Контактная сварка находит все большее применение не только на производственных предприятиях, но и в домашних мастерских и гаражах, где ее успешно можно использовать для различных работ, связанных с металлом. Серийное оборудования для выполнения такой технологической операции стоит достаточно дорого, но устройство для контактной сварки можно сделать своими руками из старой микроволновки.
Один из вариантов аппарата для контактной сварки из микроволновой печи
Для изготовления оборудования для контактной сварки в домашних условиях потребуются следующие комплектующие, вспомогательные приспособления и инструменты:
- трансформатор, который можно демонтировать из старой микроволновки (если необходим аппарат большой мощности, то таких трансформаторов понадобится два);
- толстый медный провод или жгут проводов небольшого диаметра;
- рычаги, которые будут использоваться в качестве прижимов;
- рычаг требуемой длины;
- надежное основание, на котором будет установлен сварочный аппарат;
- зажимные струбцины;
- набор отверток;
- кабели и обмоточные материалы;
- электроды из меди, за счет которых и будет выполняться сварка.
Сборка трансформатора
Основным элементом любого аппарата для контактной сварки является трансформатор, который можно взять из старой, но рабочей микроволновки. Чтобы самодельное сварочное устройство было способно соединять стальные листы толщиной до 1 мм, необходим трансформатор мощностью не менее 1 кВт. В случае, если нужен более мощный аппарат для контактной сварки, потребуется два трансформатора.
Повышающий трансформатор от микроволновки
Чтобы изготовить своими руками оборудование для контактной сварки, надо взять не весь трансформатор от микроволновки, а только его магнитопровод и первичную обмотку. Вторичную обмотку с трансформатора аккуратно демонтируют, а также из него убираются шунты, которые располагаются с двух его сторон.
Вторичную обмотку срезаем зубилом (стамеской) или спиливаем ножовкой по металлу
Шунты удаляем
Новая обмотка на трансформатор от микроволновки делается из многожильного провода с сечением не менее 100 мм 2 (или диаметром более 1 см). Будет достаточно сделать 2-3 витка. Если провод имеет слишком толстую изоляцию, то допускается удалить ее и заменить тканевой изоляционной лентой. Если используется сразу два трансформатора, то вторичная обмотка для них делается общей, но очень важно правильно соединить выводы с их первичных обмоток.
Следующими этапами изготовления своими руками контактной сварки из микроволновки являются монтаж органов управления, изготовление и подсоединение электродов, установка внутренней части оборудования в надежный корпус, который тоже можно взять от вышедшей из строя бытовой техники.
Еще одно отличное видео по теме:
Выбор электродов
Электроды оборудования для осуществления точечной сварки выполняют одновременно несколько функций: сжатие соединяемых листов, подвод тока в зону сварки, последующий отвод тепла. Важными параметрами при выборе электрода являются его форма, размеры и др. Именно от этих параметров напрямую зависит, насколько качественным получится сварное соединение. Геометрическая форма электродов может быть прямой или фигурной, но предпочтение отдается прямым моделям, так как они обеспечивают лучший доступ в зону выполнения сварки.
При выборе электродов для сварочного аппарата из микроволновки можно просто обратиться к соответствующему ГОСТу (14111-90), в котором уже оговорены все возможные диаметры данных элементов (10, 13, 16, 20, 25, 32, 40 мм).
Диаметр прутков из меди, которые будут использованы в качестве электродов, должен быть больше или равен диаметру рабочих проводов. Чтобы избежать активного окисления электродов в процессе работы, их соединяют с рабочими проводами при помощи пайки. Электроды устройства для контактной сварки (в том числе сделанного из микроволновки) активно изнашиваются в процессе работы, поэтому их необходимо регулярно подтачивать, придавая им при помощи напильника форму заточенного карандаша.
Нижний электрод установлен
Как управлять самодельным сварочным аппаратом
Несмотря на то, что контактная сварка является достаточно несложной технологической операцией, для достижения требуемого качества выполняемого соединения ей необходимо правильно управлять. Именно для этих целей следует оснастить самодельный аппарат из микроволновки соответствующими органами управления. Основными из них являются выключатель и рычаг, при помощи которого и обеспечивается требуемое усилие сжатия электродов и соединяемых деталей.
