Контактна точкове зварювання своїми руками будинку, саморобний зварювальний апарат

1. фізичний закон
2. Схема і переваги точкового зварювання
3. Точковий зварювальний апарат своїми руками
4. Мідні багаторазові електроди
5. управління апаратом
6. особливості експлуатації

Наши партнеры ArtmMisto

Точкове зварювання є різновидом контактного або термомеханічної зварювання. При цьому виді зварювання метал розігрівається за рахунок проходить через нього імпульсу електричного струму. В результаті відбувається точковий розплавлення металу в місці контакту з мідним електродом. Після прикладання стискає зусилля відбувається пластична деформація в точці розплаву, в результаті два металу надійно з'єднаються один з одним.

фізичний закон

Теоретичним обґрунтуванням будь-контактного зварювання, в тому числі і точкової, є закон Джоуля-Ленца. У підставі цього закону лежить здатність електричного струму виділяти тепло при проходженні через провідник. Закон висловлює залежність виділення цієї теплоти від сили електричного струму.

Також рекомендуємо прочитати:

У спрощеному вигляді закон звучить наступним чином: кількість теплоти Q, що виділяється в одиницю часу t в ділянці ланцюга, прямо пропорційно добутку квадрата сили струму I на даній ділянці і опору R.

Математично це виглядає так: Q = l²Rt.

Відповідно до цього закону обчислюється передбачувана сила теплового впливу електричного струму на точку поверхні зварювальних металів.

Схема і переваги точкового зварювання

Така зварювання виявляється можливою за рахунок різниці рівнів опору на кордоні електрода і металу, з одного боку, і в місці контакту двох зварювальних металевих поверхонь, з іншого боку. У процесі зварювання струм проходить від одного електрода до іншого через розташовану між ними металеву заготовку.

Самі електроди повинні бути виготовлені з матеріалу, що має високу електропровідність, в цьому випадку в місці контакту електрода з металом опір буде мінімальним. Навпаки, в місці контакту двох металевих поверхонь, що зварюються опір буде дуже великим. Це призведе до дуже сильного розігрівання двох поверхонь в точці контакту з електродами. Цей розігрів в кінцевому рахунку призведе до розплавлення металів в точці контакту і утворення спільного розплавленого ядра. Діаметр такого литого ядра може бути 2-15 мм в залежності від сили струму і режиму зварювання.

До тих пір, поки загальне розплавлене ядро ​​перебуває в рідкому стані, дві зварюються металеві поверхні необхідно притискати один до одного під досить великим механічним тиском. Це необхідно для того, щоб розплавлений метал не витік з точки розплаву. В результаті тиску по периметру точки розплаву утворюється щільний захисний пояс, який перешкоджає витіканню металу і сприяє утворенню якісної зварної точки.

Охолодження і кристалізація металу відбувається поступово, тому чиниться механічний тиск не можна знімати відразу одномоментно. Тиск знімається також поступово в міру застигання металу в точці розплаву. Іноді з метою додаткової проковки точки зварювання для усунення неоднорідностей механічний тиск, навпаки, посилюють до моменту остаточного застигання металу.

Даний вид зварювання має ряд безсумнівних переваг, які вигідно відрізняють її від інших видів зварних з'єднань:

• Відсутність допоміжних матеріалів у вигляді спеціальних витратних електродів, флюсів і присадок.
• Вкрай мала залишкова деформація в місці зварювання.
• Простота і зручність експлуатації зварювального апарату.
• Дуже висока продуктивність.

Єдиний недолік у цього виду зварювання - відсутність герметичності шва, що в певних випадках не є необхідною умовою.

Точковий зварювальний апарат своїми руками

Найпростішим для самостійного виготовлення є апарат точкового зварювання з нерегульованою силою струму. В цьому випадку сила впливу регулюється за допомогою зміни тривалості електричного імпульсу. Для цього використовують або реле часу, або вимикають апарат з мережі за допомогою висмикування вилки з розетки.

Серцем будь-якого апарату для точкового зварювання є силовий трансформатор, що володіє великим коефіцієнтом трансформації, тобто здатний змінювати силу струму в великих межах. Ідеальним для цих цілей є підвищувальний трансформатор від мікрохвильової печі потужністю від 1 кВт. Такі трансформатори в мікрохвильових печах повинні працювати для харчування магнетрона.

За допомогою такого трансформатора можна буде варити сталеві листи товщиною до 1 мм, що для побутових потреб цілком достатньо. Якщо ж виникне необхідність у зварюванні більш товстих листів, то потужність апарату можна збільшити за рахунок збільшення кількості таких трансформаторів, поєднуючи їх один з одним послідовно.

Трансформатор від мікрохвильовки, перш ніж його можна використовувати в якості зварювального, повинен зазнати деяких змін у своїй конструкції: перетворитися з підвищувального в понижуючий. Справа в тому, що для роботи магнетрона мікрохвильової печі потрібно вкрай висока напруга порядку 4500-5000 В. Як наслідок цього, всі трансформатори, що живлять магнетрони мікрохвильовок, є підвищують.

Тобто на первинній обмотці такого трансформатора витків менше, ніж на вторинної. При цьому товщина обмотувального дроту на первинній обмотці більше. Необхідно зробити все навпаки: товщину обмотувального дроту на вторинній обмотці зробити товщі, а кількість витків зменшити, тим самим перетворивши підвищувальний трансформатор в понижуючий.

Говорячи практичною мовою, від цього трансформатора нам потрібен тільки його магнітопровід і первинна обмотка. Обмотка вторинна піддається нещадній демонтіровке за допомогою ножівки або болгарки. Після того як виступаючі частини вторинної обмотки будуть зрізані, необхідно її залишки висвердлити з муздрамтеатру за допомогою дриля. Під час проведення всіх цих маніпуляцій необхідно уважно стежити, щоб ні в якому разі не пошкодити обмотку первинну і сам муздрамтеатр.

Після закінчення демонтажу вторинної обмотки необхідно намотати нову вторинну обмотку. Для цього нам знадобиться товстий мідний дріт діаметром мінімум 1 см. Така товщина необхідна для можливості протікання дуже великого струму до 1000 А. При цьому довжина такого проводу повинна бути мінімальною, щоб максимально зменшити можливий опір (чим довше провід, тим вище опір).

Провід намотується у вигляді двох-трьох витків. Чим більше витків, тим вище вихідна напруга, і, відповідно, підвищується потужність апарату. Але як правило, досить двох витків, щоб отримати на виході близько 2 В, що цілком вистачить для зварювання. Занадто потужний апарат буде забирати практично всю електроенергію з мережі на себе, що буде призводити до падіння напруги, спрацьовування запобіжників, відключення освітлення і інших неприємностей, особливо якщо ви живете в багатоквартирному будинку, і за стіною живуть ваші сусіди.

Мідні багаторазові електроди

Електроди, як кліщі, охоплюють дві деталі з двох сторін, і, подібно до пістолету, вистрілюють імпульси електричного струму. Як зварювальних електродів найчастіше застосовуються мідні прутки або стрижні різного діаметра. Фахівці радять для цієї мети використовувати берилієвих бронзу з добавками цирконію. Але в будь-якому випадку важливою характеристикою є точка контакту електрода з поверхнею металу. Чим площа контакту менше, тим більш якісною буде зварювання в цьому місці, і тим довше прослужать електроди. Тому всі електроди, неважливо з якого конкретно металу вони виготовлені, необхідно регулярно очищати і заточувати в місці їх контакту з металом.

Товщина електрода не повинна бути менше товщини дроту. Для малопотужних апаратів в якості електродів можна використовувати мідні жала потужних паяльників.

Довжина проводу поєднує трансформатори і електроди повинна бути мінімальною, і важливо, щоб не було ніяких проміжних сполук, так як всі ці сполуки в результаті призводять до виникнення непотрібних опорів і, як наслідок, до втрати потужності.

На обидва кінці дроту надягають мідні наконечники, до яких безпосередньо прикріплюються електроди. Наконечники краще не обжимати навколо дроти, а спаяти з ним. Справа в тому, що обтиск призводить до зменшення перерізу дроти, що, в свою чергу, призводить до збільшення опору і до втрати потужності. Крім того, в місці контакту дроту і наконечника дуже швидко відбувається окислювання міді, що може привести в підсумку до припинення роботи трансформатора через сильну втрати потужності.

Пайка таких товстих контактів - справа далеко не проста, але полегшити задачу може покупка спеціальних вже залуженних наконечників для пайки.

управління апаратом

Органами управління даного апарату є притискної важіль і вимикач:

особливості експлуатації

Перед початком зварювальних робіт необхідно попередньо підготувати зварюються металеві поверхні. А саме очистити поверхні від окислення і забруднень за допомогою напилка і наждачного паперу. Іноді для цих цілей застосовують спеціальну Протравлювальний рідина: