Изготовление точечной сварки своими руками

Параметры выбора клещей для сварки

Для подбора сварочного оборудования необходимо знать, по каким параметрам оцениваются агрегаты контактной точечной сварки:

  • мощностные характеристики: сила тока и рабочее напряжение, от них зависит разогревающая способность дуги: она должна соответствовать температуре плавления соединяемых сплавов (для 4 мм соединения нужен ток не менее 6 кА);
  • расстояние между электродами и центральной осью сварочных клещей, (вылет электродов характеризует глубину захода инструмента на свариваемые поверхности);
  • крепление электродов: они фиксируются зажимными держателями и резьбовым соединением (предпочтительнее зажимы);
  • физические свойства электродов (компоненты медных сплавов влияют на электропроводность);
  • производительность (измеряется количеством мест соединения, сделанных в течение часа);
  • вес сварочного аппарата;
  • конструктивное решение: ручные клещи или подвесные.
  • мощность готовых сварочных клещей колеблется от 2 до 6 кВА.

Возможные дефекты

Если вы решили в домашних условиях заниматься сваркой, тогда следует ознакомиться с возможными дефектами и их происхождением, чтобы избежать подобных ошибок. Рассмотрим самые распространенные дефекты, которые могут случиться во время точечной сварки:

полный или частичный непровар может возникнуть из-за некачественных электродов, которые стоит заменить новыми, малой силой тока, или чрезмерным сжатием. Рассмотреть данную оплошность можно двумя способами: при внешнем осмотре или при использовании специального прибора для контроля сварки (радиационного или ультразвукового;
трещины во время сварки могут возникать из-за сильного тока или некачественно зачищенных изделий, что из-за возникающего сопротивления нарушает температурный режим сварки;
разрывы у кромок при сварке внахлест чаще всего происходят из-за того, что мастер слишком близко от края детали располагает сварную точку. То есть, необходимо рассчитывать так, чтобы нахлеста хватило на качественное соединение;
внутренний выплеск – это такой дефект, при котором расплавленный металл «вылазит» за пределы ядра и создает между заготовками зазор. Основной причиной такой ошибки является длительный импульс или слишком большой ток, из-за чего ядро чрезмерно расплавляется

Чтобы этого избежать, важно ровно устанавливать электроды и контролировать силу тока. Чтобы аппарат настроить, рекомендуется несколько точек попробовать на черновом материале;
наружный выплеск – это дефект, при котором расплавленная масса «вылазит» наружу

Он возникает в результате недостаточного сжатия деталей. То есть, отсутствует момент ковки, позволяющий соединить заготовки.
вмятины от электрода остаются из-за малого диаметра электрода или чрезмерного сжатия. Из-за неправильно установленных проводников может увеличиваться зона расплавления, из-за чего возникают дефекты;
прожог – самая частая ошибка, возникающая у начинающих мастеров при любом виде сварки. Она случается по нескольким причинам: малое усилие сжатия электродов, загрязненная поверхность заготовок или кончика проводника;
смещение ядра происходит из-за неправильно установленных электродов по отношению у заготовкам;
трещины внешние и внутренние бывают от сильного тока и длительного импульса или же от несвоевременного ковочного усилия.

Электроды для самодельной точечной сварки

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

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

Вариант изготовления электродов из толстой медной проволоки

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

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

Техника безопасности

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

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

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

Аппарат для точечной сварки своими руками

Сварочный аппарат действует на принципах закона Ленца — Джуоля: электрический ток, проходя по проводнику, выделяет тепло, которое напрямую равно квадрату тока, времени и сопротивлению проводника. Это означает что при силе тока в 1000 А, на тонких проводах и плохо сделанных соединениях, потери будут в 10000 раз больше, чем при 10 А.

Трансформатор

Основной элемент любого оборудования для точечной сварки — силовой, с повышенным эффектом трансформации (для получения нормального сварочного тока). Его можно взять в мощной микроволновке (от 1 кВт и выше), он питает магнетрон. Удобен своей доступностью и хорошими характеристиками. Показателей трансформатора хватит для точечной сварки стальных листов в 1 мм. Для получения большей мощности используют 2 и более детали.

Показатели таких трансформаторов составляют до 2000 В (в микроволновке оно удваивается перед подачей на магнетрон), не стоит их подключать в сеть и измерять выходные характеристики. Из этой детали нам понадобится первичная обмотка (в которой толще провод и меньше витков) и магнитопровод.