От усилия сжатия напрямую зависит качество получаемого соединения, поэтому рычаг для сварочного аппарата желательно делать более длинным. Очень важно, чтобы оборудование для контактной сварки из микроволновки было надежно зафиксировано на поверхности рабочего стола. Для этих целей используются струбцины.
Увеличить усилие, передаваемое электродами, можно не только при помощи рычага, но и посредством рычажно-винтового механизма, которым также можно оснастить аппарат, сделанный своими руками. Удобнее всего закрепить такой механизм непосредственно на рычаге, чтобы манипуляции с ним не отнимали дополнительного времени. Кроме того, такое расположение органов управления высвободит вторую руку оператора, которой можно будет придерживать соединяемые детали.
Особенностью работы на аппарате контактной сварки является то, что подавать ток на электроды можно только тогда, когда они находятся в сжатом состоянии. Если же включить подачу тока перед их сжатием, то они будут искрить в момент соприкосновения с деталями, а это приведет к их подгоранию и быстрому выходу из строя.
Выключатель, также относящийся к органам управления контактной сварки (в том числе сделанной из микроволновки), необходимо установить в цепь первичной обмотки. Если пренебречь этой рекомендацией и установить его в цепи вторичной обмотки, по которой протекает ток значительной величины, то выключатель создаст дополнительное сопротивление, что приведет к свариванию электродов между собой.
Для самодельного сварочного аппарата с трансформатором от микроволновки необходимо предусмотреть простейшую систему охлаждения, также сделанную своими руками. В качестве такой системы может быть использован обычный вентилятор. При помощи этого устройства можно будет охлаждать сам трансформатор, электроды и другие токопроводящие элементы. Конечно, такое охлаждение не будет слишком эффективным, и все равно придется делать регулярные перерывы в работе, необходимые для самостоятельного охлаждения всех нагревающихся элементов оборудования.
Процесс сварки, выполняемой на аппарате, сделанном своими руками, практически ничем не отличается от подобной технологической операции, осуществляемой на серийном оборудовании. Первым этапом такого процесса является сжатие деталей, в процессе которого происходит их пластическая деформация в месте будущего соединения. На втором этапе в зону сварки подается ток, проходящий через медные электроды.
Характеризуется этот этап образованием жидкого сварочного ядра, расширением сварной ванны и пластической деформацией и осадкой металла деталей в точке соединения. В этот момент расплавленный металл начинает выплескиваться из сварной ванны. После прекращения подачи тока в зону соединения она начинает охлаждаться, что сопровождается кристаллизацией расплавленного металла.
В бытовом применении точечная сварка используется реже, чем дуговая. Бывают случаи, когда без нее трудно обойтись, но если брать во внимание цену подобных устройств, то целесообразность ее приобретения ставится под сомнение. В данном случае можно найти другой выход, и разобрать пример, как сделать точечную сварку своими руками. Для радиолюбителя в домашних условиях сконструировать подобный прибор не сложно. Но прежде нужно разобраться в особенностях ее работы.
Как работает контактная сварка
Это термомеханический тип сварки. Перед началом работы, сварные детали устраивают в нужное положение. Далее каждая их часть фиксируется между аппаратными электродами, под их действием детали сжимаются.
Ток, проходящий по электродам, раскаляет детали, и в этом месте образуется сплав. Он и есть соединяющий элемент двух деталей. Аппараты подобного типа на производстве имеют высокую производительность. Они за минуту способны сделать 600 сварных точек.
Но, чтобы поверхности раскалились, и начали плавиться, на них подают электрический ток огромной силы. Такой импульс приводит к практически мгновенному плавлению металлов. Его продолжительность зависит от вида сплавляемых металлов. Обычно временной диапазон составляет 0,01-0,1 секунды.
При этом расплавленные поверхности металлов образуют между собой сварочную каплю, которая должна застыть. Для этого сварные детали держаться сдавленными некоторое время. Расплавленная капля в этот момент образует своеобразную кристаллическую решетку.
Давление в этом процессе играет важную роль. Оно не дает расплавленной капле растекаться по площади деталей, таким образом, скрепляясь в одной точке. Силу сдавливания постепенно уменьшают, тогда лучше схватывается сварка. Данный работа требует чистых поверхностей деталей.
Поэтому перед работой предполагаемое место сварного шва обрабатывается специальным раствором. Так снимается элементы коррозии, и других оксидных пленок. В итоге получается шов высокого качества.
