Контактная сварка

Делаем аппарат для контактной сварки

Теперь, когда мы разобрались со всеми особенностями, можно определиться, использовать ли контактную сварку в своей работе. Кого-то отпугнет высокая цена на оборудование, но в оглавлении мы писали о том, что многие умельцы делают сварщик контактной сварки своими руками. Его мощности вполне достаточно для работы дома.

Мы расскажем вам, как сделать такой аппарат самому. С его помощью вы сможете выполнить контактную точечную сварку. Кстати, в интернете есть множество видео с пошаговым руководством. Изучите их, чтобы иметь полную картину. Итак, для изготовления контактной сварки нам понадобится не обязательно новый, но обязательно работающий трансформатор (можете вытащить его из старой микроволновой печи; используйте два трансформатора, если вам требуется аппарат большей мощности).

Также нам нужен медный провод большого диаметра (вместо одного толстого провода можно использовать множество тонких, связав их в жгут), рычаги из металла (их мы будем использовать для зажима электродов), основание для аппарата (это может быть толстый лист тяжелого металла или что-то очень устойчивое; можете прикрутить аппарат прямо к столу), струбцины, отвертки разных размеров, кабели, изолента (или любой другой материал для обмотки), медные детали с заостренным концом, которые будут выполнять роль электродов.

Вот и все. Приступим к сборке. Собирая сварщик контактной сварки вы должны понимать, что ключевой элемент конструкции — трансформатор. Мы не зря рекомендовали вам взять его из микроволновой печи, поскольку это идеальный варит для небольшого самодельного аппарата. Чтобы ваше устройство смогло сварить металл толщиной в 1 миллиметр вам понадобится мощность 1 кВт. Чем больше мощность, тем больше диапазон толщин.

Для работы вам понадобится не весь трансформатор. А только первичная обмотка и магнитопровод

Вторичную обмотку нужно убрать из трансформатора (делайте это максимально осторожно, чтобы не повредить остальные элементы)

Также есть шунты, их тоже нужно демонтировать. Шунты расположены с обеих сторон вторичной обмотки.

Далее нужно сделать новую обмотку. Для этого возьмем многожильный провод с диаметром не менее 10 миллиметров. Двух-трех витков будет достаточно для корректной работы трансформатора. Если у провода будет слишком толстая изоляция, можно ее удалить и обмотать провод изолентой из ткани или ПВХ. Если вы собираете мощный аппарат и для этого взяли два трансформатора, то обмотка должна быть одна на двоих

В таком случае важно правильно соединить все выводы с первичной обмотки обоих трансформаторов

Теперь нужно собрать все компоненты воедино. Нужно установить трансформатор в корпус (можете изготовить его самостоятельно или взять подходящий от неработающего бытового прибора), подсоединить медные электроды, все кнопки и органы управления. Тут вам помогут элементарные знания электротехники.

Виды сварки и их особенности

Контактные соединения разделяются на четыре категории, которые имеют свои особенности и способы применения. Давайте разберем, какие виды бывают:

• Контактная точечная.
• Стыковая.
• Контактная шовная.
• Рельефная.

Теперь более подробно поговорим о каждой из них, чтобы вы конкретно смогли понять, что каждый вид представляет и какие его особенности. Точечные сварочные соединения помогают соединять детали в одной либо сразу во многих местах точками. Точка образуется в процессе нагревания и расплавления металла под воздействием электрического импульсного тока, формы электродов, которые давлением воздействуют на материал и времени нагревания.

Разные вариации всех этих показателей помогают выполнить сварную точку любой формы, прочности и прочее.

Классификация видов сварки

Широко используются в производствах большого масштаба и при серийном однотипном выпуске механизмов. Также используют для создания батарей аккумуляторов. Для соединения деталей сразу по всей площади их стыка, используется контактная стыковая.

Благодаря такому способу, две детали впоследствии нагрева соединяются в единую конструкцию сразу на большой площади, за короткий промежуток времени. Время и способ такой состыковки зависит от характеристик металла, общей свариваемой площади и необходимой прочности соединения.

Разновидности сварных соединений

Стыковую сварку выполняют тремя методами:

1. Сопротивление.
2. Непрерывное оплавление.
3. Оплавление с одновременным разогревом места сварки.

Для деталей небольшого сечения, до двух квадратных сантиметров, применяется метод сопротивления. Также такой метод часто применяется для труб из металлов с низким содержанием углерода. Детали, площадь сечения которых не превышает отметку в 10 тысяч квадратных сантиметров, используется метод оплавления. Область применения очень широкая, он сваривания арматурных конструкций в железобетоне, до создания бесшовной железной дороги.

Такая технология помогает изготавливать детали очень большой длины при этом не оставляя никаких заметных швов. С помощью оплавления сваривают режущие инструменты, например, наконечники для сверла либо лезвия ножей. Свариваются массивные цепи судовых якорей. Оплавление с разогревом, это модификация обычного оплавления, используется для создания более качественного сварного шва.

Шовная сварка

Шовная контактная сварка производится путём наваривания нескольких точек в ряд. Такие точки могут быть герметичными, если делать их внахлёст. Если же оставлять промежуток, она будет практически похожа на обычную, точечную. Процесс такой сварки может выполняться на одном или нескольких сварочных станках. Дисковая роликовая установка вращается по контуру, который необходимо сварить, оставляя за собой точки.

Если роликовая прокатка проходи с одной стороны тогда она односторонняя. Если роликовая прокатка с двух сторон, тогда соединение происходит с каждой стороны. Этот метод хорош тем, что может быть как односторонняя, так и двусторонняя, что хорошо в определённых случаях.

Контактная рельефная сварка, очень похожа на точечную. Для его выполнения, заранее подготавливаются специальные выпуклые участки, которые и свариваются. Главной особенностью является то, что форма сварной точки в таком случае зависит от того какая форма выпуклости была сделана, а не от формы используемого электрода. Область применения довольно широкая, от автомобилей до различных электрических приборов.

Характеристики используемых электродов

Электроды имеют следующие характеристики, благодаря которым и получается сделать качественную сварку:

• Высокая устойчивость к температурам (могут выдерживать нагревание свыше шестисот градусов).
• Высокая плотность материала, что позволяет сохранять форму, даже при ударных сжатиях, равных пяти-шести килограммам на квадратный миллиметр.
• Очень высокая тепловая и электрическая проводимость. Благодаря высокой электрической проводимости могут передавать импульс тока без потерь.
• Для односторонней или двусторонней сварки, электроды имеют плоскую форму диска. Для остальных видов используются бочкообразные элементы.

Прочитав данную статью, вы смогли разобраться с технологическим процессом устройства контактной сварки. Узнали, какие виды контактной сварки бывают, и на какие разновидности разделяются электроды. Теперь можно переходить и к практическому изучению этого процесса.

Электроды для контактной сварки

Слабым местом рассматриваемой технологии можно назвать применение определенных электродов

Многие начинающие сварщики уделяют внимание тому, что стоимость подобных электродов относительно невысокая. К особенностям подобного стержня можно отнести нижеприведенные моменты:

1. На стержень оказывается высокое механическое воздействие. Именно поэтому основа должна быть прочной.
2. Применяемые материалы при изготовлении электродов должны обладать высокой электропроводностью.
3. Высокая термическая стойкость достигается только при применении специальных материалов.
4. Малый коэффициент теплоемкости.
5. Повышенный показатель прочности на сжатие.

Подобными свойствами обладает, к примеру, медь и некоторые другие сплавы на основе подобного металла.

Сварочный аппарат с медными электродами

Все расходные материалы можно разделить на несколько основных групп:

1. При контактной обработке в жестких условиях. Применять их можно для работы с хромистыми и цинковыми сплавами, а также бронзой. В состав может включаться титан и бериллий.
2. Электроды, которые применяются для работы при температуре нагрева около 300 градусов Цельсия. Подходят подобные варианты исполнения для работы с медными и алюминиевыми сплавами, а также углеродистыми и низколегированными сплавами. При производстве применяются различные медные сплавы.
3. Можно также встретить электроды для легких режимов эксплуатации. Примером можно назвать воздействие температуры 200 градусов Цельсия. При изготовлении основы применяется хромистая и кадмиевая бронза. Подобные варианты исполнения чаще всего применяются при роликовой контактной электрической сварке.

Подобные электроды поставляются с соответствующей маркировкой.

Физико-механические аспекты

Сущность КС заключается в последовательной реализации физико-механических процессов, способствующих образованию неразъемного сварного соединения. Для этого технологическую схему КС разбивают на следующие стадии:

1. Механическое поджатие свариваемых деталей между электродами – для обеспечения плотного контакта между стыкуемыми поверхностями.

Сопрягаемые  поверхности в силу своей шероховатости не являются идеально гладкими, поэтому физический контакт двух заготовок осуществляется по многочисленным площадкам микроскопических размеров (так называемые микроконтакты).

1. Пропускание электрического тока через границу контакта сопрягаемых элементов – для нагрева до оплавления соединяемых поверхностей. На этой стадии КС начинается межатомное взаимодействие материалов деталей, способствующее формированию сварного соединения.

В соответствии с законом Джоуля – Ленца при прохождении электротока через поверхности сопрягаемых деталей происходит выделение тепла, количество которого возрастает при увеличении силы сварочного тока I_св и омического сопротивления R  участка прохождения тока.

Особенностью зоны контакта сопрягаемых металлов является ее высокое электрическое  сопротивление R_к, значительно превышающее сопротивления других участков сварочной цепи – сопротивления R_дет свариваемых деталей и сопротивления прижимающих электродов R_элек .

При прохождении тока через микроконтакты происходят сотни тысяч микрооплавлений, способствующих расплавлению всей контактирующей поверхности. При этом в процессе КС сами  свариваемые заготовки практически не нагреваются, поскольку их сопротивление небольшое.

Для скорого нагрева зоны контакта необходимы мощные токи, сила которых достигает нескольких тысяч ампер. С учетом большой величины сопротивления R_к  микрорасплавления происходят в течение десятых или даже сотых долей секунды, что обуславливает высокую скорость КС.

На рис. ниже показаны схемы КС, иллюстрирующие особенности сопряжения поверхностей двух свариваемых деталей:

• (а) – схема КС;
• (б) – схема непосредственного (физического) контакта деталей в процессе сварки.

1. Осадку свариваемых частей, представляющую собой поджатие нарастающим усилием, — для создания местной пластической деформации и образования пространственных межатомных связей.

При локальном нагреве сопряженных деталей повышается пластичность металла в зоне контакта. Под действием сжимающего усилия микронеровности на границах микроконтактов сминаются, после  чего начинается взаимное диффузное проникновение атомов до расстояний, соизмеримых с параметрами кристаллических решеток. Образуются новые структурные связи, в зоне контакта формируется сварное соединение.

1. Отключение подачи электротока, охлаждение расплавленного металла в зоне контакта до его окончательной кристаллизации. В ходе процесса кристаллизации сжимающее воздействие электродов сохраняется в целях предотвращения дефектов усадочного характера – рыхлот, пор и трещин.

Сварочный аппарат из микроволновки

Прибор для точечной контактной сварки можно изготовить самостоятельно, использовав трансформатор от микроволновки.

При изготовлении такого сварочного прибора нужно взвесить, что будет дешевле – осуществить покупку инвертора или сделать самостоятельно, применив трансформатор из ненужной микроволновки.

Трансформатор – самая дорогая деталь нашего будущего самодельного прибора. Все остальные расходники – провода, кожух и основа, на которую будет производиться крепление, будут практически в любой мастерской.

Нам потребуется мощность трансформатора не менее 1 кВт. С помощью сварочного аппарата, использующего такой трансформатор, реально делать точечную сварку листов до 1 мм.

Удвоение мощности трансформатора позволит работать с листами до 1,8 мм толщиной. Трансформатор современной микроволновки может быть мощностью до 3 кВт.

Требуется вынуть трансформатор из металлического кожура и избавится от шунтов для ограничения тока и вторичной обмотки.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Советы по выбору рукава для газовой сварки

Микроволновая печь использует высокое напряжение, поэтому на первичной обмотке трансформатора присутствует меньшее количество петель, чем на вторичной.

Из-за этого появляется разность потенциалов. Наша задача – изменить вторичную обмотку, приспособив ее под цели контактной сварки.

Тщательно зачистите трансформатор от остатков вторичной проводки и шунтов, при необходимости используйте металлическую щетку или длинный узкий предмет (например, отвертку).

Нетронутой останется только первичная обмотка, вторичную будем делать заново.

Учитывая высокое напряжение, берем многожильную электрическую проводку с сечением не менее одного квадрата.

Видео:

Если будет использоваться цепь из двух или более трансформаторов, то выводы всех вторничных обмоток от них сводим в одну.

Когда использован один трансформатор, то корпус для него можно приспособить из той же микроволновой печи, уменьшив ширину и длину.

Для системы трансформаторов кожух можно сделать из железного листа, снабдив его изолирующим слоем. Вторичная обмотка формируется 2-4 витками провода.

Однако, толстый слой изоляции, в которую упакован провод, не даст загнуть его по катушке.

Двумя-тремя петлями провода мы добьемся напряжения в 2 Вт.

Для подвода тока к месту сварки создаем рычажный механизм, один рычаг которого жестко закреплен на основной поверхности (для удобства контактной сварки на этой же поверхности можно закрепить с помощью струбцин и трансформатор в кожухе).

Второй рычаг при опускании будет сдавливать детали. Выключатель вводим в цепь первичной обмотки и устанавливаем на верхний рычаг.

Это позволит одновременно сжимать деталь и пускать ток. Клещи в этом случае не используются, а сами наконечники предварительно паяются с проводами для предотвращения окисления.

При точечной сварке будем использовать стержни из меди толщиной больше, чем диаметр провода. В процессе работы их нужно подтачивать и при необходимости менять.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Советы по выбору сварочного полуавтомата

В ходе работы деталь зажимается с помощью рычагов между двумя электродами и пускается ток.

Фото точечной сварки своими руками

https://youtube.com/watch?v=tf5-uJ_pn-o

Также рекомендуем просмотреть:

• Вентилятор своими руками
• Прикормка своими руками
• Откатные ворота своими руками
• Ремонт компьютера своими руками
• Станок по дереву своими руками
• Столешница своими руками
• Брусья своими руками
• Лампа своими руками
• Котел своими руками
• Установка кондиционера своими руками
• Отопление своими руками
• Фильтр для воды своими руками
• Как сделать нож своими руками
• Усилитель сигнала своими руками
• Ремонт телевизора своими руками
• Зарядное для аккумулятора своими руками
• Дымогенератор своими руками
• Металлоискатель своими руками
• Ремонт стиральных машин своими руками
• Ремонт холодильника своими руками
• Антенна своими руками
• Ремонт велосипеда своими руками
• Сварочный аппарат своими руками
• Холодная ковка своими руками
• Трубогиб своими руками
• Дымоход своими руками
• Заземление своими руками
• Стеллаж своими руками
• Блок питания своими руками
• Светильник своими руками
• Жалюзи своими руками
• Светодиодная лента своими руками
• Нивелир своими руками
• Замена ремня ГРМ своими руками
• Лодка своими руками
• Как сделать насос своими руками
• Компрессор своими руками
• Усилитель звука своими руками
• Аквариум своими руками
• Сверлильный станок своими руками

Контактная сварка из сварочного аппарата своими руками

Процесс сборки оборудования для точечной сварки своими руками из сварочного аппарата, необходимые для этого комплектующие практически аналогичны варианту с трансформатором от СВЧ. Однако есть некоторые нюансы. Делать контактную сварку из инвертора своими руками нецелесообразно, поскольку для работы не требуется постоянный ток, поэтому берем трансформатор от агрегата переменного тока.

Чтобы рассчитать  нужное количество витков обмотки пользуемся формулой:

N = 50/S,

где:

• N — количество витков;
• S — площадь сердечника (мм²).

Главная особенность изготовления своими руками контактной сварки из инвертора состоит в том, что, в первую очередь, необходимо определить характеристики «первички», выполнить расчёты и после этого приступать к созданию «вторичной» обмотки. Также нужно обязательно и качественно выполнить заземление обеих катушек, поскольку сила тока в подобных агрегатах довольно значительная.

Главное, правильно рассчитать сечение и количество витков вторичной обмотки

Техника безопасности при работах

При эксплуатации агрегатов точечного типа нужно соблюдать правила техники безопасности:

• не должно быть повреждений изоляции электрических кабелей, оголенных контактов;
• агрегат следует заземлить;
• при подсоединении к электросети оборудования контакты должны соответствовать номинальным значениям;
• необходимо использовать дифавтоматы;
• настройка и обслуживание аппарата в процессе эксплуатации осуществляется только после отсоединения от электросети.

Проведение сварочных работ связано с повышенной опасностью для сварщика.

Сварщик должен быть в плотной робе, специальной маске или очках, диэлектрических перчатках. При этом надежно изолируется рукоять клещей. Работать в помещении нужно в респираторе, должна присутствовать вытяжка.

27.10.2020

Машины для контактной сварки

Сварочные аппараты разделяют на группы по следующим критериям:

• Назначение: узкоспециальные машины, рассчитанные на работу с большими партиями однотипных деталей, или универсальные, которые обрабатывают малое количество заготовок, но легко поддаются перенастройке;
• Тип механического блока, осуществляющего сжатие и усадку деталей. По этому признаку аппараты делятся на гидравлические, пневматические, пневмогидравлические, механические и другие;
• По мобильности – передвижные, переносные, стационарные;
• По способу сварки;
• По типу блока питания: машины с выпрямителем или машины, работающие от переменного тока (однофазного, трехфазного).

Конкретный вид машины выбирается в зависимости от выполняемой задачи.

Требования к условным обозначениям

Вне зависимости какого типа при изготовлении металлоизделий используются сварные швы, обозначение на чертежах должно осуществляться в соответствии единого набора требований. Отражающаяся на схемах и в пояснительной записке информация должна быть приведена в специально разработанных формах:

• техническое описание соединяющих в единую конструкцию отдельные элементы стыков;
• таблица сварных швов на чертеже, пример заполнения ее в разных вариантах представлен выше. Определенными особенностями при составлении чертежей отличается и сама сварка. Проводиться она должна только в том виде, который установлен действующими требованиями.

Только разработанный в соответствии всех регламентов и стандартов чертеж способен выступать гарантией того, что в процессе сваривания у специалиста никаких проблем не возникнет и он сможет безошибочно и оперативно выполнять задачи любой сложности. Если же в чертеже имеют место нарушающие требования ошибки, то его не смогут утвердить контролирующие органы.

Не менее важным этапом сварочного процесса в сравнении с проведением работ является составление технической документации, поскольку определяющий фактор того, каким должно быть сварочное соединение – чертеж.

Если говорить об условных обозначениях соединительных стыков, то вне зависимости от технологии сварочного процесса здесь также существуют конкретные требования. Наряду с обеспечением наглядности чертежа используемые обозначения также в разы упрощают работу сварщика.

Конкретные особенности предусмотрены для каждого отдельного обозначения. Учитывая, что сварщик при изготовлении изделий ориентируется на представленный ему чертеж, то даже малейшие неточности в нем способны привести к тому, что готовая конструкция не будет отвечать выдвигаемым к ней техническим характеристикам.

Каждый специалист, работающий со сваркой, обязан знать, что указывается в условном обозначении сварного шва на чертеже и уметь быстро и точно прочитать любую информацию. Не имея таких навыков практически невозможно определить какими характеристиками должно обладать сварочное соединение, какой тип шва использовать в конкретных случаях.

Основным документом, в котором выдвинуты все требования относительно того как на чертеже показывается сварка любым способом является единый государственный стандарт. При этом не только разрабатывающие технические чертежи специалисты должны беспрекословно владеть всеми существующими требованиями, но также и те, кто непосредственно будет в дальнейшим по составленным проектам сваривать металлоизделия. Такие знания выступают залогом того, что реализация проекта будет проведена качественно.

Виды контактной сварки

На промышленных предприятиях используют разные виды контактной сварки: точечную, рельефную, стыковую и шовную. Использование той или иной разновидности во многом зависит от профиля выполняемых работ.

Существует несколько разновидностей контактной сварки
ФОТО: goodsvarka.ru

Метод контактной точечной сварки

Данный метод подразумевает соединение металла в одной или нескольких точках одновременно. Качество сварного шва зависит от нескольких параметров:

• силы тока и давления, оказываемого на соединяемые детали;
• размера и формы электродов;
• степени чистоты свариваемых поверхностей;
• длительности воздействия на одну точку.

Современное сварочное оборудование имеет производительность до 600 точек в минуту. Данный метод используется как для соединения тонких (до 0,02 мкрн) деталей электрооборудования, так и для сварки металла толщиной до 20 мм.

Точечная сварка

Рельефная сварка

Этот метод по принципу работы схож с точечной сваркой, а главное отличие состоит в том, что деталь в месте соединения и электрод имеют одинаковую естественную или штампованную рельефную форму. Подобная технология используется практически везде и позволяет крепить опорные элементы или кронштейны к плоской поверхности заготовки. Однако перед свариванием детали должны быть хорошо очищены от различных видов загрязнения.

Рельефное соединение

Шовная технология сваривания

Шовная сварка — многоточечное соединение, при котором несколько сварных зон располагаются близко друг к другу или перекрываются, образуя монолитный шов. Сварочные аппараты оснащаются одним или несколькими роликами-электродами. Если сварные точки перекрываются между собой, то получается достаточно герметичный шов, поэтому данная технология используется при производстве различных ёмкостей. Толщина свариваемого металла колеблется в диапазоне 0,2-3 мм.

Шовная сварка

Стыковая контактная сварка

Как и в случае с рельефной сваркой, стыковой метод требует предварительной обработки торцов соединяемых деталей. Элементы металлической конструкции прижимают друг к другу кромками, после чего оплавляется вся плоскость контакта. Данная технология имеет несколько разновидностей: сопротивлением, оплавлением и плавлением с подогревом. Использование того или иного вида стыковой сварки зависит от типа металла, его толщины и необходимого качества фиксации. Самый простой вариант — соединение сопротивлением, используется для легкоплавких металлических деталей. Два других вида подходят для сварки конструкций большого сечения.

Схематическое изображение стыковой сварки металлов

Обозначение контактной сварки на чертеже

Согласно существующего стандарта условных обозначений точечная сварка имеет следующее обозначение на чертежах:

1. Сплошной шов. Видимый сплошной шов на общем плане чертежа отмечают основной линией, остальные конструктивные элементы основной тонкой линией. Скрытый сварной сплошной шов обозначен штриховой линией.
2. Сварные точки. Видимые сварные соединения на общем чертеже отмечают символом “+”, а скрытые не отмечают вовсе.

От видимого, скрытого сплошного шва или видимой сварной точки идет специальная линия с выноской, на которой отмечаются вспомогательные условные обозначения, стандарты, буквенно-цифровые знаки и т.д. В обозначении присутствует буква “К – контактная и маленькая буква “т”-точечная, указывающие  на метод выполнения сварки и ее разновидность. Швы, не имеющие обозначения, отмечают линиями без полок.

ГОСТ 15878-79 Регламентирует размеры и конструкции сварных соединений контактной сварки

Вся основная информация подается на линии выноске или под ней, в зависимости от обращенной стороны (лицевая или оборотная). Вся необходимая информация о шве берется из соответствующего ГОСТа, что указывается на сноске или дублируется в таблицу швов.