Сварочный аппарат для точечной сварки своими руками

Точечная контактная сварка отличается от привычной дуговой тем, что металл плавится не при высокой температуре электродуги, возникающей между электродом и свариваемым металлом, а за счет прохождения тока сквозь контакт двух свариваемых деталей. Этими деталями могут быть тонкие листы металла, проволока, пластины. Они прочно сжимаются специальными механическими приспособлениями и сквозь место соединения пропускается импульсный ток высокой силы (1000 и более Ампер) при напряжении в несколько вольт.

Точечная сварка своими руками предполагает, что на 1 мм 2 контактной площади приходится не менее 5 кВт мощности, что соответствует силе тока до 50А/мм 2 . При этом механическое давление на тот же квадратный миллиметр должно быть не менее 3-8 кг. Чтобы достичь таких параметров, необходима специальная конструкция рабочего инструмента в виде клещей.

Рабочий орган — два токопроводящих электрода, которые сжимают соединяемые детали с требуемой силой при нажатии на рукоятки. После сжатия на электроды подается импульс тока длительностью 01-1 с, который расплавляет металл до пластического состояния. После прекращения подачи тока механическое воздействие сохраняется и расплавленный металл сливается в одно целое и так застывает, образуя прочное соединение, не уступающее электродуговой сварке.

Схема сваривания выглядит так:

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.

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.

Вторичная обмотка удаляется полностью и на ее место устанавливается другая, из медного изолированного жгута или шины. Изолировать провод необходимо очень тщательно, в несколько слоев негорючей изоляцией. Удобна для этих целей тканевая изолента, которая чередуется с обмоткой обычным автомобильным скотчем, который используется при покраске кузова.

Сечение провода вторичной обмотки должно быть не менее 1,8 см 2 . 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.

Как подобрать электроды

Для точечной контактной сварку лучше всего использовать промышленные электроды, изготовленные по ГОСТ14111-69. Такие можно купить на интернет сайтах или в магазинах сварочного оборудования. При использовании на самодельном оборудовании они будут служить практически вечно. Но они довольно дорогие, особенно с запрессованными наконечниками из вольфрама или другого тугоплавкого материала.

В большинстве случаев умельцы изготовляют электроды самостоятельно. В зависимости от мощности сварки, подходят медные стержни диаметром от 5 до 15 мм. С одной стороны они вставляются в металлическую гильзу с зажимными болтами, закрепленную на кабеле от трансформатора. Как и кабель, электроды прочно зажимаются болтами.

Второй вариант крепления электрода — пайка. Это тоже довольно надежный и эффективный способ, обеспечивающий надежный электроконтакт, но менять электрод в таком случае сложнее. Это не слишком влияет на продуктивность работы — электроды изнашиваются очень медленно, особенно при любительской сварке.

Намного важнее надежный контакт. Если соединение неплотное, то провод и электрод будут окисляться и перегреваться, а сила тока будет меньше требуемой. Также необходимо все соединительные кабели делать как можно короче — диаметр электрода и кабеля должны быть одинаковыми, иначе возможны сюрпризы в виде горящей изоляции или обгорания стержней.

Нелишним будет напомнить, что для медных электродов выбираются такие же медные провода. Сочетания алюминий/медь ненадежно и приводит к ненадежной сварке.

Рабочие концы электродов могут быть заостренными (коническими), овальными или плоскими. В бытовых самодельных аппаратах удобнее всего использовать плоский нижний и конический верхний электроды. Такое сочетание обеспечит и высокую плотность тока в точке сварки, и надежную опору для прижима деталей.

Точечная сварка из аккумулятора

В интернете встречается информация о том, как сделать точечную сварку своими руками, используя обычный автомобильный аккумулятор на 12 В. Выполнять с ее помощью можно соединение небольших деталей, которые обычно соединяются пайкой. Но во многих случаях сварка дает лучший результат по прочности и более удобна для соединения разнородных металлов.

Точечная сварка своими руками из аккумулятора — конструкция несложная и может быть сделана в гараже на протяжении нескольких часов, при наличии всех частей и инструментов, естественно. Для ее монтажа не требуется каких- то особых приспособлений или сложного оборудования.

Существует три разновидности сварки при помощи аккумулятора. Первый, самый простой, можно сказать примитивный, требует только наличия аккумулятора и двух медных проводов, оголенные концы которых и выступают электродами. Как правило, используется этот способ чаще всего, но только для сваривания цветных металлов. Именно его с полным основанием можно назвать точечным.

Два других способа — угольными электродами и при помощи инвертора требуют батареи из нескольких аккумуляторов и дополнительного оборудования. Они тоже используются в бытовых и походных условиях, но покупать несколько однотипных аккумуляторов, чтобы сделать из них сварочный аппарат, довольно накладно. Для точечной сварки может подойти любой аккумулятор, который достаточно снять с автомобиля.

Простенькое приспособление для выполнения сварочных работ состоит из двух медных проводков сечения не менее 1,5 мм 2 , закрепленных в контактной колодке. Расстояние между зачищенными концами электродов 2-3 мм. Конечно, как и в любой самодельной конструкции, вариантов может быть множество, но как базовый лучше всего использовать именно этот тип конструкции. Как работает такая мини установка показано на видео :

Сварка от аккумулятора предназначена для соединения небольших деталей из тонкого листового металла, но даже при этом аккумулятор разряжается довольно интенсивно. Если вы сняли его с машины, то желательно иметь в гараже и зарядное устройство, чтобы вернуть батареи прежний заряд.

Приведенные примеры — самые простые самодельные конструкции аппаратов точечной сварки. Если у вас есть свои разработки — пишите нам на сайт. Нас и наших читателей очень интересуют реальные разработки самодеятельных конструкторов. Самые интересные схемы мы непременно опубликуем.

Точечную сварку, точнее аппарат для данной работы можно изготовить из обычного бытового прибора. Что выбрать? Подойдет ли микроволновка для работы. Как поэтапно сделать описано в статье по пунктам.

Работа с трансформатором

Без трансформатора нельзя увеличивать входное напряжение, проще говоря, выполнить регулировку.

От старой микроволновки нужен прибор, мощностью 700–850 Вт. Им легко сваривать металлические листы, толщиной до 1 миллиметра. Подобный трансформатор относят к повышающему типу, вырабатываемое напряжение — 4 киловатта.

Несложно догадаться, что-то извлекать трансформатор нужно очень аккуратно. Здесь не поможет молоток или инструменты для грубой работы.

Сначала от микроволновки нужно открутить основу, убрать абсолютно все крепления. Потом уже достать трансформатор с того места, где он был установлен.

Что возьмем в работу от извлеченного устройства?

От трансформатора нужен магнитопровод.

Для этого выполняют демонтаж обмотки. Вот здесь тяжелый инструмент (зубило и молоток) подходит идеально. Работая инструментом, первичная обмотка не должна быть повреждена. Процессы могут быть обнаружены шунты, которые также удаляют.

Когда в конструкции магнитопровода использован сварной метод, а не клееный, вторичная обмотка может быть удалена ножовкой по металлу. Но когда верхний слой плотно забит в само окно магнитопровода, лишнюю часть устройства необходимо будет высверливать. Тут также приветствуется аккуратность, иначе все разрушится.

Демонтаж выполнил, что дальше?

Второй этап в работе — это вторичная обмотка. Здесь лучше заранее приготовить провод сечением от 1 мм. Когда нет подобного материала под рукой, придется покупать. Причем приобретать необязательно многожильный провод нужного сечения, подойдут пучки из одного и более проводников. Они в общей массе создадут необходимый диаметр провода.

Когда вторичная обмотка уже на трансформаторе, устройство будет способна к выработке тока до 1000 ампер.

Иногда нужен аппарат для точечной сварки с повышенной мощностью. Тогда одного трансформатора точно не хватит. Лучше использовать несколько устройств, пустив в дело дополнительную микроволновку.

Про доработку трансформатора подробнее

Вторичная обмотка подразумевает несколько витков проволоки на самом сердечнике. Достаточно два или три слоя. Тогда выходное напряжение будет 2В. А кратковременный сварочный ток — от 800А. Таких показателей хватит на точечную сварку.

Конечно, намотать нужное количество витков без затруднений или опыта не так и просто. Особенно это чувствуется когда расходный провод с толстым слоем изоляции. Подобную проблему решить несложно: с обычного провода снимается стандартная изоляция, затем обматывается сердцевина провода изолентой на тканевой основе.

Существенным для вторичной обмотки является минимальная возможная длина проволоки. Иначе не избежать роста сопротивления, что уменьшает силу тока.

Когда нужно спаривать более толстый металл (толщина до 5 миллиметров), вышеуказанной мощности не хватит. Нужна цепочка для сварочного аппарата из нескольких трансформаторов.

Конкретных правил для создания цепочки нет, но при ошибке с первичной и вторичной обмоткой на нескольких трансформаторах короткого замыкания не избежать.

Как определить правильность соединения?

Удачное соединение без маркировки необходимо проверить вольтметром.

Самодельные устройства, созданные для точечной сварки, необходимо эксплуатировать в домашней мастерской, где есть ограничения по силе тока. Данный показатель заканчивается на цифре 2000А.

Если превысить это значение, то перебоев в электросети не избежать. Причем пострадает проводка во всем доме, а еще и в соседском. Наверняка проверить силу тока в цепи трансформатора также можно амперметром.

Про одноименные выводы для трансформатора

Представим, что нет маркировки на выводах. Но необходимость в определении одноименных есть. Это нужно для соединения.

Как разрешить задачу?

Первичную вторичную обмотку на двух или нескольких трансформаторах требуется соединить последовательно. На конец цепи соединенных устройств необходимо подать напряжение, в то же время к выходам или выводам подключить вольтметр, замеряющий переменное напряжение.

Есть два варианта данных на вольтметре:

1. Расплывчатые значения;
2. Никаких значений.

Если 1 вариант, то сеть с разноименными выводами. Что будет происходить в сети? Поступивший напряжение на первичную обмотку нескольких трансформаторов будет уменьшаться на 50% в геометрической прогрессии.

Если 2 вариант, то напряжения, которые выходят из обмоток, будут равны по значению, но с разными знаками. Это ошибка. Необходимо сделать изменения в порядке подключений первичной или вторичной обмотки. Ориентир для подходящего результата — показания вольтметра, указанные в первом пункте.

Электроды на самодельную точечную сварку

На что нужно обращать внимание для выбора электрода? Естественно, на диаметр. Точнее, необходимо учесть схожесть диаметров электрода и провода. Для подобных элементов подойдет медный пруток. Но если устройство небольшим показателем по мощности, то подойдет профессиональный паяльник.

Любой электрод в процессе эксплуатации обязательно измениться. Для корректировки геометрических параметров нужно делать подточку. Что приводит через некоторое время к замене.

Чтобы не было потери по мощности, необходимо сократить длину проводов до минимума.

Провод, связывающим электрод с самим аппаратом, по диаметру достаточно большой. Облегчает процесс пайки специальным наконечником, который предварительно прошел процедуру лужения. Электроды съемные, А это значит, что в точке соединения не должно быть пайки.

Как установить электроды

Медный пруток или жало паяльника на руках. Эти элементы необходимо присоединить к проводам при помощи медных наконечников. А вот уже наконечники крепят пайкой.

Наконечники необходимо совмещать с электродами надежным болтовым соединением. Из материалов выбирают медь или сплавы с медью. Нужен материал минимального электрического сопротивления.

Управление для точечной сварки

В этом пункте нет ничего сложного. Нужен рычаг и выключатель. Между электродами контролируются сила зажатия, за что отвечает рычаг. Функция достаточно существенная, поэтому рычажный механизм дополняют винтовым элементом, что обеспечит значительное сжатие и надежность.

Для выключателя, который отвечает уже за подачу тока к сварочному электроду, соединение идет с первичной обмоткой. Если же наоборот, то получится лишнее сопротивление.

Процесс работы подразумевает нагрев электродов. Еще нагревается сам трансформатор с токопроводящими элементами устройства. Предотвратить сильный нагрев можно при помощи простой системы охлаждения. Что это значит? Без обычного вентилятора не обойтись. Для удобства в работе электроды в рабочем состоянии контролируют визуальным методом. Для этого есть ориентир по цвету. Иногда применяют и специальное реле.

Простое устройство для точечной сварки на трансформаторной основе соорудить не так сложно. Необходимо лишь прочитать инструкцию и подготовить детали к работе.

Аппараты для точечной сварки не так часто используются в быту, как дуговые, но иногда без них невозможно обойтись. Учитывая, что стоимость такого оборудования начинается от $450-$470, рентабельность его покупки вызывает сомнения.

Бытовой аппарат для точечной сварки CBA-1,5AK

Выход из такой ситуации – контактная точечная сварка своими руками. Но, прежде чем рассказать, как самостоятельно сделать такое устройство, давайте рассмотрим, что представляет собой точечная сварка и технологию ее работы.

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

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.

Примеры самодельных конструкций

В интернете есть много примеров создания аппаратов, производящих точечную сварку. Приведем несколько наиболее удачных конструкций. Ниже показана схема простого устройства для точечной сварки.

Пример принципиальной схемы аппарата

Для реализации нам понадобятся следующие радиодетали:

• R – переменное сопротивление номиналом 100 Ом;
• С – конденсатор, рассчитанный на напряжение не менее 25 В с емкостью 1000 мкФ;
• VD1 – тиристор КУ202, буквенный индекс может быть К, Л, М или Н, можно также использовать ПТЛ-50, но в этом случае емкость «С» необходимо понизить до 1000 мкФ;
• VD2-VD5 – диоды Д232А, зарубежный аналог – S4M;
• VD6-VD9 – диоды Д226Б, их можно заменить зарубежным аналогом 1N4007;
• F – плавкий предохранитель на 5 А.

Необходимо сделать отступление, чтобы рассказать, как изготовить трансформатор TR1. Он изготавливается на базе железа Ш40, с толщиной набора 70 мм. Для первичной обмотки потребуется провод ПЭВ2 Ø0,8 мм. Количество витков в обмотке – 300.

Чтобы сделать вторичную обмотку, понадобится медный многожильный провод Ø4 мм. Его допускается заменить шиной, при условии, что ее сечение будет как минимум 20 мм 2 . Количество витков вторичной обмотки – 10.

Видео: контактная сварка своими руками

Что касается TR2, то для него подойдет любой из маломощных трансформаторов (от 5 до 10 Вт). При этом на обмотке II, используемой для подключения лампы подсветки «H», должно быть выходное напряжение в пределах 5-6 В, а обмотки III – 15 В.

Мощность изготовленного аппарата будет относительно не высокая, в пределах от 300 до 500 А, максимальное время импульса до 0,1 сек (при условии, что номиналы «R» и «С» будут такими же, как на приведенной схеме). Этого вполне достаточно для сварки стальной проволоки Ø0,3 мм или листового металла, если его толщина не превышает 0,2 мм.

Приведем схему более мощного аппарата, у которого сварочный электроток импульса будет в пределах от 1,5 кА до 2 кА.

Схема аппарата с силой импульса до 2 кА

Перечислим используемые в схеме компоненты:

• номиналы сопротивлений: R1-1.0 кОм, R2-4.7 кОм, R3-1.1 кОм;
• емкости в схеме: С1-1.0 мкФ, С2-0,25 мкФ. Причем, С1 должен быть рассчитан под напряжение не менее 630 В;
• VD1-VD4 диоды – диоды Д226Б, допускается замена на зарубежный аналог 1N4007, вместо диодов можно поставить диодный мост, например, КЦ405А;
• тиристор VD6 – КУ202Н, его необходимо поместить на радиатор, площадью не менее 8 см 2 ;
• VD6 – Д237Б;
• F – плавкий предохранитель на 10 А;
• К1 – это любой магнитный пускатель, у которого имеется три пары рабочих контактов, а обмотка рассчитана на

220 В, например, можно установить ПМЕ071 МВУХЛЗ AC3.

Теперь расскажем, как сделать трансформатор ТR1. За основу взят автотрансформатор ЛАТР-9, такой, как показан на фотографии.

Используемый за основу автотрансформатор

Обмотка в этом автотрансформаторе насчитывает 266 витков, сделана она медным проводом Ø1,0 мм, ее мы будем использовать в качестве первичной. Аккуратно разбираем конструкцию, чтобы не повредить обмотку. Вал и прикрепленный к нему передвижной роликовый контакт демонтируем.

Дале нам необходимо изолировать контактную дорожку, с этой целью очищаем ее от пыли, обезжириваем и покрываем лаком. Когда он просохнет дополнительно, изолируем всю обмотку, используя лакоткань.

В качестве вторичной обмотки используем медный провод с площадью сечения как минимум 80 мм 2 . Важно, чтобы изоляция этого провода была термостойкой. Когда все условия соблюдены, делаем им обмотку из трех витков.

Настройка собранного устройства сводится к градированию шкалы переменного резистора, регулирующего время импульса.

Рекомендуем перед тем как приступать к сварке, установить опытным путем оптимальное время для импульса. Если длительность будет излишней, детали будут прожжены, а если меньше необходимой – прочность соединения будет ненадежной.

Как уже писалось выше, аппарат способен выдать сварочный электроток силой до 2000 А, что позволяет сваривать стальной провод Ø3 мм или листовую сталь, толщина которой не превышает 1,1 мм.