Изготовление самодельной контактной сварки

  • 03-02-2015
  • 47
  • 156
Оглавление: [скрыть]
  • Общие принципы и положения
  • Конструирование сварочного аппарата
  • Конструкция источника тока
  • Самодельный выходной трансформатор
  • Сборка источника тока
  • Конструкция контактного блока
    • Изготовление контактного блока стыкового типа
  • Изготовление электродного блока
  • Общая сборка конструкции

Самодельная контактная сварка позволяет решить многие проблемы по соединению различных металлических деталей. В настоящее время накоплен большой опыт по конструированию и изготовлению сварочных аппаратов в домашних условиях. В их основу положено использование распространенных деталей.

Контактный сварочный аппарат

Контактный сварочный аппарат, сделанный своими руками, вполне справится с мелким ремонтом.

Сваривание металлов для бытовых целей обычно не предусматривает большой производительности процесса и соединения крупногабаритных изделий. Это намного облегчает изготовление аппаратов своими руками. Самодельный аппарат не удовлетворит требованиям промышленного использования, но самоделки просты и доступны для дома.

Общие принципы и положения

Процесс контактной точечной сварки

Процесс контактной точечной сварки.

Любая контактная сварка основана на соединении расплавленных металлов под сжимающей нагрузкой. Расплавление металлов достигается кратковременным пропусканием электрического тока через участок контакта двух заготовок. В зоне контакта металлов возникает электрическая дуга, которая и обеспечивает размер сварочного участка. Мощность такой дуги зависит от величины приложенного тока, времени его воздействия и сжимающего усилия, во многом определяющего длину дуги. Размер площади воздействия дуги зависит от размера электродов.

Выделяется три основных типа самодельной контактной сварки: точечная, шовная и стыковая. Точечная контактная сварка получила наибольшее распространение. При такой сварке обеспечивается минимальный размер зоны сварки за счет использования соответствующих электродов. Стыковая сварка основана на контакте торцов деталей, при этом они сами служат электродами.

Вернуться к оглавлению

Конструирование сварочного аппарата

Конструкция аппарата для контактной сварки

Конструкция аппарата для контактной сварки.

Самодельная сварка производится на аппаратах точечной или стыковой сварки, собранных своими руками. Существуют общие правила конструирования таких устройств. По виду использования они могут быть переносными или стационарными. У сварочных аппаратов задаются основные параметры: сила тока, длительность сварочного импульса, вид и размеры электрода. Аппараты должны быть просты в изготовлении и эксплуатации.

Аппарат контактной сварки состоит из двух основных блоков: источника сварочного тока и контактного блока. Источник сварочного тока должен обеспечить поступление в зону сварки сварочного импульса – тока достаточной силы в течение короткого времени. В контактном блоке находится непосредственно сварная зона. Следовательно, в этой зоне должен быть обеспечен и зафиксирован контакт металлов, приложение к ним электрического импульса через электроды, создание сжимающей нагрузки на участок контакта металлов.

Вернуться к оглавлению

Конструкция источника тока

Схема трансформатора для сварочного аппарата

Рисунок 1. Схема трансформатора для сварочного аппарата.

Самодельная сварка контактного типа использует, как правило, электрическую схему, основанную на конденсаторах. Импульс сварочного тока в таких источниках обеспечивается при разряде конденсатора. Одна из возможных схем приведена на рис.1.

Импульс сварочного тока формируется во вторичной обмотке трансформатора Тр3. Первичная обмотка трансформатора связана с конденсаторами С8-С9, которые и обеспечивают нужный разряд. Управление разрядом конденсаторов происходит через тиристоры Т1 и Т2. Зарядка конденсатора производится по вспомогательной цепи от входного трансформатора Ток. В схеме предусмотрено выпрямление тока диодами D6-D7.

Такой конденсаторный источник работает в следующем порядке. При отключении основной цепи конденсаторы С8-С9 заряжаются от цепи трансформатора Ток. При пуске системы они разряжаются на вторичную обмотку выходного трансформатора Тр3, в режиме управления тиристорами Т1-Т2. Длительность импульса контролируется цепью Ru1-Ru2, R34 и С10. При выключении цепи процесс повторяется.

