Контактная точечная сварка своими руками: что нужно знать об агрегате

Блок питания и его схема

Схема намотки трасформатора.

Схема блока питания показана на рис.1. Условно ее можно разделить на три составные части:

• цепь питания первичной обмотки понижающего трансформатора;
• понижающий трансформатор;
• вторичная обмотка с диодным мостом и стабилизатором напряжения.

В цепи первичной обмотки трансформатора установлен сетевой фильтр, обычно используемый в импульсных блоках питания. Здесь он используется для защиты микросхемы контролера от импульсов, создающихся в сетевом напряжении при работе споттера.

Трансформатор можно использовать любой с напряжением 220 В/24 В при работе от сети в 220 В. При работе от сети в 380 В нужно применить соответствующий трансформатор и сетевой фильтр.

К вторичной обмотке подключен диодный мост со сглаживающими конденсаторами и стабилизатор напряжения на микросхеме LM2574. С выхода микросхемы напряжение номиналов в 5 В подается на выходной разъем Х1 через цепочку LC — фильтра для устранения высокочастотных помех. Отмеченные пунктиром соединительные линии должны быть минимальной длины и располагаться по возможности ближе ко второй ножке микросхемы IC1.

Рисунок 1. Схема блока питания.

Напряжение на клемме 1 разъема Х1 используется контроллером для определения нулевого уровня.

Напряжение с клеммы 7 разъема Х1 используется для запуска контроллера при положительной полуволне сетевого напряжения.

Изготовленная своими руками схема при отсутствии ошибок в сборке начинает работать без дополнительных настроек. Наличие напряжения в 5 В будет контролировать светодиод LED1.

Пускатель К1 предназначен для подключения сетевого напряжения при замыкании выключателя S1.

Вместо него можно использовать автоматический выключатель с защитой нужного номинала или подключать напряжение напрямую, при наличии предохранителей в питающий сети.

Аккумуляторы 18650 и их сварка

Аккумулятор типа 18650 можно справедливо назвать универсальным, применяемым в большинстве бытовых приборов. Он принадлежит к литий-ионному виду. В связи с их популярностью большое значение имеет такой вид работ, как точечная сварка для аккумуляторов 18650 своими руками. Технические параметры заложены в самом названии такого вида аккумуляторов: первые две цифры «18» означают диаметр батарейки, а следующие «65» — ее длину. Габариты указаны в миллиметрах. Последняя цифра свидетельствует о цилиндрической форме аккумулятора.

В зависимости от химических показателей различается несколько видов аккумуляторов 186560, но их всех можно отнести к литий-ионным. Наибольшую емкость имеют литий-кобальтовые аккумуляторы. Литий-кобальтовые аккумуляторы нельзя применять в тех приборах, которые во время эксплуатации начнут оказывать на них сильную нагрузку. Иначе они за короткое время выйдут из строя, и для ремонта понадобится точечная сварка для аккумуляторов 18650.

Лучшими аккумуляторами такого типа считаются литий-марганцевые. Они отличаются стабильностью при эксплуатации и долгим сроком службы, поэтому весьма востребованы среди пользователей. К наиболее безопасным видам относятся литий-железо-фосфатные.

Их относительная безопасность объясняется тем, что входящий в состав железо-фосфатный катод нетоксичен и устойчив к воздействию высоких температур. Однако, при сильных повреждениях корпуса они могут взорваться или воспламениться и тогда понадобится сварка аккумуляторов 18650, которая исправит эту ситуацию.

Аппарат для сварки аккумуляторов 18650 не является слишком сложным и вполне может быть изготовлен самостоятельно в домашних условиях. Для того, чтобы аккумуляторы реже выходили из строя, необходима их правильная зарядка, которую надо осуществлять согласно имеющейся технологии. Для этого следует воспользоваться специальным зарядным устройством. Оно может быть независимым или работать только при подключении в электросеть.

Для зарядки аккумулятора понадобится порядка трех часов. На скорость зарядки влияет сила тока. Ее оптимальное значение 0,5-1 Ампер. После окончания зарядки произойдет самостоятельное отключение батарейки от зарядного устройства, что гарантирует отсутствие перегрева аккумулятора и его порчи.

Сварка аккумуляторов 18650 своими руками предполагает прохождение таких этапов:

1. Батарею установить на ровную поверхность.
2. На поверхности аккумуляторов положить небольшую пластинку, предназначенную для того, чтобы соединить несколько емкостей в одно целое.
3. После подачи тока на электроды пластина будет приварена к батарее.

Точечная сварка своими руками 18650 должна осуществляться медными электродами, соединенными параллельно. Такая самодельная точечная сварка для аккумуляторов 18650 является отличной заменой обычной пайке, при которой происходит перегревание элементов. Мгновенный импульсный разряд соединит детали крепко, но без их перегрева. Указанным способом представляется возможным наладить работу, как строительных инструментов типа шуруповерта, так и компьютерной техники.

Схема точечной сварки для аккумуляторов:

Аппарат для сварки аккумуляторов 18650 несложно собрать самостоятельно. После его сборки перед тем, как начать работать, следует провести испытание на работоспособность. Делается это в следующей последовательности:

1. На горизонтальной поверхности установить несколько штук отработанных аккумуляторов. В дальнейшем потребуется соединить их в один блок. Для фиксации можно обмотать их скотчем.
2. Поместить соединительную пластину на верхние поверхности аккумуляторов. Пластина должна располагаться равномерно и симметрично.
3. Прижать к сооружению электроды.
4. Включить ток и убедиться в том, сварка происходит должным образом.
5. Сделать несколько соединительных точек.
6. Отключить ток.
7. Убедиться в надежности полученного соединения, попробовав разорвать его.

Если проверка прошла успешно, то можно приступать к работе.

Компоненты для точечной сварки

Педаль для сварочного аппарата служит для удобства осуществления этого процесса. Такие небольшие устройства имеются в продаже, но также их можно изготовить самим из подручных материалов. Для этого понадобятся две деревянные дощечки, соединенные между собой подвижным механизмом.

Если трансформатор настоятельно рекомендуется использовать, изъяв его из старой микроволновки, то на приобретение некоторых элементов неизбежно придется потратиться. Чтобы особо не заморачиваться, можно приобрести сразу весь комплект. Существуют полностью собранные комплекты. Это, конечно, облегает работу, но вводит в дополнительный расход и лишает радости творчества. Отдельно можно приобрести компактный контроллер. Фишка состоит в наличии дисплея. Также существуют платы с дисплеем. Не введут в сильный расход, но обеспечат удобство при осуществлении контактной сварки ручки-держатели.

Вместо того, чтобы тратить время на оттачивание металлических стержней, которые будут в дальнейшем играть роль электродов, можно приобрести уже готовые. Они представляют собой уже заточенные стержни из меди, которые будут зажаты в держателях. Обычно в комплекте их содержится десять штук. По мере их износа можно осуществлять замену, поэтому количество предлагаемых в комплекте медных отточенных стержней не будет чрезмерным.

Можно приобрести моток никелевых пластин для сваривания аккумуляторов точечным способом. Интересным моментом является наличие в ленте прорезей. Существует вариант, когда лента продается уже нарубленными кусками. Величина тока при точечной сварке аккумуляторов потребует выбор пластинок определенной толщины.

При отсутствии вышедших из строя старых микроволновок и нежелании разбирать еще вполне исправные, можно приобрести новый трансформатор. По крайней мере, это даст гарантию более хорошей работы самодельного аппарата для сварки аккумуляторных батарей. Также существует полный комплект из необходимых элементов, которые останется только собрать в единое целое.

Плюсы и минусы

У точечной сварки есть несколько преимуществ в виде плюсов, но есть и недостатки. Основные плюсы:

• возможность работать с тонким материалом. Газовая или лазерная сварка неспособна аккуратно работать с очень маленькими деталями, а точечная дает хороший результат;
• высокая скорость процесса. При стационарном расположении оборудования листы или другие элементы могут очень быстро перемещаться и свариваться в требуемых точках;
• сила тока достаточна для надежного и прочного соединения, которые выдерживает значительные нагрузки;
• внутреннее соединение не позволяет получать крупные и некрасивые швы, что придает эстетичный вид;
• возможность применять при использовании различных металлов, в том числе цветных и дорогих;
• отсутствие присадочного материала позволяет значительно экономить средства. Медных электрод имеет длительную эксплуатацию. Именно по такой причине технология распространена на крупных предприятиях;
• нет необходимости длительно обучаться. Метод имеет простоту и доступен любому человеку.