Провода срезаются стамеской или ножовкой (если он сварен, а не склеен), или выковыривается и высверливается (при очень плотной набивки обмотки, когда выбивание всё разрушит). При удалении проводов вторичной обмотки старайтесь действовать аккуратно, чтобы не повредить первичную обмотку. В трансформаторе также бывают шунты, которые ограничивают ток, их тоже нужно срезать.

После аккуратного извлечения нужных элементов, вторичная обмотка трансформатора обновляется. Для достижения показателей тока в 1000 А нужно использовать медный кабель с толщиной сечения в 100 мм² и более. Это может быть пучок или многожильный провод. Если внешняя изоляция мешает получить нужное количество витков, то её удаляют и заменяют на тканевую изоленту. Провода должны быть как можно меньшей длины, чтобы не было ненужного сопротивления.

сделайте больше витков, так вы повысите показатели мощности

Например, если у вас есть 2 трансформатора мощностью 0,5 кВт, с входным напряжением 220 В, при номинальном токе 250 А и выходным напряжением 2В. Соединив выводы вторичных и первичных обмоток, получим прибор, в котором номинальное напряжении в 2 В, выходной ток — 500 А (ток сварки также удвоится).

При создании устройства, во вторичных цепях устройства должны использоваться электроды. То есть при задействовании трансформаторов по 0,5 кВт, их связывают вместе проводами с диаметром 1 см, а концы к электроду. Если допустить ошибку при подключении выводов вторичной и первичной обмотки, это приведёт к короткому замыканию.

Когда используете два мощных трансформатора и вам нужно увеличить напряжение, но размер окна магнетрона не позволяет добавить необходимое количество витков провода, для этого вторичные обмотки соединяются последовательно. Необходимо согласовывать направление витков, иначе можно получит противофазу, что приведёт к выходному напряжению равному нулю (чтобы правильно понять этот момент проведите эксперимент с тонкими поводами).

На первичные обмотки трансформаторов

Первый случай свидетельствует о том, что цепи первичной и вторичной обмотки соединены вместе разноимёнными выводами (напряжение на первичной обмотке равно половине входного, которое преобразуется во вторичной обмотке, где оно суммируется и даёт двойное значение). Нулевое значение вольтметра показывает, значение напряжения на вторичных обмотках противоположны, это значит что одна из пар обмоток соединена одноимённым выводом.

Чтобы увеличить показатели у своего аппарата точечной сварки, нужно соединить несколько трансформаторов, но они не должны превышать показатели сети, иначе при его использовании общее напряжение будет падать. Ограничитесь 1000–2000 А, для бытовых условий такой силы тока достаточно.

Электроды

Медные стержни используют в качестве электродов. Чем больше толщина тем лучше, но его диаметр не должен быть меньше показателей провода. Если у вас аппарат небольшой мощности, то подойдут жала от паяльника.

Чем меньше длина провода

При использовании обжима, площадь крепления получается гораздо меньше, что увеличивает потери.

Управление

На промышленных аппаратах она доходит до 100 кг

Выключатель подключается к цепи первичной обмотки, иначе он будет добавлять сопротивления, а его контакты при работе расплавятся.

Если вы используете рычажный механизм прижима, то кнопку выключения монтируйте на нём. Очень удобно одной рукой давить на рычаг и управлять работой. Вторая рука контролирует сварку деталей.

Суть процесса

Точечная сварка относится к популярному виду соединения металлических изделий контактным способом. Металлические изделия сваривают друг с другом не по сплошной линии, а в нескольких точках. Такой метод отличается относительной простотой исполнения и высокой производительностью, чем объясняется широкая сфера его применения. В частности этот метод используется, когда предстоит сварка аккумуляторов своими руками.

Суть работы точечной сваркой отличается крайней простотой. Она состоит в том, что свариваемые детали плотно прижимаются друг к другу, а затем на них подается электрический импульс большой мощности. После того, как разогрев деталей достигнет требуемой температуры, в точке соприкосновения произойдет образование ядра, состоящего из расплавленного металла.

Усиленное сжатие деталей приводит к началу взаимного проникновения молекул прижатых друг к другу металлов. После отключения тока в месте сварки начинает происходить медленное снижение температуры, а металл будет кристаллизоваться. Место сваривания получается настолько прочным, что при попытке разъединить полученное соединение треснет только металл, находящийся вблизи точечного места сварки.

