Конденсаторная сварка – это технология создания бесшовного соединения металлических изделий. Соединения осуществляется за счет кратковременных импульсов электрической энергии.
Расплавленный металл и присадочный материал перемешиваются, после застывания образуется сварочный шов. В процессе выполнения работ сварщик подвергаются интенсивному воздействию ультрафиолета, который оказывает негативное влияние на организм человека.
В отличие от данного метода, конденсаторная сварка не вредит здоровью , поэтому для выполнения работ не требуется минимальный комплект средств индивидуальной защиты. Благодаря точности устройств, после соединения элементов на поверхности практически не остаются следы. Рациональное использование энергии позволяет сэкономить электричество.
Современная наука не располагает возможностями для создания массивных аппаратов, поэтому в настоящее время конденсаторная точечная сварка используется для соединения компактных элементов.
Принцип точечного способа
Технологический процесс соединения выглядит следующим образом:
- Две заготовки соединяют двумя проводниками, для создания замкнутой цепи.
- Конденсаторы накапливают необходимое количество энергии от питающей сети.
- На проводники поступает кратковременный заряд, под действием которого контактная область плавится, образуя соединения.
Метод позволяет соединить изделия, которые отличаются по типу металла. Однако толщина одного из элементов не должна превышать 0,15 см.
Выполнение работ не требует применения каких-либо расходных материалов. Зона расплава состоит исключительно из сплава заготовок.
Требования
Для получения качественного результата необходимо соблюдать следующие требования:
- Длительность рабочего цикла не превышает 3 мс.
- Конденсаторы получают рабочий уровень энергии за короткий промежуток времени.
- В качестве предварительной подготовки выполняют очистку от загрязнений и обезжиривание поверхности.
- На роль лучше всего подойдут медные стрежни. Их толщина быть в три раза больше, чем самое тонкое место заготовки.
- В момент контакта соединяемые элементы должны быть плотно прижаты друг к другу. После разряда необходим небольшой промежуток времени, для кристаллизации соединения, поэтому электроды отсоединяют с небольшой задержкой.
Разновидности
Различают несколько технологических приемов для выполнения конденсаторной контактной сварки. Рассмотрим их подробнее.
Точечная
Метод предназначен для соединения изделий с разными габаритами, например тонкой проволоки и листа металла . Соединение выполняется за счет короткого импульса тока, накопленного в конденсаторах. Широко применяется в электротехнической промышленности.
Роликовая
В данном случае шов состоит из множества точечных соединений перекрывающих друг друга . Они обеспечивают полную герметичность. Сварку выполняют специальными электродами, непрерывно вращающимися вокруг своей оси. Основная сфера использования – производство приборов преобразования электромагнитной энергии.
Стыковая
Свое название получила благодаря возможности выполнять сварку проводов малого сечения стык в стык. Выполняется методом оплавления или сопротивления . В первом случае перед соприкосновением концы деталей оплавляются, под действием электрической дуги. Затем приступают к сварке. Во втором случае все действия выполняются в момент соприкосновения заготовок.
Преимущества и недостатки
К достоинствам аппаратов относят:
- производительность работ;
- возможно применение в промышленных и бытовых целях;
- низкое энергопотребление;
- простая конструкция;
- длительный период эксплуатации;
- точечное воздействие позволяет выполнить соединения без тепловой деформации изделия;
- не требуется применение расходных материалов;
- малые размеры позволяют свободно перемещать устройство самостоятельно.
Конденсаторы в сварочных аппаратах, функционирующих по прочим технологиям, также играют важную роль. Например, алюминиевые электролитические конденсаторы в инверторах и полуавтоматических аппаратах они отвечают за повышение уровня напряжения, а также сглаживают возможные пульсации.
Недостатков всего два:
- Малая мощность не позволяет соединять заготовки большого сечения.
- Эксплуатация аппарата вызывает помехи, которые нарушают функционирование рабочей сети.
Cвоими руками: схема простейшего прибора
Помимо работ промышленного назначения, точечную сварку часто используют в быту . Аппарат заводского производства стоит довольно дорого. На просторах интернета можно найти множества чертежей для самостоятельной сборки различного направления деятельности. Например, конденсаторная сварка для аккумулятора своими руками изготавливается из дипольной катушки и трансформатора с контактными триодами.
Рассмотрим схему и описание конденсаторной сварки своими руками, в которой для передачи импульсов используется трансформатор.
Схема устройства имеет следующий вид:
Для сборки понадобится:
- Конденсатор емкостью 1000 мкФ. Для накопления заряда.
- Ферритовый сердечник с Ш-образными пластинами для изготовления трансформатора.
- Медная проволока сечением 0,8 мм. Для первичной обмотки будет достаточно 3 витков.
- Медная шина. Будет использована для изготовления вторичной обмотки, которая должна насчитывать 10 витков.
- Тиристор типа КУ-202М. Для управления коммутацией напряжением.
Такой прибор будет с легкость справляться с элементами, толщиной до 0,5 мм.