Конструкции самодельных устройств
Разберем устройство аппарата точечной сварки на примере. Подготовим радиоэлементы, и другие детали:
- Электрический преобразователь;
- Медный кабель, с диаметром сечения не менее 10мм;
- Электроды медного типа;
- Прерыватель;
- Несколько наконечников;
- Болты;
- Корпус.
Сборка аппарата
Это основные детали конструкции. Теперь рассмотрим схему для изготовления аппарата точечной сварки. В интернете их встречается не мало. И каждая имеет свой набор радиодеталей. Но главная схожесть всех схем – в простоте, и малой мощности.
Поэтому самодельные устройства пригодны только для мелких бытовых работ. Они смогут сварить тонкие листы железа, или жилы проводов. Для печатной платы понадобятся элементы:
- Переменный резистор – 100Ом;
- Конденсатор – 1000мКф, от 25В;
- Тиристор;
- Пара диодов – Д232А;
- Несколько диодов – Д226Б;
- Предохранитель – F (плавкого типа).
Следующий этап сборки аппарата для сварки своими руками, заключается в конструировании трансформатора TR1. В его основе применяется железо Ш40, необходимая толщина пластин составляет 70мм. Конструкция имеет две обмотки. На обмотку первичного типа применяется проводник ПЭВ2, с сечением 0,8мм. Далее наматывается 300 витков.
Вторичная обмотка делается многожильным медным кабелем, и сечением 4мм. Число витков не превышает 10.
Для второго трансформатора TR2 ручной работы не потребуется. Его можно заменить любым слабым преобразователем мощностью 5-10В. Его вторичная обмотка должна на выходе иметь не более 5-6В. На третьей обмотке должно выходить до 15В.
Проделав данную сборку, можно получить аппарат мощностью до 500А. Длительность импульса не превысит – 0,1сек, но только в том случае, если номиналы сопротивления и конденсатора, будут совпадать с теми, что на схеме. Мощность самодельной точечной сварки позволит сваривать металлические листы толщиной не более 0,2мм, а так же стальную проволоку диаметром 0,3мм.
Виды самодельных аппаратов точечной сварки различаются в основном по мощности. Некоторые модели способны выдать силу тока до 2000А, что позволяет сваривать стальные листы толщиной до 1,1мм, и стальные провода диаметром до 3мм.
Фото точечной сварки своими руками
В основе процесса контактной сварки лежит нагрев места соединения электрическим током с одновременным воздействием на него большим давлением. В промышленности контактная сварка нашла широкое применение при выполнении крестообразных соединений и стыков арматуры железобетонных или стальных конструкций, соединении медных и проводов, . В домашних условиях возможна контактная сварка своими руками при помощи специального аппарата, который также можно сделать самостоятельно. После этого аппарат можно применить для .
Устройство аппарата
АКС содержит в своем составе два функциональных узла – блок питания и выносной сварочный пистолет. Узел блока питания состоит из электронного реле, собранного на тиристоре VS1 и мощном сварочном трансформаторе Тр2. К одному выводу его вторичной низковольтной обмотки с помощью сварочного кабеля подключен электрод. Второй вывод при сварке надо надежно соединить с наиболее массивной из свариваемых деталей. Первичная обмотка трансформатора Тр2 подключается к сети с помощью диодного моста на VD5…VD8 и тиристора VS1, включенного в его диагональ. Вспомогательный трансформатор Тр1 малой мощности питает сеть управления тиристора и лампу подсветки (обмотка II). Чертеж №1 – Пистолет АКС
Сварочный пистолет собран из двух одинаковых по размерам и форме деталей, вырезанных из текстолита, гетинакса или другого прочного изоляционного материала. В передней части крепятся ламподержатель (поз. 28), переходник (поз. 2) и микропереключатель SA5. В задней – выключатель подсветки SA5, закрепленный между накладками винтами М2 и держателями (поз. 27). Накладки соединяются между собой винтами, вкручивающимися в ламподержатель, переходник и распорные планки. Между накладками располагается сварочный кабель, соединяемый с переходником с помощь контровочного винта (поз. 9). Управляющие провода фиксируются на сварочном кабеле и коммутируют переключатели SA2, SA5 и элементы БП. Сменные электроды (поз. 3) крепятся в отверстие переходника M8 и фиксируются контровочной гайкой (поз. 10). На основании без изоляционных прокладок монтируется второй вывод вторичной обмотки трансформатора Тр2. Кабель, подключенный к этому выводу, снабжается зажимом любого типа, для закрепления на одной из свариваемых деталей. Рекомендуемый тип зажима – струбцина.