Несложный принцип такого вида сварки включает в себя плотный прижим соединяемых деталей и происходящее вслед за этим генерирование импульса достаточной силы.

К преимуществам точечной сварки относится:

  1. Прочность соединения.
  2. Экологичность процесса.
  3. Технологичность.
  4. Быстрота.
  5. Невысокие значения тока и напряжения.
  6. Незначительность деформации.
  7. Простота выполнения.
  8. Удобство работы с аппаратом.
  9. Экономичность.

Осуществление этого процесса не потребует приобретения таких видов расходняков, как электроды, баллоны с газом, проволока и флюс.

Схема точечной сварки для аккумуляторов своими руками:

Осуществление соединения таким методом включает в себя три простых этапа выполнения:

  1. Сжатие деталей, вызывающее небольшую деформацию деталей в этой области.
  2. Подача тока в зону, где расположен контакт, вызывающую расплавление металла и образование ядра.
  3. Выключение тока. Остывание металла и его кристаллизация.

Во время воздействия тока ядро расширяется до достижения максимальных размеров. Вокруг жидкого ядра образуется пояс, имеющий плотную структуру. После выключения тока необходимо на некоторое время оставлять прижим деталей до снятия напряжения в месте сварки. Благодаря произошедшей ранее деформации металлов отсутствует разбрызгивание, точечный шов получается аккуратным и не требует последующей зачистки.

Точечная сварка аккумуляторов своими руками приводит к весьма существенному сокращению суммы денег, необходимой для приобретения дорогого оборудования. К одним из основных требований относится предварительная подготовка. В нее входит очищение поверхности от имеющихся загрязнений. Иначе при сварке снизится мощность, что приведет к износу применяемого аппарата.

Если после окончания сварки все же появятся наплывы вследствие выплесков металла, то их необходимо аккуратно зачистить. Выплески снижают надежность соединения. Также возможно появление такого дефекта, как прожог. Это может произойти при чересчур большой силе тока, большого времени действия импульса или чрезмерной силе сжатия деталей. В этом случае необходимо снижение силы тока и величины прижима.

Когда импульс будет слабым, то это может привести к непровару. Этот дефект также может возникнуть, если сила сжатия будет недостаточно сильной, или произойдет ослабление сжатия клещей уже во время процесса. Непровар может появиться при слишком близком расположении сварных точек.

Особенности сварного процесса

При точечном сваривании к месту соединения металлических деталей применяется кратковременный импульс электрического тока, длительность которого меняется в пределах 0,01-0,1 секунды.

При этом в зоне наложения электродов кромки изделий расплавляются, приобретают общее ядро. После подачи тока детали остывают под давлением для кристаллизации этого ядра, а также его полного остывания.

Технические данные машин контактной сварки.

Основные способы контактной сварки:

  • точечный метод;
  • шовный или роликовый способ;
  • стыковая контактная сварка.

Особенности такого вида сварки заключаются в том, что он не требует повышенных мер безопасности. Прижатие деталей друг к другу приводит к образованию уплотняющего пояска между ними без выплеска расплавленного металла.

Но давление с деталей стоит снимать с некоторой отсрочкой, чтобы обеспечить им лучшую кристаллизацию, проковывание и добиться устранения неоднородностей.

Достоинства точечной сварки ‒ экономичность, высокая механическая прочность швов, возможность автоматизировать рабочие процессы. Недостатки контактной сварки заключаются в отсутствии герметичности созданных сварочных швов.

Обеспечить сварные швы высоким качеством позволит предварительная подготовка. Детали очищаются от всех видов загрязнений при помощи специальных щеточек, методом опескоструивания, травления в кислотах, а также иными способами.

Сборку перед сваркой важно выполнить таким образом, чтобы она обеспечила точное и плотное прилегание металлических изделий друг к другу. В противном случае, зазор между деталями уменьшит и поглотит часть давления на них, осадочное давление снизится, появится разброс прочности сварных точек

В целом, это снизит прочностные характеристики сварного шва, сделает его уязвимым для негативных факторов извне

В противном случае, зазор между деталями уменьшит и поглотит часть давления на них, осадочное давление снизится, появится разброс прочности сварных точек. В целом, это снизит прочностные характеристики сварного шва, сделает его уязвимым для негативных факторов извне.

Контактная сварка из микроволновки – как сделать?

