Рекомендации по изготовлению аппарата точечной сварки своими руками

Оглавление:

Где взять трансформатор?
Конструируем трансформатор
Изготовление корпуса
Изготовление электродов
Прижимное устройство
Монтаж выключателя
Особенности применения

Оборудование, позволяющее соединять тонколистовые металлические детали методом точечной контактной сварки, имеет весьма несложное устройство, поэтому оно легко может быть собрано в домашних условиях из вполне доступных материалов. В самой простой версии такого аппарата сваривание осуществляется переменным током, величина которого не регулируется и всегда остается неизменной – в пределах 800-1000 А. Такой ток позволяет соединять металлические элементы толщиной 1-1,5 мм, при этом степень его воздействия будет зависеть от продолжительности импульса, которая определяется вручную или с помощью реле.

Устройство ручной точечной сварки: 1 – основание, 2 – неподвижный угольник, 3 – рычаг, 4 – шарнир, 5 – угольник, 6 – винт, 7 – электрод.

Следует отметить, что хотя точечный сварочный аппарат и имеет незамысловатое устройство, качество всех соединений и цепи в целом должно быть на самом высоком уровне. В противном случае из-за большой величины тока в плохо выполненных контактах будут иметь место значительный нагрев и существенные потери энергии.

Где взять трансформатор?

Главным элементом данного устройства является понижающий трансформатор, коэффициент трансформации которого будет достаточным для достижения на выходе токов указанной величины. Для его изготовления нам понадобится трансформатор от старой или поломанной микроволновой печи, который придется слегка переделать. Схема питания магнетрона предусматривает преобразование напряжения до 4000 вольт и половину этого напряжения обеспечивает именно повышающий трансформатор (далее напряжение увеличивается с помощью удвоителя). «Микроволновка» должна быть достаточно мощной – не менее 1 кВт.

Подбирая печь на барахолке или в интернете, присматривайтесь к устройствам с большими размерами. Солидные габариты всегда свидетельствуют о такой же мощности.

Схема конденсаторной точечной сварки.

Разбирая приобретенную микроволновую печь, помните, что даже в выключенном состоянии некоторые ее составляющие могут стать причиной поражения электротоком. Поэтому в ходе всего процесса необходимо постоянно соблюдать осторожность.

В извлеченном трансформаторе нужно демонтировать вторичную обмотку. От первичной она отличается более тонким проводом и большим количеством витков. Избавиться от этой обмотки бывает непросто, поскольку ее витки заполняют окно магнитопровода достаточно плотно. Для этого приходится применять ножовку или зубило, иногда витки приходится даже высверливать. Все манипуляции следует совершать с предельной осторожностью, поскольку первичная обмотка трансформатора должна остаться невредимой. Необходимо удалить шунты, если таковые имеются, клей и бумагу.

Конструируем трансформатор

«Добытый» из микроволновки трансформатор необходимо переделать в понижающий. Для этого в нем устанавливают новую вторичную обмотку. Схема устройства нашего аппарата точечной сварки предусматривает использование рабочих токов величиной до 1000 А, поэтому сечение провода новой обмотки должно быть достаточно большим. Его диаметр ограничивается только просветом окна магнитопровода, который составляет обычно 7-10 мм. Необязательно использовать один многожильный провод, его можно заменить несколькими более тонкими. Для экономии места изоляцию с провода можно снять, заменив ее тканевой изолентой. Важно, чтобы сопротивление вторичной обмотки было минимальным, поэтому она набирается из медного провода, длину которого стараются делать наименьшей.

Схема точечной сварки.

Всего в этой обмотке должно быть два или три витка, а выходное напряжение должно составлять около 2 вольт. Можно попытаться разместить и большее количество витков, это сделает сварочный аппарат более мощным.

Если достаточно мощную микроволновую печь раздобыть не удалось либо есть необходимость сваривать детали с большей толщиной, можно объединить два одинаковых трансформатора, удвоив таким образом их мощность. Для этого одноименные выводы их первичных обмоток соединяются, а соединения в цепи вторичных обмоток выполняют посредством электродов. Напряжение на выходе при этом не изменится, но номинальный выходной ток увеличится в два раза. Схема соединения.

Соединяемые выводы должны быть именно одноименными, в противном случае при включении устройства в сеть возникнет короткое замыкание.

Бывает так, что трансформатор обладает достаточной мощностью, но просвет в магнитопроводе не позволяет разместить то количество витков вторичной обмотки, которое необходимо для получения желаемого напряжения. В этом случае также необходимо воспользоваться вторым трансформатором. При этом один кусок провода наматывается сначала на магнитопровод первого трансформатора, затем – второго. Таким образом, мы получаем две вторичные обмотки, соединенные последовательно.

Схема аппарата для осуществления точечной сварки своими руками может включать и большее количество трансформаторов. Однако следует помнить, что при слишком большой мощности он вызовет ощутимое падение напряжения в сети и, как следствие, нарушения в работе других приборов (в том числе источников освещения) у вас и у соседей.

Изготовление корпуса

Характеристики точечной сварки.

Корпус для аппарата проще всего сделать из дерева. Его размеры будут зависеть от количества трансформаторов и схемы их подключения. Края деталей корпуса после вырезания можно слегка закруглить с помощью фрезы. В задней и передней панелях следует высверлить отверстия для проводов. После сборки корпус следует отшлифовать, затем покрыть грунтовкой и выкрасить. В целях безопасности не рекомендуется для всех элементов сварочного аппарата использовать краску одного цвета. Для движущихся частей следует подбирать отдельный цвет. Они могут быть выкрашены, к примеру, в желтый, тогда как корпус – в черный.

Для того чтобы аппарат удобно было переносить, на верхней грани его корпуса можно закрепить простенькую дверную ручку.

Изготовление электродов

Диаметр медных электродов самодельного сварочного аппарата должен быть равным диаметру провода вторичной обмотки. Материалом для их изготовления служит медный прут. В процессе работы электроды срабатываются, поэтому их приходится периодически заострять. Когда электроды станут совсем короткими, их нужно будет заменить новыми.

Режимы точечной сварки.

Для уменьшения потерь мощности необходимо минимизировать длину провода, ведущего от трансформатора к электродам, а также количество соединений на этом участке. Оптимальный вариант – напайка на оба конца провода медных наконечников (жилы провода при этом тоже спаиваются). Опрессовка наконечниками в данном случае нежелательна, поскольку при таком способе площадь контактов сокращается, а на поверхности меди образуется оксидная пленка. Потери на ней столь велики, что сварочный аппарат может оказаться абсолютно бесполезным.

Наконечники следует подбирать луженные, предназначенные специально для пайки. Паять обычный наконечник на таком толстом проводе будет непросто. Конечно, в идеальном варианте можно было бы и электроды припаять к проводу, но тогда их замена окажется затруднительной.

Прижимное устройство

Для надлежащего качества сваривания обе детали должны быть сильно сжаты электродами, причем величина силы сжатия должна быть тем больше, чем более толстыми являются соединяемые детали. Конечно, если изготавливать сварочный аппарат своими руками, обеспечить усилие в 100 кг, как в промышленных установках, будет трудно. Но для тонколистовых деталей, на которые рассчитано самодельное устройство, такие усилия не нужны.

Для прижима деталей мы будем использовать рычаг. Он должен быть достаточно прочным, при этом основание сварочного аппарата лучше делать помассивнее, оснастив его струбциной для крепления к столу. Для усиления эффекта рычаг можно дополнить винтовым механизмом. Он позволит развивать значительное прижимное усилие и удерживать его на постоянном уровне в течение всего сварочного цикла.

Монтаж выключателя

Установка выключателя производится в той части схемы, где сила тока имеет минимальное значение, то есть в цепи первичной катушки трансформатора. Если поставить его с другой стороны – на вторичной обмотке, мы получим дополнительное соединение и, как следствие, дополнительные потери мощности. Более того, значительные по своей силе токи могут вызвать расплавление контактов выключателя и их сваривание.

Удобнее всего размещать выключатель на рычаге. При этом пользователь сможет осуществлять управление сварочным станком (включение и отключение) той же рукой, какой давит на рычаг. Таким образом, вторая рука остается свободной для манипуляций с деталями.

В качестве небольшого усовершенствования схемы можно предложить установку двух выключателей. Один из них – основной – монтируется на корпусе аппарата, другой – можно использовать обычный микрик – на рычаге. Такое решение является более удачным с точки зрения безопасности.

Особенности применения

Запуск сварочного процесса можно осуществлять только при условии, что электроды сжаты с достаточной силой. В противном случае в зоне сварки возникнет искрение, что приведет к выгоранию электродов.

Приведенная схема является самой простой, защита от перегрева в ней не предусмотрена. Поэтому при эксплуатации аппарата необходимо контролировать температуру трансформатора, проводов и электродов, при необходимости давая им остыть. Улучшить условия работы оборудования поможет принудительный обдув с помощью вентилятора.

Продолжительность импульса следует определять на глаз, ориентируясь по цвету точки в сварочной зоне. После некоторой практики появится опыт, качество сварки достигнет приемлемого уровня.

Точечная сварка не всегда бывает безвредной. Если обработке подвергается оцинкованный металл, в окружающий воздух попадает большое количество оксида цинка в виде пара. Это вещество является вредным для здоровья человека, поэтому сварочный пост перед проведением таких работ следует оснастить мощной вентиляцией.