Как сделать аппарат контактной сварки своими руками. Как собрать аппарат для точечной сварки своими руками Схема таймер точечная сварка своими руками

Довольно часто возникает потребность в проведении сварочных работ в домашних условиях. Как правило, это небольшие объемы, выполняемые от случая к случаю. Поскольку сварочные аппараты заводского изготовления стоят очень дорого, многие мастера предпочитают изготавливать их различными способами из подручных материалов. Неплохим вариантом заводского аналога считается контактная сварка своими руками из инвертора, обеспечивающая высокое качество работ за сравнительно низкую себестоимость.

Устройство и принцип работы контактной сварки

Принцип действия любого точечного сварочного аппарата заключается в нагревании электротоком в определенных местах металлических деталей, их последующем расплавлении, смешивании между собой и застывании. В результате, в местах застывания обоих металлов образуется сварочный шов. В процессе работы обе детали надежно сжимаются и фиксируются электродами, на которые подается электрический ток.

Для выполнения контактной сварки в домашних условиях потребуются мощные источники питания, что может привести к перегреванию и выходу из строя бытовой электропроводки. В связи с этим рекомендуется заранее проверить состояние проводки и заменить ее, если это необходимо.

При выполнении точечной сварки две заготовки соединяются между собой по прилегающим краям. Данный способ очень эффективен для работы с небольшими деталями, тонкими металлическими листами и прутками, диаметром до 5 мм.

Соединение поверхностей выполняется одним из трех способов:

• При использовании метода оплавления все детали, предназначенные для сварки, соединяются и нагреваются действием электрического тока до их расплавления. Данная технология широко используется в работе с цветными металлами, низкоуглеродистыми сталями, латунными и медными заготовками. В других областях этот метод применяется крайне редко из-за высоких требований к температурному режиму и отсутствию примесей в местах соединений. Точно так же работает и самодельная контактная сварка из сварочного аппарата.
• Непрерывная сварка заготовок методом оплавки выполняется с применением сварочных клещей. Соединение деталей происходит в момент включения тока. После оплавления краев монтируемых деталей, выполняется их осадка, а подача тока прекращается. Данным способом свариваются тонкостенные трубопроводы и заготовки с различной структурой. Основным недостатком этого метода является вероятность вытекания металла из сварочного шва и появление угарного газа.
• Третий способ представляет собой прерывистую оплавку, при выполнении которой обеспечивается поочередное плотное или ослабленное соприкосновение заготовок. Сварочная линия замыкается в области соединения зажимными клещами до поднятия их температуры к отметке 950 градусов. Данный метод применяется, если мощность сварочного устройства изначально недостаточна для выполнения непрерывной оплавки.

Подготовка деталей и сборка точечной сварки

Стандартная конструкция контактного сварочного аппарата состоит из силовой части, автоматического выключателя и защитного устройства. В свою очередь силовая часть включает в себя сварочный трансформатор и тиристорный пускатель, с помощью которых подключается первичная обмотка. Весь инвертор целиком не понадобится для самодельного сварочного аппарата, из него необходимо лишь взять основные детали. Это трансформатор с блоком питания, система управления и выключатель.

При изготовлении точечной сварки в первую очередь с трансформатора нужно снять вторичную обмотку, поскольку она совсем не используется во время работы. Главное при снятие обмотки – сохранить в целость первичной обмотки. Вместо удаленной вторичной обмотки накладывается другая, сделанная из толстого медного провода, сечением примерно 2-3 см. Затем она обматывается изоляционной бумагой и покрывается лаком с целью дополнительной изоляции и фиксации.

Затем проверяется направление каждой обмотки с помощью обычного вольтметра. Во вновь созданной цепи не должно быть коротких замыканий. После этого определяется сила тока. Данная процедура является обязательной для всех подобных устройств с двумя и более обмотками. Значение силы тока не должно быть более 2-х килоампер. В случае превышения установленного уровня, ее необходимо уменьшить.

Во время подготовки трансформаторной катушки и наматывания вторичной обмотки рекомендуется соблюдать обязательные правила. Для расчета количества витков можно воспользоваться формулой N = 50/S, в которой N является количеством витков, а S – площадью сердечника (см2). Ускорить вычисления поможет онлайн калькулятор расчета катушки индуктивности. Поскольку в конструкции применяются детали от инвертора, то вначале определяются параметры первичной катушки, производятся необходимые расчеты и только потом можно изготавливать вторичную обмотку.

Следует обратить внимание на заземление обеих обмоток. Это связано с высокой мощностью получаемого тока, который может оказаться смертельно опасным при контакте с деталями, находящимися под напряжением. Наряду с тщательной изоляцией, большое значение имеет плотная укладка витков. Иначе могут возникнуть межвитковые замыкания и провода перегорят в результате перегрева. Необходимо позаботиться и об охлаждении трансформатора. Вполне возможно потребуется устанавливать дополнительную систему охлаждения, в состав которой входят радиаторы, обдуваемые вентиляторами.

Дополнительные элементы сварочного аппарата

Следующим этапом после изготовления трансформатора будет изготовление контактных клещей. От качества их изготовления во многом зависит, как станет работать контактная сварка из инвертора. Конструкция клещей выбирается в зависимости от специфики будущих сварочных работ. Захватное устройство изготавливается в соответствии с системой привода и размерами соединяемых деталей.

Важнейшей деталью клещей считаются контактные наконечники. Можно использовать медные наконечники от паяльника или приобрести уже готовые изделия. Следует учитывать и то, что они не должны плавиться во время работы, поэтому для их изготовления должен применяться тугоплавкий металл. Обычно используются прутки диаметром около 15 мм. Диаметр подключаемого кабеля всегда меньше диаметра наконечников.

Провода соединяются с электродами с помощью обычных медных наконечников. Непосредственное соединение осуществляется болтами или пайкой, что значительно снижает вероятность окисления в местах контактактов. Пайка чаще всего используется в маломощных аппаратах, позволяя исключить неправильные соединения, вызывающие нарушения тока на выходе устройства.

Основным преимуществом болтовых соединений является возможность быстрой замены деталей, вышедших из строя, без проведения дополнительных работ по пайке. Все болты и гайки должны быть медными. Если же предполагается накладывать соединительные швы с большой протяженностью, в этом случае наконечники оснащаются специальными роликами.

После изготовления клещей наступает время для решения не менее сложной задачи – обеспечение необходимого давления электродов в точке сваривания деталей. Основная сложность связана с тем, что вручную невозможно создать высокое и равномерное давление. Если другие варианты не рассматриваются, то лучше всего изначально отказаться от изготовления точечной сварки из инвертора, потому что эффективность такого аппарата будет крайне низкой.

В промышленности эта проблема успешно решается путем использования усилителей на основе пневматических или гидравлических систем. В домашних условиях изготовить такие приспособления практически невозможно. Для самодельной точечной сварки лучше всего подойдет система, работающая на сжатом воздухе, которая приводится в действие обычным пневматическим компрессором. Наиболее оптимальным максимальным показателем, необходимым для нормальной работы, будет усилие на концах электродов, составляющее 100 кг и более. Изменение давления происходит с помощью отдельного регулятора, который может быть встроен и в общую систему управления.

На завершающем этапе сборки контактной сварки из инвертора остается лишь смонтировать всю систему. Для монтажа рекомендуется воспользоваться уже готовыми элементами, что существенно упрощает сборку и улучшает эксплуатационные характеристики. Все недостающие детали находятся в инверторе, из которого уже был взят трансформатор.

Емкость конденсаторов, установленных в инверторе, может быть недостаточной для нормальной работы. Поэтому в случае необходимости они заменяются другими деталями, наиболее подходящими по своим параметрам. Далее выполняется ступенчатая регулировка тока, на точность которой влияют технические характеристики вторичной обмотки. Путем таких регулировок можно создать оборудование, способное работать в различных режимах.

Возможности сварки в кузовном ремонте

Необходимость осуществления сварочных работ при кузовном ремонте не вызывает сомнений. И чтобы процесс этот не отнимал время, а также позволял устранить многие проблемы своими руками, важно подобрать соответствующее оборудование.

Ремонт кузова не мыслим без контактной сварки

Сварочный процесс при ремонте кузова

Абсолютное большинство работ при ремонте кузова автомобиля может произведено посредством контактной сварки. Этот вид, являясь довольно-таки специфическим, применяется преимущественно по причине своей простоты, отсутствия расходных материалов и высокого уровня производительности.

Подробнее о контактной сварке

Согласно техническому определению данная разновидность сварочных работ представляет собой процесс, в ходе которого образуется неразъемное соединение. Такое соединение есть следствие нагрева металла посредством проходящего электрического тока, а также пластический деформации самой зоны соединения (последнее происходит в результате сжатия).

Существует несколько способов осуществления контактной сварки своими руками, включая и точечный. Такая схема предполагает соединение деталей по отдельным участкам, которые и называются точками.

Для получения сварной точки свариваемые детали (предварительно тщательно зачищенные) собираются внахлестку, сжимаются с определенным усилием, после чего через место их контакта пропускается токовый импульс. На границе контакта свариваемых деталей машина образует место расплава, именуемое ядром точки. Когда течение тока будет завершено, это ядро закристаллизуется и образует весьма прочное соединение.

Высверливание перед соединением деталей

Существует ряд факторов, способных оказать влияние на качество, т.е. прочность точки и ее размер:

• Речь идет о таком параметре, как усилие сжатия;
• Определенную роль играет и показатель величины сварочного тока, который выдает машина;
• Важна также длительность токового импульса;
• Наконец, имеет значение диаметр контактной поверхности электродов.

Применяемые аппараты

Контактная сварка своими руками при кузовных работах осуществляется при помощи соответствующих сварочных аппаратов. Схема их применения предполагает следующее: машина (аппарат иными словами) нагревается, и происходит в результате тепловыделения непосредственное сваривание в тех местах, где соединяются детали.

Получается, что любой аппарат основан на принципе нагревания места сваривания током с одновременным воздействием давления.

Может быть использована стационарная машина, а также машина подвесная либо мобильная (для ручной работы). Каждый такой аппарат, в свою очередь, делится на определенные разновидности с учетом способа сварки.

Схема каждого аппарата предполагает наличие ряда частей: электрической, механической, гидросистемы, пневмосистемы (или же системы водяного охлаждения).

Аппарат для контактной сварки вполне может быть сконструирован своими руками, о чем мы и предлагаем поговорить подробнее.

Образец заводского шва

Самостоятельная сборка аппарата

Аппарат для осуществления контактной сварки состоит из двух узлов:

• Сварочный выносной пистолет;
• Блок питания.

Порядок ручной сборки хорошо демонстрируют многочисленные видео. Процесс изготовления пистолета начинается с того, что следует создать переходник и электроды. Для этого берется текстолитовый лист и из него вырезаются накладки (габариты определяются под собственную руку). Затем нужно просверлить каналы в ламподержателе для проводов. Эти провода будут вести к лампе подсветки.

К готовым накладкам крепится при помощи винтов и двух держателей микропереключатель. Из полосы оргстекла можно изогнуть распорные планки, учитывая при этом их расположение на накладках. Не следует забывать и о размещении проходящего через рукоятку сварочного кабеля.

Конец такого кабеля опаивается, потом вставляется в отверстие переходника и фиксируется винтом. Острые кромки накладок рекомендуется притупить. Важно обмотать рукоятку изоляционной лентой. Готовый вариант, опять же, отлично рассматривается на видео.

Что касается блока питания, то он собирается из реле на сварочном трансформаторе и на тиристоре. Электрод подключается к одному выводу низковольтной обмотки при помощи сварочного кабеля. Второй вывод во время ручной сварки должен надежно соединяться с самой массивной деталью, подлежащей свариванию.

К сети первичная обмотка трансформатора подключается посредством диодного моста и включенного в его диагональ тиристора. При этом необходим и вспомогательный трансформатор для обеспечения управления тиристоров и лампой подсветки.

То есть самодельная контактная сварка вполне возможна. После окончания сборки сварочная машина должна быть протестирована. Готовый аппарат (как он выглядит, показывают видео) позволит выполнять многие работы.

Таким образом, при сборке своими руками соответствующего аппарата контактной сварки необходимо запастись вышеуказанными элементами для пистолета, а также для трансформатора. Поскольку именно трансформатор влияет на то, каким будет в итоге аппарат по размерам, именно с него и рекомендуется начать процесс сборки.

Как делается точечная сварка своими руками и что нужно знать

Предисловие

Изготавливается точечная сварка своими руками буквально за несколько часов. Это не высокотехнологический механизм, который должен собираться только на заводе и скоро вы в этом убедитесь! Сейчас мы соберем аппарат, технические характеристики которого не будут уступать показателям купленного товара!

Собираем трансформатор

Самой важной деталью, сердцем любого электроприбора такого типа является трансформатор, с помощью которого мы будет получать необходимое напряжение. Коэффициент трансформации должен быть очень большим, поэтому сразу обращаем свое внимание на мощные и объемные микроволновые печи – именно там можно раздобыть необходимый элемент. Мощность должна быть около 1 кВт – это идеальный вариант, но, при отсутствии такового, подойдет и на 700-800 Вт. В микроволновке трансформатор повышающего типа, выдает до 4 кВт для питания магнетрона. Именно то, что нам надо. Рассматриваем пошаговую инструкцию по изготовлению необходимого трансформатора.

Шаг 1Достаем трансформатор из микроволновки.

Не стоит ее сразу разбирать при помощи молота – она нам пригодится целиком. Откручиваем основу, снимаем все крепления, достаем.

Шаг 2Сбиваем вторичную обмотку.

Нам надо только первичная (это та, что внутри, на ней провод намного толще и его меньше). Можно сделать это зубилом, молотком, ножовкой, даже высверлить углы элект рической дрелью – чем угодно, лишь бы результат был тот, что надо. Ваша задача: не повредить первичную обмотку и магнитопровод, а со всем остальным можете поступать как захотите, хоть на металлолом.

Шаг 3Наматываем вторичную обмотку.

Нам надо получить в результате ток около 1000 А, поэтому идем на рынок и покупаем провод диаметром от 1 см. Он дорогой, но без него никак не обойтись. Если хотите сэкономить – покупайте его пучком, а не один цельный – на ход дела это не влияет.

Шаг 4Делаем 2-3 витка.

Делаем 2-3 витка вторичной обмотки, на выходе получаем около 2В. Чем больше всунете в окно, тем больше напряжение будет, хотя после 3 витков в окне уже не остается места. Если нужен мощный аппарат, тогда можно разобрать еще 1 микроволновку или найти дополнительный трансформатор и соединить 2 вместе. Можно будет работать с металлом до 5 мм толщиной.

Шаг 5Проверяем направление обмоток.

При помощи вольтметра проверяем направление обмоток, а также наличие коротких замыканий. Если таковых не прослеживается, можно переходить к дальнейшим работам.

Шаг 6Проверить силу тока.

При соединении 2 и более трансформаторных обмоток надо проверить на выходе силу тока. Если она будет более 2000 А – уменьшайте ее. Это приведет к перепадам напряжения сети и вы просто не отобьетесь от соседей, которые будут бегать с жалобами на вас.

Делаем электроды

Здесь все проще пареной репы. Электроды покупаем на металлоломе или рынке, для этого подойдут прутики из меди диаметром от 1.5 см. Главное запомнить принцип – диаметр электрода не должен быть меньше диаметра провода и все. Если сварка ваша слабая, тогда можно уничтожить 2 паяльника и взять с них жала – идеальные и стойкие электроды, которые прослужат долго!

Провод, который подходит к электроду, должен иметь минимальную длину, чтобы уменьшить потери тока. Для соединения используется медный наконечник или отверстие, которое можно проделать эле ктрической дрелью и сверлом на 8. Затягиваем болтовое соединение и стержень уже никуда не убежит. Можно спаять наконечник с проводом, чтобы избежать окисления, которое возникнет при первом запуске аппарата. Неспаянные контакты могут создавать дополнительное сопротивление, которое очень заметно при малой мощности аппарата.

Единственное преимущество болтовых соединений – электроды можно будет удалить быстро, а так придется полностью перепаивать. Делают это часто при интенсивной эксплуатации, поэтому есть смысл скреплять именно так. Болты и гайки проще купить медные – результат будет намного лучше. Самодельная контактная сварка получится «веселая», снять электрод можно за минуту, вместо того, чтобы полдня их паять.

Управление процессом и «инфраструктура»

Сюда можно отнести рычаг и выключатели. Без хорошей силы сжатия вам просто не обойтись, особенно, при сваривании толстых листов металла. Именно поэтому надо позаботиться о качественном рычаге. В производственных масштабах сила может достигать 50-100 и даже 1000 кг, но нам достаточно будет 30 кг, поэтому рычаг делаем в меру длинным, чтобы сделанная контактная сварка своими руками отличалась удобством.

Лучше всего начало плеча рычага вытянуть из стола, чтобы упор был именно на него, а не на аппарат (подходит для стационарных сварочных устройств). Длина ручки должна быть около 60 сантиметров с креплением на ¾ снизу, чтобы плечо на зажим было равно не менее как 1:10. Тогда, при оказании 2 кг на ручку, вы будете давить до 20 кг на металл, прислоняющийся к рабочей поверхности.

Что касается выключателя, то здесь все просто: ставим его на первичную обмотку, поскольку на вторичной обмотке будет очень большой ток, сопротивление выключателя будет мешать работать аппарату. Можно вынести рычаг на ручку – оригинально и очень практично. Вы сможете включать аппарат только после контакта металлов, что снизит затраты электроэнергии и обезопасит от искр.

Точечная сварка самодельная уже готова и теперь достаточно просто испытать ее в работе, чтобы проверить всю правильность сборки. Она подойдет для сваривания металла толщиной до 2-3 миллиметров при использовании трансформатора на 1 кВт и до 5 мм при последовательном соединении двух и более!

В связи с тем, что сварочный контакт в течение времени, который намного меньше плавления плавлением, обеспечивает большую производительность и меньшую гибкость работы, поскольку

Контактная сварка. Типы контактной сварки.

Поскольку процесс является простым для автоматизации и более легким интегрированным поточным конвейерами, этот метод лучше используется для массового производства и массового производства.

Этот метод использовался в автомобильной и аэрокосмической промышленности.

Поскольку соединения, полученные контактной сваркой, очень высокая прочность и качество, не зависят от качества сварки, этот метод находит применение в других отраслях.

С толщиной сварочного шва, соединитесь от сотен до десятков миллиметров, а также десятков мм.

Также сварка нефте- и газопроводов.

Для роботов используются системы с повышенной частотой напряжения питания, что позволяет уменьшить размеры трансформатора.

Классификация методов сварки

В соответствии с ГОСТ 158-78-77 «Контактные сварные и сварные соединения» различают 3 основных типа:

— точечная сварка;
— сварка швом;
— Прямая сварка.

Однако серия этих методов достигает 300 имен.

Точечная сварка (Kt) — метод, в котором детали свариваются в отдельных точках с двумя электродами и прикладывается к ним давление сварки, переносящий сварочный ток.

время импульсной сварки

Снимите давление, часть охладите и получите отливку сердечника.

Конструкция сварного соединения (образного сердечника определенного размера) определяется двумя важными физическими явлениями:

1. Сварка металлов сварочным током
Q = J ^ 2cRtu
второй

Теплоотдача из зоны сварки λ-теплопроводность

Зв В диапазоне электродов тепло выделяется при прохождении тока и тепла, переносится на массу работы и действие электрода.

потому что

Э. Томсон решил использовать медный электрод и λcu >> Если форма литого сердечника имеет линзовидную форму, она благоприятна для сварного соединения.

Если Jcb и Tcc увеличены, расплавленное сердцевина начинает развиваться.

Зв использование литых электродов и повышенная теплоотдача в них по сравнению с массой работы определяют развитие процесса плавления в литейном сердечнике точно в массе работы, а не в электроде.

В этом отношении вероятность отказа снижается путем плавления в сердцевине, т.е.

Ожоги сложны, что определяет эффективность точечной сварки.

Рельефная сварка — это может быть связано с одним из типов сварки на месте.

Точечное сварочное соединение создается локальным нагревом работы с электрическим током и пластической деформацией в области соединения из-за сжимающего усилия.

Q (R) — из-за повышенной устойчивости;
— Q (λ) — металлы активно перенаправляют тепло.

Соединение создается из-за двух эффектов:

QI ^ 2R
— Qλ

Защитный сварочный контакт (Цилиндр)

Rm — Шовное уплотнение перекрывает сварные детали на линии потока цилиндров (электродов), нажимая части со стороны, которые подают поток JSV и движущиеся части со скоростью сварки VSV — даже через эти ролики.

Он используется в случаях, когда сварные соединения должны быть герметизированы сварочными контактами.

Герметичное шитье — для сварочных емкостей, газовых баллонов, резервуаров, полостей и т. Д.

J = I / S — плотность тока
Jš — ток

Процесс осуществляется путем удаления тепла и тепла.

Сварка шва делится на три процесса:

— непрерывно

С помощью этого метода, когда поток постоянно непрерывно выполняется, получается непрерывный шов без отличительной отливки сердечника, который перекрывается.

Недостатком является увеличение нагрева электрода и необходимость частого потока.

— Отдельные импульсы (прерывание)

— Q = f (λ) (tcb + tn)

Изменение амплитуды тока JSV, длительность его генерации — Jc, длительность разрыва — tn и скорость сварки — USV может регулировать количество перекрытий LN литых сердечников, которые обычно достаточны до 25%, но не должны выполняться ln>50%.

Благодаря лучшему удару электрода их сопротивление значительно улучшается.

При сварке жаропрочных сталей с низкой теплопроводностью и высокой устойчивостью к деформации при высоком t (тепловое сопротивление) увеличиваются силы сварки, т.е.

этап сварки.

Ступенчатая сварка — сварочный ток прерывается, электроды останавливаются при прохождении сварочного тока.

Он обеспечивает более надежный контакт в диапазоне тока, когда электроды останавливаются и проходит импульс сварки.

После выключения тока сварочные усилия в области контакта избегают горячих трещин.

Контакт — сварка

Существует несколько типов сварочных контактов (Ks).

Рассмотрим метод устойчивость к сварке , в то время как части сначала прижимаются к электродам с помощью губок (призматических электродов), чтобы обеспечить электрический контакт и неспособность проскользнуть через электроды.

Затем он сжимается силой сварки P, сварочный ток включается, а части в соединении нагреваются этим током Ic.

Затем поместите Розадку в 1,5-2 раза меньше, чем нагрев, затем включите ток, и детали находятся под воздействием осадков P.

В тот момент, когда используется наименьший деформируемый резистор, применяется сила осадка, и ток отключается, а металлические слои, нагретые до высокой пластичности, сжимаются от пересечения к периферии.

В то же время остаточные оксидные пленки и соты (металл на окраине зоны скрепления) удаляются из сустава.

Таким образом, мелкие детали диаметром до 20-40 мм свариваются, а соединение образуется в твердой фазе без плавления металла. Нагретый пластиковый металл вытесняется в град, и твердые нагретые частицы рабочего материала контактируют.

Недостатком является необходимость тщательной подготовки концов сварного шва и необходимость подключения больших мощностей к большой мощности завода.

Другой способ — сварка с оплавлением .

Он технологически отличается от резистивной сварки, поэтому напряжение в первичной обмотке трансформатора (и на вторичном) гарантируется до тех пор, пока концы распада не соприкоснутся.

Поскольку детали приближаются к контакту, отдельные микроскопы входят в контактную поверхность, число которых намного меньше, чем если бы детали были нажаты заранее.

Кайки разрушаются, а поверхность контакта увеличивается. При первом контакте сварочный ток возникает и происходит на нескольких микросферах, поэтому плотность тока в контакте отдельного микропространства настолько велика, что металл нагревается в миллисекундах и затем кипит. В этом случае происходит взрывное разрушение жидких контактных мостиков.

Новые контакты микросостояния контактируют с паром металлов, т.е.

Повышенное давление паров металла в соединении защищает область сварки, которая нагревается до tpl при взаимодействии с атмосферой.

При плавлении концы они работают в таком состоянии, что на поверхности появляется тонкий слой жидкого металла, который обеспечивает равномерный нагрев по всей площади сустава, к нему прикладывается сила осадка. Жидкий слой от концов сжимается до края стыка — в граде и под высоким давлением сжатые части детали входят в контакт,

телевизор. Я рядом с жидким слоем не намного ниже, чем tpl, и был очень пластичным, а затем частично и твердый металл сжимается в град, и под давлением образуется сильное сварное соединение с наименьшим количеством ошибок. продукты деградации и оксидные пленки были экструдированы в град.

Сварка сварочной сваркой обеспечивает лучшее соединение, так как металл на поверхности концов, где может произойти загрязнение, удаляется во время взрыва жидких мостиков во время процесса флегмы.

Жидкий слой и часть пластичного металла сжимаются в град, и полностью чистые (молодые) поверхности вступают в контакт.

Это не требует тщательной обработки сварных концов, как в случае резистивной сварки.

Кроме того, если сварочные детали с различным поперечным сечением образуют специальную краевую секцию, поверхность начального контакта уменьшается, процесс слияния более эффективен и процесс продолжается, детали нагреваются и имеют нормальную форму.

Защитная сварка с промежуточной оплатой или предварительный нагрев

Когда передняя сварка больших деталей: рельсы, трубы, магистральные трубопроводы — для облегчения начальной фазы процесса оплавления, используемый процесс включает в себя первые запасы, чтобы медленно уменьшать возникновение контакта и образовывать жидкий и металлический пар.

Затем детали нагреваются, и тепло, выделяемое в зоне слияния, распространяется на массу работы и нагревается.

Затем контакт между переключателями воссоздается до тех пор, пока концы не будут нагреты, так что дальнейший процесс будет непрерывным, без перерыва.

Поверните к облегченной сварке (С)

Это может быть связано с типами точечной сварки.

Он используется для сварки деталей, которые занимают большое пространственное положение.

Обычно процесс Scheme 1 не работает, потому что контакт со всеми частями нашей работы не может быть одинаковым из-за разницы в качестве устройства, условий деформации, местоположения контакта от текущего направляющего устройства.

Этот способ сварки сварочной сваркой происходит путем образования твердофазного соединения путем экструзии жидкой фазы на периферию.

Для обеспечения тех же условий для контактирования и деформирования большого количества деталей, необходимых для обеспечения надежного контакта с каждым электродом и частями в первой сварочной силе силы (или предыдущей силы прессования), которая сжимает все стержни.

Это должно обеспечить небольшую деформацию деталей, находящихся в контакте.

Затем силы удаляются до значения усилия сварки. Поскольку те же условия для контакта со всеми частями не гарантированы, но лучше сначала обеспечить импульс теплового насоса, при котором детали нагреваются в контакте и под действием силы сварки.

Тогда вы все еще можете Джоп, затем включите сварочный ток.

Для уменьшения базы используется сила ковки, и мы получаем многоточечное соединение с высоким качеством.

В начальной точке ток течет вдоль точек, площадь мала и ток высок, они начинают плавиться, а затем деформируются при сварке.

Мы убиваем сердечники и небольшие следы без каких-либо опор и плавников.

При однократной сварке получается несколько сварных соединений. Однако, если части имеют защитное покрытие, которое должно оставаться на поверхности после сварки, следует использовать только сварочную сварку, так как большая площадь поверхности между электродом и частью имеет низкую плотность тока, и покрытие останется.

Физико-химические условия образования соединений
Конструкция сварного шва при контактной сварке.

Сварка металлов сварочным током
Нагрев и плавление металлов в точке контакта с выделением энергии при прохождении через электрический ток. Ток течения при точечной сварке
Замена тока в контактной сварке в нескольких точках.

Сварка в зоне контакта и сварка швом
Факторы, влияющие на дизайн качественного сварного шва.

Сварка на полу
Точечные контакты при контактной сварке. Сварка швов
Слейте в виде шва последовательных точек.

Рельефная сварка
Сварка с контактом в подготовленном рельефе. Схемы управления коммутационными сварочными устройствами
Электрические схемы для обеспечения сварочного тока и напряжения на контактных машинах. Контакторы контактных машин
Устройства включения и выключения. Сварка или вторичная цепь контактных машин
Токоведущие элементы для высоких значений тока и силы сжатия.

Трансформаторы для контактных сварочных аппаратов
Характеристики трансформаторов для контактной сварки. Пневматическое оборудование для контактных машин
Устройства для сброса давления.
Также по теме:

Специальные методы

Режимы контактной сварки – это набор параметров, которые устанавливаются сварщиком перед началом работ. Параметры этих режимов сварки зависят от металлоизделия, которое планируется сваривать, опыта сварщика и прочего. Выбранные режимы сварки сказываются непосредственно на качестве полученного соединения: неправильно подобранные параметры могут привести к некачественному шву, который впоследствии может потрескаться.

Основными параметрами для контактной сварки будет:

• Сила электрического тока.
• Усиление сжатия для свариваемых деталей.
• Длительность протекания тока.

О разных режимах сварки, а конкретно контактного способа сваривания, мы поговорим далее.

Режимы сварки и их влияние на свариваемость металлов.

Режимы сварки подразделяются на два основных вида:

Отличаются оба вида длительностью воздействия тока на свариваемую деталь.

Жесткий режим сваривания металлоизделия предполагает непродолжительное воздействие тока на детали, тогда как мягкие режимы сварки наоборот – длительное воздействие.

Выбор того или иного вида зависит, в первую очередь, от металла, который необходимо сваривать: имеет значение его толщина, показатели теплопроводности и пр.

Так, жесткие режимы сваривания обычно применяются для металлов, имеющих большую толщину, но при этом меньшую теплопроводность. Например, режим сварки для низкоуглеродистой стали будет намного жестче, чем для сплавов из алюминия

Форма расплавления металла и нахождения зоны расплава во многом зависит от процессов тепловыделения и теплоотвода, которые происходят в электроде и собственно свариваемой детали.

Длительность воздействия тока влияет на тепловыделения и теплоотвод, а соответственно и на само сварное соединение.

При ведении сваривания в мягком режиме, форма и расположение литой зоны будет зависеть непосредственно от электрода и свариваемых материалов. Так, на мягком режиме сварки литое ядро находится на одинаковом расстоянии от поверхностей детали, это способствует тому, что неровности, образующиеся в процессе сваривания, смещаются в деталь, имеющую большую толщину.

Заметим, что при мягких режимах сваривания (при которых время нагрева металлоизделия значительно больше) зона термического воздействия также будет шире, чем при жестком сваривании.

При жестком сваривании это ядро будет находиться довольно симметрично по отношению к обеим свариваемым деталям.

Во время сваривания нужно учитывать, что теплоотвод в электроды при жестком сваривании минимальный, именно это позволяет при таком режиме сварки получать большую высоту литой зоны (другими словами жесткие режимы сваривания деталей, имеющих одинаковую толщину, дают большую глубину проплавления).

Качество полученных сварных соединений, выполненных при разных режимах сварки, оценивают по таким параметрам:

• Шов не должен иметь значительного разупрочнения в зоне соединения металлов.
• Недопустимо образование довольно хрупких структур в зоне соединения, которые впоследствии могут разрушиться.

  Особенно это относится к переходной зоне шва.

• Зона соединения должна быть однородной и плотной, литая и переходная зона не должны иметь видимых нарушений их сложности.
• Соединение должно быть достаточно прочным.
• Сварочные работы не должны снизить коррозионную стойкость металлоизделия.
• Деформации деталей допускаются в пределах нормы.

Отметим, что при выполнении контактной сварки соблюдение этих условий зависит от возможностей вашего оборудования для сваривания, собственно изделия, которое будет свариваться, опыта сварщика.

Имейте ввиду, что металлы, имеющие хорошие показатели свариваемости, позволяют сварщикам использовать разнообразные параметры для установки режима сваривания, а это, в свою очередь, позволяет получать более качественные соединения.

Способы контактной сварки и образование соединений.

Все способы и режимы контактной сварки основаны на нагреве деталей с помощью теплоты, которая выделяет при протекании по ним электрического тока.

Количество выделяющейся теплоты, главным образом, зависит от силы тока, времени его протекания по металлу, а также от сопротивления самого металла в зоне сварки.

Если проводится сваривание двух и более деталей, сжатых между собой, то к ним подводится электрический ток через обычные электроды.

Устройство точечной сварки

При этом напряжение может быть небольшим, от 3 В, а вот сила тока может достигать десятков тысяч ампер. Теплота, что является необходимой для сварки, выделяется в основном в деталях, в зоне контакта деталей друг с другом и их контакта с электродами. При этом существенное значение в режимах контактной сварки имеет электрическое сопротивление металлов.

Таким образом, делаем заключение, что выбор режима сварки зависит непосредственно от свойств выбранных материалов.

Режимы контактной сварки зависят от теплопроводности и толщины деталей.

Заметим, что при жёстких режимах количество выделяемой теплоты в разы больше, поэтому их используют только для металлов с низкой теплопроводностью, например для стали.

По физическим признакам контактная сварка относится к термомеханическому классу. Это значит, что она осуществляется с использованием тепловой энергии и давления. Тепло выделяется от специальных источников при прохождении электрического тока в месте контакта соединяемых деталей. Металл разогревается до пластического состояния и одновременно происходит его соединение при значительном сдавливании.

Такой вид сварки применяется для соединения черных, цветных и разнородных металлов.

3. Способы контактной сварки

В зависимости от способа контактной сварки может свариваться металл толщиной до 20 мм. Контактная сварка применяется во многих областях промышленности – самолето-, авио-, судо-, машиностроении, в энергетической отрасли, сельском хозяйстве, строительстве.

Способы контактной сварки

Основными способами сварки являются:

• точечная;
• шовная;
• стыковая.

Точечной сваркой происходит соединение внахлестку деталей, изготовленных из профильного, листового и полосового металла.

Соединяются детали, изготовленные как из однородного металла, так и разнородные, а также имеющие разную толщину. В зависимости от применяемого оборудования, сварка может осуществляться в одной точке или одновременно в нескольких.

Процесс точечной сварки состоит из следующих этапов:

• зачистки деталей;
• совмещения и укладки деталей между электродами сварочной машины;
• нагрева до состояния пластичности;
• сжатия электродов с необходимым усилием.

Зачистка деталей производится непосредственно перед сваркой механическим или химическим путем.

Удаляется ржавчина, окислы и другие загрязнения.
Для совмещения деталей используют специальные приспособления, называемые кондукторами.

Нагрев деталей в месте сварки осуществляется подачей кратковременного импульса (0,1 ÷ 3 сек.), который обеспечивает расплавление металла.

Мощность тока может достигать 100000А, а напряжение доходить до 10 В. Образуется жидкое ядро. После снятия импульса обеспечивается сжатие деталей для образования точки (происходит кристаллизация и остывание). Диаметр ядра в зависимости от применяемого оборудования и технологии сварки лежит в пределах от 4 до 12 мм.

Точечная сварка может происходить в 2 режимах:

Различаются они плотностью сварки и временем прохождения электрического тока.

При мягком режиме нагрев осуществляется постепенно (0,5 ÷ 3 сек.) умеренной силой тока (не превышает 100 А\мм2), а при жестком режиме время сварки протекает обычно в интервале 0,01 – 1,5 сек., а плотность тока составляет 120 ÷ 300 А/сек. Сжимающее усилие электродов лежит в пределах от 3 до 8 кн/мм2.

При шовной сварке или ее еще называют роликовой, детали соединяются тоже точками, которые могут, как не перекрывать друг друга, так и перекрывать.

Процесс сваривания происходит на специальных машинах, имеющих дисковые ролики-электроды. В процессе сваривания они вращаются, при этом плотно сжимая свариваемые детали. Оборудование может иметь один или два ролика-электрода. Такой сваркой изготавливают емкости различного назначения (бочки, трубы, бензобаки и т.д), где к изделиям предъявляются требования по герметичности.

Сварка шовная может выполняться 3 способами:

• шаговым;
• прерывистым;
• непрерывным.

Шаговой сваркой сваривают плакированные металлы, алюминий и его сплавы толщиной до 3 мм.

Детали свариваются с определенным шагом, при этом сварочный ток большой величины включается в момент остановки роликов.

Сварка шовная прерывистая выполняется для соединения металлов толщиной до 3 мм при следующих условиях:

• непрерывной подачи деталей в зону сварки;
• кратковременном прерывании тока при его прохождении по заготовкам.

В процессе сварки происходит перекрытие точек в результате правильного подбора скорости вращения роликов-электродов и частоты импульса сварочного тока.

Благодаря такому способу сварки и детали и ролики не перегреваются, что позволяет получить герметичный шов высокого качества.

Непрерывная шовная сварка отличается от прерывистой только тем, что при непрерывной подачи деталей в зону сварки происходит и непрерывное протекание тока. Такой вид сварки используется для деталей, изготовленных из низкоуглеродистых сталей толщиной до 1 мм, а также этим способом изготавливают детали неответственных конструкций.

Качество сварного шва получается невысоким, т.к. в процессе сваривания происходит перегрев свариваемых деталей и роликов-электродов.

Для контактной шовной сварки используют электроды Ø 40 ÷ 200 мм, изготовленные из чистой меди (марка М1), бронзы (кадмиевой, бериллиевой и др. видов) и их сплавов.

Сварка контактная стыковая в зависимости от способа ее исполнения используется для соединения встык деталей, изготовленные из самых различных материалов и их сочетаний, площадью до 1000 см2.

Таким способом сваривают стержни любой формы (круглые, прямоугольные) профили, рельсы, уголки, ободья колес и т.д. Для осуществления сварки стыковой разработано большое количество машин и аппаратов контактной сварки (споттеры), различающиеся по мощности и устройству.

Сущность сварки – детали в процессе нагрева соединяются по всей плоскости их касания.

Сварка может выполняться 2 способами:

• оплавлением;
• сопротивлением.

Сварка оплавлением получила широкое применение, т.к. не требует предварительной подготовки изделия под сварку. Она бывает двух видов – с предварительным подогревом деталей перед сваркой и без него (сварка непрерывным оплавлением).

Для осуществления стыковой контактной сварки выпускается широкий модельный ряд машин, которые имеют специальные зажимы, в которых закрепляют детали перед свариванием.

Зажимы установлены следующим образом – один на неподвижной плите, а второй на подвижной. При сближении деталей до соприкосновения, включается ток, который расплавляет металл до пластического состояния, затем происходит сжатие под действием усилия, величина которого зависит от толщины изделия и металла.

Таким образом происходит прочное соединение деталей.

Сварку оплавлением с предварительным подогревом осуществляют для металлов, которые способны в процессе сварки закаливаться. Этот подогрев способствует равномерному нагреву металла и его медленному охлаждению, что положительно сказывается на сварке.

Сварочные клещи

Сварочные клещи относятся к аппаратам подвесного типа.

Используются в промышленности и небольших ремонтных мастерских, а также в сервисных центрах. Толщина металлических деталей, сваренных с помощью таких аппаратов, не превышает 4 мм.

Клещи подсоединяются к сварочному трансформатору с помощью гибких проводов, что позволяет проводить работы в необходимом месте. И позволяет сваривать изделия больших габаритов.

Различные производители выпускают широкий модельный ряд сварочных клещей.

Некоторые из них позволяют дистанционно осуществлять выбор программ сварки, изменять положение сварки в процессе работы, осуществлять автоповтор сварки, контролировать состояние электродов и даже выдавать сообщение о необходимости замены электродов или необходимости их зачистки.

Изготовление контактной сварки своими руками

Загородный дом всегда требует особенных забот от хозяина. Их гораздо больше, чем в квартире. Ремонт и перестройка дома, сооружение декоративных мостиков и беседок, возведение фундаментов и перекрытий, все эти работы требуют умения работать не только с деревом, но и с металлом. Инструменты и приспособления для таких работ нужны соответствующие.

Мастерство и опыт, умение работать и придумывать интересные проекты порой упирается только в одно: не все работы хозяин может сделать самостоятельно. И это очень часто останавливает интересные творческие задумки.

Как правило, так случается, если речь заходит о сварке. Считается, что сварить металлические конструкции без специалиста со специальным аппаратом невозможно. Да, конечно, аккуратный шов не всякий сварщик сделает.

Безусловно, сварку мостовых конструкций и перекрытий зданий должны выполнять профессионалы. Но сделать из металлических прутов садовую калитку или каркас для декоративной композиции по силам и любителю. Если у него есть специальное приспособление.

Оказывается, сделать такой самодельный сварочный агрегат достаточно просто и умельцы давно придумали конструкцию.

Контактная сварка своими руками изготавливается достаточно быстро при наличии у человека элементарных знаний и умений в электротехнике.

Для изготовления агрегата потребуются следующие материалы и приспособления:

• трансформатор силовой;
• выключатель;
• таймер времени;
• медный прут с диаметром 1,5 см;
• медный провод с диаметром один сантиметр.

Таймер времени при отсутствии навыков в радиотехнике лучше всего приобрести в специализированном магазине.

Изготовление трансформатора для контактной сварки

Важнейшей деталью аппарата предназначенного для проведения контактной сварки является трансформатор. Этот агрегат позволяет получить требуемое напряжение для проведения сварочных работ.

Коэффициент трансформации должен иметь высокое значение, по этой причине для изготовления этого элемента сварочного аппарата лучше всего использовать устройства, которые входят в комплектацию микроволновых печей. Мощность этого компонента агрегата должна быть не менее одного киловатта. В микроволновых печах, как правило, применяется агрегат с мощностью до 4 кВт.

Трансформатор извлекается из микроволновки, с него снимается вторичная обмотка.

Для изготовления сварочного трансформатора потребуется только первичная обмотка агрегата. При снятии провода все операции по разборке следует проводить очень аккуратно.

Виды и характеристика контактной сварки

Это требуется для того чтобы в процессе изготовления не повредить медный провод первичной обмотки и магнитопровод.

После проведение подготовительного этапа осуществляется изготовление вторичной обмотки. На выходе из агрегата нужно получить ток в 1000 А. Для этой цели применяется медный провод с диаметром 1 см. При изготовлении из такого медного провода получается 2-3 витка в устройстве. На выходе из силового устройства напряжение составляет около 2 вольт.

Использование такого трансформатора в устройстве сварочного аппарата для контактной сварки позволяет работать с металлом толщиной до 5 мм. После наматывания медного провода проверяется направление обмоток, помимо этого на этом этапе изготовления проверяется наличие трансформаторе коротких замыканий. При отсутствии последних приступают к дальнейшему процессу изготовления. При использовании в конструкции сварочного устройства двух и более трансформаторов проверяется сила тока на выходе — она не должна быть более 2000 А.

В случае превышения этого значения следует уменьшить силу тока, так как высокая сила тока провоцирует значительные перепады в бытовой электросети в период работы аппарата. После намотки медного провода и проверки параметров трансформатора он является готовым к использованию.

Изготовление электродов для аппарата контактной сварки

Изготовление электродов осуществляется из толстых медных прутиков, диаметр которых равен 1,5 см.

При изготовлении электродов нужно придерживаться строго правила гласящего о том, что толщина электрода должна быть не меньше провода используемого во вторичной обмотке устройства.

В случае использования трансформатора невысокой мощности в качестве сварочных электродов можно использовать жала от пары паяльников. Жала от паяльников обладают одним несомненным преимуществом — они являются стойкими и благодаря этому прослужат на протяжении длительного времени.

Провода подключаемые к электродам должны иметь минимальную длину, это требуется для того чтобы уменьшить потери тока. Для подключения провода к электроду используется медный наконечник или отверстие в электроде, проделанное при помощи дрели.

Провод крепится к электроду при помощи болтового соединения. Для лучшего контакта провод с наконечником лучше всего спаять, это будет препятствовать процессу окисления и потерям тока в процессе окисления.

Преимуществом болтового соединения является возможность быстрого удаления электродов. При осуществлении соединения путем пайки в случае необходимости замены электродов потребуется перепаивание стыков, что занимает большое количество времени.

Управление сварочным процессом и инфраструктура сварочного аппарата

Контактная сварка своими руками изготовленная требует оснащения рычагом управления и выключателями.

Качество сваривания металлических изделий обеспечивается не только силой тока, но и силой сжатия. Для этой цели аппарат оснащается рычагом. Сила сжатия, особенно огромную роль, играет при сваривании толстых листов металла.

При осуществлении сваривания в домашних условиях сила сжатия должна быть не меньше 30 кг, по этой причине рычаг нужно сделать соответствующей длины. Это обеспечит удобство в работе со сварочным аппаратом и высокое качество сваривания деталей. Длина ручки рычага для обеспечения степени сжатия должна быть равна 60 см.

Крепление рычага осуществляется на 3/4 снизу. Таким образом, соотношения плеча на зажим равно 1:10. При такой конструкции рычага, в случае оказания давления на рычаг в один килограмм, на металл осуществляется давление в десять килограмм.

Выключатель устанавливается на первичной обмотке трансформатора, так как во вторичной обмотке устройства циркулирует большой ток, а сопротивление выключателя в цепи вторичной обмотке будет приводить к потере тока.

Для удобства работы выключатель выносится на рукоятку рычага, это позволяет осуществлять подачу электрической энергии на аппарат только после осуществления контакта металла с электродами устройства. Такое размещение выключателя позволяет в значительной мере осуществлять экономию электроэнергии за счет отсутствия холостой работы устройства.

При работе с тонким металлом лучше всего в цепь управления сварочным устройством вмонтировать таймер времени.

Таймер времени позволяет регулировать время работы агрегата, для охлаждения устройства и компонентов, входящих в его состав, можно использовать кулер от старого стационарного компьютера.

После окончания сборки устройства следует провести его испытания.

СПОСОБЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

Различают стыковую, точечную и шовную сварку.

Стыковая контактная сварка

Стыковая контактная сварка — способ контактной сварки, при котором заготовки свариваются по всей площади касания.

Схема контактной стыковой сварки приведена на рис.1 . Свариваемые заготовки 1 закрепляют в зажимах стыковой машины. Зажим 3 установлен на неподвижной плите 2 , зажим 4 — на подвижной плите 5 . Сварочный трансформатор 6 соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети переменного тока через включающее устройство. При помощи механизма давления подвижная плита 5 перемещается, свариваемые заготовки 1 сжимаются под действием усилия Р .

Различают стыковую сварку сопротивлением и оплавлением.

Сваркa сопротивлением — стыковая сварка с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой. Сваркой оплавлением называется стыковая сварка с разогревом стыка до оплавления и последующей осадкой.

Параметрами режима контактной стыковой сварки являются плотность тока j (А/мм2), удельное усилие сжатия торцов заготовок p (Мпа), время протекания тока t (с) и установочная длина L (мм).

Установочной длиной L называют расстояние от торца заготовки до внутреннего края электрода стыковой машины, измеренное до начала сварки.

Для правильного формирования сварного соединения и высоких механических свойств соединения необходимо, чтобы процесс протекал в определенной последовательности. Совместное графическое изображение изменения тока I и давления Р при сварке называется циклом или циклограммой контактной машины .

Контактная стыковая сварка сопротивлением.

Цикл стыковой сварки сопротивлением представлен на рис.2.

При сварке сопротивлением чисто обработанные торцы свариваемых заготовок приводят в соприкосновение и сдавливают усилием Р .

Затем включают сварочный ток I . После нагрева металла в зоне контакта до пластического состояния увеличивают усилие (осаживают заготовки) и одновременно выключают ток. При этом происходят пластическая деформация металла в стыке и образование соединения в твердом состоянии.

При сварке сопротивлением трудно обеспечить равномерный нагрев заготовок по сечению и достаточно полное удаление окисных пленок. Поэтому сварка сопротивлением используется ограниченно.

Этим способом сваривают одинаковые заготовки простой формы (круг, квадрат, прямоугольник с малым отношением сторон) малого сечения (до 250 мм2) из низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей и цветных металлов и сплавов.

Контактная стыковая сварка оплавлением в отличие от стыковой сварки сопротивлением не требует предварительной подготовки торцов заготовок.

Стыковая сварка оплавлением имеет две разновидности: непрерывным и прерывистым оплавлением.

При непрерывном оплавлении заготовки сближают при включенном сварочном токе и очень малом усилии. В начале соприкосновение заготовок происходит по отдельным небольшим площадкам, через которые проходит ток высокой плотности, вызывающий оплавление заготовок в результате непрерывного образования и разрушения контактов — перемычек междуих торцами.

В результате оплавления на торце образуется слой жидкого металла. Затем производят осадку и выключение тока. При осадке жидкий металл вместе с загрязнениями и оксидными пленками выдавливается из стыка, образуя грат.

Соединение при этом образуется в твердом состоянии. Цикл сварки непрерывным оплавлением показан на рис.3 .

При прерывистом оплавлении зажатые заготовки сближают под током, приводят их в кратковременное соприкосновение и вновь разъединяют на небольшое расстояние.

Повторяя одно за другим сближение и разъединение, производят оплавление всего сечения. Затем ток выключают и производят осадку заготовок.

Стыковой сваркой оплавлением можно сваривать заготовки с различными сечениями, как простой, так и сложной формы, из однородных или разнородных металлов. Сварка непрерывным оплавлением применяется для соединения заготовок сечением до 1000 мм2, а прерывистым оплавленном — до 10 000 мм2.

Наиболее типичными изделиями, свариваемыми стыковой сваркой, являются элементы трубчатых конструкций, колеса, кольца, рельсы, железобетонная арматура и др.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

7. Что называется стыковой сваркой?

8. Какова последовательность технологических операций при сварке

сопротивлением и оплавлением?

Чем отличается стыковая сварка сопротивлением от стыковой сварки оплавлением?

10. Чем отличается стыковая сварка непрерывным оплавлением от стыковой сварки прерывистым оплавлением?

В каких случаях целесообразно применять стыковую сварку сопротивлением? А когда оплавлением (непрерывным или прерывистым)?

Контактная точечная сварка

Точечная сварка — вид контактной сварки, при котором заготовки соединяются в отдельных точках.

Поверхности заготовок перед сваркой тщательно очищают от грязи, масла и оксидных пленок (наждачным кругом, металлической щеткой или травлением).

При точечной сварке (рис.4) заготовки собранные внахлестку, сжимает электродами, связанными со сварочным трансформатором, при включении которого заготовки в месте контакта нагреваются электрическим током до появления расплавленной зоны (ядра точки).

Затем ток выключают, а усилия сжатия некоторое время сохраняют постоянными для того, чтобы кристаллизация расплавленного металла точки проходила под давлением. Тем самим предотвращается образование усадочных дефектов — трещин, рыхлот и т.п. В некоторых случаях для улучшения структуры сварной точки усилие сжатия перед выключением тока увеличивается (проковка точки).

Точечная сварка по количеству одновременно свариваемых точек может быть одно- , двух- и многоточечной.

По способу подвода тока точечная сварка может быть двусторонней (рис.4а ) и односторонней (рис.4б )

При двусторонней сварке ток подводят к верхней и нижней заготовкам, при односторонней — к одной из них.

Для повышения плотности тока в зоне соединения при одностороннем токоподводе, заготовки располагают на токоподводящей медной подкладке. Одностороннюю сварку применяют при затрудненном доступе к одной из заготовок, а также при необходимости увеличения производительности процесса, так как в этом случае можно одновременно сваривать две точки.

Один из циклов точечной сварки — цикл с проковкой представлен на рис 5 .

Весь цикл сварки состоит из четырех периодов: сжатие свариваемых заготовок электродами включение тока и разогрев места контакта до температуры плавленая с образованием литого ядра точки; выключение тока и увеличение усилия сжатия (проковка точки); снятие усилия с электродов.

Режим точечной сварки может быть мягким и жестким.

Мягкий режим характеризуется относительно малой плотностью тока (j=80…160A/мм2) и большим временем его протекания (Т=0,5…3с) при сравнительно малом удельном давлении (р=15…40МПа). Жесткий режим характеризуется большой плотностью тока (j=160…350А/мм2), большим удельным давлением (р=40…150МПа) и малым временем протекания тока (t=0,001…0,1с). Мягкие режимы применяют преимущественно при сварке углеродистых и низколегированных сталей, жесткие – коррозионностойких сталей, алюминиевых и медных сплавов.

Точечной сваркой можно сваривать листовые заготовки одинаковой или разной толщины, пересекающиеся стержни, листовые заготовки со стержнями или профильными заготовками (уголками, швеллерами и т.п.), изготовленными из низкоуглеродистых, углеродистых, низколегированных и коррозионно-стойких сталей, алюминиевых и медных сплавов.

Толщина свариваемых металлов составляет 0,5-6 мм, а в отдельных случаях может достигать 30 мм.

Многоточечная контактная сварка — разновидность контактной сварки, когда за один цикл свариваются несколько точек.

Многоточечную сварку выполняют по принципу односторонней точечной сварки. Многоточечные машины могут иметь от одной пары до 100 пар электродов, соответственно можно сваривать 2 — 200 точек одновременно. Многоточечную сварку применяют в основном в массовом производстве;

Разновидностью точечной сварки является и рельефная сварка ,

Рельефная сварка

Рельефная сварка — способ точечной контактной сварки, при котором расположение точек определяется заранее подготовленными выступами (рельефами) в заготовке 2 .

При рельефной сварке (рис.6 ) заготовки 2 и 4 зажимают между плоскими электродами 5 и 1 (контактными плитами). Соединение происходит в точках 3 (определяемых выступами), которые получает штамповкой в одной из заготовок.

При включении тока верхний электрод сжимает заготовки и спрессовывает их до полного уничтожения выступов. Таким образом, за один ход машины выполняют столько сварных точек, сколько выступов оказалось между электродами; Этот способ высокопроизводителен.

Недостатком является значительная потребляемая мощность.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

Что называется точечной сваркой?

13. Какова последовательность технологических операций при точечной сварке?

14. Чем отличается двусторонняя точечная сварка от односторонней?

15. На каких режимах выполняют точечную сварку?

Чем отличается мягкий режим от жесткого?

17. Для сварки каких изделий применяют точечную сварку?

18. Что называется многоточечной сваркой?

19. Что называется рельефной сваркой?

Контактная шовная сварка

Шовная сварка — вид контактной сварки, при которой сварной шов образуется путем постановки последовательного ряда перекрывающих друг друга точек, что обусловливает его плотность и герметичность.

При шовной сварке подвод тока i передачу усилия Р к заготовкам 1 и их перемещение осуществляют через вращающиеся дисковые электроды — ролики 2 (рис.7 ).

Перед сваркой заготовки с очищенными поверхностями от грязи масла и оксидных плёнок собирают внахлестку. Ровную сварку так же как и точечную можно выполнять при двусторонней (рис.7а ) и одностороннем (рис.76 ) подведении тока.

На рис.8 представлены наиболее распространенные циклограммы шовной сварки с непрерывным включением тока (а ) и с прерывистым (б) при непрерывном вращении роликов.

Последовательность операций такая же, как и при точечной сварке.

Первый цикл предназначен для сварки коротких швов и металлов и сплавов, не склонных к росту зерна и не претерпевающих заметных структурных превращений при перегреве околошовной зоны (низкоуглеродистые и низколегированные стали); второй цикл для сварки длинных швов и металлов и сплавов, для которых опасен перегрев околошовной зоны (нержавеющие стали, алюминевые сплавы).

Основными параметрами режима шовной сварки являются: плотность тока j в А/мм2» удельное давление р в МПа и скорость сварки vсв м/ч.

Шовная сварка широко используется в массовом производстве для изготовления различных емкостей, резервуаров, топливных баков автомобиля и т.д.

из низкоуглеродистых, легированных конструкционных сталей, а также цветных металлов и сплавов, Толщина свариваемых листов составляет 0,3…3 мм.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

20. Что называется шовной сваркой?

21. Какова последовательность технологических операций при шовной сварке?

Описание процесса самостоятельной сборки точечной сварки

В каких случаях применяют прерывистую шовную сварку, а когда непрерывную?

