Схема контактной сварки

Схема контактной сварки

Контактная сварка — технологический процесс, используемый для соединения заготовок из конструкционных металлов посредством воздействия электротока. В настоящее время это одна из главных методик объединения элементов, применяемая в различных отраслях машиностроения. Чаще всего ее используют на производствах для создания однотипной продукции.

Схемы контактной сварки применяются уже более 100 лет, поэтому отработаны до мелочей. Механизм объединения заготовок основан на принципе их молекулярного взаимодействия между собой. Главное условие качественного процесса — максимальное сжатие деталей. Для его осуществления используется специальное оборудование (стационарное, передвижное, переносное, подвесное) и электроды.

Схема контактной сварки подробно рассматривает сам процесс непосредственного объединения деталей. Перед началом с поверхности заготовок счищается ржавчина, грязь и остатки горюче-смазочных материалов. Обязательно выполняется обрезка, правка и подгонка кромок зазоров. Сами сварные соединения создаются посредством высокоскоростного нагрева и пластического деформирования в условиях термоэлектрического поля.

Именно для этой сварки характерна высокая роботизация, автоматизация, механизация. Соответственно, она обеспечивает не просто эффективное, но и экономически выгодное производство. Сегодня с ее помощью осуществляется более 30% всех сварочных операций. Контактная сварка занимает первое место по использованию автоматизированных схем. Благодаря модернизации установок и совершенствованию методик сферы ее применения постоянно расширяются.

Шаг 1: Разборка микроволновой печи

Будьте осторожны! В микроволновой печи может быть высокое напряжение, которое сохраняется в течении некоторого времени после отключения печи от сети. При вскрытии печи необходимо найти большой конденсатор внутри микроволновки и разрядить его, прикоснувшись отверткой одновременно к обоим выводам конденсатора.

Вскройте корпус микроволновой печи, разрядите конденсатор и найдите трансформатор. Он должен выглядеть так как на фото. Открутите гайки, которыми крепится трансформатор и выньте его. Также можно достать из печи несколько конечных выключателей и кабелей, которые будут использоваться в нашем проекте.

3 Цепь управления – из чего состоит и как работает?

Цепь управления выполняет функции реле времени. Включая K1 на заданный промежуток времени, она задает продолжительность воздействия электрического импульса на свариваемые детали. Состоит цепь управления из конденсаторов С1–С6, которые должны быть электролитическими с напряжением зарядки 50 В или выше, переключателей типа П2К, имеющих независимую фиксацию, кнопки КН1 и двух резисторов – R1 и R2.

Емкость конденсаторов может быть: 47 мкФ для C1 и C2, 100 мкФ – C3 и C4, 470 мкФ – C5 и C6. КН1 должна быть с одним нормально-замкнутым, а другим нормально-разомкнутым контактами. При включении АВ1 начинают заряжаться конденсаторы, подключенные с помощью П2К к цепи управления и блоку питания (на Рис.1 – это только C1), R1 ограничивает начальный зарядный ток, что позволяет значительно увеличить срок эксплуатации емкостей. Зарядка происходит через скоммутированную на тот момент нормально-замкнутую контактную группу кнопки КН1.

При нажатии на КН1 нормально-замкнутая контактная группа размыкается, отключая цепь управления от блока питания, а нормально-разомкнутая – замыкается, подсоединяя заряженные емкости к реле K1. Конденсаторы при этом разряжаются, и ток разрядки приводит к срабатыванию K1.

Разомкнутая нормально-замкнутая контактная группа КН1 препятствует запитыванию реле непосредственно от блока питания. Чем больше суммарная емкость разряжающихся конденсаторов, тем дольше они разряжаются, и, соответственно, K1 дольше замыкает контакты 4 и 5 ключа МТТ4К, и продолжительнее сварочный импульс. Когда конденсаторы полностью разрядятся, K1 отключится, и контактная сварка прекратит свою работу. Чтобы ее подготовить к следующему импульсу, КН1 надо отпустить. Разрядка конденсаторов происходит через резистор R2, который должен быть переменным и служит для более точного регулирования продолжительности сварочного импульса.

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).

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.

Кратко о точечной сварке

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

Сварочный процесс включает в себя следующие этапы:

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

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

Оборудование для машинной точечной сварки

Выполнение работ

Дуговая сварка не подойдет для заваривания отдельных точек.

Перед выполнением работ необходима заточка электродов для контактной сварки, это знает каждый сварщик на машинах контактной сварки.

Контактная стыковая сварка оплавлением производится следующим образом:

1. Устанавливаются детали между электродами.
2. Под действием прижимного усилия создается сила трения между электродом и поверхностью.
3. Выставляется максимальный зазор перед подачей напряжения. В процессе протекания тока создается контактное сопротивление.
4. Подается напряжение и электрод перемещается, захватывая стыки, образовывая шов.

Контроль качества швов осуществляется государственного норматива. Стандарт – это ГОСТ 14098, на который ориентируются работники ОТК и на основании лабораторного испытания.

Простая схема для точечной сварки

Тут актуально рассмотреть упрощённую модель, которая передаёт импульс через электромагнитное устройство. В ходе работы надлежит подключить первый провод непосредственно к детали, а второстепенный к передатчику. Прижатие составляющих возможно с использованием «крокодила». Схема прибора выглядит следующим образом: первичный трансформаторный моток подключается к сети (один его конец проводиться через диодный мост). К другой стороне этого же моста поступается сигнал с тиристора.

Схема точечной сварки

После запуска заряд будет накапливаться в транзисторах (они располагаются в цепочке полупроводникового приспособления и подключены к мосту трансформатора). С этого звена в дальнейшем будет браться электроток.

Последовательность происходит следующей манерой: сначала идёт зарядка двухполюсников от электросети. После пуска отключается зарядка, и ток переходит на электромагнитное устройство минуя резистор. Продолжительность можно контролировать при помощи специального регулятора.

Именно трансформатор относится к ключевым звеньям модуля. Его можно сформировать на подобии сердечника с габаритами 40 на 70 (длинна и ширина). Первичный слой изготавливается из 0,08 см кабеля, и оборачивается 300 раз. Вторичный делается проволочной шиной с размером 2 см, и ей делается 10 оборотов. Трансформатор можно взять любой, однако, его мощность обязана быть 10 Вт, а напряжение 15 В.

Инструменты

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

Оглавление:

1. Сварочный аппарат для точечной сварки: принцип работы и основы изготовления
2. Схема аппарата точечной сварки для металлических деталей
3. Устройство аппарата точечной сварки и его конструкция
4. Как сделать аппарат точечной сварки из микроволновой печи

Сварочный аппарат для точечной сварки: принцип работы и основы изготовления

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема аппарата точечной сварки для металлических деталей

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

В таком случае, потребуется наличие такого устройства:

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

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

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

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

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

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

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

Устройство аппарата точечной сварки и его конструкция

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как сделать аппарат точечной сварки из микроволновой печи

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Эксплуатация АКС

Мастер, работающий с АКС должен находиться на резиновом коврике и использовать защитные очки и резиновые перчатки. “Заземляющий” кабель надо подсоединить к детали, к которой требуется приварить другую деталь. Затем надо включить АКС, приложить друг к другу соединяемые детали, плотно прижать их электродом сварочного пистолета и нажать на кнопку SA5. Спустя 1 – 1,5 сек электрод можно снять с точки и установить на следующую. При необходимости можно включить подсветку.