Самодельная точечная сварка

Схема

Перед тем как сделать точечную сварку своими руками требуется рассмотреть подходящие схемы. Наиболее востребована схема сварки, которая позволяет работать с металлическими листами с толщиной от 1 мм или проводкой и прутом с диаметром до 4 мм.

Но в данных ситуациях требуется учитывать некоторые важные особенности:

• для сварки требуются приборы с переменным напряжением в 220 Вт;
• показатель выходного типа напряжения, которое требуется при работе на холостом ходу, должен быть 3-7 В;
• самые высокие показатели электрического тока способны доходить до 1,5 тысячи Ампер.

Контактное сварочное оборудование имеет принципиальную схему, которая имеет в составе силовые части, автоматизированный выключатель и контрольную цепь. Если во время работы проявляются опасные проблемы, то для их устранение достаточно нажать на специальную кнопку, которая полностью отключит питание прибора.

Суть процесса

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

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

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

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

К преимуществам точечной сварки относится:

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

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

Схема точечной сварки для аккумуляторов своими руками:

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

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

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

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

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

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

Сварочный процесс: схема изготовления

При самостоятельной сборке аппарата необходимо учитывать закон Джоуля-Ленца (Q=I² Х R Х t), в котором говорится: тепловая энергия выделяется в проводниках в определённом количестве пропорционально их сопротивлению, коэффициенту силы тока во времени и в квадрате.

Специалисты советуют уделять должное внимание самодельному механизму, учитывать большую потерю энергии в тонких проводах, использовать электроцепь высокого качества. Виды контактной сварки:

Виды контактной сварки:

1. Шовная
2. Точечная
3. Стыковая

В точечной сварке технология аппарата основана на тепловом воздействии тока. Это обеспечивает сварку детали как в одной, так и в нескольких точках.

Перечислим несколько существующих ступеней в технологии точечной сварки:

1. Совмещаемые компоненты соединяются и размещаются между электродами устройства. Следует расположить компоненты плотно прилегая друг к другу. Это обеспечит формирование уплотняющего пояса возле расплавленного ядра, что не позволит выплёскивание раскалённого метала во время импульса.
2. Следующий шаг — нагревание деталей. Они становятся термопластичны, что даёт возможность их видоизменения. Сделать сварку высокого качества возможно в домашних условиях, главное – соблюдать ключевые принципы технологии: поддерживать скорость движения электродов, постоянную величину давления и плотное соединение всех частей.

При прохождении тока образуется импульс, который обеспечивает нагревание сварочного аппарата и позволяет расплавить металл в точках соприкасания с электродами.

Затем образуется общее ядро жидкой консистенции 4-12 мм в диаметре. После воздействия тока на детали, они будут надёжно держаться до охлаждения ядра и его дальнейшей кристаллизации.

Бытовая эксплуатация самодельной точечной сварки позволяет обеспечить машинальную прочность металлических швов без больших расходов, но создать герметичные швы не позволяет.

Государственный стандарт регламентирует технику безопасности, рабочий процесс и сварочное оборудование.

Аппараты точечной сварки

Все больше промышленных изделий стараются изготовить наиболее простым и дешевым методом. Это касается также ремонта. Аппарат точечной сварки — это крайне необходимый инструмент для мастерских.

Выбирая устройство, надо правильно определить его назначение. Во многих случаях можно обойтись самодельным простейшим устройством, когда требуется точечная сварка. Цена фирменного оборудования колеблется в пределах 5 — 200 тыс. руб. Чем больше функций у модели, тем она дороже.

Аппараты различаются по способам установки. В производственных условиях используют стационарные устройства. Для поточных линий применяются подвесные модели. Их часто применяют в авторемонтных мастерских. Самым удобным для домашнего мастера является переносной аппарат.

Электропитание точечной сварки производится однофазным или трехфазным переменным током. Целесообразно применять инверторные и конденсаторные аппараты, не создающие значительной нагрузки на электросеть.

Популярными устройствами точечной сварки стали споттеры. Клещи у них отсутствуют. Один вывод источника тока подключается к корпусу детали, а другой — к прикрепляемому элементу. Когда требуется исправить вмятину на автомобиле, к этому месту приваривается гайка или болт с помощью специального пистолета способом прижатия. Затем дефект исправляется посредством вытягивания, после чего элемент снова нагревается и удаляется.

Провода от источника делают как можно короче, а место соединения — максимально близко от участка правки.

К приборам постоянно добавляются новые функции. С их помощью теперь можно не только сваривать, но и создавать локальный нагрев, а также ставить заплаты. Многофункциональность делает их тяжелее, мощнее и дороже.

Сварочный аппарат из микроволновки

Прибор для точечной контактной сварки можно изготовить самостоятельно, использовав трансформатор от микроволновки.

При изготовлении такого сварочного прибора нужно взвесить, что будет дешевле – осуществить покупку инвертора или сделать самостоятельно, применив трансформатор из ненужной микроволновки.

Трансформатор – самая дорогая деталь нашего будущего самодельного прибора. Все остальные расходники – провода, кожух и основа, на которую будет производиться крепление, будут практически в любой мастерской.

Нам потребуется мощность трансформатора не менее 1 кВт. С помощью сварочного аппарата, использующего такой трансформатор, реально делать точечную сварку листов до 1 мм.

Удвоение мощности трансформатора позволит работать с листами до 1,8 мм толщиной. Трансформатор современной микроволновки может быть мощностью до 3 кВт.

Требуется вынуть трансформатор из металлического кожура и избавится от шунтов для ограничения тока и вторичной обмотки.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Как выбрать сварочный полуавтомат?

Микроволновая печь использует высокое напряжение, поэтому на первичной обмотке трансформатора присутствует меньшее количество петель, чем на вторичной.

Из-за этого появляется разность потенциалов. Наша задача – изменить вторичную обмотку, приспособив ее под цели контактной сварки.

Тщательно зачистите трансформатор от остатков вторичной проводки и шунтов, при необходимости используйте металлическую щетку или длинный узкий предмет (например, отвертку).

Нетронутой останется только первичная обмотка, вторичную будем делать заново.

Учитывая высокое напряжение, берем многожильную электрическую проводку с сечением не менее одного квадрата.

Видео:

Если будет использоваться цепь из двух или более трансформаторов, то выводы всех вторничных обмоток от них сводим в одну.

Когда использован один трансформатор, то корпус для него можно приспособить из той же микроволновой печи, уменьшив ширину и длину.

Для системы трансформаторов кожух можно сделать из железного листа, снабдив его изолирующим слоем. Вторичная обмотка формируется 2-4 витками провода.

Однако, толстый слой изоляции, в которую упакован провод, не даст загнуть его по катушке.

Двумя-тремя петлями провода мы добьемся напряжения в 2 Вт.

Для подвода тока к месту сварки создаем рычажный механизм, один рычаг которого жестко закреплен на основной поверхности (для удобства контактной сварки на этой же поверхности можно закрепить с помощью струбцин и трансформатор в кожухе).

Второй рычаг при опускании будет сдавливать детали. Выключатель вводим в цепь первичной обмотки и устанавливаем на верхний рычаг.

Это позволит одновременно сжимать деталь и пускать ток. Клещи в этом случае не используются, а сами наконечники предварительно паяются с проводами для предотвращения окисления.

При точечной сварке будем использовать стержни из меди толщиной больше, чем диаметр провода. В процессе работы их нужно подтачивать и при необходимости менять.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Советы по выбору электродов для сварки нержавейки

В ходе работы деталь зажимается с помощью рычагов между двумя электродами и пускается ток.

Сварочный аппарат в домашних условиях

Самодельное устройство можно собрать из подручных материалов

На большую мощность самодельного аппарата точечной сварки располагать не стоит: устройство может работать с металлической проволокой 0,3 мм в диаметре; со стальным листом 0,2 мм в толщину.

Конфигурация позволяет приварить наиболее тонкие составляющие из фольги и совершать сварку термопар.

Производят электрод из пистолета с лёгким усилием, что необходимо для прижима объектов небольших габаритов.

Здесь потребуются выпрямительные мосты, тиристор подключается ко второй детали моста. Открытие первой детали благоприятствует достаточному напряжению у трансформатора к первичной обмотке.

Сварочные клещи заменяются пистолетом, и первый элемент соединяется с концом вторичной обмотки на трансформаторе. При этом второй конец надёжно крепится к аппарату.

Однофазный или трёхфазный ток питает клещи, что позволяет им функционировать. Трансформатор, питающий клещи, снабжает током в несколько кА.

Управляется тиристор нажатием кнопки на рукоятке пистолета. Конденсатор заряжается при подключении к сети добавочного источника (выпрямительных мостов или трансформаторов).

Тиристор закрывается, механизм включается и остаётся открытым до тех пор, пока конденсатор не разрядится.

Отрезок времени, за который конденсатор может разрядиться, регулируется переменным резистором. Кнопка нажимается — формируется следующий импульс и конденсатор заряжается. При повторном нажатии кнопки процесс запускается сначала.

Самодельная точечная сварка может быть создана из стального трансформатора с толщиной набора 70 мм. При первичной обмотке используется провод ПЭВ-2 0,8 с 300 витками, при вторичной — многожильный провод 4мм в диаметре.

Изготовление устройства

Аппарат для сварки точечным способом, имеющий небольшие габариты, называют споттером. Сварочный аппарат для точечной сварки аккумуляторов можно с легкостью изготовить самим. Аппарат для точечной сварки аккумуляторов разделяется на механическую составляющую и электрическую. Механическая содержит электроды, проводящие ток, и элементы, необходимые для сжатия деталей. В электрической части главной составляющей является трансформатор.

Аппарат для точечной сварки для аккумуляторов может иметь в своем составе старый трансформатор. Распространено использование трансформатора, входящего ранее в конструкцию микроволновой печки, если она вышла из строя и не подлежит ремонту. Также можно использовать трансформатор неработающего телевизора.

Извлекать старый трансформатор необходимо осторожно, чтобы не повредить изоляцию. Вторичную обмотку следует полностью удалить

Можно вначале спилить верхнюю часть, а потом достать или выбить оставшуюся с помощью какого-нибудь инструмента, например, зубила. После этого следует очистить место произведенной работы.

Затем следует освобождение паза, в котором будет намотана новая обмотка. Ее нетрудно изготовить из сварочного кабеля, имеющего большую толщину. Хороший показатель дадут даже четыре витка приготовленной таким образом обмотки. Особенно длинным кабель делает не стоит, поскольку это снизит надежность такого устройства, каким является аппарат для сварки аккумуляторов.

Обновленный трансформатор следует закрепить на основании саморезами. Друг напротив друга устанавливаются электроды, которые будут спаяны вместе. Спаянные электроды соединяются с проводами. К одним из важных обстоятельств можно отнести место положения выключателя. Его располагают так, чтобы он находился невдалеке от клещей на корпусе с его левой стороны.

В том случае, если аппарат для точечной сварки аккумуляторов своими руками включает в составе автомобильный аккумулятор, то такая переделка трансформатора не понадобится. В качестве источника тока будет использоваться заряженный машинный аккумулятор. Он должен иметь значительную мощность, чтобы исключить расправление при нагреве металла.

Оба электрода в изоляционном покрытии по всей своей длине фиксируются в колодке. Чтобы выдержать расстояние между ними закрепляют соединитель. Провода, идущие от АКБ, фиксируют в клеммнике. Аппарат точечной сварки аккумуляторов удобно подключать с помощью ножной педали. Подойдет педаль от швейной машины, но желательно приобрести новую.

Для подключения ножной педали должен иметься специальный разъем

Важной частью является подготовка электродов. В их роли могут выступать стержни паяльников, заточенные на конус

Также можно использовать обычный провод из меди диаметром 2-5 миллиметра.

Электроды к деталям должны прижиматься с помощью прижимного устройства. Прижимное устройство должно иметь возможность регулировки. Это расширяет поле деятельности, используя его для сваривания деталей разной толщины.

Аппарат для сварки аккумуляторов своими руками, конечно, не может сравниться с заводским исполнением, но проверка его работы после сборки приблизит его к этим характеристикам. Для тестирования следует выбрать какую-нибудь ненужную деталь. Контрольная контактная сварка для аккумуляторов должна быть вначале осуществлена на маленькой мощности. При нормальном результате следующую проверку уже можно проводить на максимальной мощности.

Правильно подобранный режим обеспечит отсутствие следов сварки. В то же время крепко соединенные детали должны успешно сопротивляться разрыву.

Изготовление клещей для сварочного оборудования

При желании изготовить самодельную точечную сварку вы должны ответственно отнестись к конструированию клещей. Сегодня применяется две разновидности таких элементов:

1. стационарные.
2. выносные.

Первое решение характеризуется простотой в эксплуатации, а также качественной и надёжной изоляцией, которая обусловлена прочно соединенными узловыми участками. Правда, подобные клещи характеризуются одним недостатком — чтобы обеспечить прижимное усилие, нужно приложить физическое усилие.

Вариант выносных клещей отличается особым удобством работы и компактными размерами. Чтобы контролировать усилия клещей, достаточно поменять длины их вынесения за аппарат. В мете подсоединения таких деталей устанавливают болты, втулки и шайбы, для более надёжной гидроизоляции.

При изготовлении деталей принято использовать медные прутья или бериллиевую бронзу. Также можно воспользоваться жалом от паяльного аппарата с высокими показателями мощности. Что касается диаметра электрода, то он должен соответствовать диаметру провода, к которому подключен.

Чтобы сварочные ядра обладали хорошим качеством, концы электродов сужают и делают небольшими.

Аппарат для точечной сварки своими руками

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

Трансформатор

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

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

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

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

сделайте больше витков, так вы повысите показатели мощности

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

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

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

На первичные обмотки трансформаторов

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

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

Электроды

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

Чем меньше длина провода

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

Управление

На промышленных аппаратах она доходит до 100 кг

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

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

5 Как сделать клещи?

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

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

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

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

Тщательно изолируем и хорошо охлаждаем

Выполняя намотку проволоки на катушку, следует обязательно наносить на её поверхность изолирующий лак и укладывать витки как можно плотнее. В противном случае нельзя исключить межвитковые замыкания и перегорание проводов из-за перегрева. На первый план выходит охлаждение трансформатора. Об этом авторы многих статей почему-то умалчивают. Не исключено, что потребуется установка дополнительной системы охлаждения, состоящей из радиаторов и обдувающих их вентиляторов. Если об этом не позаботиться, оборудование просто выйдет из строя от перегрева или даже станет пожароопасным. Как вариант, возможна установка уже готовых систем охлаждения, применяемых в электрике и электронике.

Изготовление устройства

Качественный аппарат для сварки состоит из двух основных частей – контактного блока и источника сварочного импульса. Последний подает автоматически импульс. Сила тока должна быть в пределах 200 А на протяжении 0,03-0,1 с при питании от обычной электросети. Некоторые пользователи советуют выбрать устройство, позволяющее регулировать силу тока для работы с различными видами металла разной толщины.

Контактный блок должен характеризоваться основными требованиями:

• Хорошее прижатие сварочных поверхностей;
• При помощи точечного электрода необходимо подвести сварочный сигнал;
• Удержание заготовок после снятия импульса до полного затвердения.

Чаще всего можно встретить такие решения:

• заготовки зажимают между электродами;
• используют 2 разных электрода: точечный и плоский;
• одна из заготовок является нижним электродом.

https://youtube.com/watch?v=tf5-uJ_pn-o