В последнее время я довольно часто стал встречаться с литиево-ионными аккумуляторами в различных устройствах. Иногда дело доходило даже до сборки батарей, и я соединял элементы методом пайки. Однако мне захотелось пойти по более правильному пути и использовать для этого аппарат контактной сварки.

Покупать готовый сварочник, даже на Алиэкспрессе, меня задушила жаба, так как необходимость сварки батареек у меня возникает очень редко, а прибор стоит дорого. Поэтому я решил собрать такой аппарат самостоятельно, заодно получив и удовольствие от процесса.

Существует множество методов сборки контактного сварочника своими руками. Можно использовать автомобильный аккумулятор, можно трансформатор от старой микроволновки. Есть и различные способы управлять сварочным током и длительностью импульса сварки.

В простейшем случае можно просто к автомобильному аккумулятору подключить два толстых провода, из медной проволоки сделать электроды, соединить всё это воедино и сваривать вручную, замеряя время «на глаз».

Можно сделать управление на основе Ардуино или специализированного контроллера времени, реле от мотоцикла и т.д.

Ну, а я решил сделать сварочный аппарат на основе трансформатора от СВЧ печи (микроволновки). Он по-любому будет компактнее и легче, чем автомобильный аккумулятор. А контроллер, который дозирует как ток, так и длительность импульса, я купил на Алиэкспрессе, потому что стоит он недорого, и это уже готовое изделие, которое не нужно собирать самому. Старый трансформатор от микроволновки на 750 ватт приобрёл на Авито за 600 рублей.

А также на рынке купил 1 метр многожильного силового кабеля сечением 25 квадратов за 125 рублей. Точнее говоря, я взял 2 метра (с запасом), но достаточно одного.

На Алиэкспрессе я купил: контроллер с симистором на 40 ампер (больше для сварки аккумуляторов 18650 не нужно), трансформатор переменного тока на 9 вольт для питания контроллера, ножную педаль для удобного управления, а также самое дорогое – это провода с разъёмами (на этой детали можно было сэкономить, сделав электроды из толстой медной проволоки и подключив их, например, через клеммник к силовым проводам) + электроды (медные иглы). В общем, из купленного на Али необходим только контроллер и трансформатор переменного тока на 9 вольт, остальное опционально.

Аппарат для контактной сварки из микроволновки

Чтобы сделать самостоятельно аппарат для контактной сварки в домашних условиях, потребуются такие инструменты, материалы и комплектующие:

  • трансформатор от старой микроволновки (для получения большой мощности потребуются два трансформатора от двух микроволновок);
  • медный провод большого сечения для вторичной обмотки (можно использовать жгут проводов с небольшим сечением);
  • прижимные рычаги;
  • гетинакс (текстолит, авиационная фанера) для монтажной платы, толщиной 10 миллиметров;
  • корпус от микроволновки;
  • вентилятор от микроволновки;
  • зажимные струбцины;
  • кабели, изолирующие обмоточные материалы (лакоткань, стеклолента, ПХВ-изоляционная лента);
  • электроды из меди, изготовленные из стержней соответствующего диаметра, с конусообразной заточкой;
  • набор инструментов – электродрель с набором сверл, отвертки, ключи, ножовка, пассатижи, тестер;
  • различные метизы (болты, гайки, шайбы, шайбы Гровера).

Подбор трансформатора

Микроволновки бывают различной мощности, поэтому, чтобы использовать их рабочие трансформаторы, следует определиться, что именно будет сваривать будущий аппарат. Выбор мощности напрямую зависит от толщины свариваемых листов. Если толщина листа не превышает одного миллиметра, то для аппарата точечной сварки вполне будет достаточно мощности в один киловатт. Для листа толщиной до двух миллиметров мощность следует увеличить вдвое – до двух киловатт.

Строение трансформатора

Трехмиллиметровые листы уже потребуют мощность в пять киловатт. Почему для аппарата точечной сварки подходят трансформаторы именно от микроволновки? Дело в том, что мощность первичной и вторичной обмоток этих устройств одинакова. В зависимости от количества витков вторичной обмотки, может генерироваться напряжение до 3000 вольт при мизерном токе. Но для аппарата контактной сварки нужно не напряжение, а ток.

Поэтому, уменьшая количество витков вторичной обмотки можно получить низкое (до трех вольт) напряжение при токах, достигающих тысячи ампер. А так как трансформирующие элементы микроволновок имеют мощность до трех киловатт, то именно они как нельзя лучше подходят для изготовления самодельного сварочного аппарата.

