Аппарат контактной точечной сварки

Аппарат точечной сварки своими руками

Покупка аппарата для сварки доступна не каждому, так как данный инструмент отличается высокой стоимостью. Поэтому гораздо дешевле изготовить его своими руками из подручных материалов. Об особенностях применения и изготовления аппарата для точечной сварки рассмотрим далее.

Оглавление:

Сварочный аппарат для точечной сварки: принцип работы и основы изготовления

Сфера применения контактной сварки довольно широкая, данный инструмент используется в ремонте или изготовлении разного рода изделий из металла. Кроме того, с помощью данного аппарата, удается с легкостью выполнить различные работы по изготовлению металлических лестниц, ворот, конструктивных элементов и т.д.

Аппарат контактной точечной сварки

Принцип работы контактной сварки состоит в том, что электрический ток нагревает определенные участки стальных деталей, которые соприкасаются между собой. При этом, образуется сварное соединение, называемое швом. Конечный результат сварки напрямую зависит от типа материала, из которого изготовлена деталь, ее плотности. Кроме того, следует учитывать такие параметры:

  • сварочная цепь должна отличаться достаточно низким показателем напряжения, от одного до десяти ватт;
  • процесс сваривания длиться не более нескольких секунд;
  • сварочный импульс имеет большую силу тока;
  • чем меньше зона расплавления, тем качественнее происходит сваривание;
  • сварочный шов должен выдерживать большие нагрузки.

От того насколько правильно были соблюдены данные характеристики напрямую зависит результат сваривания. Самостоятельное изготовление сварочного аппарата — довольно сложный процесс, для качественного выполнения которого потребуется соблюсти определенные инструкции и технологические рекомендации.

Более простой вариант — сборка сварочного аппарата, имеющего переменную силу тока. Данное устройство управляет процессом сваривания с помощью изменения длительности сварочного импульса, попадающего на деталь. Для того, чтобы выполнить данные действия потребуется наличие часового реле, которое регулируется автоматически или вручную.

Аппарат контактной точечной сварки

Основным узлом самодельного аппарата точечной сварки является сварочный трансформатор, который довольно часто можно встретить в таких бытовых приборах как микроволновая печь, телевизор и т.д. Обмотки трансформаторного устройства перематываются в соотношении с нужной силой тока и напряжения, в процессе подачи которого осуществляется сваривание.

Для подбора сферы управления сварочным аппаратом, следует вначале собрать основные механизмы устройства. Конструктивные элементы сварочного аппарата подбираются в соотношении с его мощностью и параметрами трансформатора — основного механизма.

Изготовление контактно-сварочного аппарата осуществляется в соотношении с типом его применения и характеристик материала, с которым придется работать. Чаще всего, к основному устройству подсоединяют клещи сварочного типа.

Учтите, что все соединения электрического типа должны быть качественно выполненными. Все провода должны быть соответствующего диаметра и сечения. Если цепь будет ненадежной, то электричество будет утеряно. При этом, возможен вариант возникновения искр и процесс сваривания прекратится.

Аппарат контактной точечной сварки

Схема аппарата точечной сварки для металлических деталей

Для самостоятельного изготовления устройства точечной сварки контактного типа, используйте нижеприведенные схемы. Первая их них используется в том случае, если аппарат точечной сварки используется для сваривания листов металла, толщиной до одного миллиметра, а также для проволоки и прута, диаметром до четырех миллиметров.

В таком случае, потребуется наличие такого устройства:

  • аппарат, работающий от переменного напряжения в 220 Вт;
  • выходной тип напряжения составляет 3-7 В, при холостом ходу;
  • максимальное значение сварочного тока до полторы тысячи ампер.

Все устройство отличается наличием схемы принципиального характера, в составе которой присутствует силовая составляющая, автоматизированный выключатель и цепь контроля. Если в процессе работы возникают какие-то аварийные ситуации, то они предотвращаются как раз с помощью выключателя. На первом узле располагается трансформатор для сварки т2 и устройство в виде бесконтактного тиристорного включателя однофазного типа, с помощью которого первичная обмотка подключается к электричеству.

Аппарат контактной точечной сварки

Второй вариант схемы управления подразумевает выполнение обмотки на сварочном трансформаторе определенными витками. На первичной обмотке имеется шесть выводных участков. С помощью их переключения удается регулировать выходной сварочный ток в соотношении с вторичной обмоткой. При этом, постоянное соединение сетевой цепи остается на первом выводе, а с помощью остальных регулируется работа электрического питания.

Пускатель под маркировкой М ТТ4 К, имеет серийное производство. Данный модуль отличается наличием тиристорного ключа, который в процессе замыкания выполняет коммутацию нагрузки через первый и третий контакты. Данное устройство способно работать под нагрузкой в максимальным напряжением до восемьсот ватт и током до восьмидесяти ампер. В составе данной схемы управления присутствует:

  • блок питания;
  • цепь для настройки механизма;
  • реле к1.

Аппарат контактной точечной сварки

Для обеспечения питания сварочного аппарата используется любой тип трансформатора, мощность которого составляет до двадцати ватт. При этом, он должен использоваться при работе на номинальной сети в 220 В. Напряжение, которое выдается на втором варианте обмотки составит около 22 В. Для того, чтобы выпрямить подачу тока, рекомендуется произвести установку диодного моста. Кроме того, возможен вариант применения любого другого механизма, имеющего такие же параметры.

