Как сделать контактную сварку своими руками?

Аппарат точечной сварки из сварочника

Главной сложностью при изготовлении аппарата точечной сварки своими руками является сборка источника тока. Он должен выдавать короткие импульсы небольшого напряжения и высокой силы тока, превышающей 1000А. Длительность импульса регулируется тиристорной схемой или вручную обычным выключателем на первичной обмотке. Для низколегированных сталей необходим более длительный импульс, нержавейка сваривается при коротких импульсах, чтобы верхняя часть не успела прогреться и окислиться, что значительно снижает антикоррозионные свойства.

Точечная сварка из старого сварочного аппарата

Во втором случае сварка таким аппаратом требует определенной сноровки — с первого раза угадать необходимую длительность импульса очень сложно, особенно на разных металлах. Но методом проб и ошибок на обрезках листовой стали или цветных сплавов вполне реально добиться качества сварки не хуже, чем на промышленных аппаратах.

Точечная сварка, собранная своими руками из старого сварочного аппарата, работает достаточно эффективно и вполне в состоянии решить ряд проблем с соединением листового металла толщиной от нескольких десятых до 2-3 мм. Для более толстого листа сложно создать требуемое усилие при помощи самодельных клещей или рычажного устройства.

Почему выбирается именно старый трансформатор? Аппарат точечной сварки своими руками предполагает его полное переоборудование, которое касается, впрочем, только вторичной обмотки. После переделки обычная сварка ММА таким аппаратом становиться невозможной, поэтому и выбирается старый, но еще рабочий аппарат, по крайней мере, первичная обмотка должна быть если не в идеальном, то в приемлемом состоянии.

Сечение провода вторичной обмотки должно быть не менее 1,8 см2. Если удастся найти подходящий кабель заводского производства в изоляции, то лучше использовать его. Хороший результат дают как кабели с монолитной сердцевиной, так и многожильные из скрученных в жгут медных проводов. На вторичную обмотку идет несколько витков кабеля или шины с таким расчетом, чтобы при подаче 220В на первичный контур, во вторичном возникал ток напряжением 6-8 В. В таком случае сила тока будет достигать 800-1000 А. Этого вполне достаточно для сварки отдельных деталей в домашней мастерской.

Назначение манипулятора

Помимо вращателей существуют и другие разновидности дополнительного сварочного оборудования — кантователь, позиционер, манипулятор. Особо подробно стоит рассказать о манипуляторах, потому что они их чаще всего применяют на производстве и в домашних условиях.

Манипулятор может перемещать или вращать деталь в любом направлении, которое необходимо для проведения сварочных работ. Он более универсален, чем вращатель.

Значимым преимуществом современных манипуляторов является лёгкость их переналадки. При желании, скорректировать работу таких аппаратов не составит труда.

Для этого надо лишь перенастроить программное обеспечение, то есть изменить рабочую программу, после чего инструмент начнёт двигаться по новой траектории. Линия соединения или линия шва в данном случае тоже претерпит изменения.

Модульная конструкция большинства распространённых сегодня манипуляторов позволяет с лёгкостью менять ориентацию рабочего инструментария. В результате один и тот же прибор можно использовать при различных технологиях сварки.

Контактная точечная сварка своими руками, видео

Нас часто спрашивают, возможна ли точечная контактная сварка своими руками, или лучше обратиться к специалистам? Что-ж, давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.Существует множество разновидностей обычных сварочных процессов, которые отличаются типом используемого энергоносителя и другими параметрами. Сегодня практически невозможно обойтись без всем известной точечной сварки, которая считается самой популярной среди домашних умельцев. Качество выполнения работ будет напрямую зависеть от квалификации мастера.

точечная сварка

Точечная сварка своими руками, видео:

Точечная сварка – это получение неразрывного соединения деталей за счет того, что между ними образовались связи в месте сварного шва. Получить межатомные связи можно, если нагревать деталь либо применить пластическую деформацию.

Иногда используют оба способа, комбинируя их. Сварочные работы применяются в основном для восстановления целостности металла и проводятся они не только в определенных условиях, но и под водой и даже есть опыт сваривания деталей в космосе.

Сварочные работы обязательно должны выполняться в соответствии с правилами техники безопасности, при этом работать необходимо в специальном защитном костюме и маске, закрывающей глаза. Виды энергии, которые использует мастер в процессе выполнения работ:

1. Электрическая дуга.
2. Пламя обычной газовой горелки.
3. Ультразвук (иногда используется для сваривания деталей).
4. Лазерное излучение либо ультразвук.
5. Иногда мастера пользуются трением для сваривания подготовленных поверхностей.

Самодельная точечная сварка связана с повышенной опасностью возникновения пожара, опасностью поражения человека электрическим током, в процессе работы выделяется ультрафиолет и вредные газы. Поэтому проводить работы нужно внимательно следуя правилам техники безопасности.

Некоторые виды контактной сварки и ее особенности

Контактной сваркой называется процедура, во время выполнения которой по всей поверхности торцов происходит сваривание двух деталей. Такой метод сварки может быть получен сопротивлением либо оплавлением.

Сварка сопротивлением. Подготовленные к работе детали плотно соединяются друг с другом и тогда подается ток для сварки. Выключают его только тогда, когда поверхность деталей стала пластичной и была выполнена осадка. Обычно этот способ используется для ремонта предметов, которые состоят из низкоуглеродистой стали и имеют небольшую площадь.

сварочный аппарат

Сварка оплавлением. Перед началом работ очищенные детали закрепляются в зажимах, затем их плавно соединяют при помощи подвижного зажима, а в момент их контакта и включается сварочный ток. Затем проводится осадка на необходимую величину и после выполнения работы ток выключают.

Сварка при помощи прерывистого оплавления. В процессе работы мастер чередует плотный контакт деталей с неполным, все это время подается ток. Такие возвратно-поступательные движения машины циклично замыкают сварочную цепь в том месте, где детали между собой контактируют.

Это происходит до того момента, когда их торцы разогреваются до температуры 900С. Как сделать аппарат для точечной сварки своими руками? На специализированных сайтах сегодня можно найти целые схемы, но специалисты рекомендуют не использовать самодельные приборы, поскольку это может быть небезопасно.

Какие инструменты нужны для выполнения работ?

Трансформатор — должен обладать высоким коэффициентом трансформации, чтобы обеспечить в процессе работы подачу большого тока для сварки. Можно сделать трансформатор для точечной сварки своими руками.

В большинстве случаев в качестве электродов мастер использует медный стрежень, при этом желательно, чтобы он был достаточно толстым (его диаметр должен быть примерно равен диаметру провода).

Чтобы в процессе работы электроды не потеряли свою форму, их необходимо периодически подтачивать. Если же они пришли в негодность и полностью сточились – лучше провести замену.

Выполнять сварочные работы рекомендуется только в специально оборудованном помещении, в котором отсутствует риск возникновения пожара. Работы по сварке опасны, поэтому выполнять их нужно только при наличии практических навыков.

Самодельное устройство для сварки

Аппарат для контактной сварки относится к незаменимым устройствам. Подобные агрегаты должны находиться на «вооружении» у каждого мастера. В гараже, на даче, в мастерской и даже дома подобным агрегатам всегда найдется применение.

Аппарат контактной сварки стоит достаточно дорого, поэтому его изготовление выглядит весьма привлекательно. Во-первых, данным устройством в будущем можно гордиться и хвастаться. Во-вторых, самодельная ручная контактная сварка стоит значительно дешевле.

Важным также является тот факт, что собрать самостоятельно подобное устройство вполне реально из подручных материалов, что еще больше удешевит стоимость агрегата. Кроме того, сборка не отличается высокой сложностью и с ней справится практически любой человек

В этом деле важно строго следовать инструкции

Принципиальная схема аппарата точечной сварки.

Стоит отметить следующее: задача изготовления значительно упрощается, если делать споттер из сварочного аппарата, вышедшего из стоя. В данном случае будут практически все необходимые детали. В результате сборка нового агрегата не вызовет никаких затруднений.

Еще одним распространенным способом является создание аппарата на основе СВЧ печи. В этом случае главное правильно соблюдать подсоединение трансформаторов, особенно если их несколько.

Достаточно разобраться с принципиальной схемой контактной сварки, а также понять принципы ее работы, чтобы суметь изготовить прибор не только по готовым чертежам, но и по собственным. В последнем случае появляется возможность создания оборудования, полностью удовлетворяющего все требования мастера.

При должном подходе получится сделать сварку лучше моделей, продаваемых в магазинах. Это связано с тем, что в собственном изделии будут учтены многие параметры, важные мастеру. Речь идет и о конструкции клещей, и о размерах корпуса, а также о мощности и массе аппарата.

В домашних условиях контактная сварка применяется для сварки авто, металлических листов, проводов, мелкой бытовой техники и многого другого.

Самодельная точечная сварка

Схема самодельной точечной сварки.

В быту часто требуется соединить две металлические детали точечно. Традиционная сварка для этого либо не подходит, либо ее нет в наличии. В этом случае выручит самодельная точечная сварка, для которой понадобится минимальное количество материалов:

• дроссели от люминесцентных светильников 40 Вт;
• отрезок медного провода диаметром 0,25-0,3 мм либо плавкий предохранитель 13 А;
• вилка с медными проводами сечением 0,8 мм2;
• зажим «крокодил».

Сварочные аппараты для точечного соединения собирают по схеме:

• параллельно соединенные дроссели собраны в блок;
• один вывод подключается к зажиму, второй к проводу вилки;
• на второй провод вилки наматывается провод либо крепится плавкий предохранитель.

Сварочные аппараты для дома обеспечивают точечное соединение следующим образом:

• одна деталь зажимается «крокодилом»;
• ко второй в планируемом месте сварки подсоединяется перемычка;
• вилка включается в розетку, предохранитель плавится, успевая в точке контакта разогреть детали до полного соединения.

Точечная сварка безопасна в эксплуатации и отлично подойдет для домашних работ.

Оборудование этого типа относится к разряду экстремальных, однако выручает в сложной ситуации.

Безопасный в эксплуатации, компактный аппарат этого типа пригодится в любом индивидуальном хозяйстве, частном доме. Он работает на основе электролиза, в качестве рабочего раствора используется щелочная вода, рабочие газы на выходе обеспечивают температуру пламени 1 800˚С. Принцип действия прибора:

• на пластины электролизера подается напряжение;
• водный щелочной раствор (либо NaOH, либо KOH) начинает интенсивно выделять кислород, водород;
• смесь газов проходит сквозь гидрозатвор, поступает в горелку для сварки, резки;
• пластины электролизера изготавливаются из кровельного железа 0,5 мм, имеют размер 15 х 15 см, в каждой из них сверлится четыре крепежных отверстия диаметром 2,5 мм, одно газоотводное — диаметром 12 мм; пластины собираются в блоки велосипедными спицами, удаляемыми после сборки.

https://moyakovka.ru/youtu.be/KurstmEhqKI

В гидрозатворе используется керосин, его количество подбирается опытным путем. Узел состоит из двух баллонов, сообщающихся в нижней части трубкой. Ресурс электролизера составляет 10 лет, после чего пластины заменяются новыми.

Технология процесса

Чтобы нагреть детали до необходимой температуры, на них подается кратковременный импульс элетротока большой силы. Как правило, импульс длится в от 0,01 до 0,1 секунды (время подбирается исходя из характеристик металла, из которого изготовлены детали).

При импульсе металл расплавляется, и между деталями образовывается общее жидкое ядро, пока оно не застынет, свариваемые поверхности необходимо удерживать под давлением. Благодаря этому, остывая, расплавленное ядро кристаллизируется. Рисунок, иллюстрирующий процесс сварки, показан ниже.

Иллюстрация процесса точечной сварки

Обозначения:

• A – электроды;
• B – свариваемые детали;
• С – ядро сварки.

Давление на детали необходимо для того, чтобы при импульсе по периметру ядра расплавленного метала образовался уплотняющий пояс, не позволяющий вытекать расплаву за пределы зоны, где происходит сварка.

Чтобы обеспечить лучшие условия для кристаллизации расплава, давление на детали снимается постепенно. Если необходимо «проковать» место сварки с целью устранить неоднородности внутри шва, усиливают давление (делают это на финальной стадии).

Обратим внимание, что для обеспечения надежного соединения, а также качества шва, предварительно необходимо обработать поверхности деталей в местах, где будет происходить сварка. Это делается для удаления оксидной пленки или коррозии

Когда требуется обеспечить надежное соединение деталей толщиной от 1 до 1,5 мм, применяют конденсаторную сварку. Принцип ее действия следующий:

• блок конденсаторов заряжают электротоком небольшой силы;
• разряд конденсаторов производится через соединяемые детали (силы импульса достаточно для обеспечения необходимого режима сварки).

Такой тип сварки применяется в тех сферах промышленности, где необходимо соединить миниатюрные и сверхминиатюрные компоненты (радиотехника, электроника и т.д.).

Говоря о технологии точечной сварки следует отметить, что с ее помощью можно соединять между собой разнородные металлы.

Причины недолговечности электродов контактной электросварки

Процесс контактной сварки состоит из следующих стадий:

Предварительной подготовки поверхности соединяемых деталей – она должна быть непросто очищена от загрязнений и окислов, но и очень ровной, чтобы исключить неравномерность возникающего напряжения электрического поля.
Ручного или механического прижима свариваемых изделий – с увеличением усилия прижима растут интенсивность диффузии и механическая прочность сварного шва.
Локального расплавления металлов в зоне прижима теплом электрического тока, в результате чего формируется сварочное соединение. Прижим электродов на этой стадии препятствует образованию сварочных брызг.
Отключения тока и постепенного остывания сварного шва.

Таким образом, материал электродов для контактной сварки претерпевает не только значительные термические напряжения, но и механические нагрузки. Поэтому к нему предъявляется ряд требований – высокая электропроводность, высокая термическая стойкость (в том числе – и от постоянных колебаний температуры), повышенные значения предела прочности на сжатие, малый коэффициент теплоёмкости. Таким комплексом свойств обладает ограниченное число металлов. В первую очередь – это медь, и сплавы на её основе, однако и они не всегда удовлетворяют производственным требованиям.

В связи с постоянным повышением энергетических характеристик производимых аппаратов для точечной сварки многие торговые марки ориентируют потребителя на применение только «своих», фирменных электродов, что не всегда соблюдается. В результате снижается качество сварных швов, получаемых по такой технологии, подрывается доверие к самому процессу контактной электросварки.

Преодоление указанных проблем производится двумя путями: совершенствованием видов и конструкций сварочных электродов для точечной сварки, и разработкой новых материалов, используемых для изготовления таких электродов. Для частных пользователей имеет значение также и цена вопроса.

Разновидности контактной сварки

Существует несколько видов контактной сварки. К ним относится точечная сварка (она может быть одноточечной, двухточечной и многоточечной), рельефная сварка, шовная сварка (может быть непрерывной, шаговой и прерывистой), стыковая сварка (выполняемая либо с помощью сопротивления, либо с помощью оплавления). Также возможны комбинации разных методов, например, шовно-стыковая сварка или рельефно-точечная. В таком случае комбинированный метод будет обладать всеми характерными особенностями обоих типов контактной сварки.

Давайте подробнее разберем способы контактной электросварки изделий из металла.

Точечная сварка

Точечная сварка — это самый распространенный тип контактной сварки. Ее суть в формировании так называемых точек путем нагрева металла и его дальнейшей деформации. Точки формируются с малым шагом, образуя сварное соединение.

Точечная сварка довольно универсальна, она используется для соединения тонколистового металла, маленьких деталей, используемых в электроприборах, и толстых деталей до 2 сантиметров. С помощью такого метода возможна быстрая и качественная сварка нержавеющей стали.

Что касается качества и надежности соединения, то здесь все просто: чем больше точек, тем шов надежнее. Новички ошибочно полагают, что такое соединение ненадежно и может разрушиться в любой момент. Но это большое заблуждение. При формировании точки используется большое давление. Оно без труда деформирует нагретый металл, который затем остывает и надежно фиксирует детали между собой.

Рельефная сварка

Контактная рельефная сварка осуществляется по тому же принципу, что и контактная, только перед работой края одной детали обрабатываются с помощью специальных инструментов или станков, образующих выступы. Деталь кладется сверху, выступами вниз. Выступы могут быть полукруглыми или продолговатыми. В месте выступа как раз и будет точка, формируемая аппаратом для контактной сварки. Вторая деталь остается неизменна, она кладется снизу.

Рельефный метод контактной сварки зачастую применяется при сборке автомобилей. Он очень сложен за счет необходимости формировать выступы и поэтому редко проводится в домашних условиях.

Шовная сварка

Шовная сварка несколько отличается от прочих типов контактной сварки. Здесь электроды роликовые, с их помощью металл не только прокатывается, но и сваривается. При этом сварное соединение выглядит, как при точечной сварке. Но точки перекрывают друг друга на несколько миллиметров, образуя шов, больше похожий на соединение, выполненное ручным способом с помощью покрытого электрода.

Шовная сварка применяется при сварке тонких металлов до 3 миллиметров. Также шовная сварка отлично подходит для сварки герметичных изделий, например, баков и цистерн.

Стыковая сварка

Стыковая контактная сварка также использует тепло и давление, но в другой плоскости. Шов формируется не между верхним и нижним электродом, а посередине. Чтобы лучше понять суть, посмотрите на схему ниже.

Стыковая сварка делится на сварку с сопротивлением и с плавлением. При сварке с сопротивлением детали сначала стыкуют, затем сжимают под небольшим давлением, и только после этого к зоне шва поступает ток, который нагревает металл, размягчая его. Затем металл остывает и образуется соединение.

При сварке плавлением детали предварительно нагреваются до пластичного состояния и только потом соединяются с применением давления. Нагрев может быть либо постоянным, когда тепло поступает во время всего сварочного процесса, либо прерывистым, когда деталь нагревается интервалами. Прерывистый нагрев используются для экономии электричества. Также он полезен, если детали небольшие и тонкие, в таких случаях нет нужды использовать нагрев постоянно.

Внимательные мастера спросят, куда исчезает расплавленный металл? Ведь при других способах сварки при плавлении металл начинает окисляться, образуется шлак. А это создает дополнительные проблемы. Дело в том, что в контактной сварке ток обладает электродинамическим действием, поэтому он без труда выбрасывает расплавленный металл вне зоны сварки.

2 Схема устройства для сварки металла толщиной до 1 мм

Устройство точечной сварки для соединения деталей контактным способом можно собрать по ниже приведенным схемам. Предлагаемый аппарат рассчитан на сварку металлов:

• листовых, толщина которых до 1 мм;
• проволоки и прутков, диаметр которых до 4 мм.

Основные технические характеристики устройства:

• напряжение питающей сети – переменное 50 Гц, 220 В;
• выходное напряжение (на электродах контактно-сварочного механизма – на клещах) – переменное 4–7 В (холостого хода);
• сварочный ток (максимальный импульсный) – до 1500 А.

На Рис.1 приведена принципиальная электрическая схема всего устройства. Предлагаемая контактная сварка состоит из силовой части, цепи управления и автоматического выключателя АВ1, который служит для включения питания устройства и защиты в случае возникновения аварийных ситуаций. Первый узел включает сварочный трансформатор Т2 и бесконтактный тиристорный однофазный пускатель типа МТТ4К, который осуществляет подключение первичной обмотки Т2 к питающей сети.

На Рис.2 представлена схема обмоток сварочного трансформатора с указанием количества витков. Первичная обмотка имеет 6 выводов, переключением которых можно осуществлять ступенчатую грубую регулировку выходного сварочного тока вторичной обмотки. При этом постоянно подсоединенным к сетевой цепи остается вывод №1, а остальные 5 служат для регулировки, и для работы подключают к питанию только один из них.

Схема пускателя МТТ4К, выпускаемого серийно, на Рис.3. Этот модуль представляет собой тиристорный ключ, который при замыкании его контактов 5 и 4 коммутирует нагрузку через контакты 1 и 3, подключенные в разрыв цепи первичной обмотки Тр2. МТТ4К рассчитан на нагрузку с максимальными напряжением до 800 В и током до 80 А. Производят такие модули в г. Запорожье на ООО «Элемент-Преобразователь».

Схема управления состоит из:

• блока питания;
• непосредственно цепи управления;
• реле K1.

В блоке питания может быть использован любой трансформатор мощностью не более 20 Вт, предназначенный для работы от сети 220 В и выдающий на вторичной обмотке напряжение 20–25 В. В качестве выпрямителя предлагается установить диодный мост типа КЦ402, но может быть применен любой другой с аналогичными параметрами либо собран из отдельных диодов.

Реле K1 служит для замыкания контактов 4 и 5 ключа МТТ4К. Это происходит при подаче напряжения от цепи управления на обмотку его катушки. Так как коммутируемый ток, протекающий через замкнутые контакты 4 и 5 тиристорного ключа, не превышает 100 мА, то в качестве K1 подойдет практически любое слаботочное электромагнитное реле с напряжением срабатывания в пределах 15–20 В, например, РЭС55, РЭС43, РЭС32 и подобные.