Сборка трансформаторного узла

Мини сварочный аппарат для точечной сварки из трансформатора

Для сварки листов небольшой толщины достаточно использовать начинку из микроволновки небольшой мощности – до одного киловатта. Для выполнения более серьезных работ понадобится либо микроволновка большей мощности, либо две микроволновки малой. Во втором случае трансформаторы должны будут включаться по параллельной схеме с тщательным соблюдением соответствия подключения обмоток.

Для аппарата контактной сварки из микроволновки аккуратно извлекается трансформатор

С помощью бокорезов осторожно удаляется вторичная обмотка, затем демонтируют шунты. После удаления шунтов и старой вторичной обмотки следует удалить пыль, остатки изоляции и намотать новую

Эта обмотка в трансформаторе от микроволновки делается толстым медным проводом, имеющим в сечении от 50 мм2 до 100 мм2. Количество витков вторичной обмотки — два–три. Такая конструкция обеспечит на выходных клеммах напряжение порядка трех вольт при силе тока до тысячи ампер. Если такого толстого провода нет, то для вторичной обмотки можно использовать жгут из нескольких многожильных проводов.

Может оказаться, что толстый провод имеет мощную изоляцию. Эту изоляцию рекомендуется снять и заменить ее лакотканью, стеклотканью или обычной поливинилхлоридной изолентой. При использовании двух трансформирующих блоков вторичная обмотка делается общей, а первичные обмотки должны быть правильно соединены. Для проверки правильности соединения обмоток понадобится тестер.

Прочность сварки

На прочность сварки влияет размер и материал участка. А на него воздействует:

  • Размер электродов.
  • Площадь контакта.
  • Состояние поверхности.
  • Время воздействия и величина тока.
  • Размер поверхности с которой контактировал электрод.

Точная сварка имеет свою нишу для применения — соединения деталей между собой от 0,002 мкм до 20 мм. При процессе, величина тока измеряется сотнями ампер, а сопротивление поверхности и электродов минимально.

Преимущества точечной сварки:

  • Сварочный шов высокой прочности.
  • Автоматизация работы.
  • Экономичность.

Процесс используется как в домашних условиях, так и в промышленности. С его помощью производится сварка таких материалов:

  • Листовой металл.
  • Изделий из цветных сплавов и стали.
  • Гнутых и сортовых профилей.

В быту с помощью точечной сварки ремонтируют инструмент, домашнюю утварь, кухонное оборудование. Процесс заключается в совмещении деталей в определённом положении. Они фиксируются между собой и электродами с помощью электрического тока происходит разогрев поверхностей до сваривания. Главное — точно закрепить деталь в нужном положении и удерживать её в процессе сварки. Тепловой импульс, плавит металл в зоне контакта, соединяя две поверхности в одно целое.

Особенности контактной сварки

Прежде всего, следует упомянуть, что контактная сварка подразумевает выполнение следующих этапов:

  1. Совмещения деталей в необходимом положении.
  2. Использование электродов после прижатия элементов друг к другу.
  3. Подача электрического разряда для обеспечения нагрева металла и создания шва.

Многих привлекает данный способ за то, что при нем можно использовать аппараты, собранные собственноручно буквально из всякого мусора (главное, наличие аккумулятора). К тому же, работы в этом случае будут максимально опрятными и по возможности автоматизированными. Зачастую встретить использование данного способа можно на СТО. Благодаря ему удается выровнять вмятины автомобиля или осуществить ремонт конструкций, деталей и элементов, доступ к которым весьма затруднен.

Стоит отметить, что в случае выполнения контактной сварки специализированными машинами удается организовать до 600 операций в минуту. В основном, такие агрегаты служат для соединения конструкций из металла, толщина которых не превышает 4 мм.

Дополнительно сварку используют при соединении арматур, плоских сеток или каркасов. С ее помощью удается соединить стержни, пересекающиеся друг с другом, на станках, а также обеспечить крепление к ним листов, швеллеров и других конструкций.

Благодаря контактно-точечной сварке удается решить несколько достаточно сложных задач:

  1. Обеспечить точечное крепление деталей.
  2. Соединить металлы различной консистенции (черные или цветные), если это требуется.
  3. Скрепить профили на сгибах, что не удается другим способом. Также данный вид сварки позволяет соединить пересекающиеся заготовки из металла.
  4. Создать прочное и устойчивое к деформации соединение.

Контактный метод по праву считается популярным и эффективным среди наиболее известных.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector