Домашние слесарные работы – часть жизни хозяйственного человека. Одним из наиболее популярных домашних устройств считается точечная сварка. Она предполагает наличие заводского или самодельного сварочного устройства. Создать подобный аппарат, которым будет осуществляться точечная сварка своими руками несложно, необходимо лишь желание и некоторые подручные средства.
Особенности и принцип точечной сварки
Изучение вопроса, как своими руками сделать точечную сварку, начнем с принципа действия.
На сегодняшний день точечная сварка востребована не только в быту, но и в производстве, так как она способна разрешить даже самые трудновыполнимые задачи. В промышленности, как правило, применяют устройства, работающие в автоматическом режиме, в бытовых условиях применяют сварочный аппарат-полуавтомат для точечной сварки.
Точечная контактная сварка на производстве необходима, чтобы сварить листовые болванки из черных и цветных металлов. С помощью ее сваривают изделия из профиля разной толщины и конфигурации, пересекающиеся металлические заготовки. При некоторых условиях можно добиться скоростного рабочего режима до 600 точек в минуту.
Многие люди интересуются вопросом, как сделать точечную сварку дома? В домашней среде точечную сварку применяют для ремонта бытовой утвари и при необходимости сварить электропровода.
Процедура точечного сваривания включает в себя несколько этапов:
- заготовки совмещают в требуемом положении;
- делают крепеж деталей непосредственно между прижимными электродами установки;
- осуществляют нагрев поверхностей, в процессе которого происходит деформирование деталей и они связываются между собой.
Существует еще одна технология точечного соединения – лазерная сварка. Она способна выполнять задачи, связанные с работой высокой точности и предельной прочности спайки.
Получается, что принцип точечной сварки заключается в чрезмерном нагревании рабочих металлических поверхностей, результатом которых осуществляется их сплавление и единое структурное новообразование.
Основную роль в процессе сварки исполняет импульсная характеристика тока, который создает необходимый нагрев металлической области. Не менее важной характеристикой служит время воздействия и сила удержания деталей. Благодаря этим параметрам кристаллизуется металлическая структура.
Основными преимуществами сварки электроконтактной из сварочного аппарата считаются:
- выгодность использования;
- прочный шов;
- простота оборудования;
- самодельная точечная сварка может быть создана в домашних условиях;
- возможность автоматизации в условиях предприятия.
Единственным изъяном точечного соединения деталей считается негерметичность соединения.
Основными требованиями к сварочному оборудованию считаются:
- возможность изменить время процесса;
- создание давления в рабочей области, с достижением предела в окончании процесса нагрева;
- наличие электродов с высокими показателями проводимости энергии и тепла.
Для бытового применения подходить электролитическая медь и ее смесь марки ЭВ. Стоит отметить, что площадь контактируемого участка электрода должна превышать свариваемое соединение (шов) в 2,5 раза.
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).
1 - трансформатор ОСМ-1,0 доработанный; 2 - токопровод (дюралюминиевый пруток диаметром 30, L300, 2 шт.); 3 - вкладыш (стальной пруток диаметром 10, L30, 2 шт.); 4 - электрод (медный пруток диаметром 12, L50, 2 шт.); 5 - шайба латунная (2 шт.); 6,12 - винты М6; 7 рукоятка; 8 - эксцентрик; 9 - щека (2 шт.); 10 - пружина; 11 - вывод половины вторичной обмотки (4 шт.); 13 - втулка текстолитовая (с канавкой под концевую петлю пружины); 14 - болт М8 (6 шт.); 15 - шайба текстолитовая (4 шт.); 16 - покрытие изоляционное (лакоткань или защитная клейкая лента на тканевой основе, 2 шт.); 17 - кожух трансформатора.
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.
Самодельный аппарат из микроволновой печи
Так как на аппараты точечной сварки не всегда можно выделить лишнюю сумму денежных средств, то можно изготовить ее собственными силами. Для этого потребуется довольно мощная микроволновая печь.
Сборка трансформатора
От микроволновки потребуется лишь одна деталь – это высоковольтный трансформатор для точечной сварки. От этой детали требуется лишь сердечник (магнистор) и первичная (нижняя) обмотка. Для удаления ненужных участков можно воспользоваться молотком, болгаркой либо ножовкой. После удаления трансформаторной вторичной обмотки, необходимо создать самодельный трансформатор для контактной сварки. Чтобы это выполнить, следует воспользоваться медным кабелем, диаметром, равным проему трансформатора. Необходимо сделать два витка. Для того чтобы соединить две части сердечника потребуется эпоксидная смола.
Основу сделали, теперь необходимо заняться корпусом самодельной установки. Для этого используются различные полимеры, например, пластмасса или дерево. Обратная область корпуса точечной установки должна содержать несколько проемов. Один проем будет служить ключом устройства, а другое подавать электричество.
Если вместо пластика применяется дерево, то для начала следует выполнить несколько подготовительных операций, а именно отшлифовать, пропитать и лакировать. Чтобы создать самодельный рабочий аппарат для точечной сварки своими руками, потребуется:
- кабель электропитания сварочной установки;
- ручка от двери;
- выключатель;
- медные держатели;
- электропровод большого диаметра;
- расходные материалы (саморезы, гвозди).