Изготовление АКС
Для того, чтобы собрать аппарат контактной сварки своими руками, следует воспользоваться нижеследующими рекомендациями. Габариты блока питания определятся размерами Тр2, поэтому сборку следует начинать с него. Конструкция трансформатора особого значения не имеет. Определяющим параметром является сечение магнитопровода, которое не должно быть меньше 60 см2. Магнитопровод можно использовать любой. Первичную обмотку, содержащую 160 – 165 витков, следует намотать на круглом каркасе из электрокартона проводом ПЭТВ диаметром 1,62…1,7 мм и разместить на одной из сторон магнитопровода, изолировав ее от него деревянными клиньями. Вторичная обмотка содержит 4,5 витка медной шины ПБУ 5,2 x 17,5 мм. Можно использовать другую шину или провод, но сечение не должно быть меньше 90 мм2.
Чертеж №2 – пистолет АКС
Затем концы шины вторичной обмотки надо изогнуть петлей для последующего крепления к ним болтами сварочных кабелей. Перед намоткой шина по всей длине изолируется лентой из фторопласта или подобного материала в один слой. Можно использовать изоленту на х/б основе, сложенную в 2 – 3 слоя. Такой же лентой надо изолировать друг от друга все слои первичной обмотки. Ее выводы фиксируются х/б тесьмой. Пластины магнитопровода должны собираться “вперекрышку”, то есть перекрывая длинной пластиной стык с короткой и так далее.
Чертеж №3 – трансформатор ТР2
Стяжку магнитопровода надо производить уголками и болтами М8. Сначала для выпрямления пластин выполняется предварительная стяжка. После этого верхнюю часть магнитопровода надо удалить и поместить на него каркасы с обмотками. Затем пластины верхней части надо поставить на место и выполнить окончательную стяжку пластин. Каркасы относительно магнитопровода должны фиксироваться деревянными клиньями.
Проверка
Затем надо выполнить электрическую проверку Тр2 – включить в сеть 220 В и измерить напряжение на вторичной обмотке. Оно должно быть равно 41 В, а обмотки не должны перегреваться.
Чертеж №4
После изготовления Тр2, учитывая его реальные размеры, надо вычислить габариты кожуха и основания и вырезать из листовой стали. Детали электронного реле можно расположить на плате из листового гетинакса или текстолита толщиной 3 – 5 мм.
Вспомогательный трансформатор
Готовый трансформатор Тр1 может быть любого типа и должен обеспечивать на вторичной обмотке значения напряжений 6 и 10-15 В. Самодельный Тр1 можно сделать на основе магнитопровода любого типа сечением 1 см2. Первичная обмотка должна содержать 8000 витков провода ПЭТВ – 2 диаметром 0,06 мм, вторичная – 800 витков того же провода, обмотка III – 200 витков провода ПЭТВ – 2 диаметром 0,2 мм. Обмотки между собой и магнитопроводом следует изолировать несколькими слоями фторопластовой ленты. В качестве сварочных можно использовать провода типа КОГ-2 с основной жилой диаметром 90 мм2 и четырьмя вспомогательными жилами.
Схема трансформатора ТР-1
- обмотка трансформатора
- радиатор тиристора
- тиристор
- верхняя пластина
- брусок
- ручка для переноски
- блок регулировки
- потенциометр (R12)
- клемма для подсоединения сварочного кабеля
- крепежный болт;
- нижняя пластина
- скоба для намотки сетевого кабеля
- сетевой кабель
Чертеж №5 – схема электрическая, принципиальная
Последовательность сборки сварочного пистолета
Создание сварочного пистолета рекомендуется начинать с изготовления электродов и переходника (см. чертеж). Из листа винипласта или текстолита вырезаются накладки, размеры которых могут быть изменены под руку владельца контактной сварки своими руками. В ламподержателе сверлятся каналы для проводов, ведущих к лампе подсветки. При помощи винтов М2 и двух держателей к накладкам крепится микропереключатель.
Распорные планки можно изогнуть из полосы оргстекла по месту с учетом расположения на накладках (поз. 2, 6, 7 и 28) и проходящего через рукоятку сварочного кабеля. Накладки скрепляются винтами М5, ввернутыми в распорные планки и переходник. Конец сварочного кабеля опаивается и вставляется в отверстие переходника с фиксацией контровочным винтом. Для более надежной фиксации накладок рекомендуется применить клеящие мастики “Монолит” или “Гарант”. Острые кромки накладок надо притупить, а рукоятку обмотать изолентой.
Если сборка выполнена правильно, то АКС начинает работать сразу. Чтобы оценить, как работает собранная контактная электросварка, можно поступить следующим образом. К очищенной от поверхности стального бруска несколькими листа до 10 – 12 мм шириной, а затем отрывают ее плоскогубцами. В точках соединения должны остаться отверстия (так называемые вырывы) диаметром 0,5 – 0,8 мм. При возможных отклонениях следует отрегулировать длительность подстроечным резистором R1. Проверку надо производить как при параллельном, так и последовательном включении конденсаторов, что выбирается переключателями SA3 и SA4.
Спецификация к чертежам АКС
Эксплуатация АКС
Мастер, работающий с АКС должен находиться на резиновом коврике и использовать защитные очки и резиновые перчатки. “Заземляющий” кабель надо подсоединить к детали, к которой требуется приварить другую деталь. Затем надо включить АКС, приложить друг к другу соединяемые детали, плотно прижать их электродом сварочного пистолета и нажать на кнопку SA5. Спустя 1 – 1,5 сек электрод можно снять с точки и установить на следующую. При необходимости можно включить подсветку.
На рынке инвертор представлен в большом ассортименте, где любой желающий сможет подобрать для сварочных работ дома необходимое оборудование. Альтернативным вариантом является его изготовление своими руками.
Следует ознакомиться с конструкцией и особенностями инвертора, нюансами контактной сварки, детальной инструкцией о самостоятельном проведении сварочных работ. Также мы узнаем о выполнении самодельного сварочного устройства из автомобильных батарей и микроволновки.
Технологические аспекты проведения контактной сварки
Не только для автолюбителей и владельцев домов требуются сварочные работы. Сварочный инвертор может потребоваться в небольшой мастерской или дома для монтажа металлических деталей.
Принцип работы инвертора основан на нагреве металла от электротока, после чего происходит его расплавление и застывание с образованием сварочного шва. Чтобы закрепить свариваемые части, защитив их от раздвигания, следует сжать детали электродами, по которым передается ток.
Чтобы выполнять домашнюю сварку, понадобится питание от мощных источников, из-за чего может перегреваться бытовые провода. Поэтому предварительно следует проверить качество проводки и при необходимости осуществить замену.
Во время осуществляется соединение двух заготовок по прилегающим краям. Таким способом пользуются при монтаже небольших деталей, тонкого материала, прутов из металла толщиной до 0,5 см.
Варианты сварки деталей
Поверхности могут соединяться тремя способами: непрерывным или прерывистым оплавлением, сопротивлением. Во время сварочных работ с помощью оплавления обрабатываемые детали или металлолисты соединяют и нагревают током до их плавки. Такой технологией можно пользоваться в обработке цветных металлов, низкоуглеродистых сталей, монтаже стали, латуни и меди. Но таким методом редко пользуются из-за жестких требований к температурам, отсутствию в соединительных зонах примесей.
Во время непрерывной оплавки заготовок применяют и другие варианты фиксаторов. Детали соединяют при включении тока. После того, как края монтируемых деталей будут оплавлены, осуществляется осадка и выключается токовая подача. Таким способом пользуются в монтаже тонкостенных трубопроводов, но можно соединять заготовки, отличающиеся структурой. Главным преимуществом метода является оперативность выполнения. Однако по сварочному шву может вытекать металл с появлением угара.
При последовательном плотном или ослабленном контактировании осуществляют прерывистую оплавку. С помощью зажимных клещей замыкается сварочная линия в области соединения заготовок, пока их температура не достигнет 900-950°C. Таким методом пользуются при недостаточной исходной мощности устройства для непрерывной оплавки.
В результате контактной сварки пользователь выполняет следующие работы :
Все перечисленные разновидности сварочных процессом имеют схожую технологию работ, но различаются креплением деталей и токовой подачей.
