Вышла из строя система электропитания пожарной сигнализации дома. Чтобы не покупать новый аккумулятор, решил собрать его из отдельных банок – для соединения их в цепь применил шину, которую приварил точечным методом. В этом обзоре расскажу, как выполняется точечная сварка своими руками, что вообще это такое, как действует, на какие виды подразделяется, какие варианты самодельных агрегатов доступны для изготовления своими руками, а также какие особенности следует учитывать в сварочных работах.
Точечная сварка – что это такое, принцип действия, виды, плюсы и минусы
Когда дело касается соединения тонкостенного металла в не нагружаемой конструкции, обычно всегда применяю пайку. К аккумуляторным батареям такой метод не применим. Лучше всего сделать сварной точечный стык.
Однако покупать специально для этой цели отдельный сварочный аппарат, который к тому же потом редко будет использоваться, я не решился. Поэтому соорудил его сам. Но прежде чем приступить к описанию сборки его доступных версий, объясню, что вообще собой представляет технология точечной сварки.
Суть технологии заключается в проведении через место контакта соединяемых заготовок кратковременного мощного импульса тока. В результате металл расплавляется, и благодаря процессу диффузии вещества изделия соединяются в единую конструкцию.
Независимо от того, изготовлен ли аппарат точечной сварки своими руками, или на заводе, включает он следующие рабочие части:
- Трансформатор, продуцирующий мощный электроимпульс (или иной источник).
- Прижимной механизм.
- Электроды.
- Устройства формирования рабочих параметров.
В зависимости от модификации прижимы различаются по типу привода на 4 вида:
- Ручные, или механические. В основе лежит пружинное устройство, управляемое физической силой. Устанавливается на бытовых и самодельных версиях. Характеризуется минимальной производительностью и грубой регулировкой степени сжатия.
- Электромагнитные. Применяется на агрегатах разного уровня – от промышленных до домашних. Отличается быстротой срабатывания и точностью настроек. Позволяет сделать качественный сварной стык.
- Гидравлические. Характеризуется медленностью работы, но при этом широким спектром настроек. Применяется редко.
- Пневматические. Как правило, это переносные модели, для которых свойственны доступные настройки. Главные минусы – медлительность и невозможность изменения сжатия, если сварной процесс уже запущен.
Дополнительно агрегат оснащается системой охлаждения, регулятором параметров тока, настройщиком силы сжатия, подачей смазки и сжатого воздуха.
Разновидности
Ввиду того, что точечная сварка относится к одной из разновидностей контактной сварки, и конфигурация шва существенно варьируется в зависимости от поставленных задач, в быту применяют разные типы технологий. Выделю такие ее главные версии:
- Точечная.
Техника подразумевает соединение заготовок в одной или сразу нескольких точках. При этом на свойство стыка влияет такой ряд параметров:
- Характеристики электрического импульса.
- Сила сжатия на заготовки.
- Габариты и геометрия электродов.
- Качество поверхности в местах контакта.
- Время воздействия.
Метод пригоден для стыковки деталей толщиной от 0,02 мкм до 20 мм.
Главное в сварной технологии точечного типа – создать мощный электроимпульс между электродами. Для этого понадобится индукционный трансформатор с правильным балансом обмоток.
- Рельефная.
По сути такая же техника, как и в точечном методе. Единственное отличие – стыковка выполняется не по ровному месту, а по заданной рельефной поверхности. Такой подход применяется повсеместно, например, когда требуется прикрепить кронштейн к плоскости.
При этом рельефная сварная технология предъявляет более строгие требования к подготовке поверхности. Она должна отличаться высокой степенью чистоты. В домашних условиях метод практически недоступен.
- Шовная.
Техника сварки предполагает нанесение сплошного ряда точек – так, что стык образует сплошной шов или рядом расположенные участки. При плотном нанесении точек создает довольно-таки плотное соединение.
Благодаря этому метод используется при создании емкостей. С его помощью можно варить листовой металл толщиной от 0,2 до 3 мм.
- Стыковая.
