Часто виникає необхідність в точковому зварюванні, коли не треба з'єднувати труби або профілі, а просто потрібно приєднати невелику, але важливу деталь. Здійснити це допоможе конденсаторная зварювання своїми руками.
Електрична схема точкової микросварки.
Контактна зварювання - це досить затребуваний вид з'єднання металів, особливо кольорових. Багато хто прагне до того, щоб мати можливість її здійснити в домашніх умовах. Конденсаторне зварювання своїми руками цілком доступна і легко здійсненна.
Різновиди конденсаторного зварювання
Конденсаторне зварювання з розрядом конденсатора через первинну обмотку трансформатора: а-схема процесу; б-діаграма струму.
Конденсаторне зварювання є різновидом зварювання, при якій розплавлення металу відбувається за рахунок запасеної електричної енергії в конденсаторах. За методом проведення конденсаторну зварювання можна поділити на контактну, ударну та точкову.
Контактна зварювання має на увазі, що конденсатор розряджається на попередньо притиснуті одна до одної дві металеві заготовки. У місці контакту виникає дуга, яка розплавляє і з'єднує заготовки на невеликій ділянці їх контакту. Зварювальний струм в зоні дуги досягає 15 кА при часу впливу до 3 мс. При ударної зварюванні контакт між металевими заготовками, на який подано розряд, відбувається у вигляді короткочасного удару. Час дії дуги при цьому не перевищує 1, 5 мс, що ще зменшує дільницю зварювання.
При точковому зварюванні розряд подається на два мідних електрода, які в точках торкаються поверхні металів з двох сторін. Дуга утворюється між електродами протягом 0, 01-0, 1 с в залежності від регулювання. Сила зварювального струму може досягти 10 кА. Зварювання металів відбувається практично в точці.
Схема конденсаторного зварювання.
По виду формованого розряду конденсаторная зварювання поділяється на безтрансформаторним і трансформаторну зварювання. При першому виді розряд з конденсаторів надходить безпосередньо на поверхню металу. Така зварювання може виконуватися шляхом високовольтного розряду (напруга до 1 кВ) з струмом до 100 А протягом 0005 з або низьковольтного розряду (напруга до 60 В) з струмом 1-2 кА протягом до 0, 6 с.
Трансформаторний вид конденсаторного зварювання полягає в тому, що розряд з конденсатора проводиться на обмотку трансформатора, а з його вторинної обмотки надходить в зону зварювання. Такий вид зварювання розширює можливості регулювання процесом. Напруга розряду сягає 1 кВ при цьому у вторинній обмотці досягається зварювальний струм силою до 6 кА, який подається протягом до 0, 001 с.
Принцип точкового зварювання
Конструкція трансформаторів для точкового зварювання.
Найбільш поширеним типом конденсаторного зварювання в побутових умовах є точкове зварювання трансформаторного виду. Основний принцип точкового зварювання полягає в тому, що зварюються заготовки, суміщені в необхідному положенні, затискаються між двома електродами, на які подається короткочасний зварювальний струм великої величини. Утвориться між електродами електрична дуга розплавляє метал заготовок в зоні діаметром 4-12 мм, що призводить до їх з'єднанню.
Дія зварювального імпульсу забезпечується протягом 0, 01-0, 1 с, що забезпечує утворення спільного для обох зварюються ядра розплаву. Після зняття імпульсу струму на заготовки продовжує діяти сдавливающая навантаження, що забезпечує утворення загального зварного шва. Обмеження зони розплавлення металів можливою завдяки тому, що в момент подачі імпульсу, метали контактували між собою, забезпечуючи тепловідвід.
Зварювальний струм (імпульс) подається на електроди з вторинної обмотки, де забезпечується великий струм при малій напрузі. На первинну обмотку подається імпульс, що виникає при розряді конденсатора (або блоку конденсаторів). У самому конденсаторі заряд накопичується в період між подачею імпульсів на електроди, тобто зарядка конденсатора здійснюється за час, поки електроди переміщаються в іншу точку для зварювання.
Область застосування такої зварювання обширна по виду матеріалу. Особливо хороші результати виходять при зварюванні кольорових металів, в тому числі міді і алюмінію. За товщиною зварювальних листів є істотне обмеження - до 1, 5 мм. Зате точкове зварювання прекрасно показала себе в разі приєднання тонких смуг дроту до будь-якої масивної конструкції. При цьому з'єднуються матеріали можуть бути різнорідними.
Вимоги до конденсаторної зварювання
Види контактного зварювання: а - стикове; б - точкова; в - роликовий; 1 - зварювальний шов; 2 - електрод; 3 - деталі, що зварюються; 4 - рухома плита з переміщуваної деталлю; 5 - зварювальний трансформатор; 6 - нерухома плита.
Для того щоб конденсаторная точкове зварювання своїми руками була проведена якісно, необхідно виконати деякі умови. Повинна бути забезпечена подача короткочасного імпульсу протягом до 0, 1 с і подальше накопичення енергії від мережі для нового імпульсу за дуже короткий час.
Тиск електродами на деталі, що зварюються в момент подачі зварювального імпульсу має забезпечувати надійний контакт між ними. Разжимание електродів необхідно проводити з затримкою для того, щоб розплав остигав під тиском, що покращує режим кристалізації металу в зварному шві.
Як електроди для точкового зварювання найбільш поширені мідні електроди. Діаметр точки в місці контакту повинен перевищувати товщину найтоншої свариваемой заготовки в 2-3 рази.
Поверхня зварюються заготовок перед зварюванням повинна бути ретельно очищена, щоб окисні плівки і іржа не створили великий опір для струму.
Конденсаторная точкове зварювання своїми руками може бути проведена тільки за умови складання пристрою, що має як мінімум два блоки: джерело зварювального імпульсу і зварювальний блок. Крім того, необхідно передбачити можливість регулювання режимом зварювання і захист.
Проста конструкція для точкового зварювання
Зварювальні пальники для точкового зварювання.
При зварюванні тонких листів (до 0, 5 мм) або при варінні тонких елементів до будь-яких деталей можна використовувати спрощену конструкцію зварювального апарату. У ньому подача зварювального імпульсу здійснюється через трансформатор. При цьому один кінець вторинної обмотки з'єднаний безпосередньо з масивної деталлю, до якої приварюється тонка деталь, а другий кінець - до електрода. Іншими словами, пристрій передбачає застосування тільки одного (верхнього) електрода. Притиск його до тонкої деталі проводиться вручну. Для кріплення і утримання електрода можна, наприклад, використовувати стандартні затискні клеми для автомобільного акумулятора (зажим типу «крокодил»).
При виготовленні простого джерела зварного струму (імпульсу) можна використовувати наступну схему. Первинна обмотка трансформатора, що живить зварювальний блок, підключена до електромережі, причому одним кінцем через одну з діагоналей випрямного діодного моста. На іншу діагональ цього моста подається сигнал з тиристора, управління якого проводиться за допомогою пускової кнопки.
Положення електроду при зварюванні.
Зварювальний імпульс накопичується в конденсаторі, який розташовується в ланцюзі тиристора і підключений до діагоналі моста з виходом на первинну обмотку трансформатора. Зарядка конденсатора проводиться від допоміжної ланцюга, що включає вхідний трансформатор і випрямляючий діодний міст.
Працює джерело в наступному порядку. Поки зварювальний трансформатор відключений, йде зарядка конденсатора від допоміжної мережі. При натисканні пускової кнопки (включення зварювального трансформатора) конденсатор відключається від допоміжної мережі і розряджається на первинну обмотку трансформатора через резистор. Розрядка конденсатора протікає через керуючий тиристор. Час тривалості розряду змінюється за допомогою регулюючого резистора. При виключенні кнопки ланцюг розряду розривається, а допоміжна ланцюг включається, починається цикл зарядки конденсатора.
Джерелом імпульсу є конденсатор ємністю 1000 мкФ або 2000 мкФ на напругу до 25 В. Важливим елементом схеми є трансформатор. Він може бути виготовлений на базі сердечника Ш 40 товщиною 70 мм. Первинна обмотка виконується з дроту ПЕВ-2 діаметром 0, 8 мм. Кількість витків - 300. Вторинна обмотка має 10 витків і виконується з мідного шини перетином 20 мм². Для управління можна використовувати тиристор ПТЛ-50 або КУ202. В якості вхідного трансформатора можна використовувати будь-який трансформатор потужністю 10 Вт з напругою на вторинній обмотці 15 В. При використанні рекомендованого джерела, можна забезпечити імпульс струму до 500 А з тривалістю до 0, 1 с.
Апарат з підвищеною потужністю
Схема шовного зварювання.
Для підвищення потужності джерела зварювального струму слід рекомендувати зміна конструкції, що дозволяє зварювати листи товщиною до 1 мм або дріт до 5 мм. Управління сигналом проводиться за допомогою безконтактного пускача МТТ4К на ток 80 А і зворотне напруга до 800 В. В керуючий модуль включені два паралельно з'єднані тиристора, два діоди і резистор. Час спрацювання регулюється за допомогою реле часу, включеному в ланцюг вхідного трансформатора.
Накопичення енергії відбувається в електролітичних конденсаторах, зібраних в батарею шляхом паралельного з'єднання. Конденсатори, зазвичай в кількості 6 штук, вибираються таких номіналів: два конденсатора ємністю 47 мкФ, два - ємністю 100 мкФ, два - ємністю 470 мкФ, на робочу напругу не менше 50 В. В якості реле часу можна використовувати герконовое реле РЕС42, РЕС43 на напруга до 20 В.
Схема рельєфного зварювання.
Первинна обмотка зварювального трансформатора виготовляється з дроту діаметром 1, 5 мм, а вторинна з мідної шини або проводу перерізом не менше 60 кв.мм. Кількість витків у вторинній обмотці - 4-7. При цьому забезпечується струм в зоні зварювання до 1500 А.
Працює апарат в такий спосіб. При натисканні пускової кнопки спрацьовує реле, яке через керуючі контакти тиристорів включає зварювальний трансформатор. Після розрядки конденсаторів реле відключається. Точне регулювання тривалості імпульсу здійснюється змінним резистором.
У зв'язку зі збільшенням потужності, зварювальний блок слід зробити більш надійним. У ньому використовуються два мідних електрода. Досить часто в якості електродів використовуються зварювальні кліщі, в яких забезпечується тиск до 20 кг / см². Діаметр контактних майданчиків підбирається самим мінімальним.
Конструкції контактного блоку
Зварювальний блок являє собою контактний блок, тобто пристосування, що дозволяє кріпити і переміщати електроди. Найпростіша конструкція передбачає ручне утримання і здавлювання електродів. Більш надійна система, що передбачає стаціонарний нижній електрод і рухомий верхній електрод. У цьому випадку на будь-якій підставі закріплюється мідний пруток невеликої довжини (10-20 мм) діаметром не менше 8 мм. Верхній зріз електрода закруглюється. Верхній електрод з такого ж дроту закріплюється на майданчику, яка має можливість переміщатися вільно вгору або відкидатися. Повинні бути передбачені регулювальні гвинти, дозволяють створити додатковий тиск після контакту верхнього електрода з поверхнею заготовки. Підстава блоку і верхня площадка повинні бути надійно ізольовані один від одного до контакту електродів.
Проведення конденсаторної точкового зварювання
Весь процес конденсаторної точкового зварювання своїми руками можна розділити на кілька етапів. Спочатку проводиться підготовка поверхні зварювальних заготовок. Потім заготовки поєднуються в необхідному порядку, поміщаються в простір між електродами і стискаються ними. За допомогою пускової кнопки подається зварювальний імпульс. Через 1-2 хв після припинення імпульсу електроди розсуваються. Зварена деталь знімається і встановлюється в іншій точці.
Процес зварювання повторюється.
Щоб зробити точкове зварювання своїми руками потрібно наступний додатковий інструмент:
- лещата;
- ножівка;
- болгарка;
- коло наждачний;
- напилок;
- плоскогубці;
- викрутка;
- ключі гайкові;
- шкурка наждачний;
- ніж;
- тестер;
- молоток;
- зубило;
- штангенциркуль.
Конденсаторне зварювання своїми руками допоможе з'єднати нетовсті листи з будь-якого металу або приварити невеликі робили до будь-якої металевої конструкції. Така точкове зварювання досить проста і доступна.