Наверняка каждый слышал о сварочном аппарате и знает, что он собой представляет. Однако многие не догадываются о том, что существуют совершенно разные методы самого процесса сварки, каждый из которых отличается своим энергоносителем. Тем не менее для тех, кто не знает: сварка — это процесс, в результате которого создается неразъемное соединение деталей за счет того. что образуются межатомные связи в самом сварочном шве. Такое соединение образуется за счет нагрева деталей, предназначенных для сварки, либо под действием пластической деформации. Современные технологии вышли на такой уровень, при котором стало возможным выполнять сварочные работы не только в производственных условиях, но и в домашних, а также на открытом воздухе, под водой и даже в космосе. Однако наиболее популярной среди всех является точечная сварка, своими руками которую вполне возможно выполнить.
Схема точечной сварки.
Точечная сварка относится к числу контактных сварочных работ. Похожими являются шовная и стыковая сварка. Среди контактных сварок точечная является самой удобной и практичной, так как ее оборудование и составные элементы не занимают много пространства. Сам процесс точечной сварки относится к так называемому термомеханическому классу, и происходит он в несколько этапов. Вначале две сварочные детали совмещаются и помещаются между электродами сварочной машины, после чего плотно прижимаются друг к другу. Далее детали нагреваются до тех пор, пока не станут пластичными. После этого идет процесс деформации, в процессе него детали соединяются в том положении, в котором они должны находиться. Если при сварке используется автоматическое оборудование, то в среднем частота сварки составит около 600 точек за одну минуту.
Как сделать точечную сварку?
Циклограммы процессов контактной точечной сварки.
Точечная сварка удобна лишь в том случае, если требуется сварить съемные детали. Однако произвести такую сварку в условиях, отличных от обычных, невозможно. Для промышленных целей аппарат точечной сварки используется для того, чтобы варить листовые заготовки разного типа и разных марок. Что касается использования данного оборудования в домашних условиях, то оно просто незаменимо в тех случаях, когда требуется починить бытовую технику, кухонную утварь или детали из алюминия или металлического кабеля.
Нагрев деталей происходит за счет того, что ток проходит как импульс, длительность которого не превышает 0,1 секунды. Данные импульсы отвечают за плавление материала в области электрода и формируют жидкое ядро деталей диаметром 12 мм.
Когда импульс тока прекращает свое действие, детали продолжают удерживаться некоторое время, для того чтобы они плотно соединились между собой. Прижатие деталей друг к другу обеспечивается за счет уплотняющего пояса, который не дает расплавленному металлу выйти из зоны сварки. Если увеличить прижим деталей, то сварка будет происходить практически немедленно.
Типы точечной сварки.
Помимо этого, при сварке деталей необходимо знать, что сварочные швы должны быть полностью подготовлены, а именно очищены от толстых оксидных пленок и ржавчины.
Последнее, что нужно отметить у данного типа сварки, это то, что она обладает некоторыми достоинствами по сравнению с другими типами:
- Комфорт использования в домашних условиях.
- Механическая прочность сделанных швов.
- Высокий уровень экономичности.
- Возможность автономной работы сварочного аппарата за счет зажима деталей между электродами.
Единственным серьезным недостатком точечной сварки является отсутствие герметичности швов.
Характеристики электродов
Электроды в точечной сварке являются наиболее важными элементами, к которым предъявляются высокие требования. В качестве электродов используются специальные стержни из меди. Если сварочный аппарат имеет сравнительно небольшие размеры, то можно использовать электроды меньшего диаметра.
Требования к электродам:
Форма рабочей поверхности электродов при точечной сварке.
- Для того чтобы получить качественное соединение, нужно грамотно подобрать диаметр медного электрода. Условия эксплуатации свидетельствуют о том, что диаметр точек швов должен превышать толщину сварочного электрода в среднем в 2-3 раза.
- Разжимать электроды нужно после небольшой паузы для улучшения кристализационных свойств расплавленного металла.
- Качественная сварка также предусматривает подтачивание электродов. С течением времени они полностью сточатся и потребуется их замена.
- Провод, который идет от трансформатора к электродам, должен быть минимальной длины. Чем длиннее провод, тем выше потери мощности.
- Между точками должен быть промежуток, который должен уменьшать шунтирование тока сквозь соседние точки. Электроды должны быть лучшего качества, так как от этого при прохождении через них электрического тока происходит плавление металла и образование специального пояска.