Типы и номинальные значения деталей схемы указаны на рис.1. Рекомендуемые параметры трансформатора Ток (220/220 В): первичная обмотка и обе вторичные обмотки выполняются из провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм, количество витков 90.

Вернуться к оглавлению

Самодельный выходной трансформатор

Электросхема выходного трансформатора

Электросхема выходного трансформатора.

Выходной трансформатор задает силу сварочного тока и является очень важным элементом конструкции источника питания. Для обеспечения нужных параметров сварки его целесообразно изготовить своими руками. Вначале необходимо подобрать сердечник трансформатора. Его можно использовать от любого старого силового аппарата. Главное, чтобы сердечник был наборным из стальных пластин, а общее сечение одной стойки составляло порядка 65 кв.см. Стальные пластины плотно укладываются вместе и стягиваются болтами диаметром 8 мм. Для увеличения прочности сбоку сердечник целесообразно укрепить П-образным профилем или уголком.

Первичная обмотка наматывается проводом ПЭВ или ПЭТВ диаметром 2,9 мм. Количество витков – 20. Сердечник обматывается трансформаторной или кабельной бумагой. Затем наматываются витки провода с натягом. Следует стремиться к равномерному расположению витков по длине стойки сердечника. Концы обмотки выводятся на верхнюю часть сердечника и закрепляются в контактной колодке. Поверх провода накладывается бумажная обмотка и закрепляется тесьмой.

Вторичная обмотка наматывается на вторую стойку сердечника. Обмотка изготавливается из самодельной шины плоского сечения, собранной из 15-16 медных шинок. Общее сечение шины составляет порядка 200 кв. мм. Количество витков – 2. Перед наложением на сердечник шина обматывается фторопластовой лентой или тканевой изоляционной лентой. Под обмотку и сверху обмотки накладывается бумага аналогично первичной обмотке. Концы обмотки выводятся на верхнюю часть сердечника. В них изготавливается отверстие для болтового крепления кабеля, отходящего на контактный блок сварочного аппарата.

Такой трансформатор имеет следующие характеристики: мощность 3000 Вт; напряжение первичной обмотки – 220 В, вторичной – 15 В. Сварочный ток – до 200 А.

Вернуться к оглавлению

Сборка источника тока

Конструкция источника тока

Конструкция источника тока.

Сборку источника сварочного тока целесообразно провести внутри одного шкафа. Примерный размер такого металлического шкафа – 50х80х40 см. Дно его лучше укрепить уголками, и на них установить выходной трансформатор. Электрическая схема (плато) собирается на текстолитовой панели, которая вертикально сбоку закрепляется внутри шкафа. В шкафу предусматриваются контактные колодки для подключения электросети, а также болт для заземления. Вся проволочная разводка внутри шкафа собирается пучками и аккуратно прокладывается по стенке. В задней стенке сверлятся отверстия для ввода электросети и отвода сварочного кабеля и кабеля (провода) на пусковую кнопку.

Вернуться к оглавлению

Конструкция контактного блока

В зависимости от вида контактной сварки, можно рекомендовать несколько конструкций контактного блока. Наиболее простая конструкция предусматривается при стыковой сварке. В этом случае концы вторичной обмотки соединяются непосредственно со свариваемыми заготовками. Один конец обмотки трансформатора соединяется с одной заготовкой, а второй конец – с другой заготовкой.

Точечная сварка предусматривает использование контактного блока с электродами. Можно использовать конструкции с одним или двумя стержневыми электродами. В случае применения одного электрода сварочный ток подается на одну из заготовок, а второй конец вторичной обмотки выходного трансформатора соединяется с электродом.

Рекомендуется использование держателя электрода пистолетного типа.

Вернуться к оглавлению

Изготовление контактного блока стыкового типа

Процесс стыковой сварки

Процесс стыковой сварки.

Контактный блок для стыковой сварки содержит стационарное крепление одной из свариваемых заготовок и передвигаемый зажим для второй заготовки. Блок собирается на основании из текстолита толщиной не менее 10 мм. Неподвижный зажим изготавливается из двух стальных частей. Нижний корпус – прямоугольный блок 100х50х30 мм. В верхней части делается вырез 50х20 мм для установки нижней плашки и сверлятся два отверстия с резьбой для крепления крышки зажима. На нижнем торце корпуса сверлятся два отверстия с резьбой для крепления к основанию.

Крышка зажима изготавливается из стальной полосы толщиной не менее 5 мм. Полосе придается П-образный профиль с отогнутыми ушками для крепления к корпусу зажима. П-образный профиль имеет размеры, равные размерам выреза в корпусе, и предназначен для установки верхней плашки. На ушках сверлятся отверстия. Плашки предназначены для зажима свариваемой заготовки и выполняются из стального бруска размером 50х20х30 мм. На встречных гранях плашек параллельно друг другу делается несколько (3-5 штук) проточек по размеру предполагаемой заготовки. Для крепления заготовка устанавливается между плашками, которые вставляются в корпус и крышку и зажимаются винтами.

Подвижный зажим изготавливается аналогично неподвижному зажиму, но в нижней части корпуса делается продольная проточка для установки в направляющие полозья. Сами полозья в виде П-образного профиля крепятся на основании блока. Само смещение зажима обеспечивается регулировочным винтом диаметром 10-15 мм и длиной до 10 см. Узел перемещения зажима изготавливается из стальной полосы толщиной не менее 5 мм. Полоса изгибается под прямым углом. На нижней части сверлятся два отверстия с резьбой для крепления к основанию блока. На боковой поверхности сверлится отверстие с резьбой для установки регулировочного винта. Это отверстие сверлится в середине полосы на высоте 20-25 мм от основания. Перемещение зажима по направляющим осуществляется за счет движения регулировочного винта.

Вернуться к оглавлению

Изготовление электродного блока

Схема электродного блока

Схема электродного блока для контактной сварки: а – стыковой; б – точечной; в – шовной; 1 – свариваемое изделие; 2 – электроды; 3 -трансформатор.

При использовании контактного блока с одним электродом рекомендуется блок пистолетного типа. В этом случае прижимной электрод закрепляется в самодельный держатель. Такой держатель изготавливается следующим образом. Две текстолитовые пластины толщиной порядка 10-15 мм вырезаются в виде пистолета длиной 20-25 см. Ширина ствольной части – 40-45 мм, ширина ручки – порядка 55 мм, длина ручки – порядка 100 мм. На внутренней поверхности пластин в центре ствольной части делается продольная круглая проточка радиусом 5-8 мм для электрода. Длина проточки, начиная от среза ствольной части, составляет 50-60 мм. На расстоянии 35-40 мм от среза ствола изготавливается паз для установки гайки, в которую закручивается электрод. В курковой части сверлятся два отверстия для крепления пусковой кнопки и делается соответствующая проточка в текстолите для установки корпуса кнопки. Для соединения пластин между собой в них сверлятся отверстия: четыре – в ручке, по два – в ствольной и задней частях пистолета. В ручке делается проточка для заведения сварочного кабеля.

Электрод изготавливается из медного прутка диаметром 8-10 мм. Конец прутка затачивается на конус. Длина электрода порядка 50 мм. В хвостовой части нарезается резьба.

Сборка производится следующим образом. На электрод накручивается крепежная гайка. С торца электрода припаивается жила кабеля. Электрод устанавливается в проточку пластины так, чтобы вылет его из держателя составлял порядка 20 мм, а гайка вошла в паз. Провод укладывается по проточке. Закрепляется пусковая кнопка. Пластины держателя совмещаются и скрепляются винтами.

Вернуться к оглавлению

Общая сборка конструкции

К источнику тока подводится питание от электросети. Подключается сварочный кабель, которым соединяется источник тока и контактный блок. Зажимы свободных концов кабеля на заготовке осуществляются с помощью «крокодилов», например, от автомобильного аккумулятора.

Инструмент, необходимый для изготовления самодельного сварочного аппарата:

  • болгарка;
  • сварочный аппарат;
  • паяльник;
  • электродрель;
  • ножовка по металлу;
  • фрезер;
  • тиски;
  • напильник;
  • зубило;
  • молоток;
  • плоскогубцы;
  • отвертка;
  • нож;
  • набор метчиков и плашек;
  • ножницы;
  • штангенциркуль.

Контактная сварка своими руками вполне доступна и выполнима. Такая сварка значительно расширяет возможности домашнего мастера.


Автор статьи

Статьи по теме