Для того, чтобы замкнуть четвертые и пятые контакты используется реле к1. Данный процесс осуществляется при подаче напряжения от управленческой цепи на обмотку. Значение коммутированного тока при этом составит не более 99 мА. В таком случае, потребуется наличие практически любого реле, обладающего слаботочными электромагнитными характеристиками.

Аппарат контактной точечной сварки

Устройство аппарата точечной сварки и его конструкция

Различают несколько функций цепи управления. При включении к1 на заданном промежутке времени происходит задание определенного типа времени. В данном случае удается задать определенное время подачи электронных импульсов на свариваемых деталях.

В составе электрической цепи присутствуют конденсаторы, от с1 до с6. Они имеют электролитические характеристики, при этом напряжение составляет более 52 В. Кроме того, потребуется наличие конденсатора, емкостью в 46 мкФ. При разомкнутой нормально замкнутой контактной группе реле заряжается непосредственно через питательный блок.

Основной силовой частью данного механизма является трансформатор. С его помощью происходит преобразование одного вида электричества на другой. Для этих целей используется магнитный провод, на 2,5 А. От старой обмотки следует избавиться, на торце магнитного провода устанавливаются кольца для изготовления которых используется электрический картон. Они подгибаются по внутренней и внешней кромке. Далее производится обмотка магнитопровода лакотканью в три или более слоев. Для того, чтобы выполнить обмотку потребуется наличие таких проводов:

  • первичная обмотка составляет около 1,5 мм диаметром, для того, чтобы она лучше пропиталась лаковым составом, рекомендуется использовать провод на тканевой основе;
  • вторичный вариант обмотки имеет диаметр около двух сантиметров, в его составе присутствует многожильная изоляция, имеющая кремниевоорганическое происхождение.

Аппарат контактной точечной сварки

В процессе выполнение первой обмотки следует оборудовать выводы промежуточного назначения. Далее производится ее пропитка с помощью лака. На первичную катушку наматывается хлопчатобумажная лента, которая также пропитывается с помощью лакового состава. Далее следует процесс вторичной обмотки, и дальнейшее пропитывание лаком.

Изготовление самодельного аппарата точечной сварки также подразумевает конструирование клещей. Клещи бывают двух видов: стационарного или выносного. Первый вариант — более прост в изготовлении, так как они имеют качественную и надежную изоляцию, с прочно соединенными между собой узловыми участками. Но, у данных клещей имеется определенный недостаток, для создания прижимного усилия, необходимо непосредственное участие человека, выполняющего сварочные работы.

Выносные клещи — более удобные в работе, легко снимаются, не занимают много места. Для контроля усилия клещей, достаточно изменить длину их вынесения за аппарат. В месте подсоединения выносных клещей со сваркой следует установить болты, втулки и шайбы, которые обеспечивают надежную гидроизоляцию.

В процессе изготовления клещей для аппарата точечной сварки своими руками, необходимо определить величину вылета из электродного пространства, расстояние между корпусом и местом подвижных соединений на ручке. Данный параметр сказывается на максимально возможном расстоянии между сваркой и кромкой соединения листов.

Для изготовления клещевых электродов, используйте медные прутья или бериллиевую бронзу. Возможен вариант использования жала от паяльного аппарата с высокой мощностью. Диаметр электрода должен соответствовать диаметру провода, к которому он подключен. Для того, чтобы сварочные ядра имели хорошее качество концы электрода должны сужаться и иметь минимальный размер.

Аппарат контактной точечной сварки

Как сделать аппарат точечной сварки из микроволновой печи

На аппарат точечной сварки цена довольно высокая, поэтому намного дешевле изготовить его самостоятельно. В процессе работы потребуется наличие микроволновой печи, предпочтительнее выбрать устройство побольше. От данного параметра зависит мощность будущего сварочного аппарата.

Если микроволновой печи у вас нет, вы можете поискать ее на барахолке или поспрашивать у соседей и купить ненужную микроволновую печь совсем недорого. Далее следует разобрать микроволновую печь и извлечь из нее деталь в виде высоковольтного трансформатора.

Обратите внимание: несмотря на то, что вы разбираете микроволновую печь не подключенную к электроснабжению, внутри у нее имеются детали, которые бьются током даже в таком состоянии.

Среди основных частей трансформатора отметим — сердечник и два вида обмотки — первичную и вторичную. Для соединения сердечника используют два тонких сварочных шва, от них следует избавиться. Сделать это можно с помощью молотка и ножовки. Также для его срезывания можно использовать болгарку. Таким образом вы доберетесь до трансформаторных обмоток, старайтесь не повредить их. Для извлечения вторичной обмотки следует аккуратно разрезать вторичную и вытащить нужную.

После этого вы получите сердечник от трансформатора и первичную его обмотку. Сердечник должен состоять из двух частей, разъединенных между собой.

Аппарат контактной точечной сварки

Далее следует выполнить вторичную обмотку трансформаторной детали. Для этих целей потребуется наличие медного кабеля, имеющий такое же сечение, как и трансформаторная прорезь. Намотайте около двух витков. С помощью стандартной двухкомпонентной эпоксидной смолы происходит соединение двух половин сердечника между собой. Для того, чтобы они лучше соединились, поместите их в тиски.

Проверьте уровень напряжения на выходе из трансформаторного механизма, оно не должно превышать двух вольт. При этом минимальное значение силы тока составляет 850 А.

Далее следует позаботиться об изготовлении корпуса сварочного аппарата, для этих целей можно использовать дерево или высокопрочный пластик. Задняя панель корпуса должна иметь несколько отверстий, одно из которых будет отвечать за электроснабжение, а второе за выключение и включение механизма.