- Материал электродов должен обладать высокой теплопроводностью.
Наконечники должны быть надежно спаяны с проводом. Если их не спаять, то начнется возникновение дополнительного сопротивления, а электроды начнут окисляться.
Режимы точечной сварки
Схема контактной точечной сварки.
Продолжительность нагрева металлических деталей определяется мощностью сварочного аппарата и условиями сварочного процесса. Длительность нагрева может составлять в среднем от нескольких сотых до нескольких десятков секунд. Так, например, при сварке закаленной стали требуется более длительный период нагрева, так как данный материал имеет свойство растрескиваться.
Что касается нержавеющих сталей, то их, наоборот, требуется нагревать в течение незначительного периода. Более длительный нагрев может повлечь за собой нарушение структуры металла и потерю его антикоррозийных качеств.
Выбор оптимального давления между электродами обеспечит более надежный и прочный контакт в местах соединения. Давление и мощность сварочного аппарата определяются выбором трансформатора. Уровень давления в местах соединения очень важен, так как от него зависит обеспечение мелкозернистой структуры металла в местах сварки. В свою очередь от этого зависит прочность сварочного шва.
Схема сборки самодельного сварочного аппарата
Материалы и инструменты, необходимые для работ:
Схема самодельного сварочного аппарата точечной сварки.
- саморезы по дереву;
- гвозди;
- выключатель;
- дверная ручка;
- шнур питания;
- медные держатели для контактных электродов в количестве 2 штук;
- толстый одножильный медный провод — для того чтобы изготовить контактные электроды.
Если требуется использование сварочного аппарата в непроизводственных условиях, то можно собрать его самостоятельно в домашних условиях. На сегодняшний день существуют аппараты разного размера: бывают как небольшие переносные самодельные аппараты, так и крупногабаритная аппаратура. Чаще всего в домашних условиях изготавливаются настольные версии. С их помощью, конечно, не получится сварить крупные детали. Однако два металлических листа толщиной в несколько миллиметров можно запросто соединить при помощи точечной сварки.
Процесс изготовления своими руками
В первую очередь потребуется создать электрический импульс, при помощи которого и будет происходить сварка двух деталей. Для того чтобы создать подобный электрический импульс, потребуется наличие трансформатора небольших размеров. Деталь, которую требуется сварить, присоединяется к нижней обмотке трансформатора. Электроды же подсоединяются ко вторичной обмотке.
Рисунок 1. Схема сборки сварочного аппарата.
Ни в коем случае нельзя подсоединять питание от трансформатора напрямую к цепи. Для решения данной проблемы необходим специальный выпрямительный мост. Чтобы создать достаточный электрический импульс, потребуется установка дополнительного источника питания. Он должен представлять собой точную копию уже имеющегося трансформатора с наличием выпрямительного моста. Схема сборки сварочного аппарата представлена на рис. 1.
Электрический ток, поступающий из трансформатора, будет скапливаться в конденсаторе, который и будет являться источником импульса. Для того чтобы самодельный аппарат сработал, требуется нажать на рукоятке кнопку импульса, которая отвечает за открытие цепи конденсатора-резистора. Это приведет к возникновению импульса.
Тиристор, который подсоединяется к выпрямительному мосту, выступает в данном случае в роли катода, который отвечает за замыкание выпрямительного моста трансформатора. Тиристор продолжит оставаться во включенном состоянии до тех пор, пока не произойдет полная разрядка конденсатора. Для изготовления более мощного аппарата используются все те же детали: полупроводниковый тиристор, реле времени. Однако потребуется более мощный трансформатор.
Управление аппаратом
Единственными органами управления являются рычаг и выключатель. Выключатель устанавливается в цепь первичной обмотки. Это связано с тем, что в цепи вторичной обмотки находится слишком большой ток, в то время как выключатель и так создает высокое сопротивление.
Если вы собираетесь использовать прижимной рычажный механизм, то выключатель нужно устанавливать на самом рычаге.
Делается это для того, чтобы при использовании сварочного аппарата одной рукой можно было давить на рычаг переключения, а второй — придерживать детали, предназначенные для сварки.
Если планируется включить или выключить ток для сварки, то делать это можно только тогда, когда электроды плотно сжаты. В противном случае может возникнуть внезапное искрение, которое приводит к ухудшению качества электродов.