Схема и описание более мощного устройства
Схема устройства для точечной сварки на конденсаторах, способной работать с изделиями большей толщины, имеет следующий вид:
Основу аппарата составляют 6 конденсаторов на 10000 мкФ, соединенные в единую батарею . В данном случае, в качестве ключей были использованы два тиристора 70TPS12, подключенные параллельно. Зарядка конденсаторов осуществляется с помощью повышающего преобразователя. Сопротивление резистора составляет 130 Ом.
Для визуального контроля над уровнем заряда имеется блок светового индикатора с 3 делениями.
Расчетная сила тока составляет 2000 А, а величина напряжения – 32 В.
Единственный недостаток данной модели – продолжительность зарядки конденсаторов, которая составляет 45 секунд.
Собранный аппарат не сможет приварить шпильку большого диаметра, однако вполне справится с проводом, сечением до 5 мм.
Обращаем внимание, что промышленные образцы изготовлены с соблюдением ГОСТов, регулирующих данную отрасль промышленности. В случае самостоятельных изобретений вся ответственность за возможные последствия ложится на конструктора .
Устройство контактного блока
Механизм для фиксации и перемещения электродов по рабочей плоскости называется контактным блоком
. Примитивная конструкция подразумевает ручную регулировку контактов. В продвинутых моделях за надежность крепления отвечает блок из метизов.
В этом случае нижний стержень фиксируется в неподвижном положении. Его длина должна быть в диапазоне 10-20 мм, а сечение – не менее 8 мм.
Второй стержень крепят на подвижную площадку. Для регулировки давления устанавливают простейшие винты.
Для обеспечения безопасности следует о наличии надежной изоляции между площадкой и основанием энергетического блока.
Порядок проведения работ
Рабочий процесс можно условно разделить на три этапа:
- Подготовка . Рабочая поверхность должна быть тщательно очищена от коррозии и масляных пятен.
- Рабочий цикл . Изделия стыкуют в нужно положении. После этого к ним подводят электроды. Заряд подается после нажатия пусковой кнопки.
- Изменение положения детали . В случае необходимости, изделие перемещают для нового точечного воздействия.
Применение готовых аппаратов
Для конденсаторных сварочных аппаратов нашлось множество применений:
- Автомобилестроение . Элементы кузова соединяют только посредством точечной сварки.
- Авиастроение . Данная отрасль отличается особыми требованиями к точности проведения работ.
- Приборостроение . Для соединения миниатюрных элементов, которые не должны подвергаться деформации.
- Строительство . С помощью данной технологии выполняют соединение тонколистовых металлов.
- Домашние работы . Приборы помогают в ремонте бытовой техники.
Заключение
Аппарат для конденсаторной сварки – это отличное устройство, способное соединять изделия, обладающие разной структурой. Его главные достоинства – простота и надежность при малых габаритах. В случае необходимости можно изготовить простой аппарат для бытовых нужд.
Инженер-электрик 1 категории Калязин Артем Витальевич, опыт работ – 15 лет: « Дома я занимаюсь самостоятельным ремонтом всей бытовой техники, за редким исключением. Буквально неделю назад в руки попала мертвая литий-ионная батарея от телефона. С помощью подручных материалов я решил сделать маленький сварочных аппарат на конденсаторах. От составления схемы до завершения работ прошло ровно 6 часов. Работоспособность порадовала – провода сечением 3 мм соединят легко. Тиристоры и конденсаторы были под рукой, но если бы пришлось покупать все в магазине, то затраты не превысили 500-600 рублей ».
Этот вид сварки относится к точечному способу. Он удобен в случае, когда требуется приваривать небольшие детали друг к другу, а одну и маленькую. Преимущественно конденсаторную сварку используют для работы с цветными металлами.
Как только появилась возможность проводить точеную сварку в домашних условиях, метод стал набирать популярность среди неопытных сварщиков. Такая ситуация и прибавила актуальности вопросу на сегодняшний день. Что собой представляет этот процесс и как собственноручно сделать сварку для домашнего использования? Этот вопрос мы и постараемся сегодня разобрать в деталях.
Первое отличие, которое бросается в глаза, это скорость сварки и её экологичность. Стандартный прибор для конденсаторной сварки работает на высоком напряжении. Это и позволяет сэкономив электроэнергию, получить качественный и ровный шов. Основное её применение лежит в микросварке или же при надобности осуществить сварку больших сечений. Это происходит при таком принципе:
- Конденсаторы собирают в себе требуемое количество энергии;
- Заряд переходит в тепло, которое используется для сварки.
Как уже упоминали ранее, этот вид сварки является экологически безопасным. Приборам не требуется жидкость для охлаждения из-за отсутствия тепловых выделений. Это преимущество позволяет прибавить времени к сроку эксплуатации конденсаторного устройства.
Принцип работы конденсаторной сварки
В процессе сваривания точечным способом, детали подвергаются зажиму двумя электродами, на которые приходит кратковременный ток. Затем между электродами образуется дуга, она и нагревает металл, расплавляя его. Сварочный импульс приходит в работу в течение 0,1 сек., он предоставляет общее ядро расплавки для обеих подвергающихся сварке частей заготовок. Когда снимается импульс, детали продолжают сжиматься под давлением нагрузки. В результате получаем общий сварной шов.
Существуют вторичные обмотки, с них ток попадает на электроды, а на первичную обмотку, приходится импульс, который образовался при конденсаторном заряде. В конденсаторе накапливание заряда происходит в промежутке между поступления импульса на два электрода. Особенно хорошие результаты приходят, когда речь идёт о или меди. Существует ограничение по тому, какой должна быть толщина заготовок, она не должна превышать 1,5 мм. Может, это и минус, но такая схема прекрасно проявляет себя при сваривании разнородных материалов.
Виды точечной сварки
Различают два основных вида конденсаторной сварки своими руками:
- Трансформаторный. При которой конденсатор разрядит энерго-заряд на обмотку трансформаторного оборудования. При этом заготовки расположены в сварочном поле, которое соединяется со вторичной обмоткой.
- Бестрансформаторный.
Преимущества
Как и у всех других видов, самостоятельная конденсаторная сварка отличается рядом положительных особенностей:
- При стабильной работе, есть возможность сэкономить электроэнергию;
- Надёжность и практичность. Скорость работы позволяет точечной сварке быть доступной при воздушном охлаждении;
- Скорость работы;
- Сварочный ток очень плотный;
- Аккуратность. Учитывая дозу потребляемой энергии, в поле соприкосновения образуется надёжный шов, компактной толщины. Такой способ широко используют для тонкой сварки цветного металла;
- Экономичность. Потребляемая мощность равна 20 кВА максимум. Это происходит при помощи отбора мощности благодаря стабилизации напряжения в сети.
Схема сборки агрегата своими руками
Через диодный мост (выпрямительный) проводится первичная обмотка, затем подключается к источнику напряжения. С тиристора идёт сигнал на мостовую диагональ. Тиристор управляется специальной кнопкой для запуска. Конденсатор подключают к тиристору, точнее к его сети, к диодному мосту, затем его выводят на обмотку (первичную). Чтобы зарядить конденсатор, включается вспомогательная цепь с диодным мостом и трансформатором.
Как источник импульса, используют конденсатор, его емкость должна быть 1000-2000 мкФ. Для конструкции системы производится трансформатор из сердечника типа Ш40, требуемый размер 7 см. Чтобы сделать первичную обмотку, нужен провод диаметром 8 мм, который обматывается 300 раз. Вторичная обмотка предполагает использование медной шины, в 10 обмоток. Для входа используют практически любые конденсаторы, единственное требование мощность в 10 В., напряжение 15.
Когда работа будет требовать соединения заготовок до 0,5 см, стоит применить кое-какие коррективы в схему конструкции. Для более удобного управления сигналом, используют пусковик серии МТТ4К, он включает параллельные тиристоры, диоды и резистор. Дополнительное реле позволит корректировать рабочее время.
Такая самодельная конденсаторная сварка, работает при следующей последовательности действий:
- Нажимаем пусковую кнопку, она запустит временное реле;
- Трансформатор включается с помощью тиристоров, после реле отключается;
- Резистор используют для определения длительности импульса.
Как происходит процесс сварки?
После того как конденсаторная сварка своими руками собрана, мы готовы приступить к работам. Для начала стоит подготовить детали, зачистив их от ржавчины и другой грязи. Перед тем как поместить заготовки между электродами, их соединяют в таком положении, в котором их нужно сваривать. Затем запускается прибор. Теперь можно сжать электроды и прождать 1-2 минуты. Заряд, который скапливается в высокоемкостном конденсаторе пройдёт через приварной крепёж и поверхность материала. В результате он плавится. Когда эти действия проделаны, можно приступать к последующим шагам и сваривать остальные части металла.
Перед сварочными работами в домашних условиях, стоит приготовить такие материалы, как наждачная бумага, болгарка, нож, отвертка, любой зажим или пассатижи.
Вывод
Конденсаторную сварку очень широко применяют как дома, так и в промышленной зоне, как мы видим, она очень удобна и проста в применении, плюс ко всему имеет большое количество преимуществ. С помощью приведённой информации, Вы сможете вывести свои знания на новый уровень и удачно примените точечную сварку на практике.
Существует несколько способов бесшовного соединения металлических элементов, но среди всех особое место занимает именно конденсаторная сварка. Технология стала пользоваться популярностью примерно с 30-х годов прошлого столетия. Стыковка осуществляется за счет подачи электрического тока к нужному месту. Создается короткое замыкание, которое позволяет расплавить металл.
Преимущества и недостатки технологии
Самое интересное, что конденсаторная сварка может применяться не только в промышленных условиях, но и в быту. Она предполагает использование небольшого по размерам аппарата, который имеет заряд постоянного напряжения. Такой прибор может легко перемещаться по рабочей территории.
Из достоинств технологии следует отметить:
- высокую производительность работ;
- долговечность используемого оборудования;
- возможность соединения различных металлов;
- низкий уровень тепловыделения;
- отсутствие дополнительных расходных материалов;
- точность соединения элементов.