Для бытового сваривания деталей точечным способом можно выполнить устройство своими руками. В нем главными рабочими механизмами будет зажим, устройство подачи напряжения на конденсаторах, у которого на низковольтную обмотку крепится электрод. Другое зажимное крыло является опорным, может монтироваться с деталью больших параметров.
Производство сварочного устройства из микроволновой печки
Как было уже сказано, аппарат для сварочных работ контактным способом можно сделать своими руками, где основной деталью является трансформатор от микроволновой печи. Выполняя подобное устройство, надо сделать предварительные расчеты выгодности такого устройства в сравнении с приобретением готового инвертора.
Самой дорогой деталью в самодельном устройстве является трансформатор, остальные расходные материалы (основу для крепления деталей, кожух с проводами) можно взять из ремонтного сервиса.
Следует приготовить трансформатор, мощность которого будет начинаться от 1 кВт, чтобы выполненное из него оборудование для сварки могло соединять листы толщиной до 1 мм. Если вдвое повысить мощность трансформатора, то можно будет обрабатывать листы толщиной до 1,8 мм. У современных микроволновок мощность трансформатора может составлять 3 кВт.
Для повышения мощности тока возможно применение 2, 3 трансформаторов.
Трансформатор нужно вытащить из защитного кожуха, удалить шунты и вторичную обмотку. Из-за того, что в микроволновке применяется высокое напряжение, на первичной обмотке устройства имеется меньше петель в сравнении с вторичной обмоткой. Чтобы убрать разность потенциалов, мы должны будем модернизировать вторичную обмотку, и адаптировать ее для целей точечной сварки.
Трансформатор детально зачищается от остатков шунтов и вторичной обмотки, при потребности можно воспользоваться длинным узким предметом или металлической щеткой. То есть вторичную обмотку нужно делать новую, а остается в том же виде первичная. Для этого нужно взять многожильные провода, сечение которых не должно быть меньше 1 квадрата (из-за высокого напряжения будущего трансформатора). Для вторичной обмотки можно сделать 2-4 витка проводки (получится напряжение 2Вт), но из-за толстого изоляционного слоя его не получится загнуть по катушке. Поэтому провод нужно очистить от изоляции и обернуть его изолентой.
При использовании цепи из нескольких трансформаторов, следует объединить выводы вторичных обмоток. Если применяется один трансформатор, то для него можно использовать корпус микроволновой печки, уменьшить его по длине и ширине.
Кожух для нескольких трансформаторов можно выполнить из железного листа, покрыв его изолирующим материалом (изолентой).
Чтобы подвести ток к области сваривания, создается рычажное устройство. Где один рычаг прочно прикрепляется к главной поверхности (чтобы была удобной, здесь же крепится трансформатор с кожухом струбцинами). Во время опускания, второй рычаг будет давить на детали.
Выключатель вводится в цепь первичной обмотки, монтируется на верхний рычаг, что поможет одновременно пускать ток и сжимать деталь. В этом случае клещи не будут применяться, а предварительно спаиваются наконечники с проводкой, чтобы предотвратить окисление.
При контактной сварке будут применяться медные стержни большей толщины (в сравнении с размерами проводки). Во время работы они будут подточены или заменены.
При работе деталь будет зажата рычагами между парой электродов и запущен ток.
Производство сварочного устройства из аккумуляторных батарей
Во время сварочных работ электрическим сварочным устройством на бытовые сети возлагается высокая нагрузка. В результате долгой точечной сварки могут расплавиться провода или сломаться бытовое оборудование. Поэтому сварочное устройство может питаться от автономного электроснабжения. Для таких целей подойдет переносной генератор, работа которого осуществляется от дизтоплива или бензина, который можно купить или сделать своими руками.
Потребуется несколько АКБ от машин, бывших в эксплуатации (желательно одной энергоемкости). В этом случае расчет силы тока будет составлять 1/10 от аккумуляторной емкости. Если применялись аккумуляторы разной мощности, то расчет можно выполнить с помощью самой малой емкости.
Создается цепь из аккумуляторов, которые были последовательно соединены. Скрепляются их «минусы», «плюсы» кусачками, проводами или проводкой для прикуривателя. Также могут применяться любые клещи. Выводится провод от свободного «минуса» к электроду, его зажимают клещами. От свободного «плюса» к рабочей пластине в цепь устанавливается реостат.
К готовому оборудованию для контактной сварки можно выполнить оборудование для зарядки.
В результате анализа всех вариантов самостоятельной сборки оборудования для точечной сварки, становится понятной доступность этого метода. Благодаря вышеизложенной информации пользователи могут получить первоначальные навыки точечной сварки, самостоятельно сделать из имеющихся материалов инвертор для контактной сварки.
Корпус - это завершающий элемент любой сколько-нибудь крупной электрической или электронной конструкции. На его изготовление в любительских условиях зачастую уходит не меньше времени, чем на сборку и налаживание устройства, для которого предназначен.
Обычно корпусы радиолюбительской и промышленной аппаратуры изготавливают из листовой стали для обеспечения высокой механической прочности. Кроме того, такой корпус особенно предпочтителен в тех случаях, когда конструируемое устройство необходимо экранировать от внешних электрических или магнитных полей.
При изготовлении корпусов часто используют заклёпочные или резьбовые соединения. Намного облегчить изготовление корпусов, коробок, а также соединение отдельных конструктивных элементов можно, применив точечную электросварку.
Описываемое ниже устройство представляет собой один из практических вариантов аппарата точечной электросварки. За основу взят описанный в статье Е. Годыны "Электросварочный аппарат" ("Радио", 1974, № 12, с. 39- 41), позволяющий сваривать различные детали из листовой стали, а также стальную проволоку. Механически и кинематически наш аппарат от него почти не отличается. Разница заключается в существенно доработанном электронном дозаторе длительности импульса сварочного тока.
Как известно, в соответствии с законом Джоуля-Ленца количество теплоты W, выделяемой в точке контакта свариваемых деталей, зависит от длительности t импульса тока I и электрического сопротивления R току через контакт:
W=R*t*I^2
При расчёте сварочного тока и длительности импульса сопротивление считают исходным параметром, так как его в первом приближении можно определить, зная материал свариваемых деталей, их толщину и требуемую температуру сварки.
Согласно закону Джоуля-Ленца, увеличение сопротивления должно увеличивать количество выделяющейся теплоты. Но по закону Ома
I=U^2/Z,где U2 - напряжение на вторичной об¬мотке сварочного трансформатора; Z - полное сопротивление вторичного контура, в которое входит и сопротивление контакта R. Поэтому при увеличении R уменьшится I, а он входит в формулу закона Джоуля-Ленца в квадрате. Количество теплоты, выделяющейся при сварке, зависит от соотношения R и полного сопротивления Z вторичного контура.
Чем меньше Z, тем больший сварочный ток можно обеспечить при том же U2. При этом чем меньше R по сравнению с Z, тем меньше бесполезные потери мощности на нагревание вторичной обмотки трансформатора
Сварка с малым сопротивлением вторичного контура сопровождается нестационарностью нагревания и, как следствие, нестабильностью качества соединений. Минимизировать этот недостаток можно надёжным сжатием де¬талей и зачисткой их поверхности, что обеспечит постоянство R.
Оптимизировать режим сварки при неизменном значении напряжения U2 оказывается удобнее всего регулиро¬ванием длительности t импульса сварочного тока.
Схема электронного блока сварочного аппарата показана на рис. 1.
В исходном состоянии сварочный трансформатор Т1 обесточен, поскольку контакты К1.1-К1.3 реле К1 разомкнуты. Обмотка реле К1 переменного тока, включённая во входную диагональ ди-одного моста VD2, также обесточена.
Несмотря на то что к тринистору приложено выпрямленное напряжение сети, мост тока не проводит, поскольку тринистор VS1, замыкающий выходную диагональ диодного моста, закрыт. Конденсатор С1 шунтирован резистором R1 и поэтому разряжен.
Переключатель SF1 установлен на раме сварочного аппарата и связан с педалью, управляющей сжатием свариваемых деталей электродами, так, что переключение происходит в конце хода педали. В момент переключения конденсатор С1 начинает заряжаться, зарядный ток открывает тринистор VS1, который замыкает выходную диагональ диодного моста VD2, и он подключает к сети обмотку реле К1. Одновременно с этим вспыхивает лампа EL1.
Реле срабатывает, и замкнувшиеся контакты К1.1 -К1.3 подключают к сети первичную обмотку сварочного трансформатора Т1. Мощный импульс переменного тока, возникающий во вторичной цепи, разогревает металл свариваемых деталей в точке сжатия электродами до температуры плавления.
Через некоторое время зарядный ток конденсатора С1 спадает настолько, что уже не может открыть тринистор VS1 при очередном полупериоде напряжения сети. Поэтому тринистор остаётся закрытым. Обмотка реле К1
теперь обесточена. Контакты К1.1 - К1.3 реле размыкаются и отключают сварочный трансформатор от сети. Этим завершается процесс сварки очередной точки.
Педаль аппарата отпускают и подготавливают его к сварке следующей точки. При отпускании педали контакты SF1 возвращаются в исходное положение и конденсатор С1 разряжается через резистор R1.
Время, в течение которого тринистор в каждом полупериоде сетевого напряжения открывается, при указанных на схеме номиналах конденсатора С1 и резистора R1 можно изменять в пределах от 0,1 с до нескольких секунд. Таким образом, электронный узел сварочного аппарата представляет собой сочетание формирователя мощного токового импульса и реле времени, оп¬ределяющего длительность этого импульса.
Сварочный ток в импульсе может достигать 1500...2000 А в зависимости от материала и толщины свариваемых деталей. Потребляемый от сети ток не превышает 8 А.
Цепь R3C2 предназначена для гашения искр между контактами К1.1-К1.3 и уменьшения создаваемых помех. Лампа накаливания EL1 мощностью 60 или 75 Вт на напряжение 220 В служит для обеспечения более устойчивой работы тринистора при значительной индуктивности обмотки реле К1. Диод VD1 предотвращает возможность появления отрицательного напряжения на управляющем переходе тринистора.
В качестве реле в блоке использован магнитный пускатель ПМЕ-071 МВУХЛЗ АСЗ с обмоткой на переменное напряжение 220 В и тремя парами рабочих контактов. Тринистор установлен на медном теплоотводящем крепёжном уголке с полезной площадью поверхности около 8 см2. Конденсаторы С1, С2 - любого типа, причём С2 следует выбрать
на номинальное напряжение не менее 630 В. Переменный резистор R2 - любой, с линейной характеристикой
Сварочный трансформатор Т1 переделан из лабораторного регулировочного ЛАТР-9 (РНШ) Его обмотка содержит 266 витков провода диаметром 1 мм. Движок и контактный ролик демонтируют, свободную от изоляции контактную дорожку на обмотке очищают от пыли, покрывают лаком, после чего обмотку изолируют лакотканью. Выводы от обмотки, которая будет служить первичной, выполняют гибким изолированным проводом сечением 1,5...2 мм2.
Вторичную обмотку наматывают многопроволочным медным проводом сечением по меди не менее 80 мм2 в теплостойкой наружной изоляции. Число витков - 3.
Электронный блок размещён в нижнем отсеке корпуса сварочного аппарата (рис. 2). На боковую панель выведена ручка регулирования длительности токового импульса, проградуированная в секундах.
Информацию о многих отсутствующих в статье аспектах nконструкции, о работе и эксплуатации сварочных аппаратов можно найти в книге Геворкяна В. Т. "Основы сварочного дела" (М.: Высшая школа, 1991).
Правильно собранный аппарат, как правило, не требует налаживания, необходимо только отградуировать шкалу регулятора выдержки времени R2. Здесь, однако, уместно заметить, что временные границы этой шкалы сильно зависят от параметров применённого в аппарате экземпляра тринистора VS1. Поэтому в отдельных случаях может оказаться целесообразной подборка более подходящего экземпляра тринистора и конденсатора С1.
Перед тем как начать сварку подго¬товленных деталей, следует предварительно опытным путём определить оптимальную длительность сварочного импульса для каждого сочетания их толщины и материала. При слишком коротком импульсе соединение будет непрочным, а при излишне длинном - не исключён сквозной прожог деталей.
Аппарат позволяет сваривать проволоку диаметром до 3 мм стальную ииз нержавеющей стали, медную лужёную - до 2 мм, стальные листы - толщиной до 1,1 мм.
Вид на аппарат спереди-сверху представлен на рис. 3.
Следует иметь в виду, что сварка часто сопровождается искрами из точки контакта металлов, поэтому необходимо ознакомиться с правилами техники безопасности и строго их со¬блюдать. Работать с аппаратом можно только в негорючей одежде, в рукавицах и с защитной маской на лице.
Г. ЧИКЕТАЕВ, Б. КАРИМОВ, г. Бишкек, Киргизия