23.Для каких конструкций целесообразно применять шовную сварку?

ЗАДАНИЕ

Для одного из вариантов разработайте технологический процесс сборки и точечной сварки балки из низкоуглеродистой стали (рис.9 ).

Шаг точек t=3dt . Производство крупносерийное.

1. Укажите подготовку заготовок под сварку . По толщине свариваемых заготовок выберите тип машины и укажите ее технические данные .

Рассчитайте площадь контактной поверхности электрода . По значениям плотности тока j (А/мм2) и давления р (МПа) определите сварочный ток J (А) и усилие Р (МН), приложенное на электродах. Определите время сварки изделия t (с).

2. Начертите и опишите цикл точечной сварки.

Когда то я озадачился созданием точечной сварки своими руками для соединения аккумуляторов 18650. Сначала был собран таймер на 555, потом на микроконтроллере pic16f628a. Для него была написана самодельная прошивка, управление энкодером с нажатием, от 0.01 сек до 10 сек и до 10 импульсов. Но этот аппарат точечной сварки давно продан и мне нужно было чем то сваривать аккумуляторы 18650. Для этого на aliexpress был заказан этот таймер за 11.14$ или около 700 российских руб.
Приехало чуть быстрее чем за месяц.
Посмотрим что он из себя представляет.

Что такое контактная сварка?
Берем большой транс, чтоб пробки в квартире не выбивало (от микроволновки например). Срезаем вторичку, первичка на 220 остаётся. Выбираем шунт. Вместо тысяч витков старой вторички запихиваем 2-5 витков толстого провода. Для сварки аккумов можно 3-5 витков сечением 35мм. Для более толстых пластин и проволоки 2 витка сечением 70-120мм. Оконцовываем толстые проводки. Крепим к концам провода электроды в зависимости от задачи. И если подать на первичку транса 220 вольт, то во вторичке пойдет ток в районе 1000А, который разогревает место контакта электродов с металлом. Если это толстое железо или проволока то выдержка обычно большая, несколько секунд и можно просто подавать 220 вольт на транс через автомат или любым другим ручным методом. Если же варить круглые литиевые аккумы, то там тонкие пластины 0.1-0.3мм и нужны очень короткие выдержки, при этом они должны быть одинаковыми для повторяемости результатов. Прожиг аккумуляторов недопустим, разгерметизация банки - банка на выброс. Вот для замены автомата или кнопки, для того чтоб точно выставить короткую выдержку и применяется этот таймер.
Для тех, кто мало представляет что это такое и с чем его едят, можно почитать:

Упаковано хорошо, картонная коробочка и внутри плата под несколькими слоями вспененного полиэтилена. Если играть коробкой в футбол то ничего не повредится.
Внутри плата с хорошего качества.

Микросехема контроллера от STMicroelectronics STM8S003F3, триггер Шмитта 74hc14d, оптрон moc3021 и pc817, симистор BTA41600B, стабилизатор lm317k диоды и прочая обвязка.








Силовой симистор желательно прикрутить на радиатор через термопасту. Можно прикрутить его прямо на корпус контактной сварки, но тогда это нужно делать через изолятор. Слюдяная прокладка и изолятор на винт крепления. Плата разделена на две части белой полосой - та часть, которая ближе к симистору, находится под опасным напряжением 220 вольт. Китайские иероглифы возле этой полосы как раз об этом говорят. Большая часть платы контактной сварки находится под низким напряжением и безопасна.

Расшифровка надписей возле светодиодов по порядку от ручек регуляторов:
- Состояние. Светит когда есть питание.
- Статус. Мигает в норме и горит когда подключено постоянное напряжение. При питании постоянным напряжением плата работать не будет.
- Педаль. Тухнет когда нажата педаль.
- Триггер. Светит пока открыт симистор и идет сварка.

Выносной дисплей таймера для точечной сварки содержит несколько светодиодных семисегментных индикаторов, драйвер LED семисегментного индикатора TM1650, и обвязку к нему.

Для работы контактной сварки кроме этой платы таймера нужны:

- Питающий трансформатор на переменное напряжение 9-12в. От постоянки плата не работает. Не видит импульсы сети. Должен мигать второй слева светодиод, от постоянки он не мигает. Большая мощность трансформатора не нужна, от него питается только логика. Зарядка от сотового не подойдет. Готовый подходящий транс есть у этого же продавца. Нужно выбрать версию 220в, стоит меньше 6$ или 370 руб.
- Педаль или кнопка. Что то, что будет замыкать контакты на плате. Нормально разомкнутая.
Готовая педаль от продавца стоит примерно столько же.
- Трансформатор контактной сварки. Силовая часть то есть. Ну если вы интересуетесь такой платой то наверное знаете что это такое. Это трансформатор с первичной обмоткой на 220В и вторичной на низкое напряжение (1-6В) и большой ток (100-1000А). Этот ток и варит.
Этот таймер коммутирует первичку, то есть дает напряжение на первичную обмотку силового трансформатора сварки. Аналогично вместо этого таймера можно поставить просто выключатель - при включении выключателя сварка будет варить, пока включен включатель. Но для сварки аккумуляторов 18650 нужен очень короткий импульс (0.01-0.1 сек), иначе прожигается металл аккумулятора. Так же нужно постоянство результатов, то есть все выдержки точечной сварки должны быть строго одинаковы. Такие условия - выдержки в доли секунды и повторяемость выдержек - невозможно реализовать вручную, по этому я купил этот таймер точечной сварки.
Педаль и транс есть у этого же продавца, силовой трансформатор для точечной сварки можно взять от микроволновки или больший по размеру. Трансформатор тяжелый, с китая заказывать дорого. Можно поискать нерабочую микроволновку или старую на барахолке за малые деньги. Или спрашивать в мастерских по ремонту бытовой техники.

Работа таймера:

При нажатии педали микроконтроллер отслеживает напряжение в сети 220 вольт, при пике или нижней части синусоиды дает сигнал на симистор. Пока открыт тиристор, идет ток через первичку сварочного трансформатора и идет сварка. Плата срабатывает как электронный выключатель, ключ.
При значении времени 1 на дисплее и значении тока 99 таймер включает симистор на 20 мс, на один период сети. Если нужно меньше, то можно уменьшить ток правым регулятором и контроллер откроет симистор не на полную синусоиду, а только на ее часть.


Я снял осциллограммы с вторичной обмотки сварочного трансформатора на разных значениях тока и выдержках, их можно увидеть на фото ниже:






мой осциллограф не супер качества, любительский, по этому привожу фото с отзывов али - как это должно выглядеть на экране осциллографа:

Смысл регулировки тока в том, что если трансформатор слишком мощный для сварки аккумуляторов 18650 и прочих похожих, а выдержка времени в 0.02 сек слишком большая и прожигает пластину или аккумы, то можно еще понизить ток - импульс станет слабее и аккумуляторы не будет прожигать.
Я попробовал варить пластину никеля на выдержке 1 и токах от 30 (самые правые) до 99 (левее) результат явно виден. Это можно увидеть на фото ниже.
Пластина шириной 8 мм, толщина 0.15 мм.

Последние две пробы сварки я пробовал сделать на большой выдержке и малом токе. При выдержке 10 и 30 и токе 30 - пластина греется, даже меняет цвет но не приваривается. Для сварки тонких никелевых пластин лучше короткий импульс большим током чем длинный импульс но с слабым током.

Последние точки слева, одна из них сквозная, сделаны как раз на выдержках 10 и 30 и малом значении тока сварки 30.
Все это можно наглядно увидеть в видеоверсии обзора ниже:

Планирую купить +103 Добавить в избранное Обзор понравился +101 +161

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 . Аппарат для точечной сварки стоит от 200$, но самостоятельное изготовление приспособления из деталей вышедших из строя домашних приборов потребует минимальных затрат. Герметичного шва точечной сваркой добиться не удастся, но прочность соединения достигается высокая.

Точечная сварка относится к разряду так называемых контактных сварок

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

Сварка гвоздей аппаратом

Тип соединения также определяется видом сплава.

Особенности выполнения точечной сварки

Точечная сварка своими руками обладает рядом достоинств перед другими видами:

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

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

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

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

Изготовление прибора своими руками

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

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

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

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

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

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

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

Пример использования прибора профессионалом

Самодельная точечная сварка работает от сети с напряжением 220 В.

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

Качество проведения сварочных работ своими руками зависит от нескольких условий:

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

Некоторые виды и особенности контактной сварки

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

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

Действие аппарата на кузове автомобиля

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

Процедура выполнения точечной сварки

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

Подготовленные металлические детали зажимаются электродами.

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

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

Пример работы профессионального сварщика

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

Затем ток отключают, а сжатие деталей электродами увеличивают.

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

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

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕОИНСТРУКЦИЮ

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

Сварка своими руками в данном случае значит не технология производства сварочных работ, а самодельное оборудование для электросварки. Рабочие навыки приобретаются производственной практикой. Безусловно, прежде чем идти в мастерскую, нужно усвоить теоретический курс. Но претворять его в практику можно только, имея на чем работать. Это первый довод в пользу того, чтобы, самостоятельно осваивая сварочное дело, позаботиться вначале о наличии соответствующего оборудования.

Второй – покупной сварочный аппарат стоит дорого. Аренда тоже недешева, т.к. вероятность выхода его из строя при неквалифицированном пользовании велика. Наконец, в глубинке добраться до ближайшего пункта, где можно взять сварочник напрокат, может быть просто долго и трудно. В общем, первые шаги в сварке металлов лучше начинать с изготовления сварочной установки своими руками. А потом – пусть себе стоит в сарае или гараже до случая. Потратиться на фирменную сварку, буде дело пойдет, никогда не поздно.

О чем будем

В настоящей статье рассматривается, как в домашних условиях сделать оборудование для:

• Электродуговой сварки переменным током промышленной частоты 50/60 Гц и постоянным током до 200 А. Этого хватит, чтобы варить металлоконструкции примерно до забора из профнастила на каркасе из профтрубы или сварного гаража.
• Микродуговой сварки скруток проводов – очень просто, и полезно при прокладке или ремонте электропроводки.
• Точечной импульсной контактной сварки – может хорошо пригодиться при сборке изделий из тонкого стального листа.

О чем не будем

Первое, пропустим газовую сварку. Оборудование для нее стоит гроши по сравнению с расходными материалами, баллоны с газом дома не сделаешь, а самодельный газогенератор – серьезный риск для жизни, плюс карбид сейчас, где он еще поступает в продажу, дорог.

Второе – инверторную электродуговую сварку. Действительно, сварочный инвертор-полуавтомат позволяет начинающему дилетанту варить довольно ответственные конструкции. Он легок и компактен, носить его можно рукой. Но покупка в розницу компонентов инвертора, позволяющего стабильно вести качественный шов, обойдется дороже готового аппарата. А с упрощенными самоделками опытный сварщик работать попробует, и откажется – «Дайте нормальный аппарат!» Плюс, точнее минус – чтобы сделать более-менее приличный сварочный инвертор, нужно обладать довольно солидным опытом и познаниями в электротехнике и электронике.

Третье – аргонно-дуговую сварку. С чьей легкой руки пошло гулять в рунете утверждение, что она гибрид газовой и дуговой, неведомо. На самом деле это разновидность дуговой сварки: инертный газ аргон в сварочном процессе не участвует, но создает вокруг рабочей зоны кокон, изолирующий ее от воздуха. В результате сварочный шов получается химические чистым, свободным от примесей соединений металлов с кислородом и азотом. Поэтому варить под аргоном можно цветные металлы, в т.ч. разнородные. Кроме того, возможно уменьшить ток сварки и температуру дуги без ущерба для ее стабильности и варить неплавящимся электродом.

Оборудование для аргонно-дуговой сварки вполне возможно изготовить в домашних условиях, но – газ очень дорогой. Варить же в порядке рутинной хозяйственной деятельности алюминий, нержавейку или бронзу вряд ли понадобится. А если уж надо, то проще взять аргонную сварку в аренду – по сравнению с тем, на сколько (в деньгах) газа уйдет обратно в атмосферу, это копейки.

Трансформатор

Основа всех «наших» видов сварки – сварочный трансформатор. Порядок его расчета и конструктивные особенности существенно отличаются от таковых трансформаторов электропитания (силовых) и сигнальных (звуковых). Сварочный трансформатор работает в прерывистом режиме. Если конструировать его на максимальный ток как трансформаторы непрерывного действия, он получится непомерно большим, тяжелым и дорогим. Незнание особенностей электрических трансформаторов для дуговой сварки – основная причина неудач конструкторов-любителей. Поэтому прогуляемся по сварочным трансформаторам в следующем порядке:

• немного теории – на пальцах, без формул и зауми;
• особенности магнитопроводов сварочных трансформаторов с рекомендациями по выбору из случайно подвернувшихся;
• испытания имеющегося в наличии б/у;
• расчет трансформатора для сварочного аппарата;
• подготовка компонент и намотка обмоток;
• пробная сборка и доводка;
• ввод в эксплуатацию.

Электрический трансформатор можно уподобить накопительному резервуару водоснабжения. Это довольно глубокая аналогия: трансформатор действует за счет запаса энергии магнитного поля в его магнитопроводе (сердечнике), который может многократно превышать мгновенно передаваемую от сети электропитания потребителю. А формальное описание потерь на вихревые токи в стали похоже на него же для водопотерь на инфильрацию. Потери электроэнергии в меди обмоток формально схожи с потерями напора в трубах за счет вязкого трения в жидкости.

Примечание: различие – в потерях на испарение и, соотв., рассеяние магнитного поля. Последние в трансформаторе частично обратимы, но сглаживают пики энергопотребления во вторичной цепи.