Однако существуют ситуации, когда применить конденсаторной сварки для соединения деталей невозможно. Это в первую очередь связано с кратковременностью мощности самого процесса и ограничением по сечению совмещаемых элементов. Кроме того, импульсная нагрузка способна создавать различные помехи в сети.
Особенности и специфика применения
Сам процесс соединения заготовок предполагает контактное сваривание, для осуществления которого расходуется определенный запас энергии в специальных конденсаторах. Ее выделение происходит практически мгновенно (в течение 1 - 3 мс), благодаря чему уменьшается зона термического воздействия.
Достаточно удобно осуществлять конденсаторную сварку своими руками, так как процесс является экономичным. Применяемый аппарат можно подключить к обычной электрической сети. Для использования в промышленности существуют специальные устройства высокой мощности.
Особую популярность технология получила в цехах, предназначенных для ремонта кузовов транспортных средств. При проведении работ не прожигаются и не подвергаются деформации. Необходимость в осуществлении дополнительной рихтовки отпадает.
Основные требования к процессу
Чтобы конденсаторная сварка была выполнена на высоком качественном уровне, следует придерживаться некоторых условий.
- Давление контактных элементов на обрабатываемые детали непосредственно в момент импульса должно быть достаточным, чтобы обеспечить надежное соединение. Разжимание электродов следует производить с небольшой задержкой, добиваясь тем самым лучшего режима кристаллизации металлических деталей.
- Поверхность соединяемых заготовок должна быть очищена от загрязнений, чтобы пленки окиси и ржавчина не вызывали слишком большое сопротивление при воздействии электрического тока непосредственно на деталь. При наличии посторонних частиц значительно снижается эффективность технологии.
- В качестве электродов требуется использовать медные стержни. Диаметр точки в зоне контакта должен быть не менее чем в 2-3 раза больше толщины свариваемого элемента.
Технологические приемы
Существует три варианта воздействия на заготовки:
- Конденсаторная точечная сварка в основном применяется для соединения деталей с разным соотношением толщины. Она успешно используется в сфере электроники и приборостроения.
- Роликовая сварка представляет собой определенное количество точечных соединений, выполненных в виде сплошного шва. Электроды напоминают вращающиеся катушки.
- Ударная конденсаторная сварка позволяет создавать элементов с небольшим сечением. Перед столкновением заготовок образуется дуговой разряд, оплавляющий торцы. После соприкосновения деталей осуществляется сваривание.
Что касается классификации по применяемому оборудованию, то можно разделить технологию по наличию трансформатора. При его отсутствии упрощается конструкция основного прибора, а также происходит выделение основной массы тепла в зоне непосредственного контакта. Основным достоинством трансформаторной сварки является возможность обеспечения большим количеством энергии.
Конденсаторная точечная сварка своими руками: схема простейшего прибора
Для соединения тонких листов до 0,5 мм или мелких деталей можно применять незамысловатую конструкцию, изготовленную в бытовых условиях. В ней импульс подается через трансформатор. Один из концов вторичной обмотки подводится к массиву основной детали, а другой - к электроду.
При изготовлении такого устройства может применяться схема, при которой первичная обмотка подключается к электрической сети. Один из ее концов выводится через диагональ преобразователя в виде диодного моста. С другой стороны осуществляется подача сигнала непосредственно с тиристора, находящегося под управлением пусковой кнопки.
Импульс в данном случае вырабатывается при помощи конденсатора, имеющего емкость 1000 - 2000 мкФ. Для изготовления трансформатора может быть взят сердечник Ш-40, имеющий толщину 70 мм. Первичную обмотку из трехсот витков легко сделать из провода сечением 0,8 мм с маркировкой ПЭВ. Для управления подойдет тиристор с обозначением КУ200 или же ПТЛ-50. Вторичная обмотка с наличием десяти витков может быть изготовлена из медной шины.
Более мощная конденсаторная сварка: схема и описание самодельного устройства
Для увеличения показателей мощности придется изменить конструкцию изготавливаемого устройства. При правильном подходе с его помощью можно будет соединять провода сечением до 5 мм, а также тонкие листы толщиной не более 1 мм. Для управления сигналом применяется бесконтактный пускатель с маркировкой МТТ4К, рассчитанный на электрический ток 80 А.
Обычно в управляющий блок включаются тиристоры, соединенные параллельно, диоды и резистор. Интервал срабатывания настраивается при помощи реле, находящегося в основной цепи входного трансформатора.
Энергия накаливается в электролитических конденсаторах, совмещенных в единую батарею посредством В таблице можно ознакомиться с необходимыми параметрами и количеством элементов.
Основная трансформаторная обмотка делается из провода сечением 1,5 мм, а вторичная - из медной шины.
Работа самодельного аппарата происходит по следующей схеме. При нажатии кнопки запуска срабатывает установленное реле, которое при помощи контактов тиристоров включает трансформатор сварочного блока. Отключение происходит сразу после разрядки конденсаторов. Настройка импульсного воздействия производится посредством переменного резистора.
Устройство контактного блока
Изготовленное приспособление для конденсаторной сварки должно иметь удобный сварочный модуль, предоставляющий возможность фиксировать и беспрепятственно перемещать электроды. Простейшая конструкция подразумевает ручное удержание контактных элементов. При более сложном варианте нижний электрод закрепляется в стационарном положении.
Для этого на подходящем основании он фиксируется длиной от 10 до 20 мм и сечением более 8 мм. Верхняя часть контакта закругляется. Второй электрод крепится к площадке, способной двигаться. В любом случае должны быть установлены регулировочные винты, с помощью которых будет осуществляться дополнительное нажатие для создания дополнительного давления.
Следует в обязательном порядке изолировать основание от подвижной площадки до контакта электродов.
Порядок проведения работ
Прежде чем будет произведена точечная конденсаторная сварка своими руками, необходимо ознакомиться с основными этапами.
- На начальной стадии соединяемые элементы подготавливаются должным образом. С их поверхности удаляются загрязнения в виде частиц пыли, ржавчины и других веществ. Наличие посторонних включений не позволит добиться качественной стыковки заготовок.
- Детали соединяются друг с другом в необходимом положении. Они должны располагаться между двумя электродами. После сдавливания к контактным элементам подается импульс путем нажатия пусковой кнопки.
- Когда электрическое воздействие на заготовку прекратится, электроды могут быть раздвинуты. Готовая деталь вынимается. Если есть необходимость, то она устанавливается в иной точке. На величину промежутка непосредственное влияние оказывает толщина привариваемого элемента.
Применение готовых аппаратов
Работы могут быть проведены с использованием специального оборудования. Такой комплект обычно включает:
- аппарат для создания импульса;
- приспособление для приварки и зажима крепежей;
- обратный кабель, оснащенный двумя фиксаторами;
- цанговый набор;
- инструкцию по применению;
- провода для подключения к электросети.
Заключительная часть
Описываемая технология соединения металлических элементов позволяет не только сваривать стальные изделия. С ее помощью можно без особой сложности стыковать детали, изготовленные из цветных металлов. Однако при выполнении сварочных работ необходимо учитывать все особенности используемых материалов.
Контактная или конденсаторная сварка является одним из самых распространенных видов соединения изделий и деталей из металла. Ее широко применяют не только в промышленных, но и в домашних условиях. Именно поэтому вопрос о сборке аппарата конденсаторной сварки своими руками остается актуальным и интересует многих умельцев.
Как работает конденсаторная сварка
Сварочный аппарат конденсаторной сварки представляет собой корпус, оснащенный выступающими рабочими клешнями. На каждой имеются электроды. Соединение прутков и металлических пластин происходит за счет расположения электродов напротив друг друга.
Процесс начинается с зажима свариваемых заготовок между клешнями. После включения аппарата через электроды и свариваемые детали проводят ток с большой силой. В результате в нужном месте происходит образование жидкого ядра, разрушение решетки молекул и их соединение. Толщина сварочного шва зависит от мощности тока и используемых электродов. Материал расплавляется и сжимается.
Конденсаторную точечную сварку успешно применяют в бытовых, домашних условиях. Благодаря трансформатору можно преобразовывать ток из сети, понижая и усиливая его до необходимых параметров. Аппарат создает импульс тока, длительность которого всего 0,1-1,5 сек. За это короткое время образуется точка, скрепляющая две металлические части. Образовавшийся бугорок зачищают щеткой или болгаркой, придавая изделию эстетичный вид.
Преимущества
Самостоятельная конденсаторная сварка известна целым рядом преимуществ:
- возможно соединение мелких и тонких элементов;
- быстрое выполнение соединения;
- надежность соединительного шва;
- аккуратность шва;
- соединение разных видов металлов;
- экономичность;
- доступность для начинающих мастеров.
При помощи точечной или конденсаторной сварки можно соединять очень тонкие детали без перегрева и подрезов. Аппарат сконструирован таким образом, что процесс не занимает много времени. Создается достаточная сила электрического тока, надежно соединяющая детали.
Шов выглядит аккуратно, без верхнего слоя наплавленного материла. Для улучшения внешнего вида изделия достаточно зачистить место сплава щеткой. Соединять можно даже драгоценные металлы. Для выполнения сплава нет необходимости использовать присадочные материалы, что снижает стоимость метода. Обучение и выполнение сварочных работ доступно широкому кругу работников.
Схема самостоятельной сборки аппарата
Составляющие конденсаторной сварки достаточно просты, поэтому агрегат можно собрать самостоятельно, следуя определенной схеме. Основным элементом является трансформатор, способный значительно понижать силу электрического тока из бытовой сети. Оптимальными параметрами являются цифры – 10-12 V. При этом необходимо добиться силы электричества в 300-500 А. С такими показателями возможно выполнение конденсаторной сварки в домашних условиях.
Работа аппарата основана на преобразовании используемого напряжения и его передаче на накопители. Накопителями в данном случае являются конденсаторы, емкость которых должна быть в пределах 46 мкФ. Конструкция оснащается диодным мостом и диодами в количестве две штуки. Управление сварочным процессом происходит при помощи реле РЭК 74. Это устройство подает ток на встроенные электроды, таким способом осуществляя процесс.
Конденсаторный аппарат должен содержать специальный автомат, который будет срабатывать во время перегрузки. Для предотвращения перегрева используется кулер, который встраивают сзади конденсаторной конструкции. На клешнях устанавливают пусковую кнопку, с помощью которой осуществляют запуск сварочного процесса. Сварщик зажимает соединяемые стороны изделия между клешнями, совершает конденсаторную сварку точечным способом.
Сварочный процесс
Процесс сварки конденсаторным агрегатом начинается с подготовки изделий. Стороны соединения очищают от всех имеющихся загрязнений. Если этого не сделать, шов может получиться недостаточно надежным.
Подготовленные элементы соединяют в нужном месте, помещают между двумя электродами, один из которых подвижный, а другой находится в неподвижном состоянии. С помощью клешней с электродами металлические свариваемые детали сдавливаются с силой. После нажатия на кнопку пуска происходит подача электрического разряда.
В том месте, где соединяются электроды, образуется сварочный шов. Клешни следует разжимать через некоторое время – необходимо дать остыть и кристаллизоваться сварочному соединению под действием давления. Затем детали перемещают для соединения следующего участка. Для удобства проведения конденсаторной сварки необходимо обзавестись пассатижами, наждачной бумагой, отверткой, ножом и болгаркой.
Контактный блок и последовательность действий
Блок для проведения конденсаторной сварки своими руками можно собрать в домашних условиях. Многие используют в качестве трансформатора элемент от микроволновки. Чтобы прибор справлялся со своими функциями – снижение напряжения и увеличение ампер – первичный слой обмотки удаляют. Вместо нее заводят кабель для сварки. Пространства хватает для выполнения трех витков.
Выполнив основу, приступают к установке реле и диодного моста. Все детали необходимо монтировать в непосредственной близости от трансформатора. Блок укомплектовывают автоматом. К задней стенке крепят кулер или маленький вентилятор, необходимый для охлаждения агрегата. Для расположения элементов советуют использовать диэлектрическую основу.
Рабочие органы изготавливают из профиля или бруса. Нижняя деталь с электродом неподвижна. Верхнюю деталь фиксируют с помощью стержня между стойками, она является подвижной. Верхний элемент находится в поднятом положении, в котором его фиксирует прикрепленная пружина.
Толщина медных электродов должна соответствовать толщине кабеля для сварки вторичной обмотки. Их крепят на клешни болтовым соединением. Сюда же подсоединяют клеммы от трансформатора. Кнопку для запуска конденсаторного сварочного процесса выводят на корпус так, чтобы удобно было ее включить.
На первом этапе работы детали очищают от посторонних частиц. Затем их соединяют и помещают в сварочное поле, образуемое электродами. Кнопкой запускают аппарат, подавая импульс. По завершении контакта электроды раздвигают.
Конденсаторная сварка является одним из видов контактной сварки, которую активно используют в промышленности, а также для выполнения сварных операций своими руками в быту.
Технологическая схема операции следующая: в конденсаторах при их зарядке от выпрямителя осуществляется накопление энергии, которая при разряде трансформируется в тепловую энергию.
С помощью этой энергии и осуществляется соединение кромок металлических изделий. Расскажем, как выполнить конденсаторную сварку своими руками: схема и описание технологии.
Конденсаторная своими руками была разработана еще в 30-х годах XX века. Сегодня эта технология активно используется предприятиями промышленности и умельцами с целью выполнения бытовых сварных операций.
Особенно популярна такая технология в цехах ремонта кузовов транспортных средств: в отличие от дугового, при конденсаторном методе создания сварного шва не происходит прожигание и деформация тонких стенок листов кузовных деталей. В последующее время соединенным деталям кузова не нужна дополнительная рихтовка.
Такую технологию применяют в радиоэлектронике для соединения изделий, не паяющихся посредством обычных флюсов или выходящих из строя при перегреве.
Активно применяются аппараты конденсаторной сварки ювелирами при изготовлении и ремонте ювелирных украшений, на предприятиях, выпускающих коммуникационные шкафы, лабораторное, медицинское, пищевое оборудование, при строительстве зданий, мостов, инженерных коммуникаций.
Столь широкое распространение можно объяснить действием ряда факторов:
- простая конструкция сварочного аппарата, который при желании можно собрать своими руками;
- точечная сварка отличается относительно низкой энергоемкостью и малыми нагрузками, создаваемыми на электрическую сеть;
- высокие показатели производительности, что крайне важно при серийном производстве;
- возможность снизить термическое влияние на соединяемые поверхности, что позволяет сваривать детали малых размеров и работать с теми конструкциями, стенки которых чрезмерно тонки и могут деформироваться при обычной сварке.
На заметку! Достоинством технологии конденсаторной сварки является простота ее реализации: даже средний уровень квалификации позволяет мастеру создать качественные сварные швы.
Способ конденсаторной сварки изделия.
Правила осуществления сварных операций с помощью энергии конденсаторов регламентируются ГОСТ. Принцип технологии основывается на трансформации энергии электрического заряда, накопленного на конденсаторах, в тепловую энергию.
При соприкосновении электродов происходит разряд и образуется электрическая дуга краткого действия. За счёт выделяемого ею тепла кромки соединяемых деталей из металла плавятся, образуя сварной шов.
При конденсаторной сварке ток подается на сварной электрод в виде кратковременного импульса высокой мощности, который получается за счет монтажа в оборудование конденсаторов большой емкости.
В случае использования контактной сварки ток непрерывен. В этом заключается основное отличие этих видов выполнения сварных операций.
В итоге, мастер может достичь высоких показателей двух важных параметров:
- на термический нагрев соединяемых деталей требуется гораздо меньше времени, что особенно ценно для производителей электронных компонентов;
- ток, используемый для соединения деталей, обладает высокой мощностью, поэтому и сами сварные швы получаются более качественными.
В процессе сварных операций для крепления элементов и узлов разных изделий могут потребоваться разные по разновидности и назначению шпильки.
Достоинством конденсаторной сварки является возможность уменьшить площадь термического воздействия, снизить напряжение и свести к нулю риск деформации поверхностей ввиду высокой плотности энергии и кратковременности сварного импульса. Технология позволяет работать с цветными металлами с малой толщиной.
Также отметим, что огромным плюсом конденсаторного сварного аппарата является его компактность. Для применения такой технологии на практике не потребуется мощный источник питания, устройство можно заряжать между переносом электрода к следующей точке.
Выполняем конденсаторную сварку своими руками
Контактная сварка применяется сварщиками, поэтому купить заводской аппарат для ее выполнения несложно.
Модели, в отличие от агрегатов для точечной сварки, отличаются простой конструкцией, несложным управлением и стоят недорого, но многие умельцы все же принимают решение, собрать сварной аппарат конденсаторного типа своими руками. Это позволяет сэкономить деньги, реализовать собственный талант.
Температура сварки различных материалов.
Выполнения данного задания требует от мастера следующего:
- найти в интернете нужную схему и подробное описание конструкционных особенностей агрегата;
- уяснить механизм работы устройства;
- подобрать актуальные материалы и приспособления: шпильки приварные, сварные электроды и т.п.
Механизм функционирования аппарата для конденсаторной сварки:
- ток направляется через первичную обмотку питающего трансформатора, выпрямитель, представленный диодным мостом;
- на диагонали моста осуществляется подача управляющего сигнала тиристора с кнопкой запуска;
- в цепи тиристора вставлен конденсатор для накопления сварного импульса, который также нужно подключить к диагонали выпрямителя и первичной обмотке трансформаторной катушки.
Соединение участков металлических конструкций осуществляется при сильном электрическом влиянии, накопленном в двухполюсниках, а сам процесс делится на три категории:
- Контактная сварка.
Предполагает плотное прижатие заготовок друг к другу с последующим соприкосновением электродов к данному месту. Энергия, подающаяся на ограниченное пространство настолько велика, что это приводит к быстрому расплавлению и дальнейшему прикреплению кромок деталей. - Ударная технология.
Также предполагает соединение отдельных деталей из металла в единую конструкцию, но электричество подается к месту сваривания в виде кратковременного удара. Такая технология позволяет уменьшить продолжительность сварной операции до 1,5 м/с; - Точечная техника.
При использовании такого вида сварки потребуется два медных контакта, касающиеся объекта с двух граней. В результате изделия скрепляются в точке прикосновения к электроду.
При необходимости навесить на тонколистовую металлическую конструкцию приборы, фиксируемые гайками, можно воспользоваться той же конденсаторной сваркой.
С ее помощью на стенку конструкции приваривается специальная шпилька для конденсаторной сварки, а уже на нее фиксируют прибор. Шпильку помещают напротив основного металла и настраивают оборудование для выполнения операции приварки.
Дуга плавит основание шпильки и соответствующую ему площадь основного металла, после чего изделие вводят в сварную ванну и фиксируют на поверхности до тех пор, пока металлы не остынут. На выполнение такого потребуются миллисекунды, но он будет надежен и долговечен.
Схема при конденсаторной сварке
Схема конденсаторной сварки.
Конденсаторная точечная сварка своими руками легко выполняется даже малоопытным сварщиком.
Ее основа ‒ электрическая схема с применением конденсаторов:
- Первичная обмотка проводится через выпрямитель, представленный .
Затем она подключается к источнику напряжения. - Тиристор подает сигнал на мостовую диагональ и управляется кнопкой запуска.
Конденсатор подключается к сети тиристора, диодному мосту и выводится на первичную обмотку. - Зарядить конденсатор можно путем, включения вспомогательной цепи с выпрямителем и трансформатором.
Конденсаторная сварка аккумуляторов своими руками осуществляется в следующей последовательности действий со стороны мастера:
- нажатие пусковой кнопки, запускающей временное реле;
- включение трансформатора при помощи тиристоров, после реле отключается;
- использование резистора с целью определения длительности импульса.
Требования к конденсаторной сварке
Сварные конденсаторы применяются в промышленном масштабе и в условиях небольших мастерских. В любом варианте нельзя нарушать технологию сварки для аккумуляторов своими руками, иначе сварные швы получаться низкокачественными.
Электрическая схема конденсаторной сварки.