После подсыхания корпусного участка, необходимо собрать установку и совместить все сопутствующие детали. После этого отрезается медный провод на 2 части, каждый из которых примерно 25 мм. Эти элементы будут осуществлять функцию электродов. Чтобы их зафиксировать, достаточно применить стандартную отвертку. Затем необходимо установить ключ системы, толстый электрокабель предотвратит его выскальзывание. Чтобы зафиксировать трансформатор на корпусе конструкции можно использовать саморезы, но не стоит забывать о заземлении одной из клемм.
Чтобы повысить безопасность использования устройства для сварки рекомендуется установка вспомогательного включателя. Для крепежа рабочих рычагов также применяют небольшие гвозди и другие крепежные элементы. К торцевым частям рукоятей прикрепляются контактные металлические стержни. Для вознесения верхней рукояти применяется стандартный полимер – резина.
Создание электродов
Элементы, применяемые для точечной сварки своими руками, должны отвечать определенным требованиям, а именно устойчивостью к воздействию рабочих температур, хорошей электропроводностью и легкостью механической обработки.
Для этого прекрасно подходят медные провода сечением от 15 мм. Основной принцип – сечение электрода не должно быть меньше поперечника провода. Если не жалко, то можно применить жала 2 паяльников, которые точно прослужат долго.
Органы управления
Создаваемая контактная сварка своими руками имеет простое устройство. Приходится всего две управляющих системы – выключатель и рукоять. Выключатель точечной сварки фиксируется в цепи первичной обмотки. Это необходимо из-за того, что во вторичной обмотке ток больше, а выключающая система создаст дополнительное сопротивление. Выключатель устанавливается на рычаге, так удобнее будет работать. То есть одной рукой можно будет включать электричество, а второй удерживать свариваемые материалы.
Стоит отметить, что включение и выключение сварочного тока необходимо осуществлять лишь при сжатых электродах, потому что в противном случае появится искра, приводящая к их подгоранию. Рекомендуется также применять вентилятор для охлаждения аппарата.
Если подобная охлаждающая система отсутствует, то следует постоянно контролировать температуру преобразователя энергии, металлических электродов, электропроводов и создавать дополнительные перерывы, чтобы предотвратить перегрев.
На сегодня приобретение сварочного аппарата для точечной сварки не является проблемой, если есть денежные средства. В любом специализированном магазине предложат целый ряд установок для точечного соединения деталей, причем разной мощности и производителей. Но для домашних мастеров не всегда возможно подобрать требуемые параметры, поэтому сделать аппарат точечной сварки своими руками будет оптимальным решением. Все необходимые расходные материалы можно позаимствовать и найти дома. Собранная собственными руками установка для точечной сварки не подводит и отлично работает, тем самым обеспечивая требуемый мелкий ремонт металлических изделий.
Иметь собственный сварочный аппарат – мечта любого домашнего мастера. Причем это не обязательно должен быть громоздкий блок весом 20-30 кг. Вам ведь не каждый день приходится варить ворота для гаража?
Как правило, при выполнении домашних слесарных работ, наиболее востребованной является точечная сварка.
На рынке существуют готовые образцы сварочных аппаратов, но их стоимость слишком велика для домашнего бюджета. Для регулярной сварки мелких деталей, компактный точечный аппарат можно изготовить своими руками из старой микроволновки.
Разумеется, таким устройством нельзя сварить водопроводную трубу или уголок толщиной 4 мм. Но выполнить мелкий кузовной ремонт в автомобиле, или собрать металлическую конструкцию из листового металла – запросто.
Именно аппараты точечной сварки применяются на конвейерах автозаводов при сборке кузова автомобиля. Металлические каркасы бытовой техники (стиральные машины, холодильники и прочие), также свариваются с помощью подобных электроприборов.
Видео пример изготовление небольшого сварочного аппарата из старой микроволновки
Принцип работы точечного сварочного аппарата
Для нагрева металла до температуры плавления, необходима большая сила тока, сотни ампер. Величина напряжения не имеет значения, поэтому для экономии провода и безопасности работ обычно используется 2-3 вольта.
О принципах работы точечной сварки можно узнать из этого видео:
Экспериментировать с силой тока не имеет смысла. Все описываемые варианты прошли неоднократные испытания и можно не тратить время на расчеты. Мощность подбирается исходя из толщины свариваемого металла.
- листы до 1 мм – мощность 1 кВт;
- листы до 1,8 мм – мощность 2 кВт;
- листы до 3 мм – мощность 5 кВт.
Первичная обмотка сварочного аппарата рассчитывается согласно общей мощности устройства. Поскольку самостоятельное изготовление трансформатора дело хлопотное и затратное, можно воспользоваться готовой конструкцией.
Оптимальный вариант – силовой трансформатор от старой микроволновой печи. Электрическая схема работает по следующему принципу:
- Для работы магнетрона (излучающего элемента печи), требуется напряжение несколько тысяч вольт, при этом сила тока не имеет значения;
- Мощность на первичной и вторичной обмотках трансформатора одинакова, поэтому при увеличении количества витков на вторичной обмотке, напряжение повышается в такой же пропорции, ценой потерь в силе тока;
- Трансформаторы микроволновых печей рассчитаны на мощность до 3 кВт. Этой величины вполне достаточно для изготовления аппарата точечной сварки.
Требуемые запчасти можно приобрести на радиорынке, в сервисных центрах по ремонту бытовой техники, или просто купить неисправную микроволновку по объявлению за символическую цену.
Перегорают обычно вторичные обмотки (по причине более тонкого провода), так что шансы приобрести трансформатор с исправной первичкой довольно высоки.
Сила тока до 1000 Ампер (при мощности 3 кВт и напряжении на вторичной обмотке 2 вольта) позволяет без труда плавить металл в месте контакта, тем самым обеспечивая надежную точечную сварку.
Иногда возникают ситуации, когда нужно сварить вместе тонкие листы металла, а обычный инвертор такую работу выполнить не сможет. В таком случае поможет контактный сварочный аппарат. На прилавках магазинов можно найти массу аппаратов для этих целей, это и микросварка, и мини-инвертор, и большой споттер. А может ли что-то подобное сделать обычный домашний мастер своими руками? Главное условие для этого - наличие трансформатора. Можно взять старый или приобрести новый - либо сделать точечную сварку своими руками.
Самодельная точечная сварка
Точечная сварка из микроволновки своими руками - это самое полезное для домашнего хозяйства, что можно сделать из трансформатора от микроволновки. Самодельная точечная сварка проста в изготовлении и собрать себе такой аппарат сможет практически любой человек.
Для сбора сварочника потребуется:
Применение трансформатора
Основная деталь любого сварочного аппарата - это трансформатор. Применение трансформатора от микроволновки для создания сварочного аппарата обусловлено его доступностью и недорогой ценой. В микроволновке довольно мощный трансформатор, он используется для питания магнетрона.
Трансформатора мощностью 1 кВт будет вполне достаточно для соединения металлических деталей толщиной около 1 мм. Если же нужно провести работу, требующую большей мощности, нужно брать трансформаторы работающие в паре.
В микроволновках для питания магнетрона используется повышающий трансформатор. От него используются только магнитопровод и первичная обмотка. Там, где толстый провод и малое количество витков - это первичная обмотка. Обмотка, сделанная тонким проводом - это вторичная. Ее необходимо срезать ножовкой с обоих концов и выбить. Если же вторичная обмотка засела очень плотно, ее можно аккуратно высверлить дрелью, чтобы не сломать трансформатор. Поэтому все операции нужно выполнять предельно аккуратно и внимательно.
Для монтажа новой обмотки лучше использовать толстый медный провод. Подойдет как многожильный, так и одножильный провод.
Провод нужно брать с изоляцией, чтобы отделить витки друг от друга. Если изоляция отсутствует, необходимо намотать ее используя диэлектрический материал.
Чтобы получить на выходе нужное напряжения, нужно намотать пару-тройку витков новой обмотки. Для точечной сварки этого вполне достаточно.
Также добиться повышения мощности можно, соединив два трансформатора последовательно. Количество витков должно быть одинаковое в каждом трансформаторе. Другими словами, при намотке вторичной обмотки нужно один провод пропустить через два трансформатора. Важно, чтобы направление витков совпадало. Такое решение может понадобиться в случае необходимости сварки более толстых листов металла.
Использование электродов
Следующим важным элементов сварки будут электроды . В идеале лучше использовать медные
стержни толщиной не меньше диаметра провода- либо толще. Для небольших бытовых приборов можно использовать жала мощных паяльников.
Оптимальным вариантом будет сразу оконечить электродами провод выходящий из трансформатора. Все соединения нужно обязательно пропаять, чтобы медные детали не окислялись. Из-за окисления меди в местах соединений вырастает сопротивление, что ведет к большой потере мощности, и впоследствии аппарат перестанет работать.
Органы управления
Самодельная точечная сварка включает два основных элемента управления:
- кнопка пуска;
- прижимной рычаг.
Основное правило для выбора рычага гласит - чем толще детали нам нужно сварить, тем большее прижимное усилие между ними нужно создавать. Поэтому рычаг нужно выбирать попрочнее, а сам аппарат устанавливать на массивное устойчивое основание.
Схема подключения кнопки очень проста - чтобы не было лишнего сопротивления от кнопки пуска и она не вышла быстро из строя, устанавливать ее следует в цепь первичной обмотки. Не стоит брать совсем мелкий переключатель, так как от нагрузки он может быстро сгореть.
В этом случае удобнее всего будет расположить выключатель на рукоятке прижимного рычага. При такой установке удобнее одной рукой нажимать на рычаг и запускать сварку.
Правила эксплуатации
После того, как самоделка готова, можно приступать к тестированию.
Процесс сварки делится на три этапа:
- совмещение свариваемых деталей;
- закрепление деталей между электродами аппарата;
- пуск тока, в результате воздействия которого происходит сварка деталей.
При долгой работе провода в трансформаторе перегреваются, изоляция на них плавится и может произойти короткое замыкание. Поэтому нужно придумать какое-нибудь охлаждение. Например, мини-вентилятор.
Нажимать на кнопку пуска можно только после плотного сжатия электродов. Если же контакт между свариваемыми поверхностями и электродами будет плохой, возникнет сильное искрение, которое приведет к быстрой порче электродов.
Необходимо точно выдерживать заданный промежуток времени на прохождение токового импульса через электроды. Определить это время можно наблюдая за сварной точкой.
В каждом конкретном случае оно будет разным . С приобретением опыта работы на аппарате качество сварки будет возрастать.
Точечная сварка, как известно, выполняется на специализированном оборудовании, однако подобное устройство можно не только найти в серийном исполнении, но и сделать своими руками: для этого пригодится трансформатор, извлеченный из старой микроволновки. Аппарат, полученный в итоге, даст вам возможность качественно выполнять точечную сварку при помощи переменного тока, сила которого не регулируется.
Трансформатор выступает важнейшим элементом любого такого устройства для точечной сварки: его задача состоит в том, чтобы увеличить значение входного напряжения до требуемой величины. Чтобы эффективно справляться с этим, устройство должно обладать высоким коэффициентом трансформации. Такими трансформаторами оснащаются большие микроволновые печи, одну из которых вам и необходимо найти. Когда вы найдете такую модель микроволновки, надо будет очень аккуратно извлечь из нее трансформатор.
Технологию сборки аппарата для точечной сварки более-менее детально можно увидеть на видео ниже. Пример данного самодельного устройства поможет нам проиллюстрировать процесс создания точечной . Для более подробного ознакомления с деталями сборки читайте статью полностью.
Вынимаем трансформатор из микроволновой печи
Если в самодельном аппарате для точечной сварки задействован трансформатор, имеющий мощность 700–800 Вт, то с его помощью вы сможете соединять листы из металла, толщина которых доходит до 1 мм. Такой трансформатор входит в категорию устройств повышающего типа, для обеспечения питания магнетрона он способен вырабатывать напряжение, равное 4 кВ.
Магнетрон, которым оснащена любая микроволновка, требует для своей работы высокого напряжения. В связи с этим подключенный к нему трансформатор отличается меньшим количеством витков на своей первичной обмотке и большим – на вторичной. На последней создается напряжение порядка 2 кВ, увеличивающееся затем в два раза за счет использования специального удвоителя. Проверять работоспособность такого устройства путем измерения напряжения, подключенного к его первичной обмотке, нет никакого смысла.
Извлекать из микроволновки трансформатор следует аккуратно. Не следует брать в руки молоток и другие тяжелые предметы. С микроволновки откручивается ее основа, убираются все крепления, и трансформатор аккуратно снимается с места его установки. В извлеченном из СВЧ-печи устройстве вам понадобятся, во-первых, его магнитопровод, во-вторых, первичная обмотка, которая по сравнению со вторичной выполнена из более толстого провода и имеет меньше витков.
Вторичную обмотку из-за ее ненадобности вам придется демонтировать, для чего уже пригодятся молоток и зубило. Очень важно при этом не повредить и не помять первичную обмотку, поэтому действовать надо с максимальной аккуратностью. Если при демонтаже вторичной обмотки вы обнаружите в трансформаторе шунты, используемые для ограничения силы тока, их тоже надо удалить.
Вторичную обмотку можно срезать стамеской
Если магнитопровод трансформатора является не клееной, а сварной конструкцией, то удалять с него вторичную обмотку лучше при помощи стамески или обычной ножовки по металлу. Если же обмотка очень плотно набита в окно магнитопровода, то ее, разрезав провода, необходимо будет высверлить или выковырять. Делать это надо очень аккуратно, так как магнитопровод может разрушиться из-за таких манипуляций.
После выполнения демонтажных работ следует намотать новую вторичную обмотку. Для этого вам будет необходим провод диаметром не меньше 1 см. Если такого провода у вас в запасе нет, его придется купить. При этом совсем не обязательно приобретать цельный многожильный провод такого сечения, можно использовать и пучок из нескольких отдельных проводников, которые в сумме обеспечат требуемый диаметр. После монтажа новой вторичной обмотки ваш модернизированный трансформатор будет способен вырабатывать ток, сила которого составляет до 1000 А.
Если вы хотите сделать аппарат для точечной сварки более мощным, то технических возможностей одного трансформатора вам может не хватить. Здесь необходимо использовать два таких устройства (соответственно, разобрав две микроволновки).
Тонкости модернизации трансформатора от СВЧ-печи
Чтобы сделать вторичную обмотку, вам надо намотать на сердечник 2–3 витка, что обеспечит получение выходного напряжения порядка 2 В, а силы кратковременного сварочного тока – больше 800 А. Этого вполне достаточно для эффективной работы аппарата точечной сварки. Намотка такого количества витков может вызвать затруднения, если используемый провод имеет толстый слой изоляции. Решить эту проблему достаточно просто: необходимо снять с провода стандартную изоляцию и обмотать его изолентой, имеющей тканевую основу. Очень важно, чтобы провод, используемый для вторичной обмотки, имел минимально возможную длину, что позволит избежать необоснованного увеличения его сопротивления и, соответственно, уменьшения силы тока.
Если вам надо сваривать металлические листы толщиной до 5 мм, имейте в виду, что для этого потребуется аппарат для точечной сварки, обладающий большей мощностью. Чтобы сделать его своими руками, необходимо использовать соединенные в одну цепь два трансформатора. Соблюдать соответствующие правила при выполнении такого соединения надо обязательно. Если вы ошибетесь и неправильно подключите выводы первичных и вторичных обмоток двух трансформаторов, может возникнуть короткое замыкание. Правильность соединения обмоток, если на их одноименных выводах нет маркировки, проверяется при помощи вольтметра.
После правильного соединения одноименных выводов двух трансформаторов требуется замерить значение силы тока, который они совместно формируют. Как правило, самодельные трансформаторы, предназначенные для аппаратов точечной сварки, эксплуатировать которые планируется в домашних мастерских, ограничивают по силе тока – не более 2000 А. Превышение этого значения спровоцирует перебои в работе электрической сети не только в вашем доме, но и у ваших ближайших соседей. А это, естественно, приведет к конфликтам. Значение силы тока, выдаваемого соединенными трансформаторами, а также наличие короткого замыкания в их цепи проверяют при помощи амперметра.
Еще один пример сборки точечной сварки представлен на видео ниже:
Каких результатов можно добиться, если в соответствии с правилами соединить два трансформатора, не отличающихся большой мощностью? Если взять два одинаковых устройства со следующими характеристиками: мощность – 0,5 кВт, входное напряжение – 220 В, выходное напряжение – 2 В, сила номинального тока – 250 А, – то, последовательно соединив их первичные и вторичные обмотки, на выходе вы получите удвоенную силу номинального тока, то есть 500 А.
Практически так же увеличится и кратковременный сварочный ток, но при его формировании будут наблюдаться значительные потери, что обусловлено большим сопротивлением такой электрической цепи. Оба конца вторичной обмотки – провода Ø 1 см – соединяются с электродами аппарата для точечной сварки.
Соединение 2-х трансформаторов по схеме №1
Если в вашем распоряжении имеются два мощных трансформатора, но и их выходного напряжения не хватает для самодельного аппарата, можно последовательно соединить их вторичные обмотки, которые должны иметь одинаковое количество витков. К такой мере прибегают, если просто домотать витки на вторичной обмотке невозможно из-за недостаточно большого размера окна на магнитопроводе.
При таком соединении надо следить, чтобы направление витков на вторичных обмотках соединяемых устройств было согласовано, иначе может получиться противофаза, и выходное напряжение у такого объединенного устройства будет близко к нулю. Чтобы экспериментальным путем определить правильность соединения, желательно использовать тонкие провода.
Как определить одноименные выводы трансформаторов
Если выводы обмоток соединяемых устройств не имеют маркировки, то необходимо определить среди них одноименные, чтобы их и соединить между собой. Решить такую задачу можно следующим способом: первичные и вторичные обмотки двух или более трансформаторов соединяют последовательно, на вход такого объединенного устройства подают напряжение, а к выходным выводам (выводы с последовательно соединенных вторичных обмоток) подключают вольтметр переменного напряжения.
В зависимости от направления подключения вольтметр может вести себя по-разному:
- показывать то или иное значение напряжения;
- не показывать вообще никакого напряжения в цепи.
Если вольтметр выдает какое-либо напряжение, значит, в цепи соединения и первичных, и вторичных обмоток присутствуют разноименные выводы. При соединении обмоток таким неправильным способом в них протекают следующие процессы: напряжение, поступающее на вход первичных обмоток двух соединенных трансформаторов, уменьшается на каждой из них вполовину; увеличение напряжения происходит на вторичных обмотках, каждая из которых обладает одинаковым коэффициентом трансформации. Вольтметр на выходе зарегистрирует суммарное напряжение, значение которого равно удвоенной величине входного.
Если вольтметр показывает значение «0», то это означает, что напряжения, выходящие с каждой из последовательно соединенных вторичных обмоток, равны по значению, но имеют разные знаки, таким образом, они компенсируют друг друга. Иными словами, хотя бы одна из пар обмоток, объединенных в цепь, соединена одноименными выводами. В таком случае правильного соединения элементов цепи добиваются путем изменения порядка подключения первичных или вторичных обмоток, ориентируясь на показания вольтметра.
Электроды для самодельной точечной сварки
Выбирая для аппарата точечной сварки, собранного своими руками из микроволновки, электроды, следует обращать внимание на то, чтобы их диаметр соответствовал диаметру провода, с которым они соединены. В качестве таких элементов можно использовать медные прутки, а для устройств небольшой мощности подойдут жала от профессиональных паяльников.
В процессе эксплуатации электроды для точечной сварки активно изнашиваются. Чтобы корректировать их геометрические параметры, их необходимо постоянно подтачивать. Естественно, что со временем такие элементы потребуют замены на новые.
Провода, которыми электроды связаны с аппаратом для точечной сварки, должны иметь минимальную длину, иначе в них будет теряться значительная мощность устройства. Потери мощности станут серьезными и в том случае, если в электрической цепи «электрод – устройство для точечной сварки» имеется много соединений. Если вы хотите увеличить эффективность использования своего самодельного оборудования, то лучше на провода, которыми соединяются электроды, напаять медные наконечники. Используя такие наконечники, вы избежите возникающих из-за увеличенного сопротивления обжимных или любых других соединений потерь мощности в местах контакта.
Провода, связывающие электроды с аппаратом для точечной сварки, имеют достаточно большой диаметр, поэтому облегчить их пайку помогут специальные наконечники, предварительно подвергнутые лужению. Поскольку электроды для такого устройства являются съемными, в местах их соединения с наконечниками пайку не выполняют. Конечно, в таких местах, постоянно подвергаемых окислению, также происходит потеря мощности, но очистить их значительно легче, чем обжатые наконечники.
Устанавливаем электроды на сварочный аппарат
Как уже было указано выше, электрод для контактной сварки можно сделать из медного прутка или жала от профессионального паяльника, если мощность устройства невысока. Провод от аппарата присоединяется к электроду с помощью медного наконечника, который соединен с ним при помощи пайки.
Наконечник совмещают с электродом при помощи болтового соединения, которое должно быть очень надежным, чтобы увеличение сопротивления в месте ненадежного контакта не приводило к потере мощности аппарата для точечной сварки. Чтобы выполнить такое соединение, в электроде и наконечнике делают отверстия одинакового диаметра.
Болты и гайки, с помощью которых будут соединяться электроды и наконечники с проводами, лучше всего выбирать из меди или ее сплавов, отличающихся минимальным электрическим сопротивлением. Элементы таких соединений, значительно упрощающих обслуживание аппарата для контактной сварки, совсем несложно изготовить своими руками.
Органы управления самодельной точечной сваркой
Управление аппаратом точечной сварки (особенно сделанного из микроволновки своими руками) не отличается особенной сложностью. Для этого вполне достаточно двух элементов: рычага и выключателя. Сила сжатия между электродами, за которую отвечает рычаг, должна обеспечивать в точке выполнения сварки надежный контакт соединяемых деталей. Чтобы выполнить эти важные требования, рычажные механизмы таких аппаратов можно дополнить винтовыми элементами, которые обеспечивают еще более значительную силу сжатия. Естественно, такой элемент устройства для точечной сварки должен обладать очень высокой надежностью.
На серьезном производственном оборудовании, которое используется для соединения листов стали значительной толщины, устанавливают элементы сжатия, создающие давление от 50 до 1000 кг – в зависимости от необходимости. А на аппаратах точечной сварки, применяемых для нерегулярных и несложных работ в домашней мастерской, вполне достаточно того, чтобы такой механизм создавал давление до 30 кг. Для удобства и простоты работы на аппарате точечной сварки его прижимной рычаг делают более длинным, это также позволит увеличить силу сжатия до необходимого значения.
Для самодельного домашнего устройства вполне достаточно рычага, длина которого будет составлять 60 см. При помощи такого рычага можно увеличить прилагаемое усилие в 10 раз. Соответственно, если вы будете давить на рычаг с усилием 3 кг, то электроды и соединяемые детали будут сжиматься силой 30 кг. Чтобы такой рычаг при надавливании не сдвигал с места сам аппарат, основание оборудования необходимо надежно зафиксировать на поверхности рабочего стола при помощи струбцины.
Выключатель, отвечающий в устройстве за подачу тока к , подключают к цепи первичной обмотки трансформатора, сила тока в которой значительно меньше, чем во вторичной. Если подключить выключатель ко вторичной обмотке, то он создаст дополнительное сопротивление, а его контакты под воздействием сильного тока намертво приварятся.
Если в качестве прижимного механизма применяется рычаг, то выключатель лучше расположить прямо на нем, тогда вторая рука будет свободной (ее можно использовать для поддержки свариваемых деталей).
Особенности работы на самодельном оборудовании для точечной сварки заключаются в том, что подавать ток на электроды следует только тогда, когда они находятся в сжатом состоянии. В противном случае вы столкнетесь с интенсивным искрением электродов и, как следствие, с их активным подгоранием. Получить первоначальный опыт по работе на таком устройстве можно при помощи обучающего видео.
Электроды оборудования для точечной сварки активно нагреваются в процессе работы. Кроме того, интенсивному нагреву подвержены трансформатор и токопроводящие элементы такого устройства. Чтобы избежать слишком сильного нагрева, который может привести к выходу оборудования для точечной сварки из строя, следует предусмотреть простейшую систему охлаждения. Для этого часто используют обычный вентилятор. Можно также делать перерывы в работе, необходимые для охлаждения элементов аппарата.
Время выдержки электродов под током в сжатом состоянии в процессе выполнения сварки можно контролировать визуально, ориентируясь на цвет точки в месте соединения, либо использовать для этого специальное реле.
Очевидно, что изготовить аппарат для точечной сварки на основе трансформатора от микроволновки совсем несложно, внимательно изучив представленные видео и фото процесса сборки и учтя озвученные рекомендации.
(голосов: 6
, средняя оценка: 4,83
из 5)
Самыми простыми в изготовлении являются сварочные аппараты контактной точечной сварки переменного тока с нерегулируемой силой тока. Управление процессом сварки осуществляется изменением продолжительности электрического импульса - с использованием реле времени или вручную с помощью выключателя.
Прежде чем рассматривать конструкции самодельных аппаратов для контактной точечной сварки, следует напомнить закон Ленца-Джоуля: при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику (Q=I 2 R t). Это значит, что при токе 1000А на плохо выполненных соединениях и тонких проводах теряется примерно в 10000 раз больше энергии, чем при токе 10А. Поэтому нельзя пренебрегать качеством электрической цепи.
Трансформатор . Основная составляющая часть любого оборудования для контактной точечной сварки - силовой трансформатор с большим коэффициентом трансформации (для обеспечения большого сварочного тока). Такой трансформатор можно сделать из трансформатора от мощной микроволновой печки (мощность трансформатора должна быть около 1 кВт или выше) питающего магнетрон.
Эти трансформаторы отличаются своей доступностью и большой мощностью. Такого трансформатора хватит для аппарата точеной сварки, способного сваривать стальные листы толщиной 1 мм. Если потребуется более мощный аппарат точечной сварки, то можно использовать два (и более) трансформатора (как это организовать описано ниже).
В микроволновке, для работы магнетрона необходимо очень высокое напряжение (около 4000В). Поэтому трансформатор питающий магнетрон, не понижающий, а повышающий. У его первичной обмотки количество витков меньше, чем у вторичной, а толщина обмоточного провода больше.
На выходе таких трансформаторов до 2000В (на магнетрон подается напряжение удвоенное удвоителем), поэтому не стоит проверять работоспособность трансформатора включая его в сеть и измеряя напряжение на выходе.
От такого трансформатора нужен магнитопровод и первичная обмотка (та, где меньше витков и провод толще). Вторичная обмотка срезается ножовкой или отрубается стамеской (если магнитопровод надежно сварен, а не склеен), выбивается стержнем или высверливается и выковыривается. Необходимость в высверливании возникает, когда обмотка набита в окно очень плотно и попытка её выбить может привести к разрушению магнитопровода.
При удалении вторичной обмотки нужно стараться не повредить первичную обмотку.
Кроме двух обмоток, в трансформатор могут быть вмонтированы шунты, ограничивающие ток, их тоже обязательно нужно убрать.
После извлечения из трансформатора ненужных элементов, наматывается новая вторичная обмотка. Для обеспечения большого тока, близкого к 1000А, необходим толстый медный провод, площадью сечения более 100 мм 2 (провод диаметром более 1 см). Это может быть либо один многожильный провод, либо пучок нескольких проводов небольшого диаметра. Если изоляция провода толстая и мешает сделать достаточное количество витков, то её можно снять, а провод обмотать тканевой изолентой. Длина провода должна быть наименьшей из возможной, чтобы не создавать дополнительного сопротивления.
Делается 2-3 витка. На выходе должно получиться около 2В, этого будет достаточно. Если удастся впихнуть в окна трансформатора больше витков, то выходное напряжение будет больше, следовательно будет дольше ток (в сравнении с меньшим количеством витков провода такого же диаметра) и мощность аппарата.
Если есть два одинаковых трансформатора, то их можно объединить в один, более мощный, источник тока. Это может потребоваться когда в наличии два трансформатора с недостаточной мощностью или когда требуется сделать своими руками аппарат точечной сварки для работы с более толстым металлом.
Например, в случае недостаточно мощных трансформаторов, каждый из трансформаторов мощностью 0,5 кВт имеет входное напряжение 220В, выходное напряжение равно 2В при номинальном токе 250А (значение взято для примера, пусть кратковременный ток сварки будет 500А). Соединив одноименные выводы первичных и вторичных обмоток, получим устройство, в котором при том же значении напряжения (2В) номинальное значение выходного тока составит 500А (почти также удвоится и ток сварки, будут больше потери из-за сопротивлений).
При этом, показанные на схеме соединения в цепи вторичных обмоток должны быть на электродах, то есть в случае двух трансформаторов мощностью 0,5 кВт будет два одинаковых провода диаметром 1 см, концы которых соединены с электродами.
Если ошибиться в соединении выводов первичной или вторичной обмоток, то буде короткое замыкание.
Если есть два достаточно мощных трансформатора и нужно увеличить напряжение, а размеры окна магнитопровода не позволяют сделать нужное количество витков толстым проводом на одном трансформаторе, то вторичные обмотки двух трансформаторов соединяются последовательно (один провод протягивается через два трансформатора), с одинаковым количеством витков на каждом трансформаторе. Направление витков должно быть согласованно, чтобы не получилось противофазы и как следствие, напряжения на выходе близкого к нулю (сначала можно поэкспериментировать с тонкими проводами).
Обычно в трансформаторах одноименные выводы обмоток всегда обозначены. Если по каким-либо причинам они неизвестны, то их можно определить, поставив простой эксперимент, схема которого изображена ниже.
Здесь входное напряжение подается на последовательно соединенные первичные обмотки двух одинаковых трансформаторов, а на выходе, образованном последовательным соединением вторичных обмоток, включен вольтметр переменного напряжения. В зависимости от направления включения обмоток может быть два случая: вольтметр показывает какое-то напряжение или напряжение на выходе равно нулю. Первый случай свидетельствует о том, что и в первичной, и во вторичной цепях объединены между собой разноимённые выводы соответствующих обмоток. В самом деле, напряжение на каждой из первичных обмоток равно половине входного и трансформируется во вторичных обмотках с одинаковыми коэффициентами трансформации. При указанном включении вторичных обмоток напряжения на них суммируются и вольтметр дает удвоенное значение напряжения каждой из обмоток. Нулевое показание вольтметра свидетельствует о том, что равные по значению напряжения на последовательно включенных вторичных обмотках трансформаторов имеют противоположные знаки и, следовательно, какая-либо из пар обмоток объединена одноименными выводами. В этом случае, изменив, например, последовательность соединения выводов первичных обмоток так, как это показано на рисунке (б), получим на выходе удвоенное значение выходного напряжения каждой из вторичных обмоток и можно будет считать, что обмотки трансформатора соединены разноименными выводами. Очевидно, что такой же результат можно получить изменив последовательность соединения выводов вторичных обмоток.
Чтобы сделать своими руками более мощный аппарат точечной сварки можно соединить подобным же образом больше трансформаторов, если только это позволяет сделать сеть. Слишком мощный трансформатор будет вызывать большое падение напряжения в сети, приводить к срабатыванию предохранителей, миганию лампочек, жалобам соседей и т.п. Поэтому мощность самодельных аппаратов для точечной сварки ограничивают обычно значениями, которые обеспечивают силу сварочного тока в 1000-2000А. Нехватку силы тока компенсируют увеличением времени сварочного цикла.
Электроды . В качестве электродов используются стержни (прутки) из меди. Чем толще будет электрод тем лучше, желательно чтобы диаметр электрода не был меньше диаметра провода. Для аппаратов небольшой мощности подходят жала от мощных паяльников.
Электроды необходимо периодически подтачивать, т.к. они теряют форму. Со временем они стачиваются полностью и требуют замены.
Как уже писалось, длина провода, идущего от трансформатора к электродам, должна быть минимальной. Также должно быть минимум соединений, т.к. на каждом соединении происходит потеря мощности. В идеале на оба конца провода надеваются медные наконечники, через которые провод соединяется с электродами.
Наконечники должны быть спаяны с проводом (жилы провода тоже должны быть спаяны). Дело в том, что со временем (возможно и при первом же запуске), в месте контактов происходит окисление меди приводящее к росту сопротивления и большой потере мощности, из-за чего аппарат может перестать сваривать. Плюс при обжиме наконечников площадь контакта меньше чем при пайке, что тоже увеличивает сопротивление контакта.
Из-за большого диаметра провода и наконечника для него, спаять их непросто, однако облегчить эту задачу могут продающиеся луженые наконечники под пайку.
Неспаянные соединения наконечников с электродами тоже создают дополнительное сопротивление и окисляются, но т.к. электроды должны быть съемными, неудобно каждый раз при замене отпаивать старые и припаивать новые. Тем более это соединение гораздо проще очистить от окислов, чем конец многожильного провода обжатого наконечником.
Органы управления . Единственными органами управления могут быть рычаг и выключатель.
Сила сжатия между электродами должна быть достаточной для обеспечения контакта свариваемых деталей меду электродами, и чем толще свариваемые листы, тем больше должна быть сила сжатия. На промышленных аппаратах эта сила измеряется десятками и сотнями килограмм, поэтому рычаг стоит делать подлиннее и покрепче, а основание аппарата помассивнее и с возможностью крепления струбцинами к столу.
Большое усилие прижима у самодельных аппаратов для точечной сварки можно создать не только рычажным, но и рычажно-винтовым зажимом (винтовая стяжка между рычагом и основанием). Возможны и другие способы, требующие различного оборудования.
Выключатель должен устанавливаться в цепь первичной обмотки, потому что в цепи вторичной обмотки очень большой ток и выключатель будет создавать дополнительное сопротивление, кроме того контакты в обычном выключателе могут намертво свариться.
В случае рычажного прижимного механизма, выключатель следует монтировать на рычаге, тогда одной рукой можно давить на рычаг и включать ток. Вторая рука останется свободной для придерживания свариваемых деталей.
Эксплуатация . Включать и выключать сварочный ток необходимо только при сжатых электродах, в противном случае возникает интенсивное искрение, приводящее к подгоранию электродов.
Желательно использовать принудительное охлаждение аппарата с помощью вентилятора. При отсутствии последнего нужно постоянно контролировать температуру трансформатора, токопроводов, электродов и делать перерывы, чтобы не допустить их перегрева.
Качество сварки зависит от приобретенного опыта, который сводится в основном к выдерживанию необходимой продолжительности токового импульса на основании визуального наблюдения (по цвету) за сварной точкой. Подробнее про выполнение точечной сварки написано в статье Контактная точечная сварка .
Видео:
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
Загрузка...