Внешние характеристики электрических трансформаторов

Важный в нашем случае фактор – внешняя вольт-амперная характеристика (ВВАХ) трансформатора, или просто его внешняя характеристика (ВХ) – зависимость напряжения на вторичной обмотке (вторичке) от тока нагрузки, при неизменном напряжении на первичной обмотке (первичке). У силовых трансформаторов ВХ жесткая (кривая 1 на рис.); они подобны мелководному обширному бассейну. Если его как следует изолировать и накрыть крышей, то водопотери минимальны и напор довольно стабилен, как бы там потребители краны ни крутили. Но если в стоке булькнуло – суши весла, вода слита. Применительно к трансформаторам – силовик должен как можно более стабильно держать выходное напряжение до некоторого порога, меньшего, чем максимальная мгновенная мощность потребления, быть экономичным, небольшим и легким. Для этого:

• Марку стали для сердечника выбирают с более прямоугольной петлей гистерезиса.
• Конструктивными мерами (конфигурацией сердечника, способом расчета, конфигурацией и расположением обмоток) всячески уменьшают потери на рассеивание, потери в стали и меди.
• Индукцию магнитного поля в сердечнике берут меньше максимально допустимой для передачи формы тока, т.к. ее искажение снижает КПД.

Примечание: трансформаторную сталь с «угловатым» гистерезисом часто называют магнитожесткой. Это неверно. Магнитожесткие материалы сохраняют сильную остаточную намагниченность, их них делают постоянные магниты. А любое трансформаторное железо – магнитомягкое.

Варить от трансформатора с жесткой ВХ нельзя: шов идет рваный, пережженный, металл разбрызгивается. Дуга неэластичная: чуть не так двинул электродом, гаснет. Поэтому сварочный трансформатор делают похожим уже на обычный водонапорный бак. Его ВХ мягкая (нормального рассеяния, кривая 2): при возрастании тока нагрузки вторичное напряжение плавно падает. Кривая нормального рассеяния аппроксимируется прямой, падающей по углом 45 градусов. Это позволяет за счет снижения КПД кратковременно снимать с того же железа в несколько раз большую мощность, или соотв. уменьшить массогабариты и стоимость трансформатора. Индукция в сердечнике при этом может достигать величины насыщения, а кратковременно даже превосходить ее: трансформатор не уйдет в КЗ с нулевой передачей мощности, как «силовик», но станет нагреваться. Довольно долго: тепловая постоянная времени сварочных трансформаторов 20-40 мин. Если потом дать ему остыть и недопустимого перегрева не было, можно продолжать работу. Относительное падение вторичного напряжения ΔU2 (ему соотв. размах стрелок на рис.) нормального рассеивания плавно растет при увеличении размаха колебаний сварочного тока Iсв, что позволяет легко держать дугу при любых видах работ. Обеспечиваются такие свойства следующим:

• Сталь магнитопровода берут с гистерезисом, более «овальным».
• Нормируют обратимые потери на рассеяние. По аналогии: упало давление – потребители много и быстро не выльют. А оператор водоканала успеет включить подкачку.
• Индукцию выбирают близкой к предельной по перегреву, это позволяет за счет снижения cosφ (параметра, равнозначного КПД) при токе, существенно отличном от синусоидального, взять с той же стали большую мощность.

Примечание: обратимые потери рассеяния значит, что часть силовых линий пронизывает вторичку через воздух минуя магнитопровод. Название не вполне удачное, также как и «полезное рассеяние», т.к. «обратимые» потери для КПД трансформатора ничуть не полезнее необратимых, но они смягчают ВХ.

Как видим, условия совершенно различны. Так что, же непременно искать железо от сварочника? Необязательно, для токов до 200 А и пиковой мощности до 7 кВА, а на хозяйстве этого хватит. Мы расчетно-конструктивным мерами, а также при помощи несложных дополнительных устройств (см. далее) получим на любом железе ВХ, несколько более жесткую, чем нормальная, кривая 2а. КПД энергопотребления сварки при этом вряд ли превысит 60%, но для эпизодических работ для себя это не страшно. Зато на тонких работах и малых токах держать дугу и ток сварки будет несложно, не имея большого опыта (ΔU2.2 и Iсв1), на больших токах Iсв2 получим приемлемое качество шва, и можно будет резать металл до 3-4 мм.

Бывают еще сварочные трансформаторы с крутопадающей ВХ, кривая 3. Это уже скорее насос подкачки: или поток на выходе в номинале независимо от высоты подачи, или его вовсе нет. Они еще более компактны и легки, но, чтобы на крутопадающей ВХ выдержать режим сварки, нужно за время порядка 1 мс реагировать на колебания ΔU2.1 порядка вольта. Электронике это под силу, поэтому трансформаторы с «крутой» ВХ нередко применяются в сварочных полуавтоматах. Если же от такого трансформатора варить вручную, то шов пойдет вялый, недоваренный, дуга опять же неэластичная, а при попытках зажечь ее снова электрод то и дело залипает.

Магнитопроводы

Типы магнитопроводов, пригодных для изготовления сварочных трансформаторов, показаны на рис. Наименования их начинаются с буквосочетания соотв. типоразмера. Л значит ленточный. Для сварочного трансформатора Л или без Л – существенной разницы нет. Если в префиксе есть М (ШЛМ, ПЛМ, ШМ, ПМ) – в игнор без обсуждения. Это железо уменьшенной высоты, для сварочника непригодное при всех прочих выдающихся достоинствах.

Магнитопроводы трансформаторов

После букв типономинала следуют цифры, обозначающие a, b и h на рис. Напр., у Ш20х40х90 размеры поперечного сечения керна (центрального стержня) 20х40 мм (a*b), а высота окна h – 90 мм. Площадь сечения сердечника Sс = a*b; площадь окна Sок = c*h нужна для точного расчета трансформаторов. Мы ею пользоваться не будем: для точного расчета нужно знать зависимости потерь в стали и меди от величины индукции в сердечнике данного типоразмера, а для них – марку стали. Где мы ее возьмем, если мотать будем на случайном железе? Мы посчитаем по упрощенной методике (см. далее), а потом доведем в ходе испытаний. Труда уйдет больше, но зато получим сварку, на которой можно реально работать.

Примечание: если железо ржавое с поверхности, то ничего, свойства трансформатора от этого не пострадают. А вот если на нем есть пятна цветов побежалости – это брак. Когда-то этот трансформатор очень сильно перегрелся и магнитные свойства его железа необратимо испортились.

Еще один важный параметр магнитопровода – его масса, вес. Поскольку удельная плотность стали неизменна, он определяет объем сердечника, и, соотв., мощность, которую с нее можно взять. Для изготовления сварочных трансформаторов пригодны магнитопроводы массой:

• О, ОЛ – от 10 кг.
• П, ПЛ – от 12 кг.
• Ш, ШЛ – от 16 кг.

Почему Ш и ШЛ нужны тяжелее, понятно: у них есть «лишний» боковой стержень с «плечиками». ОЛ может быть легче, потому что в нем нет углов, на которые нужен излишек железа, а изгибы силовых магнитных линий плавнее и по некоторым другим причинам, о которых – уже в след. разделе.

Себестоимость трансформаторов на торах высока вследствие сложности их намотки. Поэтому использование тороидальных сердечников ограничено. Подходящий для сварки тор можно, во-первых, извлечь из ЛАТРа – лабораторного автотрансформатора. Лабораторный, значит не должен бояться перегрузок, и железо ЛАТРов обеспечивает ВХ, близкую к нормальной. Но…

ЛАТР – штука очень полезная, первое. Если сердечник еще жив, лучше ЛАТР восстановить. Вдруг не нужен, можно продать, и вырученного хватит на пригодную для своих нужд сварку. Поэтому «голые» сердечники ЛАТРов найти сложно.

Второе – ЛАТРы мощностью до 500 ВА для сварки слабы. От железа ЛАТР-500 можно добиться сварки электродом 2,5 в режиме: 5 мин варим – 20 мин он остывает, а мы накаляемся. Как в сатире Аркадия Райкина: раствор бар, кирпич йок. Кирпич бар, раствор йок. ЛАТРы же 750 и 1000 – большая редкость и годные.

Еще подходящий по всем свойствам тор – статор электромотора; сварка из него получится хоть на выставку. Но найти его не легче, чем железо ЛАТРа, а мотать на него много сложнее. Вообще, сварочный трансформатор из статора электродвигателя – отдельная тема, столько там сложностей и нюансов. Прежде всего – с навивкой толстого провода на «бублик». Не имея опыта намотки тороидальных трансформаторов, вероятность испортить дорогой провод, а сварки не получить, близка к 100%. Поэтому, увы, со с варочным аппаратом на троидальн6ом трансформаторе придется повременить.

Броневые сердечники конструктивно рассчитаны на минимальное рассеяние, и нормировать его практически невозможно. Сварка на обычном Ш или ШЛ получится слишком жесткой. Кроме того, условия охлаждения обмоток на Ш и ШЛ наихудшие. Единственно пригодные для сварочного трансформатора броневые сердечники – увеличенной высоты с разнесенными галетными обмотками (см. далее), слева на рис. Разделяются обмотки диэлектрическими немагнитными термостойкими и механически прочными прокладками (см. далее) толщиной в 1/6-1/8 высоты керна.

Пластины броневых магнитопроводов и галетные обмотки

Шихтуется (собирается из пластин) сердечник Ш для сварки обязательно вперекрышку, т.е. пары ярмо-пластина поочередно ориентируются туда-обратно относительно друг друга. Способ нормирования рассеяния немагнитным зазором для сварочного трансформатора непригоден, т.к. потери дает необратимые.

Если подвернется шихтованный Ш без ярем, но с просечкой пластин между керном и перемычкой (в центре), вам повезло. Шихтуют пластины сигнальных трансформаторов, а сталь на них, для уменьшения искажений сигнала, идет дающая нормальную ВХ изначально. Но вероятность такого везения очень мала: сигнальные трансформаторы на киловаттные мощности – редчайшая диковина.

Примечание: не пытайтесь собрать высокий Ш или ШЛ из пары обычных, как справа на рис. Сплошной прямой зазор, хоть и очень тонкий – необратимое рассеяние и крутопадающая ВХ. Тут потери рассеивания почти аналогичны потерям воды на испарение.

Намотка обмоток трансформатора на стержневом сердечнике

Наиболее пригодны для сварки сердечники стержневые. Из них – шихтуемые парами одинаковых Г-образных пластин, см. рис., их необратимое рассеяние наименьшее. Второе, обмотки П и ПЛов мотаются точно одинаковыми половинками, по половине витков на каждую. Малейшая магнитная или токовая асимметрия – трансформатор гудит, греется, а тока нет. Третье, что может показаться неочевидным не забывшим школьное правило буравчика – обмотки на стержни навиваются в одном направлении . Что-то не так кажется? Магнитный поток в сердечнике обязательно должен быть замкнут? А вы крутите буравчики по току, а не по виткам. Направления-то токов в полуобмотках противоположные, там и магнитные потоки показаны. Можно и проверить, если защита проводки надежная: подать сеть на 1 и 2’, а замкнуть 2 и 1’. Если автомат сразу не выбьет, то трансформатор взвоет и затрясется. Впрочем, кто там знает, что у вас с проводкой. Лучше не надо.

Примечание: можно еще встретить рекомендации – мотать обмотки сварочного П или ПЛ на разных стержнях. Мол, ВХ смягчается. Так-то оно так, но сердечник для этого нужен специальный, со стержнями разного сечения (вторичка на меньшем) и выемками, выпускающими силовые линии в воздух в нужном направлении, см. рис. справа. Без этого – получим крикливый, трясучий и прожорливый, но не варящий трансформатор.

Если есть трансформатор

Защитный автомат на 6,3 А и амперметр переменного тока помогут также определить пригодность старого сварочника, валявшегося бог знает где и черт знает как. Амперметр нужен или бесконтактный индукционный (токовые клещи), или стрелочный электромагнитный на 3 А. Мультиметр с пределами переменного тока будет недопустимо врать, т.к. форма тока в цепи окажется далека от синусоидальной. Еще – жидкостный бытовой термометр с длинной шейкой, или, лучше, цифровой мультиметр с возможностью измерения температуры и щупом для этого. Пошагово процедура испытаний и подготовки к дальнейшей эксплуатации старого сварочного трансформатора производится так:

Расчет сварочного трансформатора

В рунете можно найти разные методики расчета сварочных трансформаторов. При кажущемся разнобое большинство из них верны, но при полном знании свойств стали и/или для конкретного ряда типономиналов магнитопроводов. Предлагаемая методика сложилась в советские времена, когда вместо выбора был дефицит всего. У рассчитанного по ней трансформатора ВХ падает немного крутовато, где-то между кривыми 2 и 3 на рис. в начале. Для резки так годится, а для работ потоньше трансформатор дополняется внешними устройствами (см. далее), растягивающими ВХ по оси тока до кривой 2а.

Основа расчета обычна: дуга стабильно горит под напряжением Uд 18-24 В, а для ее зажигания требуется мгновенный ток в 4-5 раз больший номинального сварочного. Соотв., минимальное напряжение холостого хода Uхх вторички будет 55 В, но для резки, раз из сердечника выжимается все возможное, берем не стандартные 60 В, а 75 В. Больше никак: и по ТБ недопустимо, и железо не вытянет. Еще одна особенность, по тем же причинам – динамические свойства трансформатора, т.е. его способность быстро переходить из режима КЗ (скажем, при замыкании каплями металла) в рабочий, выдерживаются без дополнительных мер. Правда, такой трансформатор склонен к перегреву, но, раз он свой и на глазах, а не дальнем углу цеха или площадки, будем считать это допустимым. Итак:

• По формуле из п.2 пред. списка находим габаритную мощность;
• Находим максимально возможный сварочный ток Iсв = Pг/Uд. 200 А обеспечены, если с железа можно снять 3,6-4,8 кВт. Правда, в 1-м случае дуга будет вялой, и варить можно будет только двойкой или 2,5;
• Рассчитываем рабочий ток первички при максимально допустимом для сварки напряжении сети I1рmax = 1,1Pг(ВА)/235 В. Вообще-то норма на сеть 185-245 В, но для самодельного сварочника на пределе это слишком. Берем 195-235 В;
• По найденному значению определяем ток срабатывания защитного автомата как 1,2I1рmax;
• Принимаем плотность тока первички J1 = 5 А/кв. мм и, пользуясь I1рmax, находим диаметр ее провода по меди d = (4S/3,1415)^0,5. Полный его диаметр при самостоятельном изолировании D = 0,25+d, а если провод готовый - табличный. Для работы в режиме «кирпич бар, раствор йок» можно взять J1 = 6-7 А/кв. мм, но только, если нужного провода нет и не предвидится;
• Находим количество витков на вольт первички: w = k2/Sс, где k2 = 50 для Ш и П, k2 = 40 для ПЛ, ШЛ и k2 = 35 для О, ОЛ;
• Находим общее к-во ее витков W = 195k3w, где k3 = 1,03. k3 учитывает потери энергии обмоткой на рассеяние и в меди, что формально выражается несколько абстрактным параметром собственного падения напряжения обмотки;
• Задаемся коэффициентом укладки Kу = 0,8, добавляем по 3-5 мм к a и b магнитопровода, рассчитываем к-во слоев обмотки, среднюю длину витка и метраж провода
• Рассчитываем аналогично вторичку при J1 = 6 А/кв. мм, k3 = 1,05 и Kу = 0,85 на напряжения 50, 55, 60, 65, 70 и 75 В, в этих местах будут отводы для грубой подгонки режима сварки и компенсации колебаний питающего напряжения.

Намотка и доводка

Диаметры проводов в расчете обмоток получаются как правило больше 3 мм, а лакированные обмоточные провода с d>2,4 мм в широкой продаже редки. Кроме того, обмотки сварочника испытывают сильные механические нагрузки от электромагнитных сил, поэтому готовые провода нужны с дополнительной текстильной обмоткой: ПЭЛШ, ПЭЛШО, ПБ, ПБД. Найти их еще труднее, и стоят они очень дорого. Метраж же провода на сварочник таков, что более дешевые голые провода возможно изолировать самостоятельно. Дополнительное преимущество – свив до нужного S несколько многожильных проводов, получим провод гибкий, мотать которым куда легче. Кто пробовал уложить на каркас вручную шину хотя бы в 10 квадратов, оценит.

Изолирование

Допустим, есть в наличии провод 2,5 кв. мм в ПВХ изоляции, а на вторичку надо 20 м на 25 квадратов. Готовим 10 катушек или бухт по 25 м. Отматываем с каждой примерно по 1 м провода и снимаем штатную изоляцию, она толстая и не термостойкая. Оголенные провода скручиваем парой пассатижей в ровную тугую косу, а ее обматываем, в порядке нарастания стоимости изоляции:

• Малярным скотчем с нахлестом витков 75-80%, т.е. в 4-5 слоев.
• Миткалевой тесьмой с нахлестом в 2/3-3/4 витка, т.е в 3-4 слоя.
• Х/б изолентой с нахлестом в 50-67%, в 2-3 слоя.

Примечание: провод для вторичной обмотки готовится и мотается она после намотки и испытаний первичной, см. далее.

Тонкостенный самодельный каркас не выдержит давления витков толстого провода, вибраций и рывков при работе. Поэтому обмотки сварочных трансформаторов делают бескаркасными галетными, а на сердечнике закрепляют клиньями из текстолита, стеклотекстолита или, в крайнем случае, пропитанной жидким лаком (см. выше) бакелитовой фанеры. Инструкция по намотке обмоток сварочного трансформатора такова:

• Готовим деревянную бобышку высотой по высоте обмотки и с размерами в поперечнике на 3-4 мм больше a и b магнитопровода;
• Прибиваем или прикручиваем к ней временные фанерные щеки;
• Временный каркас обматываем в 3-4 слоя тонкой полиэтиленовой пленкой с заходом на щеки и заворотом на их внешнюю сторону, чтобы провод не приклеился к дереву;
• Мотаем предварительно изолированную обмотку;
• По намотке дважды пропитываем до протекания насквозь жидким лаком;
• по высыхании пропитки аккуратно снимаем щеки, выдавливаем бобышку и отдираем пленку;
• обмотку в 8-10 местах равномерно по окружности туго обвязываем тонки шнуром или пропиленовым шпагатом – она готова к испытаниям.

Доводка и домотка

Шихтуем сердечник в галету и стягиваем его болтами, как положено. Испытания обмотки производятся полностью аналогично испытаниям сомнительного готового трансформатора, см. выше. Лучше воспользоваться ЛАТРом; Iхх при входном напряжении 235 В не должен превышать 0,45 А на 1 кВА габаритной мощности трансформатора. Если больше – первичку доматывают. Соединения провода обмотки делаются на болтах (!), изолируются термоусаживаемой трубкой (ТУТ) в 2 слоя или х/б изолентой в 4-5 слоев.

По результатам испытаний корректируется число витков вторички. Напр., расчет дал 210 витков, а реально Iхх влез в норму при 216. Тогда расчетные витки секций вторички умножаем на 216/210 = 1,03 прибл. Не пренебрегайте знаками после запятой, от них во многом зависит качество трансформатора!

После доводки сердечник разбираем; галету туго обматываем теми же малярным скотчем, миткалем или «тряпочной» изолентой в 5-6, 4-5 или 2-3 слоя соотв. Мотать поперек витков, а не по ним! Теперь еще раз пропитываем жидким лаком; когда просохнет – дважды неразбавленным. Эта галета готова, можно делать вторичную. Когда обе будут на сердечнике, еще раз испытываем теперь уже трансформатор на Iхх (вдруг где-то завитковало), закрепляем галеты и весь трансформатор пропитываем нормальным лаком. Уф-ф, самая муторная часть работы позади.

Но он у нас пока слишком крут, не забыли? Нужно умягчить. Простейший способ – резистор во вторичной цепи – нам не подходит. Все очень просто: на сопротивлении всего лишь 0,1 Ом при токе 200 рассеется теплом 4 кВт. Если у нас сварочник на 10 и более кВА, а варить нужно тонкий металл, резистор нужен. Какой бы ни был ток выставлен регулятором, его выбросы при зажигании дуги неизбежны. Без активного балласта они местами пережгут шов, а резистор их погасит. Но нам, маломощным, он него толку не будет.

Регулировка режима сварки реактивной катушкой

Реактивный балласт (катушка индуктивности, дроссель) лишней мощности не отберет: она поглотит выбросы тока, а потом плавно отдаст их дуге, это и растянет ВХ как надо. Но тогда нужен дроссель с регулировкой рассеяния. А для него – сердечник почти такой же, как и у трансформатора, и довольно сложная механика, см. рис.

Самодельный балласт сварочного трансформатора

Мы пойдем другим путем: применим активно-реактивный балласт, у старых сварщиков в просторечии именуемый кишкой, см. рис. справа. Материал – стальная проволока-катанка 6 мм. Диаметр витков – 15-20 см. Сколько их – на рис. видно, для мощности до 7 кВА эта кишка правильная. Воздушные промежутки между витками – 4-6 см. С трансформатором активно-реактивный дроссель соединяется дополнительным отрезком сварочного кабеля (шланга, попросту), а электрододержатель присоединяется к нему зажимом-прищепкой. Подбирая точку присоединения, можно, вкупе с переключением на отводы вторички, точно настроить рабочий режим дуги.

Примечание: активно-реактивный дроссель в работе может греться докрасна, поэтому ему необходима несгораемая термопрочная диэлектрическая немагнитная подкладка. По идее, специальный керамический ложемент. Допустима замена его сухой песчаной подушкой, или уже формально с нарушением, но не грубым, сварочную кишку укладывают на кирпичи.

А остальное?

Примитивный держатель сварочного электрода

Это значит прежде всего – электрододержатель и присоединительное устройство обратного шланга (зажим, прищепка). Их, раз у нас трансформатор на пределе, нужно купить готовые, а таких, как на рис. справа, не надо. Для сварочного аппарата на 400-600 А качество контакта в держателе мало ощутимо, и просто приматывание обратного шланга он тоже выдержит. А наш самодельный, работающий с натугой, может забарахлить вроде бы непонятно отчего.

Далее, корпус аппарата. Его нужно делать из фанеры; желательно бакелитовой пропитанной, как описано выше. Днище – толщиной от 16 мм, панель с клеммником – от 12 мм, а стенки и крышку – от 6 мм, чтобы при переноске не оторвались. Почему не листовая сталь? Она ферромагнетик и в поле рассеяния трансформатора может нарушить его работу, т.к. мы вытягиваем из него все, что возможно.

Что до клеммных колодок, то самые клеммы делаются из болтов от М10. Основа – те же текстолит или стеклотекстолит. Гетинакс, бакелит и карболит не годятся, довольно скоро пойдут крошиться, трескаться и расслаиваться.

Пробуем постоянку

Сварка постоянным током имеет ряд преимуществ, но ВХ любого сварочного трансформатора на постоянке ужесточается. А у нашего, рассчитанного на минимально возможный запас по мощности, станет недопустимо жесткой. Дроссель-кишка тут уже не поможет, даже если бы он работал на постоянном токе. Кроме того, надо защитить дорогущие выпрямительные диоды на 200 А от бросков тока и напряжения. Нужен возвратно-поглощающий фильтр инфранизких частот, ФИНЧ. Хотя на вид он отражающий, но нужно учесть сильную магнитную связь между половинами катушки.

Схема электродуговой сварки постоянным током

Известная много лет схема такого фильтра дана на рис. Но сразу же по ее внедрении любителями выяснилось, что рабочее напряжение конденсатора С мало: выбросы напряжения при зажигании дуги могут достигать 6-7 значений ее Uхх, т.е.450-500 В. Далее, конденсаторы нужны выдерживающие циркуляцию большой реактивной мощности, только и только масляно-бумажные (МБГЧ, МБГО, КБГ-МН). О массогабаритах одинарных «банок» этих типов (кстати, и не дешевых) дает представление след. рис., а на батарею их понадобится 100-200.

Масляно-бумажные конденсаторы

С магнитопроводом катушки проще, хотя и не совсем. Для него подойдут 2 ПЛа силового трансформатора ТС-270 от старых ламповых телевизоров-«гробов» (данные есть в справочниках и в рунете), или аналогичные, или ШЛ с похожими либо большими a, b, c и h. Из 2-х ПЛов собирают ШЛ с зазором, см. рис., в 15-20 мм. Фиксируют его текстолитовыми или фанерными прокладками. Обмотка – изолированный провод от 20 кв. мм, сколько влезет в окно; 16-20 витков. Мотают ее в 2 провода. Конец одного соединяют с началом другого, это будет средняя точка.

Броневой магнитопровод с немагнитным зазором

Настройка фильтра производится по дуге на минимальном и макисмальном значениях Uхх. Если дуга на минимале вялая, электрод липнет, зазор уменьшают. Если на максимале жжет металл – увеличивают или, что будет эффективнее, срезают симметрично часть боковых стержней. Чтобы сердечник от этого не рассыпался, его пропитывают жидким, а потом нормальным лаком. Найти оптимум индуктивности довольно трудно, но зато потом сварка работает безукоризненно и на переменном токе.

Микродуга

О назначении микродуговой сварки сказано вначале. «Аппаратура» для нее предельно проста: понижающий трансформатор 220/6,3 В 3-5 А. В ламповые времена радиолюбители подключались к накальной обмотке штатного силового трансформатора. Один электрод – сама скрутка проводов (можно медь-алюминий, медь-сталь); другой – графитовый стерженек вроде грифеля от карандаша 2М.

Сейчас для микродуговой сварки используют более компьютерные блоки питания, или, для импульсной микродуговой сварки, батареи конденсаторов, см. видео ниже. На постоянном токе качество, работы, разумеется, улучшается.

Видео: самодельный аппарат для сварки скруток

Контакт! Есть контакт!

Контактная сварка в промышленности используется преимущественно точечная, шовная и стыковая. В домашних условиях, прежде всего по энергопотреблению, осуществима импульсная точечная. Пригодна она для сваривания и приваривания тонких, от 0,1 до 3-4 мм, стальных листовых деталей. Дуговая сварка тонкостенку прожжет, а если деталь с монетку и менее, то самая мягкая дуга сожжет ее целиком.

Схема точечной контактной сварки

Принцип действия точечной контактной сварки иллюстрирует рис: медные электроды с силой сжимают детали, импульс тока в зоне омического сопротивления сталь-сталь нагревает металл до того, что происходит электродиффузия; металл не плавится. Ток для этого нужен ок. 1000 А на 1 мм толщины свариваемых деталей. Да, ток в 800 А прихватит листы по 1 и даже 1,5 мм. Но если это не поделка для забавы, а, допустим, оцинкованный профнастил забора, то первый же сильный порыв ветра напомнит: «Мужик, а ток-то слабоват был!»

Тем не менее, контактная точечная сварка намного экономичнее дуговой: напряжение холостого хода сварочного трансформатора для нее – 2 В. Оно складывается 2-х контактных разностей потенциалов сталь-медь и омического сопротивления зоны провара. Рассчитывается трансформатор для контактной сварки аналогично ему же для дуговой, но плотность тока во вторичной обмотке берут 30-50 и более А/кв. мм. Вторичка контактно-сварочного трансформатора содержит 2-4 витка, хорошо охлаждается, а его коэффициент использования (отношение времени сварки к времени работы на холостом ходу и остывания) многократно ниже.

В рунете немало описаний самодельных импульсно-точечных сварочников из негодных микроволновок. Они, в общем-то, правильные, а в повторении, как написано в «1001 ночи», пользы нет. И старые микроволновки на помойках кучами не валяются. Поэтому займемся конструкциями менее известными, но, между прочим, более практичными.

Простая самодельная установка контактной сварки

На рис. – устройство простейшего аппарата для импульсной точечной сварки. Им можно сваривать листы до 0,5 мм; для мелких поделок он подходит отлично, а магнитопроводы такого и большего типоразмера относительно доступны. Его достоинство, помимо простоты – прижим ходовой штанги сварочных клещей грузом. Для работы с контактно-сварочным импульсником не помешала бы и третья рука, а если одной приходится с силой сжимать клещи, то вообще неудобно. Недостатки – повышенная аварийно- и травмоопасность. Если случайно дать импульс, когда электроды сведены без свариваемых деталей, то из клещей ударит плазма, полетят брызги металла, защиту проводки вышибет, а электроды сплавятся намертво.

Вторичная обмотка – из медной шины 16х2. Ее можно набрать из полосок тонкой листовой меди (получится гибкая) или сделать из отрезка сплющенной трубки подачи хладоагента бытового кондиционера. Изолируется шина вручную, как описано выше.

Здесь на рис. – чертежи аппарата импульсной точечной сварки помощнее, на сварку листа до 3 мм, и понадежнее. Благодаря довольно мощной возвратной пружине (от панцирной сетки кровати) случайное схождение клещей исключено, а эксцентриковый прижим обеспечивает сильное стабильное сжатие клещей, от чего существенно зависит качество сварного стыка. В случае чего прижим можно мгновенно сбросить одним ударом по рычагу эксцентрика. Недостаток – изолирующие узлы клещей, их слишком много и они сложные. Еще один – алюминиевые штанги клещей. Они, во-первых, не столь прочны, как стальные, во-вторых, это 2 ненужных контактных разности. Хотя теплоотвод по алюминию, безусловно, отличный.

Об электродах

Электрод контактной сварки в изолирующей втулке

В любительских условиях целесообразнее изолировать электроды в месте установки, как показано на рис. справа. Дома не конвейер, аппарату всегда можно дать остыть, чтобы изолирующие втулки не перегрелись. Такая конструкция позволит сделать штанги из прочной и дешевой стальной профтрубы, а еще удлинить провода (до 2,5 м это допустимо) и пользоваться контактно-сварочным пистолетом или выносными клещами, см. рис. ниже.

На рис. справа видна еще одна особенность электродов для точечной контактной сварки: сферическая контактная поверхность (пятка). Плоские пятки долговечнее, поэтому электроды с ними широко используются в промышленности. Но диаметр плоской пятки электрода должен быть равен 3-м толщинам прилегающего свариваемого материала, иначе пятно провара пережжется или в центре (широкая пятка), или по краям (узкая пятка), и от сварного стыка пойдет коррозия даже по нержавейке.

Пистолет и выносные клещи для контактной сварки

Последний момент об электродах – их материал и размеры. Красная медь быстро выгорает, поэтому покупные электроды для контактной сварки делают из меди с присадкой хрома. Такими следует пользоваться, при нынешних ценах на медь это более чем оправдано. Диаметр электрода берут в зависимости от режима его использования в расчете на плотность тока 100-200 А/кв. мм. Длина электрода по условиям теплопередачи не менее 3-х его диаметров от пятки до корня (начала хвостовика).

Как давать импульс

В простейших самодельных аппаратах импульсно-контактной сварки импульс тока дают вручную: просто включают сварочный трансформатор. Это ему, конечно, на пользу не идет, а сварка – то непровар, то пережог. Однако автоматизировать подачу и нормировать сварочные импульсы не так уж сложно.

Схема простого формирователя импульсов для контактной сварки

Схема простого, но надежного и проверенного долгой практикой формирователя сварочных импульсов дана на рис. Вспомогательный трансформатор Т1 – обычный силовой на 25-40 Вт. Напряжение обмотки II – по лампочке подсветки. Можно вместо нее поставить 2 включенных встречно-параллельно светодиода с гасящим резистором (обычным, на 0,5 Вт) 120-150 Ом, тогда напряжение II будет 6 В.

Напряжение III – 12-15 В. Можно 24, тогда конденсатор С1 (обычный электролитический) нужен на напряжение 40 В. Диоды V1-V4 и V5-V8 – любые выпрямительные мосты на 1 и от 12 А соотв. Тиристор V9 – на 12 и более А 400 В. подойдут оптотиристоры из компьютерных блоков питания или ТО-12,5, ТО-25. Резистор R1 – проволочный, им регулируют длительность импульса. Трансформатор Т2 – сварочный.

Домашние слесарные работы – часть жизни хозяйственного человека. Одним из наиболее популярных домашних устройств считается точечная сварка. Она предполагает наличие заводского или самодельного сварочного устройства. Создать подобный аппарат, которым будет осуществляться точечная сварка своими руками несложно, необходимо лишь желание и некоторые подручные средства.

Особенности и принцип точечной сварки

Изучение вопроса, как своими руками сделать точечную сварку, начнем с принципа действия.

На сегодняшний день точечная сварка востребована не только в быту, но и в производстве, так как она способна разрешить даже самые трудновыполнимые задачи. В промышленности, как правило, применяют устройства, работающие в автоматическом режиме, в бытовых условиях применяют сварочный аппарат-полуавтомат для точечной сварки.

Точечная контактная сварка на производстве необходима, чтобы сварить листовые болванки из черных и цветных металлов. С помощью ее сваривают изделия из профиля разной толщины и конфигурации, пересекающиеся металлические заготовки. При некоторых условиях можно добиться скоростного рабочего режима до 600 точек в минуту.

Многие люди интересуются вопросом, как сделать точечную сварку дома? В домашней среде точечную сварку применяют для ремонта бытовой утвари и при необходимости сварить электропровода.

Процедура точечного сваривания включает в себя несколько этапов:

• заготовки совмещают в требуемом положении;
• делают крепеж деталей непосредственно между прижимными электродами установки;
• осуществляют нагрев поверхностей, в процессе которого происходит деформирование деталей и они связываются между собой.

Существует еще одна технология точечного соединения – лазерная сварка. Она способна выполнять задачи, связанные с работой высокой точности и предельной прочности спайки.

Получается, что принцип точечной сварки заключается в чрезмерном нагревании рабочих металлических поверхностей, результатом которых осуществляется их сплавление и единое структурное новообразование.

Основную роль в процессе сварки исполняет импульсная характеристика тока, который создает необходимый нагрев металлической области. Не менее важной характеристикой служит время воздействия и сила удержания деталей. Благодаря этим параметрам кристаллизуется металлическая структура.

Основными преимуществами сварки электроконтактной из сварочного аппарата считаются:

• выгодность использования;
• прочный шов;
• простота оборудования;
• самодельная точечная сварка может быть создана в домашних условиях;
• возможность автоматизации в условиях предприятия.

Единственным изъяном точечного соединения деталей считается негерметичность соединения.

Основными требованиями к сварочному оборудованию считаются:

• возможность изменить время процесса;
• создание давления в рабочей области, с достижением предела в окончании процесса нагрева;
• наличие электродов с высокими показателями проводимости энергии и тепла.

Для бытового применения подходить электролитическая медь и ее смесь марки ЭВ. Стоит отметить, что площадь контактируемого участка электрода должна превышать свариваемое соединение (шов) в 2,5 раза.

Сборка сварочного аппарата своими силами

Для точечного сваривания деталей необходимо создать соответствующее оборудование. Установка для точечной сварки своими руками, изготовленная в домашних условиях, может иметь любую форму – от переносных разновидностей до крупногабаритных моделей. На практике обычно используются настольные варианты, применяемые для соединения различных металлов. Перед тем как создать точечную сварку из инвертора, следует ознакомиться с материалами, какие понадобятся при изготовлении.

• преобразователь энергии, то есть трансформатор;
• электрический кабель с изоляцией сечением от 10 мм;
• медные электроды;
• прерыватель;
• наконечники;
• болты;
• подручные средства и материалы для создания корпусной основы либо сварочных клещей (бруски из дерева, вторсырье, фанера).

1 - трансформатор ОСМ-1,0 доработанный; 2 - токопровод (дюралюминиевый пруток диаметром 30, L300, 2 шт.); 3 - вкладыш (стальной пруток диаметром 10, L30, 2 шт.); 4 - электрод (медный пруток диаметром 12, L50, 2 шт.); 5 - шайба латунная (2 шт.); 6,12 - винты М6; 7 рукоятка; 8 - эксцентрик; 9 - щека (2 шт.); 10 - пружина; 11 - вывод половины вторичной обмотки (4 шт.); 13 - втулка текстолитовая (с канавкой под концевую петлю пружины); 14 - болт М8 (6 шт.); 15 - шайба текстолитовая (4 шт.); 16 - покрытие изоляционное (лакоткань или защитная клейкая лента на тканевой основе, 2 шт.); 17 - кожух трансформатора.

Схемы монтажа

Основными разновидностями схем сборки сварочного устройства являются простые проекты с минимальным количеством требуемых материалов. Стоит отметить, что изготовленное оборудование не будет мощным, то есть данная схема точечной сварки предназначена только для бытового применения. Его назначение – сварка небольших листов железа и электрических проводов.

Чтобы понять, как сделать контактную сварку вспомнить курс школьной программы, а именно физическое правило «Закон Джоуля-Ленца»: когда электричество проходит по проводнику, объем тепловой энергии, создаваемый в нем, прямо пропорционален сопротивлению проводника, времени воздействия и квадрату электрического тока. Вывод, если ток изначально составлял большое значение (например, 1000 А), то при слабом соединении и маленьких проводах будет расходоваться большее количество энергии (в несколько тысяч раз), чем при меньшем электротоке (10 А). То есть качество собранной электрической цепи играет важную роль.

Формирование электрического импульса между двумя участками металлических изделий считается базовой частью работы сварочной установки. Для этого потребуется небольшой преобразователь энергии. Свариваемое изделие необходимо подключить к нижней обмотке устройства, а металлический электрод к вторичной.

Стоит отметить, что недопустимо непосредственно совмещать преобразователь с источником питания. Для этого в электрической цепи предусмотрен мост с электронным выключателем (тиристор). Чтобы создать требуемый импульс, в устройство необходимо подать вспомогательное питание, включающее в себя мост выпрямления энергии и трансформатор. Электрический ток будет концентрироваться в конденсаторе, чья роль – это формирование импульса.

Для того чтобы аппарат контактной сварки, изготовленный своими руками, заработал, нужно на рукояти пистолета нажать «кнопку импульса» для открытия цепной схемы конденсатора-резистора. В результате этих манипуляций произойдет разряд через металлический стержень. Чтобы закрепить теоретический материал, рекомендуется ознакомиться с обучающим видео, где подробно рассказывается о точечной сварке. Это позволяет понять визуально, как же это все правильно осуществляется.

Самодельный аппарат из микроволновой печи

Так как на аппараты точечной сварки не всегда можно выделить лишнюю сумму денежных средств, то можно изготовить ее собственными силами. Для этого потребуется довольно мощная микроволновая печь.

Сборка трансформатора

От микроволновки потребуется лишь одна деталь – это высоковольтный трансформатор для точечной сварки. От этой детали требуется лишь сердечник (магнистор) и первичная (нижняя) обмотка. Для удаления ненужных участков можно воспользоваться молотком, болгаркой либо ножовкой. После удаления трансформаторной вторичной обмотки, необходимо создать самодельный трансформатор для контактной сварки. Чтобы это выполнить, следует воспользоваться медным кабелем, диаметром, равным проему трансформатора. Необходимо сделать два витка. Для того чтобы соединить две части сердечника потребуется эпоксидная смола.

Основу сделали, теперь необходимо заняться корпусом самодельной установки. Для этого используются различные полимеры, например, пластмасса или дерево. Обратная область корпуса точечной установки должна содержать несколько проемов. Один проем будет служить ключом устройства, а другое подавать электричество.

Если вместо пластика применяется дерево, то для начала следует выполнить несколько подготовительных операций, а именно отшлифовать, пропитать и лакировать. Чтобы создать самодельный рабочий аппарат для точечной сварки своими руками, потребуется:

• кабель электропитания сварочной установки;
• ручка от двери;
• выключатель;
• медные держатели;
• электропровод большого диаметра;
• расходные материалы (саморезы, гвозди).

После подсыхания корпусного участка, необходимо собрать установку и совместить все сопутствующие детали. После этого отрезается медный провод на 2 части, каждый из которых примерно 25 мм. Эти элементы будут осуществлять функцию электродов. Чтобы их зафиксировать, достаточно применить стандартную отвертку. Затем необходимо установить ключ системы, толстый электрокабель предотвратит его выскальзывание. Чтобы зафиксировать трансформатор на корпусе конструкции можно использовать саморезы, но не стоит забывать о заземлении одной из клемм.

Чтобы повысить безопасность использования устройства для сварки рекомендуется установка вспомогательного включателя. Для крепежа рабочих рычагов также применяют небольшие гвозди и другие крепежные элементы. К торцевым частям рукоятей прикрепляются контактные металлические стержни. Для вознесения верхней рукояти применяется стандартный полимер – резина.

Создание электродов

Элементы, применяемые для точечной сварки своими руками, должны отвечать определенным требованиям, а именно устойчивостью к воздействию рабочих температур, хорошей электропроводностью и легкостью механической обработки.

Для этого прекрасно подходят медные провода сечением от 15 мм. Основной принцип – сечение электрода не должно быть меньше поперечника провода. Если не жалко, то можно применить жала 2 паяльников, которые точно прослужат долго.

Органы управления

Создаваемая контактная сварка своими руками имеет простое устройство. Приходится всего две управляющих системы – выключатель и рукоять. Выключатель точечной сварки фиксируется в цепи первичной обмотки. Это необходимо из-за того, что во вторичной обмотке ток больше, а выключающая система создаст дополнительное сопротивление. Выключатель устанавливается на рычаге, так удобнее будет работать. То есть одной рукой можно будет включать электричество, а второй удерживать свариваемые материалы.

Стоит отметить, что включение и выключение сварочного тока необходимо осуществлять лишь при сжатых электродах, потому что в противном случае появится искра, приводящая к их подгоранию. Рекомендуется также применять вентилятор для охлаждения аппарата.

Если подобная охлаждающая система отсутствует, то следует постоянно контролировать температуру преобразователя энергии, металлических электродов, электропроводов и создавать дополнительные перерывы, чтобы предотвратить перегрев.

На сегодня приобретение сварочного аппарата для точечной сварки не является проблемой, если есть денежные средства. В любом специализированном магазине предложат целый ряд установок для точечного соединения деталей, причем разной мощности и производителей. Но для домашних мастеров не всегда возможно подобрать требуемые параметры, поэтому сделать аппарат точечной сварки своими руками будет оптимальным решением. Все необходимые расходные материалы можно позаимствовать и найти дома. Собранная собственными руками установка для точечной сварки не подводит и отлично работает, тем самым обеспечивая требуемый мелкий ремонт металлических изделий.