Соблюдение следующих условий позволит получить действительно качественный результат работы:
- обеспечьте подачу кратковременного импульса в течение временного промежутка до 0,1 с, а также последующее накопление энергозаряда от источника питания для нового импульса за максимально краткое время;
- позаботьтесь о хорошем контакте свариваемых деталей путем достаточного давления электрода на детали в момент подачи сварочного импульса;
- разжимание электродов производите с задержкой, дабы расплав остывал под давлением и улучшался режим кристаллизации металла сварного шва;
- диаметр точки, образуемой на металле от контакта с электродом, должен быть крупнее, нежели самая тонкая свариваемая заготовка в 2 раза;
- тщательно очистите поверхность свариваемых заготовок перед сваркой, дабы окисные пленки и ржавчина не спровоцировали существенное сопротивление для тока.
На заметку! Наиболее удачный вариант электродов для конденсаторной сварки – это омедненная проволока.
Конденсаторную точечную сварку осуществлять своими руками можно только при условии сборки агрегата с минимум двумя блоками: источником сварного импульса и сварочного блока. Также крайне важно предусмотреть возможность регулировки режима сварки и защиты.
Особенно важно придерживаться правил безопасной со сварным аппаратом, которые предполагают следующие пункты:
- для защиты глаз от искр от сварного аппарата надевают специальную маску;
- обезопасить кожу рук от ожога помогут перчатки, а тело – специальный защитный комбинезон;
- на ноги сварщика надевают ботинки с подошвой из плотного материала, не позволяющего повредить пальцы и ступню при работе.
Конструкции контактного блока
Контактный блок конденсаторной сварки ответственен за фиксацию и перемещение сварных . В большинстве случаев фиксация обоих стержней осуществляется вручную.
Схема конденсаторной сварки ударного типа.
Более качественный вариант обеспечивает надежную фиксацию нижнего стержня, но оставляет подвижным верхний стержень. В данном случае верхний медный прут закрепляется так, чтобы он свободно двигался в вертикальной плоскости. А нижний ‒ оставляют в неподвижном состоянии.
Также на верхней части монтируют регулятор винтового образца, позволяющий создавать дополнительное давление. Главное, чтобы верхняя площадка и основание энергоблока имели хорошую изоляцию друг от друга. Некоторые модели сверху оснащены фонарем, что делает работу более комфортной.
При конструировании конденсаторной сварки своими руками потребуется иметь следующие детали:
- конденсатор, емкостью 1000-2000 мкФ, мощностью 10 В, напряжением 15;
- трансформатор требуемого размера ‒ 7 см, произведенный из сердечника типа Ш40;
- первичная обмотка, сделанная из трехсот слоев провода с диаметром 8 мм;
- вторичная обмотка из десяти обмоток медной шины;
- пусковик серии МТТ4К, включающий параллельные тиристоры, диоды и резистор.
На заметку! Если работа потребует соединения заготовок до 0,5 см, понадобится применить дополнительные коррективы в схему конструкции.
Особенности работы самодельного агрегата
Осуществить ударную конденсаторную сварку можно с помощью специального аппарата заводского производства, который продается в специализированных магазинах. Однако, вполне реально изготовить сварку конденсаторного типа самостоятельно в условиях маленькой мастерской.
Изготовленные своими силами агрегаты демонстрируют высокие эксплуатационные параметры и в работе не уступают заводским моделям.
Самодельный аппарат конденсаторной сварки.
Перед работой самодельному аппарату для сварки, использующему энергию конденсаторов, задают основные параметры функционирования:
- напряжение в зоне металлоизделий;
- вид и сила тока;
- длительность действия сварного импульса;
- число и размеры сварной проволоки, применяемой в работе.
Платы управления, присутствующие в конструкции и заводских, и самодельных сварочных агрегатов, предоставляют мастеру возможность привести поступающее напряжение и постоянную величину тока к стабильному значению. Самодельный агрегат важно оснастить переключателем для выполнения сварки электродами без особенных трудностей.
Самодельные агрегаты, как и заводские модели, долговечны, просты в использовании, если при их конструировании придерживаться схемы, технологических требований и норм безопасности.
А технические параметры изготовленной своими силами модели должны соответствовать характеристикам заводских конструкций. Тогда аппарат позволит даже малоопытному сварщику выполнять надежные и долговечные сварные швы методом конденсаторной сварки.
Но не стоит забывать, что весомая доля успеха при выполнении сварочных операций зависит от тщательности подготовительных работ. Обязательно позаботьтесь о том, чтобы свариваемые поверхности не имели загрязнений, слоя пыли, ржавчины перед началом работы.
Такие дефекты могут свести на нет усилия сварщика, став преградой для качественного соединения расплавленных кромок изделий.
Подведем итоги
Конденсаторная сварка актуальна при необходимости соединить детали из цветных металлов в единую конструкцию.
Технология имеет ряд достоинств, среди которых особенно ценна возможность уменьшить площадь термовоздействия, снизить напряжение и устранить риск деформации металлоповерхностей. Аппараты для конденсаторной сварки просты в использовании и легко собираются своими руками, что позволяет сэкономить.