Если корпус изготавливается из дерева, то его следует хорошо отшлифовать, покрыть пропиткой и лаком. Для того, чтобы изготовить ручной аппарат для точечной сварки, также потребуется наличие:

  • шнура электропитания;
  • дверной ручки;
  • выключателя;
  • держателей из меди, из которых будут выполнены электроды;
  • медного провода с большим сечением;
  • саморезов по дереву и гвоздей.

Аппарат контактной точечной сварки

После высыхания корпусной части, следует собрать данное устройство и соединить все детали между собой. Далее следует отрезать две части провода, выполненного из меди, размер каждого участка около 25 мм. Они будут выполнять функцию электродов, для их фиксации в держателе, достаточно использовать обычную отвертку. Далее следует зафиксировать выключатель, утолщенный кабель предотвращает его выпадение. Для фиксации трансформатора на корпусной части используйте обычные саморезы. При этом, следует позаботиться о заземлении, которое одевается на одну из клемм.

Для большей безопасности использования данного механизма, рекомендуем установить еще один дополнительный включатель. Для фиксации рычагов также используются саморезы и гвоздь. На торцевых участках рычагов производится установка контактных электродов. Для поднятия верхнего рычага используйте обычную резину. После выгорания электродов, они легко заменяются на новые, изготовленные таким же способом.

Статьи по теме

Контактная точечная сварка

Точечная сварка является разновидностью контактной сварки. При этом способе, нагрев металла до температуры его плавления осуществляется теплом, которое образуется при прохождении большого электрического тока от одной детали к другой через место их контакта. Одновременно с пропусканием тока и некоторое время спустя после него производится сжатие деталей, в результате чего происходит взаимное проникновение и сплавление нагретых участков металла.

Аппарат контактной точечной сварки
Контактная точечная сварка

Особенностями контактной точечной сварки являются: малое время сварки (от 0,1 до нескольких секунд), большой сварочный ток (более 1000А), малое напряжение в сварочной цепи (1-10В, обычно 2-3В), значительное усилие сжимающее место сварки (от нескольких десятков до сотен кг), небольшая зона расплавления.

Точечную сварку чаще всего применяют для соединения листовых заготовок внахлестку, реже — для сварки стержневых материалов. Диапазон толщин, свариваемых ею, составляет от нескольких микрометров до 2-3 см, однако чаще всего толщина свариваемого металла варьируется от десятых долей до 5-6 мм.

Аппарат контактной точечной сварки
Приваривание точечной сваркой стержней

Кроме точечной, существуют и другие виды контактной сварки (стыковая, шовная и пр.), однако точечная сварка является наиболее распространенной. Она применятся в автомобилестроении, строительстве, радиоэлектронике, авиастроении и многих других отраслях. При строительстве современных лайнеров, в частности, производится несколько миллионов сварных точек.

Заслуженная популярность

Большая востребованность точечной сварки обусловлена целым рядом достоинств, которыми она обладает. В их числе: отсутствие необходимости в сварочных материалах (электродах, присадочных материалах, флюсах и пр.), незначительные остаточные деформации, простота и удобство работы со сварочными аппаратами, аккуратность соединения (практическое отсутствие сварного шва), экологичность, экономичность, подверженность легкой механизации и автоматизации, высокая производительность. Автоматы точечной сварки способны выполнять до нескольких сотен сварочных циклов (сварных точек) в минуту.

К недостаткам можно отнести отсутствие герметичности шва и концентрацию напряжений в точке сварки. Причем последние могут быть значительно уменьшены или вообще устранены особыми технологическими приемами.

Последовательность процессов при контактной точечной сварке

Весь процесс точечной сварки можно условно разделить на 3 этапа.

  • Сжатие деталей, вызывающее пластическую деформацию микронеровностей в цепочке электрод-деталь-деталь-электрод.
  • Включение импульса электрического тока, приводящего к нагреву металла, его расплавлению в зоне соединения и образованию жидкого ядра. По мере прохождения тока ядро увеличивается по высоте и диаметру до максимальных размеров. Происходит образование связей в жидкой фазе металла. При этом продолжается пластическая осадка контактной зоны до окончательного размера. Сжатие деталей обеспечивает образование уплотняющего пояса вокруг расплавленного ядра, который препятствует выплеску металла из зоны сварки.
  • Выключение тока, охлаждение и кристаллизация металла, заканчивающаяся образованием литого ядра. При охлаждении объем металла уменьшается, и возникают остаточные напряжения. Последние являются нежелательным явлением, с которым борются различными способами. Усилие, сжимающее электроды, снимается с некоторой задержкой после отключения тока. Это обеспечивает необходимые условия для лучшей кристаллизации металла. В некоторых случаях в заключительной стадии контактной точечной сварки рекомендуется даже увеличивать усилие прижима. Оно обеспечивает проковывание металла, устраняющее неоднородности шва и снимающее напряжения.

Аппарат контактной точечной сварки
Шаги контактной точечной сварки

При следующем цикле все повторяется снова.

Основные параметры контактной точечной сварки

К основным параметрам контактной точечной сварки относятся: сила сварочного тока (IСВ ), длительность его импульса (tСВ ), усилие сжатия электродов (FСВ ), размеры и форма рабочих поверхностей электродов (R — при сферической, dЭ — при плоской форме). Для лучшей наглядности процесса эти параметры представляются в виде циклограммы, отражающей их изменение во времени.

Аппарат контактной точечной сварки
Изменение параметров во времени

Различают жесткий и мягкий режимы сварки. Первый характеризуется большим током, малой продолжительностью токового импульса (0,08-0,5 секунд в зависимости от толщины металла) и большой силой сжатия электродов. Его применяют для сварки медных и алюминиевых сплавов, обладающих большой теплопроводностью, а также высоколегированных сталей для сохранения их коррозионной стойкости.

При мягком режиме производится более плавный нагрев заготовок относительно небольшим током. Продолжительность сварочного импульса составляет от десятых долей до нескольких секунд. Мягкие режимы показаны для сталей, склонных к закалке. В основном именно мягкие режимы используются для контактной точечной сварки в домашних условиях, поскольку мощность аппаратов в этом случае может быть ниже, чем при жесткой сварке.

Размеры и форма электродов. С помощью электродов осуществляется непосредственный контакт сварочного аппарата с деталями, подвергаемыми сварке. Они не только подводят ток в зону сварки, но и передают сжимающее усилие и отводят тепло. Форма, размеры и материал электродов являются важнейшими параметрами аппаратов для точечной сварки.

В зависимости от их формы электроды подразделяются на прямые и фигурные. Наиболее распространены первые, они применяются для сварки деталей, допускающих свободный доступ электродов в свариваемую зону. Их размеры стандартизованы ГОСТом 14111-90, который устанавливает такие диаметры электродных стержней: 10, 13, 16, 20, 25, 32 и 40 мм.

По форме рабочей поверхности существуют электроды с плоскими и сферическими наконечниками, характеризуемыми соответственно значениями диаметра (d) и радиуса (R). От величины d и R зависит площадь контакта электрода с деталью, влияющая на плотность тока, давление и величину ядра. Электроды со сферической поверхностью имеют большую стойкость (способны сделать больше точек до переточки) и менее чувствительны к перекосам при установке, чем электроды с плоской поверхностью. Поэтому со сферической поверхностью рекомендуется изготовлять электроды, используемые в клещах, а также фигурные электроды, работающие с большими прогибами. При сварке легких сплавов (например, алюминия, магния) применяют только электроды со сферической поверхностью. Использование для этой цели электродов с плоской поверхностью приводит к чрезмерным вмятинам и подрезам на поверхности точек и повышенным зазорам между деталями после сварки. Размеры рабочей поверхности электродов выбирают в зависимости от толщины свариваемых металлов. Следует отметить, что электроды со сферической поверхностью могут быть использованы практически во всех случаях точечной сварки, электроды же с плоской поверхностью очень часто неприменимы.

Аппарат контактной точечной сварки
Рекомендуемые размеры электродов

* — в новом ГОСТе вместо диаметра 12 мм, введено 10 и 13 мм.

Посадочные части электродов (места соединяемые с электродержателем) должны обеспечивать надежную передачу электрического импульса и усилие прижима. Часто они выполняются в виде конуса, хотя существуют и другие виды соединений — по цилиндрической поверхности или резьбе.

Очень важное значение имеет материал электродов, определяющий их электрическое сопротивление, теплопроводность, термостойкость и механическую прочность при высоких температурах. В процессе работы электроды нагреваются до больших температур. Термоциклический режим работы, совместно с механической переменной нагрузкой, вызывает повышенный износ рабочих частей электродов, результатом чего становится ухудшение качества соединений. Чтобы электроды были в состоянии противостоять тяжелым условиям работы, их делают из специальных медных сплавов, обладающих жаропрочностью и высокой электро- и теплопроводностью. Чистая медь также способна работать в качестве электродов, однако она обладает низкой стойкостью и требует частых переточек рабочей части.

Сила сварочного тока. Сила сварочного тока (IСВ ) — один из основных параметров точечной сварки. От нее зависит не только количество тепла, выделяющегося в зоне сварки, но и градиент его увеличения по времени, т.е. скорость нагрева. Напрямую зависят от IСВ и размеры сварного ядра (d, h и h1 ), увеличивающиеся пропорционально увеличению IСВ .

Необходимо отметить, что ток, который протекает через зону сварки (IСВ ), и ток, протекающий во вторичном контуре сварочной машины (I2 ), различаются между собой — и тем больше, чем меньше расстояние между сварными точками. Причиной этого является ток шунтирования (Iш ), протекающий вне зоны сварки — в том числе и через ранее выполненные точки. Таким образом, ток в сварочной цепи аппарата должен быть больше сварочного тока на величину тока шунтирования:

Аппарат контактной точечной сварки
Схема шунтирования тока через ранее сваренную точку

Для определения силы сварочного тока можно пользоваться разными формулами, которые содержат различные эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем. В случаях, когда точное определение сварочного тока не требуется (что и бывает чаще всего), его значение принимают по таблицам, составленным для разных режимов сварки и различных материалов.

Аппарат контактной точечной сварки
Режимы точечной сварки низкоуглеродистых сталей

Увеличение времени сварки позволяет сваривать токами намного меньшими, чем приведенные в таблице для промышленных аппаратов.

Время сварки. Под временем сварки (tСВ ) понимают продолжительность импульса тока при выполнении одной сварной точки. Вместе с силой тока, оно определяет количество теплоты, которое выделяется в зоне соединения при прохождении через нее электрического тока.

При увеличении tСВ повышается проплавление деталей и растут размеры ядра расплавленного металла (d, h и h1 ). Одновременно с этим увеличивается и теплоотвод из зоны плавления, разогреваются детали и электроды, происходит рассеивание тепла в атмосферу. При достижении определенного времени может наступить состояние равновесия, при котором вся подводимая энергия отводится из зоны сварки, не увеличивая проплавление деталей и размер ядра. Поэтому увеличение tСВ целесообразно только до определенного момента.

При точном расчете продолжительности сварочного импульса должны учитываться многие факторы — толщина деталей и размер сварной точки, температура плавления свариваемого металла, его предел текучести, коэффициент аккумуляции тепла и пр. Есть сложные формулы с эмпирическими зависимостями, по которым при необходимости осуществляют расчет.

На практике чаще всего время сварки принимают по таблицам, корректируя при необходимости принятые значения в ту или иную сторону в зависимости от полученных результатов.

Усилие сжатия. Усилие сжатия (FСВ ) оказывает влияние на многие процессы контактной точечной сварки: на пластические деформации, происходящие в соединении, на выделение и перераспределение тепла, на охлаждение металла и его кристаллизацию в ядре. С увеличением FСВ увеличивается деформация металла в зоне сварки, уменьшается плотность тока, снижается и стабилизируется электрическое сопротивление на участке электрод-детали-электрод. При условии сохранения размеров ядра неизменными, прочность сварных точек с ростом усилия сжатия возрастает.

При сварке на жестких режимах применяют более высокие значения FСВ. чем при мягкой сварке. Это связано с тем, что при увеличении жесткости возрастает мощность источников тока и проплавление деталей, что может приводить к образованию выплесков расплавленного металла. Большое усилие сжатия как раз и призвано воспрепятствовать этому.

Как уже отмечалось, для проковки сварной точки с целью снятия напряжений и повышения плотности ядра, технология контактной точечной сварки в некоторых случаях предусматривает кратковременное увеличение силы сжатия после отключения электрического импульса. Циклограмма в этом случае выглядит следующим образом.

Аппарат контактной точечной сварки
Изменение усилия сжатия при точечной сварке

При изготовлении простейших аппаратов контактной сварки для домашнего пользования нет большого резона заниматься точными расчетами параметров. Ориентировочные значения диаметра электродов, сварочного тока, времени сварки и усилия сжатия можно взять из таблиц, имеющихся во многих источниках. Нужно только понимать, что данные в таблицах являются несколько завышенными (или заниженными, если иметь в виду время сварки) по сравнению с теми, которые подойдут для домашних аппаратов, где обычно используются мягкие режимы.

Подготовка деталей к сварке

Поверхность деталей в зоне контакта деталей между собой и в месте контакта с электродами зачищают от окислов и других загрязнений. При плохой зачистке возрастают потери мощности, ухудшается качество соединений и увеличивается износ электродов. В технологии контактной точечной сварки, для зачистки поверхности используют пескоструйную обработку, наждачные круги и металлические щетки, а также травление в специальных растворах.

Высокие требования предъявляются к качеству поверхности деталей из алюминиевых и магниевых сплавов. Целью подготовки поверхности под сварку является удаление без повреждения металла относительно толстой пленки окислов с высоким и неравномерным электрическим сопротивлением.

Оборудование для точечной сварки

Различия между существующими видами аппаратов для точечной сварки определяются в основном родом сварочного тока и формой его импульса, которые производятся их силовыми электрическими контурами. По этим параметрам оборудование контактной точечной сварки подразделяется на следующие виды:

  • машины для сварки переменным током;
  • аппараты низкочастотной точечной сварки;
  • машины конденсаторного типа;
  • машины сварки постоянным током.

Каждый из этих типов машин имеет свои преимущества и недостатки в технологическом, техническом и экономическом аспектах. Наибольшее распространение получили машины для сварки переменным током.

Машины контактной точечной сварки переменного тока. Принципиальная схема машин для точечной сварки переменным током представлена на рисунке ниже.

Аппарат контактной точечной сварки
Схема аппарата точечной сварки

Напряжение, при котором осуществляется сварка, формируется из напряжения сети (220/380В) с помощью сварочного трансформатора (ТС). Тиристорный модуль (КТ) обеспечивает подключение первичной обмотки трансформатора к питающему напряжению на необходимое время для формирования сварочного импульса. С помощью модуля можно не только управлять продолжительностью времени сварки, но и осуществлять регулирование формы подаваемого импульса за счет изменения угла открытия тиристоров.

Если первичную обмотку выполнить не из одной, а нескольких обмоток, то, подключая их в различном сочетании друг с другом, можно менять коэффициент трансформации, получая различные значения выходного напряжения и сварочного тока на вторичной обмотке.

Кроме силового трансформатора и тиристорного модуля, машины контактной точечной сварки переменного тока имеют набор управляющего оборудования — источник питания для системы управления (понижающий трансформатор), реле, логические контроллеры, панели управления и пр.

Конденсаторная сварка. Сущность конденсаторной сварки заключается в том, что сначала электрическая энергия относительно медленно накапливается в конденсаторе при его зарядке, а затем очень быстро расходуется, генерируя токовый импульс большой величины. Это позволяет производить сварку, потребляя из сети меньшую мощность по сравнению с обычными аппаратами для точечной сварки.

Кроме этого основного преимущества, конденсаторная сварка имеет и другие. При ней происходит постоянное контролируемое расходование энергии (той, которая накопилась в конденсаторе) на одно сварное соединение, что обеспечивает стабильность результата.

Сварка происходит за очень короткое время (сотые и даже тысячные доли секунды). Это дает концентрированное выделение тепла и минимизирует зону термического влияния. Последнее достоинство позволяет использовать её для сварки металлов с высокой электро- и теплопроводностью (медных и алюминиевых сплавов, серебра и др.), а также материалов с резко различающимися теплофизическими свойствами.

Аппарат контактной точечной сварки
Схема аппарата для конденсаторной сварки

Жесткая конденсаторная микросварка используется в радиоэлектронной промышленности.

Количество энергии, накопленное в конденсаторах, можно рассчитать по формуле:

где С — емкость конденсатора, Ф; W — энергия, Вт; U — зарядное напряжение, В. Изменяя величину сопротивления в зарядной цепи, регулируют время зарядки, зарядный ток и потребляемую из сети мощность.

Дефекты контактной точечной сварки

При качественном исполнении, точечная сварка обладает высокой прочностью и способна обеспечить эксплуатацию изделия в течение длительного срока службы. При разрушениях конструкций, соединенных многоточечной многорядной точечной сваркой, разрушение происходит, как правило, по основному металлу, а не по сварным точкам.

Аппарат контактной точечной сварки
Разрушение соединения по основному металлу

Качество сварки зависит от приобретенного опыта, который сводится в основном к выдерживанию необходимой продолжительности токового импульса на основании визуального наблюдения (по цвету) за сварной точкой.

Правильно выполненная сварная точка расположена по центру стыка, имеет оптимальный размер литого ядра, не содержит пор и включений, не имеет наружных и внутренних выплесков и трещин, не создает больших концентраций напряжения. При приложении усилия на разрыв, разрушение конструкции происходит не по литому ядру, а по основному металлу.

Дефекты точечной сварки подразделяются на три типа:

  • отклонения размеров литой зоны от оптимальных, смещение ядра относительно стыка деталей или положения электродов;
  • нарушение сплошности металла в зоне соединения;
  • изменение свойств (механических, антикоррозионных и др.) металла сварной точки или прилегающих к ней областей.

Наиболее опасным дефектом считается отсутствие литой зоны (непровар в виде «склейки»), при котором изделие может выдерживать нагрузку при невысокой статической нагрузке, но разрушается при действии переменной нагрузки и колебаниях температуры.

Прочность соединения оказывается сниженной и при больших вмятинах от электродов, разрывах и трещинах кромки нахлестки, выплеске металла. В результате выхода литой зоны на поверхность, снижаются антикоррозионные свойства изделий (если они были).

Непровар полный или частичный, недостаточные размеры литого ядра. Возможные причины: мал сварочный ток, слишком велико усилие сжатия, изношена рабочая поверхность электродов. Недостаточность сварочного тока может вызываться не только его малым значением во вторичном контуре машины, но и касанием электрода вертикальных стенок профиля или слишком близким расстоянием между сварными точками, приводящим к большому шунтирующему току.

Дефект обнаруживается внешним осмотром, приподниманием кромки деталей пробойником, ультразвуковыми и радиационными приборами для контроля качества сварки.

Наружные трещины. Причины: слишком большой сварочный ток, недостаточная сила сжатия, отсутствие усилия проковки, загрязненная поверхность деталей и/или электродов, приводящая к увеличению контактного сопротивления деталей и нарушению температурного режима сварки.

Дефект можно обнаружить невооруженным глазом или с помощью лупы. Эффективна капиллярная диагностика.

Разрывы у кромок нахлестки. Причина этого дефекта обычно одна — сварная точка расположена слишком близко от края детали (недостаточна нахлестка).

Обнаруживается внешним осмотром — через лупу или невооруженным глазом.

Глубокие вмятины от электрода. Возможные причины: слишком малый размер (диаметр или радиус) рабочей части электрода, чрезмерно большое ковочное усилие, неправильно установленные электроды, слишком большие размеры литой зоны. Последнее может являться следствием превышения сварочного тока или длительности импульса.

Определяется внешним осмотром.

Внутренний выплеск (выход расплавленного металла в зазор между деталями). Причины: превышены допустимые значения тока или длительности сварочного импульса — образовалась слишком большая зона расплавленного металла. Мало усилие сжатия — не создался надежный уплотняющий пояс вокруг ядра или образовалась воздушная раковина в ядре, вызвавшая вытекание расплавленного металла в зазор. Неправильно (несоосно или с перекосом) установлены электроды.

Определяется методами ультразвукового или рентгенографического контроля или внешним осмотром (из-за выплеска может образоваться зазор между деталями).

Наружный выплеск (выход металла на поверхность детали). Возможные причины: включение токового импульса при несжатых электродах, слишком большое значение сварочного тока или продолжительности импульса, недостаточное усилие сжатия, перекос электродов относительно деталей, загрязнение поверхности металла. Две последние причины приводят к неравномерной плотности тока и расплавлению поверхности детали.

Определяется внешним осмотром.

Внутренние трещины и раковины. Причины: слишком велики ток или продолжительность импульса. Загрязнена поверхность электродов или деталей. Мала сила сжатия. Отсутствует, опаздывает или недостаточно ковочное усилие.

Усадочные раковины могут возникать во время охлаждения и кристаллизации металла. Чтобы воспрепятствовать их возникновению, необходимо повышать силу сжатия и применять проковывающее сжатие в момент охлаждения ядра. Дефекты обнаруживаются методами рентгенографического или ультразвукового контроля.

Смещение литого ядра или его неправильная форма. Возможные причины: неправильно установлены электроды, не очищена поверхность деталей.

Дефекты обнаруживаются методами рентгенографического или ультразвукового контроля.

Прожог. Причины: наличие зазора в собранных деталях, загрязнение поверхности деталей или электродов, отсутствие или малое усилие сжатия электродов во время токового импульса. Во избежание прожогов ток должен подаваться только после приложения полного усилия сжатия. Определяется внешним осмотром.

Исправление дефектов. Способ исправления дефектов зависит от их характера. Самым простым является повторная точечная или иная сварка. Дефектное место рекомендуется вырезать или высверлить.

При невозможности сварки (из-за нежелательности или недопустимости нагрева детали), вместо дефектной сварной точки можно поставить заклепку, высверлив место сварки. Применяются и другие способы исправления — зачистка поверхности в случае наружных выплесков, термическая обработка для снятия напряжений, правка и проковка при деформации всего изделия.

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Как собрать аппарат для точечной сварки своими руками

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.

Аппарат контактной точечной сварки

Точечная сварка относится к разряду так называемых контактных сварок

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.

Аппарат контактной точечной сварки

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.

Аппарат контактной точечной сварки

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.

Аппарат контактной точечной сварки

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.

Аппарат контактной точечной сварки

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.

Аппарат контактной точечной сварки

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.

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.

  • Аэрография
  • Дефекты покраски
  • Кузовной ремонт
  • Материалы
  • Оборудование
  • Покрасочная камера
  • Салон
  • Теория покраски
  • Тюнинг
  • Аппарат контактной точечной сварки Хотите узнать, как убрать вмятины на машине различными способами
  • Аппарат контактной точечной сварки Вы не знаете сколько материала надо, чтобы покрасить авто: тайна маляра
  • Аппарат контактной точечной сварки Как удалить коррозию с автомобиля и ржавчину
  • Аппарат контактной точечной сварки Удаляем ржавчину на кузове машины: простое решение
  • Аппарат контактной точечной сварки Сам сделал и отрегулировал реле давления воздуха для компрессора: узнайте как
  • Июль 2017
  • Март 2017
  • Август 2016
  • Июль 2016
  • Июнь 2016
  • Май 2016
  • Март 2016
  • Февраль 2016

© 2015-2016 Любое частичное или полное копирование допускается при указании ссылки на наш сайт. KrasimAvtomobil.ru

Знакомство с принципами точечной сварки

Точечная сварка – достаточно распространенный и востребованный метод соединения металла, являющийся разновидностью контактной сварки. В этой статье мы рассмотрим принцип действия точечной сварки, разновидности машин для точечной сварки, их особенности, а также сам процесс точечной сварки и технику безопасности при ведении точечной сварки.

Что такое точечная сварка?

При точечной сварке металлов свариваемые детали привариваются друг к другу в одной либо нескольких точках – отсюда и название. Прочность соединения зависит от структуры и размеров точки, которые, в свою очередь, определяются свойствами электродов, сварочного тока, времени протекания тока через детали, усилия сжатия и самих поверхностей соединяемых деталей.

Аппарат контактной точечной сварки

Сварка, имеет высокую степень травматизма, поэтому соблюдайте технику безопасности

Точечная контактная сварка – весьма перспективный метод соединения металла. Он отличается высокой производительностью и широкой областью применения – от соединения тонких деталей электронных приборов до разнообразных конструкций из стальных листов толщиной до 20 миллиметров для автомобилестроения, самолетостроения, судостроения, машиностроения и других областей промышленности. Также метод контактной сварки используется для прокладки нефтепроводов и газопроводов.

За счет легкой автоматизации процесса контактная точечная сварка широко применяется на различных производствах, при серийном массовом производстве каких-либо изделий. Здесь стоит отметить то, что прочность получаемых контактной сваркой соединений мало зависит от квалификации сварки и находится на высоком уровне.

Принцип действия точечной сварки

Как уже говорилось выше, точечная сварка – разновидность контактной. При этом сварное соединение образуется посредством нагревания металла с помощью пропускаемого через него тока и пластической деформации сварной зоны под воздействием сжимающих усилий.

В основе контактной сварочной технологии лежит разогрев металла под воздействием электричества по закону Джоуля-Ленца. При сварке ток идет между электродами, проходя при этом через металл свариваемых деталей. При этом электроды изготавливают из материалов с хорошей электропроводностью, чтобы сопротивление контакта детали и электрода было наименьшим.

За счет наибольшего сопротивления контакта деталей между собой наибольший нагрев происходит именно там. При этом нагрев и плавление металла приводит к появлению литых ядер сварных точек. Как правило, их диаметр составляет 4-12 миллиметров.

Разновидности и аппараты точечной сварки

Методы точечного соединения металла можно разделить на две группы: мягкие и жесткие.

Мягкие режимы отличаются плавным нагревом деталей с помощью умеренного тока (плотность тока на поверхности электродов обычно не превышает ста ампер на квадратный миллиметр). Разогрев происходит за 0.5-3 секунды. Такие режимы характеризуются меньшей потребляемой мощностью (если их сравнивать с жесткими режимами), меньшими нагрузками на электросеть, меньшими требованиями к мощности и цене сварочных машин, меньшей закалкой сварочной зоны. Такие режимы часто используются для сваривания склонных к закалке сталей.

Жесткие режимы отличаются меньшей продолжительностью процесса, более сильными токами и давлением при сжатии деталей. Плотность тока достигает трехсот ампер на квадратный миллиметр при сваривании стали. Время разогрева длится от 0.1 до 1.5 секунд. Давление электродов обычно составляет от 3 до 8 килограмм на квадратный миллиметр. Недостатками таких режимов являются повышенные требовании к мощности аппаратов контактной точечной сварки, большие нагрузки на сеть. Преимущества – меньшее время процесса и большая производительность. Жесткие режимы контактной сварки часто используют для сварки сплавов меди и алюминия, деталей с высокой теплопроводностью, неравной толщины, а также для сварки высоколегированных сталей, так как такие режимы сохраняют их коррозионную стойкость.

Аппарат контактной точечной сварки

Точечная сварка не только надежна, но и выглядит эстетично

Время приложения усилий сжатия и подачи сварочного тока определяются заданной циклограммой процесса соединения металла.

Таким образом, аппараты точечной сварки разделяются по мощности. Существует достаточно большое количество моделей машин для этого не сложного, но в тоже время серьезного процесса — от мощных станков с высокой производительностью до ручных переносных аппаратов.

Преимущества точечной сварки

Этот процесс соединения металла имеет массу преимуществ. К достоинствам метода соединения различных металлов следует отнести:

  • Возможность сварки тонких и очень тонких деталей из металлов различной природы (в том числе и дорогостоящих или легкоплавких сплавов). Во многих случаях такая возможность бывает весьма полезной, а аппарат точечной сварки – незаменимой машиной.
  • Хорошие прочностные характеристики сварочного соединения, а также хороший внешний вид соединений. Соединения, полученные контактной сваркой, не подвержены старению, структура металла в зоне сварки практически не меняется, за исключением некоторого увеличения размера зерен.
  • Высокую производительность контактной точечной сварки. Существуют машины контактной точечной сварки, позволяющие выполнять до восьмисот сварочных точек в минуту.
  • Возможность полной автоматизации процесса точечной сварки. Все большее распространение приобретают автоматизированные машины контактной сварки, сварочные роботы и т.д. Это позволяет существенно сократить затраты труда, снизить себестоимость оборудования и повысить продуктивность работы.
  • Экономичное расходование электродов, электрической энергии и других материалов. Себестоимость сварных точек также достаточно низка – хотя аппарат точечной сварки стоит достаточно дорого, за счет экономичного расходования материалов, высокой производительности аппарата и длительного срока службы себестоимость этого бесспорно не заменимого оборудования получается низкой.
  • Низкие требования к квалификации персонала – для того, чтобы использовать аппарат точечной контактной сварки, вовсе не обязательно быть высококвалифицированным специалистом.

Техника безопасности при точечной сварке

Как и любой сварочный процесс, этот метод тоже требует беспрекословного соблюдения определенных мер безопасности.

Средства защиты

Основная угроза при работе со сварочным оборудованием – поражение электрическим током и высокой температурой. Для предотвращения поражения электрическим током необходимо соблюдать такие меры безопасности, как заземление тех частей оборудования, которые должны быть заземлены, проверка исправности оборудования перед работой, использование средств защиты. Управляющие элементы аппарата для точечного соединения металлических деталей не должны быть под высоким напряжением. Все провода должны иметь достаточное сечение.

При контактной точечной сварке выделяются брызги и пары металла. Для предотвращения ожогов брызгами металла сварщик должен использовать рукавицы, спецодежду и очки с прозрачными стеклами либо головной щиток. Пары металла могут быть вредны для здоровья, поэтому необходимо использовать вентиляцию, а при необходимости – средства защиты органов дыхания.

Аппарат контактной точечной сварки

Части аппарата для соединения металла, должны быть хорошо зачищены

Меры безопасности

Все блокировочные устройства и устройства быстрого отключения аппарата точечной сварки должны быть исправны, находиться на виду, к ним должен быть легкий доступ.

При проведении таких технических работ, как зачистка или смена электродов, нужно соблюдать меры, исключающие возможность смещения электрода и травмирования рук. При работе аппарата точечной сварки пространство зажимных механизмов нужно закрывать щитком, а при работе на мощных машинах – огораживать ширмами.

Должна быть исключена возможность травмирования сварщика движущимися частями аппарата точечной сварки.

Заключение

Мы рассмотрели технологию контактной точечной сварки, выявили основные ее преимущества, принцип действия, рассмотрели аппараты точечной сварки и технику безопасности при выполнении всего процесса.

Аппарат контактной точечной сварки Описание процесса самостоятельной сборки точечной сварки Аппарат контактной точечной сварки Дополнительный инструмент для качественной точечной сварки Аппарат контактной точечной сварки Все секреты cамостоятельного изготовления точечной сварки Аппарат контактной точечной сварки Сборка точечной сваки из подручных деталей

Контактная точечная сварка своими руками

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

Аппарат контактной точечной сварки

Бытовой аппарат для точечной сварки CBA-1,5AK

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

Кратко о точечной сварке

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

Сварочный процесс включает в себя следующие этапы:

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

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

Аппарат контактной точечной сварки

Оборудование для машинной точечной сварки

Технология процесса

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

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

Аппарат контактной точечной сварки

Иллюстрация процесса точечной сварки

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

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

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

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

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

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

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

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

Примеры самодельных конструкций

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

Аппарат контактной точечной сварки

Пример принципиальной схемы аппарата

Для реализации нам понадобятся следующие радиодетали:

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

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

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

Видео: контактная сварка своими руками

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

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

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

Аппарат контактной точечной сварки

Схема аппарата с силой импульса до 2 кА

Перечислим используемые в схеме компоненты:

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

220 В, например, можно установить ПМЕ071 МВУХЛЗ AC3.

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

Аппарат контактной точечной сварки

Используемый за основу автотрансформатор

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

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

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

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

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

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


Внимание, только СЕГОДНЯ!
Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *