Провод на обмотках обязательно пропитывается лаком и обматывается специальной бумагой.

Составные части прибора подбираются под параметры трансформатора. Его конструкция зависит от деталей (поверхностей) над которыми предстоит работать. Электрические элементы должны быть исполнены с высокой степенью надежности.

Клещи могут быть двух типов: стационарные и выносные. Стационарные – более просты при изготовлении, они прочно скрепляются между собой и надежно изолируются. Выносные – более приспособлены для использования при выполнении различных работ. Они свободно устанавливаются и снимаются. Их удобно поднести к месту непосредственного сваривания.

При использовании выносных клещей необходимо обеспечить их надежное соединении с самим аппаратом и их гидроизоляцию. Для изготовления электродов, возможно использование медных прутьев, бронзы или старого жала паяльника.

Электрическую схему подключения такого устройства можно с легкостью найти в интернете.

Техника безопасности

Для обеспечения собственной безопасности работнику необходимо знать и соблюдать требования инструкции по технике безопасности для точечной сварки:

для недопущения удара электрическим током производить заземление агрегата;
до начала работы обязательно осуществлять проверку его исправности;
использовать индивидуальные средства защиты для рук, глаз и тела;
исключить подачу высокого напряжения к элементам управления аппаратом
применять в приборе только провода установленного сечения;
работы производить в помещении с хорошо оборудованной вентиляцией или использовать специальные маски для защиты органов дыхания.
блокировки и тумблера (кнопки) включения или отключения должны быть исправны, хорошо видимыми и легко доступными;
при производстве работ область зажимных механизмов должна быть закрыта щитком.

Соблюдение этих мер безопасности обеспечит сохранение здоровья работника и окружающих, позволит выполнить необходимый объем работы точно и в срок.

Фото-инструкция, как сделать аппарат точечной сварки

Контактная сварка, помимо технологических достоинств применения, обладает еще одним важным преимуществом – несложное оборудование для нее можно изготовить самостоятельно, а его эксплуатация не потребует специфических навыков и первоначального опыта.

1 Принципы конструирования и сборки контактной сварки

Контактная сварка, своими руками собранная, может быть использована для решения довольно широкого спектра задач несерийного и непромышленного характера по ремонту и изготовлению изделий, механизмов, оборудования из различных металлов как в домашних условиях, так и в небольших мастерских.

Контактная сварка обеспечивает создание сварного соединения деталей за счет нагрева области их соприкосновения проходящим через них электрическим током при одновременном приложении сжимающего усилия к зоне соединения. В зависимости от материала (его теплопроводности) и геометрических размеров деталей, а также мощности используемого для их сваривания оборудования процесс контактной сварки должен протекать при следующих параметрах:

низкое напряжение в силовой сварочной цепи – 1–10 В;
за малое время – от 0,01 секунды до нескольких;
большой ток сварочного импульса – чаще всего от 1000 А либо выше;
маленькая зона расплавления;
сжимающее усилие, прилагаемое к месту сварки, должно быть значительным – десятки–сотни килограмм.

Соблюдение всех этих характеристик напрямую влияет на качество получаемого сварного соединения. Самостоятельно можно изготовить только устройства для , как на видео. Проще всего собрать аппарат переменного сварочного тока с нерегулируемой силой. В нем управление процессом соединения деталей осуществляется за счет изменения продолжительности подаваемого электрического импульса. Для этого используют реле времени либо справляются с этой задачей вручную "на глазок" с помощью выключателя.

Самодельная точечная контактная сварка не очень сложна в изготовлении, а для выполнения ее основного узла – сварочного трансформатора – можно подобрать трансформаторы от старых микроволновок, телевизоров, ЛАТРов, инверторов и тому подобного. Обмотки подходящего трансформатора надо будет перемотать в соответствии с необходимым напряжением и сварочным током на его выходе.

Схему управления подбирают готовую или разрабатывают, а все остальные комплектующие и, в частности, для контактно-сварочного механизма берут, исходя из мощности и параметров сварочного трансформатора. Контактно-сварочный механизм изготавливают в соответствии с характером предстоящих сварочных работ по какой-либо из известных схем. Обычно делают сварочные клещи.

Все электрические соединения должны быть выполнены качественно и иметь хороший контакт. А соединения с использованием проводов – из проводников с сечением, соответствующим протекающему по ним току (как показано на видео). Особенно это касается силовой части – между трансформатором и электродами клещей. При плохих контактах цепи последних в местах соединений будут большие потери энергии, возможно возникновение искрения, а сваривание может стать невозможным.

2 Схема устройства для сварки металла толщиной до 1 мм

Для соединения деталей контактным способом можно собрать по ниже приведенным схемам. Предлагаемый аппарат рассчитан на сварку металлов:

листовых, толщина которых до 1 мм;
проволоки и прутков, диаметр которых до 4 мм.

Основные технические характеристики устройства:

напряжение питающей сети – переменное 50 Гц, 220 В;
выходное напряжение (на электродах контактно-сварочного механизма – на клещах) – переменное 4–7 В (холостого хода);
сварочный ток (максимальный импульсный) – до 1500 А.

На Рис.1 приведена принципиальная электрическая схема всего устройства. Предлагаемая контактная сварка состоит из силовой части, цепи управления и автоматического выключателя АВ1, который служит для включения питания устройства и защиты в случае возникновения аварийных ситуаций. Первый узел включает сварочный трансформатор Т2 и бесконтактный тиристорный однофазный пускатель типа МТТ4К, который осуществляет подключение первичной обмотки Т2 к питающей сети.

На Рис.2 представлена схема обмоток сварочного трансформатора с указанием количества витков. Первичная обмотка имеет 6 выводов, переключением которых можно осуществлять ступенчатую грубую регулировку выходного сварочного тока вторичной обмотки. При этом постоянно подсоединенным к сетевой цепи остается вывод №1, а остальные 5 служат для регулировки, и для работы подключают к питанию только один из них.

Схема пускателя МТТ4К, выпускаемого серийно, на Рис.3. Этот модуль представляет собой тиристорный ключ, который при замыкании его контактов 5 и 4 коммутирует нагрузку через контакты 1 и 3, подключенные в разрыв цепи первичной обмотки Тр2. МТТ4К рассчитан на нагрузку с максимальными напряжением до 800 В и током до 80 А. Производят такие модули в г. Запорожье на ООО "Элемент-Преобразователь".

Схема управления состоит из:

блока питания;
непосредственно цепи управления;
реле K1.

В блоке питания может быть использован любой трансформатор мощностью не более 20 Вт, предназначенный для работы от сети 220 В и выдающий на вторичной обмотке напряжение 20–25 В. В качестве выпрямителя предлагается установить диодный мост типа КЦ402, но может быть применен любой другой с аналогичными параметрами либо собран из отдельных диодов.

Реле K1 служит для замыкания контактов 4 и 5 ключа МТТ4К. Это происходит при подаче напряжения от цепи управления на обмотку его катушки. Так как коммутируемый ток, протекающий через замкнутые контакты 4 и 5 тиристорного ключа, не превышает 100 мА, то в качестве K1 подойдет практически любое слаботочное электромагнитное реле с напряжением срабатывания в пределах 15–20 В, например, РЭС55, РЭС43, РЭС32 и подобные.

3 Цепь управления – из чего состоит и как работает?

Цепь управления выполняет функции реле времени. Включая K1 на заданный промежуток времени, она задает продолжительность воздействия электрического импульса на свариваемые детали. Состоит цепь управления из конденсаторов С1–С6, которые должны быть электролитическими с напряжением зарядки 50 В или выше, переключателей типа П2К, имеющих независимую фиксацию, кнопки КН1 и двух резисторов – R1 и R2.

Емкость конденсаторов может быть: 47 мкФ для C1 и C2, 100 мкФ – C3 и C4, 470 мкФ – C5 и C6. КН1 должна быть с одним нормально-замкнутым, а другим нормально-разомкнутым контактами. При включении АВ1 начинают заряжаться конденсаторы, подключенные с помощью П2К к цепи управления и блоку питания (на Рис.1 – это только C1), R1 ограничивает начальный зарядный ток, что позволяет значительно увеличить срок эксплуатации емкостей. Зарядка происходит через скоммутированную на тот момент нормально-замкнутую контактную группу кнопки КН1.

При нажатии на КН1 нормально-замкнутая контактная группа размыкается, отключая цепь управления от блока питания, а нормально-разомкнутая – замыкается, подсоединяя заряженные емкости к реле K1. Конденсаторы при этом разряжаются, и ток разрядки приводит к срабатыванию K1.

Разомкнутая нормально-замкнутая контактная группа КН1 препятствует запитыванию реле непосредственно от блока питания. Чем больше суммарная емкость разряжающихся конденсаторов, тем дольше они разряжаются, и, соответственно, K1 дольше замыкает контакты 4 и 5 ключа МТТ4К, и продолжительнее сварочный импульс. Когда конденсаторы полностью разрядятся, K1 отключится, и контактная сварка прекратит свою работу. Чтобы ее подготовить к следующему импульсу, КН1 надо отпустить. Разрядка конденсаторов происходит через резистор R2, который должен быть переменным и служит для более точного регулирования продолжительности сварочного импульса.

4 Силовая часть – трансформатор

Предлагаемая контактная сварка может быть собрана, как показано по видео, на основе сварочного трансформатора, изготовленного с использованием магнитопровода от трансформатора на 2,5 А. Такие встречаются в ЛАТРах, лабораторных приборах и ряде других устройств. Старую обмотку необходимо удалить. На торцах магнитопровода надо установить кольца, изготовленные из тонкого электрокартона.

Их подгибают по внутренней и внешней кромке. Затем магнитопровод надо обмотать поверх колец 3-мя или большим количеством слоев лакоткани. Для выполнения обмоток используют провода:

Для первичной 1,5 мм в диаметре, лучше в тканевой изоляции – это будет способствовать хорошему пропитыванию обмотки лаком;
Для вторичной диаметром 20 мм многожильный в кремнийорганической изоляции с площадью сечения не меньше 300 мм 2 .

Количество витков указано на Рис.2. От первичной обмотки делаются промежуточные выводы. После намотки ее пропитывают лаком ЭП370, КС521 либо подобным. Поверх первичной катушки наматывают хлопчатобумажную ленту (1 слой), которую тоже пропитывают лаком. Затем укладывают вторичную обмотку и снова делают пропитку лаком.

5 Как сделать клещи?

Контактная сварка может быть оснащена клещами, которые монтируют непосредственно в сам корпус устройства, как на видео, либо выносными в виде ножниц. Первые, с точки зрения выполнения качественной, надежной изоляции между их узлами и обеспечения хорошего контакта в цепи от трансформатора до электродов, изготовить и подсоединить гораздо проще, чем выносные.

Однако прижимное усилие, развиваемое такой конструкцией, если не нарастить длину подвижного рычага клещей после электрода, будет равно усилию, создаваемому непосредственно сварщиком. Выносными клещами удобнее пользоваться – можно работать на некотором удалении от аппарата. А усилие, развиваемое ими, будет зависеть от длины ручек. Однако надо будет в месте их подвижного болтового соединения сделать достаточно хорошую изоляцию из текстолитовых втулок и шайб.

Изготавливая клещи, нужно заранее предусмотреть необходимый вылет их электродов – расстояние от корпуса аппарата или места подвижного соединения ручек до электродов. От этого параметра будет зависеть максимально возможное расстояние от кромки листовой детали до места, где выполняется сварка.

Электроды клещей делают из прутков меди либо бериллиевой бронзы. Можно использовать жала мощных паяльников. В любом случае диаметр электродов должен быть не меньше, чем у подводящих к ним ток проводов. Чтобы получать сварочные ядра нужного качества, у контактных площадок (кончиков электродов) размер должен быть как можно меньше.

Понравилась статья? Поделитесь ей

Распечатать статью