В отличие от вышеприведенных методов соединение в стыковой сварной технологии выполняется не по поверхности, а по кромкам заготовок. Сначала края заготовок тщательным образом подготавливаются к стыковке, а затем соединяются, прижимаются и свариваются. При этом сварной шов образуется по всей длине контакта.
Стыковая сварка подразделяется на 3 подвида:
- Сопротивлением. Детали сначала стыкуются и сжимаются, и потом через них проводится ток.
- Плавлением. Заготовки нагреваются до размягчения, затем соединяются и свариваются.
- Плавлением с нагревом. Процесс характеризуется поддержанием температуры на протяжении всего периода сварки.
Первый вариант применяется для изделий из легкоплавких сплавов, 2-ой и 3-ий – для толстостенных и крупногабаритных деталей.
Плюсы и минусы
Отмечу следующие преимущества точечной сварки:
- Малые энергетические затраты.
- Высокая производительность.
- Большая скорость – на формирование сварной точки затрачивается менее 1 сек.
- Качественный, долговечный и прочный стык.
- Доступность освоения техники без особых знаний.
- Возможность автоматизации сварного процесса.
- Отсутствие необходимости применения дополнительных условий, материалов и оборудования (инертных газов, порошковой проволоки, флюса и проч.).
- Применимость технологии в соединении трудно свариваемых сплавов и металлов.
Недостатки имеют специфический характер – это, прежде всего:
- Высокая цена заводского оборудования.
- Необходимость производства электротока заданных параметров, не применяемых в бытовых сетях.
- Строгие требования ГОСТа для соединения по технологии точечной сварки.
Несмотря на дороговизну заводского оборудования, точечная сварка находит широкое применение в быту. Так как при правильном подходе аппарат доступен для самостоятельного изготовления.
Варианты самодельных сварочных аппаратов
Прежде чем приступать к сборке агрегата, необходимо понять, какими характеристиками он должен обладать. Это, прежде всего, 5 главных параметров, изменяющихся в зависимости от габаритов, типа материала и физических свойств заготовок:
- Напряжение – 1-10 вольт.
- Сила тока электроимпульса – свыше 1000 А.
- Продолжительность воздействия – минимум 0,01 сек., максимум несколько секунд.
- Площадь контакта – по возможности минимальна.
- Сила сжатия заготовок в сварной области – десяти, сотни килограмм.
Если у вас нет возможности приобрести промышленно изготовленный сварочный аппарат, предлагаю воспользоваться следующими путями решения проблемы:
- Использовать набор АКБ.
- Изготовить прибор на базе трансформатора.
- Сделать агрегат из конденсаторов.
- Купить недорогую китайскую модель.
Разберем детально особенности каждого варианта.
АКБ
Принцип действия точечной сварки сводится к резкому разогреву места контакта деталей. По сути, неважно, какой будет источник – главное, чтобы были достигнуты заданные параметры. Ток высокой мощности можно получить в том числе от АКБ. Например, обычный автоаккумулятор выдает 700 ампер.
При этом следует учесть, что величина тока на месте сильно зависит от так называемого переходного сопротивления, которое в свою очередь определяется чистотой контактируемых поверхностей, а также сечением проводников. Поэтому лучше всего взять жилы площадью не менее 16 мм².
Трансформатор
Сварочный аппарат на базе трансформатора более надежен, нежели предыдущий – так как имеет не ограниченный ресурс электропитания. Но при этом его изготовление несет больше хлопот.
Для его сборки понадобится понижающий трансформатор 150-200 ватт. Площадь основного сердечника, как правило, не должна превышать 20 мм².
Обычная модель не подойдет для сварочных работ – потребуется внести изменения. Дело касается вторичной обмотки – ее придется удалить, и сделать другую. Для наших целей достаточно 2-3, но не более 4 витков.
Видео-пример изготовления точечного сварочного аппарата:
Рекомендую включать трансформатор только после того, как электроды плотно прижаты. Иначе не избежать искрения и обгорания материала.
При этом толщина обмоточного проводника определяется характером предстоящих работ. Так, стандартно предлагается брать для этого кабель от сварочного агрегата. В моем случае, для соединения АКБ-банок, хватило провода на 16 мм².