Среди недостатков также выделяется несколько моментов

Первым является важность конструкции, с помощью которой выполняется работа. Должны присутствовать все основные элементы, в том числе плата управления

Толстые изделия соединить точечной контактной сваркой проблематично. Это еще один минус, который решается увеличением мощности, но при этом потребляется больше электроэнергии.

Среди самых распространенных недостатков – дефекты при работе из-за плохого качества металла. Именно поэтому необходимо следовать поэтапному плану действий, что позволит не допустить нарушений в работе.

Самодельный аппарат для сварки

Схема является основой создания сварочного аппарата, а его «сердцем» можно считать трансформатор, который будет создавать необходимое напряжение.

Сразу стоить отметить, что данный элемент должен быть мощным с минимальным значением 700-800 ватт.

Видео:

Можно сделать самодельный сварочный аппарат с помощью инвертора, но для этого необходимы определенные знания и навыки. Использование трансформатора, а не инвертора, является более простым способом создания самодельного аппарата.

Трансформатор можно взять из микроволновки. Причем для этого подойдет старое устройство или микроволновку можно приобрести специально с рук.

Схема дальнейших действий следующая:

1. Доставать трансформатор из микроволновки нужно аккуратно, убирая все крепления, разбирая основу;
2. Вторичная намотка с трансформатора из микроволновки должна быть сбита. Использовать можно любой подручный инструмент: молоток, зубило, клещи, сверло и пр. Кстати сверло должно быть всегда под рукой при использовании точечной сварки. Вторичная обмотка отличается от первичной более толстым проводом. Действовать здесь нужно также аккуратно, чтобы не повредить провод, используемый для первичной обмотки;
3. Необходимо сделать два-три витка новой вторичной обмотки. Для получения тока в 1000А желательно брать провод, толщина которого будет не меньше 1 см. Физически сделать больше трех витков не получится, поэтому при необходимости добавляется еще один трансформатор из микроволновки, как было сказано выше;
4. Следующим шагом выполняется проверка обмотки на короткие замыкания. Используется для этого вольтметр. Если таковых не обнаруживается, следовательно, можно продолжать работу;
5. Далее трансформатор из микроволновки проверяется амперметром. Если сила тока превышает значение 2000А, то необходимо ее уменьшить, чтобы избежать в дальнейшем перепадов напряжения.

Для электродов хорошо подойдет медная проволока. Толщина проволоки подбирается таким образом, чтобы диаметр провода не превышал ее диаметра.

Можно воспользоваться двумя паяльниками, точнее их жалами, которые можно установить в качестве электродов.

Потери тока можно снизить, укоротив длину провода, идущего от электрода.

Соединение провода с электродом происходит при помощи медного наконечника, можно сделать отверстие при помощи высверливания, сверло при этом используется на 8.

Далее для обеспечения безопасной работы самодельного сварочного аппарата необходимо сделать корпус. Лучшим материалом для этого послужит дерево.

При создании рычагов нужно учитывать следующий момент: необходимо создать свободное движение верхнего рычага по горизонтали и вертикали, сделать это можно с помощью специальных проемов в корпусе.

Видео:

При желании можно и нижний рычаг сделать аналогичным образом.

Необходимо предусмотреть место под включатель-выключатель на задней крышке прибора. После установки тумблера вставляется кабель питания.

Чтобы исключить возможность выпадения кабеля, его необходимо сделать более толстым, утолщить.

Трансформатор из микроволновки крепится к основанию с помощью саморезов. На крепление надевается клемма и делается заземление. Все соединения должны быть тщательно изолированы.

Чтобы верхний рычаг оставался в поднятом состоянии, можно воспользоваться обычной резинкой, надетой на два самореза.

Смотрите видео о точечной сварке своими руками в нашей статье.

Техника безопасности

Для обеспечения собственной безопасности работнику необходимо знать и соблюдать требования инструкции по технике безопасности для точечной сварки:

• для недопущения удара электрическим током производить заземление агрегата;
• до начала работы обязательно осуществлять проверку его исправности;
• использовать индивидуальные средства защиты для рук, глаз и тела;
• исключить подачу высокого напряжения к элементам управления аппаратом
• применять в приборе только провода установленного сечения;
• работы производить в помещении с хорошо оборудованной вентиляцией или использовать специальные маски для защиты органов дыхания.
• блокировки и тумблера (кнопки) включения или отключения должны быть исправны, хорошо видимыми и легко доступными;
• при производстве работ область зажимных механизмов должна быть закрыта щитком.

Соблюдение этих мер безопасности обеспечит сохранение здоровья работника и окружающих, позволит выполнить необходимый объем работы точно и в срок.

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 сваркиФОТО: 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 сваркаФОТО: usamodelkina.ru

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 соединениеФОТО: weldering.com

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 сваркаФОТО: svarkaprosto.ru

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 металловФОТО: weldering.com

Статья по теме:

Производство сварочного оснащения: инструкция.

Простейшая самодельная точечная сварка

По мнению экспертов, в качестве основы оборудования следует выбрать трёхфазный понижающий трансформатор.

С катушки снимаются вторичные обмотки, первичные провода и сердечник оставить в первостепенном виде, среднюю проводку обвернуть тем же материалом с 8-10 витками на выходе.

Необходимо обеспечить заполнение обоих катушек, находящихся по краям, осторожно намотав вторичную обмотку, используя силовой многожильный трёхфазный кабель. Гибкий провод проводит намотку без надобности разборки оборудования

Параметры проводов в кабеле — 6-8 мм в диаметре. Один из них должен быть более тонким, но с хорошей изоляцией и устойчивым к мощности тока. Для производства устройства 25 м кабеля. По надобности его можно поменять на провода с меньшим сечением.

Эту работу эффективнее проделывать вдвоём: один человек займётся протягиванием провода, второй – укладкой витков. Для изготовления клеммы нужна труба из меди длиной 30-40 мм и 10-12 мм в диаметре.

Одна её часть разнимается, что образует пластину, в которой проделывается отверстие до 10 мм в диаметре; в другую часть вставляются заранее зачищенные провода. Эксперты советуют обжать провода молотом.

Новые крепёжные элементы с резьбой М10 заменяют имеющиеся в верхней части трансформатора винты и гайки, к которым далее прикрепляются клеммы от вторичной обмотки.

В текстолитовой плате необходимо проделать 11 отверстий (не более 6 мм в диаметре) для винтов с гайками и шайбами; и основательно прикрепить её к поверхности трансформатора. Данные составляющие обеспечат вывод первичной обмотки.

Электродержатель производится из ¾ трубы 25 см в длину. По углам необходимо сделать выемки, а к держателю приварить кусочек проволоки из металла небольшого размера.

На обратной стороне проделывается отверстие и присоединяется отрезок кабеля, как при вторичной обмотке. Затем нужно изолировать трубу резиновым шлангом.

Оборудование для контактной сварки

Все агрегаты для сварки контактным методом условно классифицируются по следующим признакам:

• назначение;
• источник питания;
• расположение электродов;
• способ перемещения;
• способ автоматизации.

По назначению сварное оборудование делят на модели общего назначения и специализированные агрегаты, применяемые для конкретных работ.

Прецизионное оборудование для точечной сварки широкого назначения подойдет для сваривания разного рода микроэлектронных устройств, металлических изделий, в зависимости от особенностей их конструкции и актуальных требований.

Сварочный аппарат для точечной сварки.

Но в случае большинства металлических изделий и сплавов нужно применить специализированные агрегаты для контактной точечной сварки:

• установки, функционирующие по принципу одностороннего контактного сваривания;
• агрегаты для сварки проводников в изоляционном материале.

В оборудовании для контактной стыковой сварки на производстве применяются разные виды источников питания

• конденсаторы, в т. ч. с поддержанием напряжения и регулированием режима работы в процессе сварки автоматически;
• источники питания с переменным током, в т. ч. повышенной частоты с возможностью автоматического регулирования тока или напряжения.

Схема стыковой сварки оплавлением должна описывать вид применяемого оборудования, что упростит сварщику задачу и позволит добиться максимально высокого качества сварных соединений.

Электроды для контактной сварки могут располагаться по-разному:

• друг напротив друга;
• параллельно.

В первом варианте электроды одновременно сжимают детали с двух сторон. Во втором – сварная проволока опирается на детали с одной стороны.