Когда трансформатор будет переделан, к концам его обмоток потребуется приделать наконечники. Крепить их советую обжимкой, а не пайкой, так как при нагреве она расплавится.
Для управления параметрами сварки в схему также потребуется внедрить NY-D01, питаемый трансформатором на 9-10 В. Прежде чем начать использовать собранный аппарат, потребуется опробовать его в деле, и, возможно, скорректировать параметры.
Конденсаторы
Аппарат для точечной сварки также можно сделать на базе конденсаторов оксидного типа. Так как такие элементы схемы сначала накапливают заряд, а потом мгновенно отдают. Естественно, для нормальной сварочной работы потребуется целая батарея из оксидников.
Видео о том, как сделать аппарат для точечной сварки из трансформатора:
На выбор конденсаторов влияют следующие параметры:
- Величина начального тока определяется напряжением зарядки.
- Время воздействия и мощность разряда зависит от емкости и того, насколько сложно их нагреть до заданной кондиции.
Конденсаторы для батареи следует подбирать так, чтобы был запас свыше номинала. Например, если планируется зарядка на 12 вольт, то по факту они должны выдерживать 15-16 В.
Китайские аппараты
Если нет возможности приобрести качественный аппарат, а для самостоятельного изготовления не хватает знаний или запчастей, можно приобрести недорогие модели китайских производителей. Вот несколько таких примеров:
- 5000W. Позволяет приваривать пластину толщиной 0,1-0,15 мм. Есть регулятор силы тока.
- BTL-02. Предназначен для сварки изделий до 0,2 мм. Работает от АКБ. Ресурс электродов – 50 тыс. циклов.
- LC-DB1. Прибор типа «ручек». Электроды в ходе работы удерживаются в руках.
Видео о том, как сделать аппарат для точечной сварки на базе конденсаторов:
Точечная сварка подходит для соединения заготовок из самых разных сплавов. Это делает ее универсальной и незаменимой в домашнем хозяйстве.
Особенности технологии
При сверке точечным методом рекомендую учитывать следующие технические особенности:
- Прежде чем запускать аппарат, удостоверьтесь в надежности креплений и контактов.
- Агрегат для бытовой сварки не предназначен для высокопроизводительной работы, поэтому требуется часто делать перерывы.
- Острия электродов при регулярной эксплуатации затупляются, и потому требуют частой заточки.
- Перед началом основной работы лучше испытать устройство в деле.
- Когда в самодельном приборе понадобится вентиляция, можно применить охлаждение для компьютерной техники.
Если вы выполняете тонкую работу, как, например, в моем случае – приваривание шины к АКБ-банкам, струбцины можно не использовать. Чтобы не повредить хрупкое оборудование, давление лучше контролировать руками.
Видео о том, как изготовить бытовой точечный сварочный аппарат на основе трансформатора:
Коротко о главном
Метод точечной сварки сводится к пропусканию кратковременного мощного электроимпульса через место контакта сжимаемых деталей. В результате расплавления и диффузии вещества заготовки соединяются. Аппарат включает трансформатор, прижим, электроды и регулятор.
Прижимное устройство бывает механическим, электромагнитным, пневматическим и гидравлическим. Технологически сварка подразделяется на 4 вида – точечная, рельефная, шовная, стыковая.
Главные плюсы точечной сварки – незначительность энергозатрат, высокая производительность и скорость, качественный стык, доступность и простота метода, применимость к различным сплавам. Недостатки – дороговизна оборудования, строгие нормативы ГОСТа, сложные параметры тока.
Изготовить самодельный сварочный аппарат можно на базе следующих элементов:
- АКБ.
- Трансформатора.
- Конденсаторов.
Также можно купить недорогие китайские модели. Чтобы правильно варить точечным методом, следует учесть некоторые технические тонкости технологии.
Напишите в комментариях, как думаете – можно ли самостоятельно изготовить надежный аппарат для точеной сварки, или лучше купить готовую заводскую модель?