Контактная стыковая сварка оплавлением подразумевает использование разных видов сварочных головок:

• для двустороннего точечного сваривания;
• для сварки и пайки разрезными и V-образными электродами;
• головки для односторонней сварки и пайки с возможностью раздельного регулирования усилия на каждом электроде.

Устройство машины контактной стыковой сварки.

По способу передвижения сварочные агрегаты для контактного метода соединения металлических изделий в единую конструкцию могут быть:

• стационарными;
• подвесными;
• мобильными.

В первом случае сварные детали перемещают под конкретный агрегат, а во втором и третьем ‒ осуществляется монтаж аппарата в положение сваривания.

По способу автоматизации сварочные агрегаты бывают:

• ручными;
• автоматическими.

Ручные агрегаты более доступны по стоимости, однако, требуют большего мастерства со стороны сварщика: абсолютно все операции должны осуществляться вручную под четким контролем человека.

Автоматизированное оборудование для точечной сварки лишает мастера необходимости осуществлять ряд процессов, поэтому облегчает работу для малоопытного сварщика.

Основные параметры при выборе сварной машины ‒ сила сварочного тока, а также длина рычагов со сварными электродами. Они определят возможную толщину деталей для сваривания, вид металла и габариты конструкций, с которыми можно работать.

Зачастую производители указывают их в паспорте конкретной модели аппарата. Простой сварочный аппарат своими руками для точеной технологии можно изготовить своими руками.

Понятие точечной сварки

Контактная сварка — процесс образования неразъёмного сварного соединения путём нагрева металла проходящим через него электрическим током, поступающего от электродов, и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия.

Данный вид соединения производится по следующим параметрам:

• время воздействия – 0,2-2,0 секунд;
• высокий ток при работе – больше тысячи ампер;
• маленькое сетевое напряжение – 2-5В;
• сила сжимающего места соединения – до нескольких сотен килограмм;
• минимальная зона расплавления, обеспечивающая точечную сварку.

Точечная сварка в промышленности применяется гораздо чаще, чем другие разновидности контактного способа (шовная, стыковая). Такая популярность связана с широким спектром применения и очень выгодными параметрами самого процесса.

Прочность скрепления зависит от многих факторов. Во-первых,  площадь точечной поверхности, то есть самой точки (ядра). Во-вторых, сила сварочного тока и время его воздействия на детали. В-третьих, усилия сжатия свариваемых деталей.  Такой метод применяется для изделий разной прочности и толщины, например, от 0,01 до 20-30 миллиметров. Как правило, такой метод применяют на стыковке деталей «внахлест».

Сварочный аппарат из аккумуляторных батарей

Во время сварки с применением электрических приборов на бытовые сети возложена огромная нагрузка. В итоге долгой точечной сварки провода могут расплавиться или же поломается бытовое оборудование. Соответственно, устройство может питаться от автономного источника. Например, переносного генератора, который работает за счет бензина или дизтоплива. Такой генератор можно приобрести или сделать самому.

Будет нужно несколько АКБ от автомобилей б/у. В данном случае расчет силы тока составит 1/10 от емкости аккумулятора. При использовании аккумуляторов разной мощности расчет можно сделать посредством самой маленькой емкости.

Потребуется создать цепь из последовательно соединенных аккумуляторов. «Плюсы» и «минусы» скрепляют кусачками, проводами или же проводками для прикуривателя либо же любыми клещами. Провод выводят от свободного «минуса» к электроду и зажимают клещами. От свободного «плюса» в сторону рабочей пластины в цепь ставят реостат.

Когда оборудование готово, можно сделать дополнительно оборудование для зарядки.

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

Заключение

Если корпусная часть высохнет, можно переходить к сборке устройства, соединив рабочие узлы между собой. Затем необходимо отрезать две части медного провода с размером около 25 миллиметров. Они выполняют роль электродов, которые фиксируются в держателе с помощью обычной отвертки. Затем необходимо зафиксировать выключатель с помощью утолщенного кабеля, который предотвратит выпадение. Трансформатор фиксируется с помощью обычных саморезов

Также важно позаботиться о заземлении, которое фиксируется на одной из клемм

Если внимательно соблюсти все рекомендации и пошаговое руководство, процесс сборки сварочного аппарата будет успешным. В таком случае вы сможете снизить все расходы, лишив себя необходимости покупать дорогостоящее профессиональное оборудование.

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.

Определяем выводы трансформаторов на данной схеме

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.