Контактная сварка для автомобиля своими руками

Как смастерить контактную сварку своими руками

Контактная сварка — один из наиболее технологичных, но вместе с тем простых методов соединения деталей из металла. Он применяется как на крупном производстве, так и в быту. Данный тип сварки относится к термомеханическому, поскольку для соединения металлов используется высокая температура и механическое давление одновременно. С помощью контактной сварки собирают самолеты, суда, автомобили и микросхемы. На заводах обычно используют крупные мощные аппараты.

Также вполне осуществима контактная сварка, выполняемая ручным способом. Для этого домашние умельцы используют самодельные аппараты для контактной сварки, поскольку их изготовление не отнимает много времени и позволяет сэкономить. Самодельные аппараты используются и дома, и в небольших частных мастерских. В этой статье мы расскажем, что такое контактный метод сварки, как с его помощью выполняется сварка нержавейки или любого другого металла. Также мы научим вас собирать аппарат для контактной сварки своими руками.

Общая информация

Контактная сварка (также «электрическая контактная сварка», «контактная электросварка» или «ERW») — это метод соединения металлов путем их нагрева с помощью тока и одновременной механической деформации с помощью давления. Говоря простыми словами, сварной шов получается в результате нагрева металла и его дальнейшего сжатия под двумя толстыми металлическими электродами. При контактной сварке ключевую роль играет именно ток, а не давление. Ниже представлена схема простейшей контактной сварки.

Во время прохождения тока при сварке тепло распространяется по металлической детали, в зоне сварного шва, а также между металлическими электродами. При этом все эти элементы нагреваются с разной температурой, наибольшая концентрация тепла наблюдается, когда установлен контакт между электродами и деталью.

Если аппарат настроен правильно и соблюдается технология сварки, то поверхность металла не должна нагреваться слишком сильно, поскольку в контактной сварке важна не столько высокая температура плавления, сколько совокупность температуры и механического воздействия. Кроме того, электроды должны охлаждаться (например, с помощью воды). Так что важно следить за температурой нагрева. Если она избыточна, то это первый признак ошибки сварщика или неисправного оборудования.

Преимущества и недостатки

У контактной сварки довольно много достоинств, благодаря которым она стала так популярна в последнее время. Прежде всего, такой метод сварки потребляет очень мало энергии при высокой производительности. Ведь метод контактного соединения очень быстрый и на формирование одной сварной точки уходит менее секунды. Качество получаемых швов на высоком уровне, соединения получаются прочными и долговечными.

Не требуется особых знаний, контактной сваркой может заниматься мастер без специальной квалификации. Также возможна полная автоматизация рабочего процесса, вплоть до отсутствия необходимости находиться у станка. Профессиональные станки без проблем встраиваются в крупные сборочные линии.

Также не нужно использовать дополнительные комплектующие, вроде покрытых стержней, флюсов, газов и прочего. Отсюда и высокая экологичность контактной сварки, что тоже важно в условиях современного производства. Еще один плюс — простота сварки сложных металлов. Вам под силу сварка нержавеющей стали, алюминия и цветных металлов. При этом не нужно использовать инертный газ или неплавящиеся стержни.

Но, как и у всех видов сварки, у контактного метода есть свои недостатки. Самый главный — высокая цена на профессиональное сварочное оборудование. Чтобы укомплектовать небольшой завод необходимым количеством аппаратов для контактной сварки нужно иметь немалый бюджет. Не говоря уже о покупке аппарата для домашней сварки.

Кроме того, такие аппараты требовательны к источнику питания. Им необходимо выдавать ток большого значения, минимум 1000 ампер. А для этого необходимо мощное и стабильное электронапряжение.

Начинающие сварщики, пожалуй, отнесут к недостатку тот факт, что правила контактной сварки регламентируются отдельным ГОСТом и они довольно строгие. Если хоть один пункт из правила не будет соблюдаться, то такую деталь просто не примут на следующий производственный этап. Проще говоря, уклониться от работы не получится. Мы не считаем это недостатком, ведь соблюдение технологии сварки и дальнейший контроль качества — это залог прочной и долговечной металлоконструкции.

Разновидности контактной сварки

Существует несколько видов контактной сварки. К ним относится точечная сварка (она может быть одноточечной, двухточечной и многоточечной), рельефная сварка, шовная сварка (может быть непрерывной, шаговой и прерывистой), стыковая сварка (выполняемая либо с помощью сопротивления, либо с помощью оплавления). Также возможны комбинации разных методов, например, шовно-стыковая сварка или рельефно-точечная. В таком случае комбинированный метод будет обладать всеми характерными особенностями обоих типов контактной сварки.

Давайте подробнее разберем способы контактной электросварки изделий из металла.

Точечная сварка

Точечная сварка — это самый распространенный тип контактной сварки. Ее суть в формировании так называемых точек путем нагрева металла и его дальнейшей деформации. Точки формируются с малым шагом, образуя сварное соединение.

Точечная сварка довольно универсальна, она используется для соединения тонколистового металла, маленьких деталей, используемых в электроприборах, и толстых деталей до 2 сантиметров. С помощью такого метода возможна быстрая и качественная сварка нержавеющей стали.

Что касается качества и надежности соединения, то здесь все просто: чем больше точек, тем шов надежнее. Новички ошибочно полагают, что такое соединение ненадежно и может разрушиться в любой момент. Но это большое заблуждение. При формировании точки используется большое давление. Оно без труда деформирует нагретый металл, который затем остывает и надежно фиксирует детали между собой.

Рельефная сварка

Контактная рельефная сварка осуществляется по тому же принципу, что и контактная, только перед работой края одной детали обрабатываются с помощью специальных инструментов или станков, образующих выступы. Деталь кладется сверху, выступами вниз. Выступы могут быть полукруглыми или продолговатыми. В месте выступа как раз и будет точка, формируемая аппаратом для контактной сварки. Вторая деталь остается неизменна, она кладется снизу.

Рельефный метод контактной сварки зачастую применяется при сборке автомобилей. Он очень сложен за счет необходимости формировать выступы и поэтому редко проводится в домашних условиях.

Шовная сварка

Шовная сварка несколько отличается от прочих типов контактной сварки. Здесь электроды роликовые, с их помощью металл не только прокатывается, но и сваривается. При этом сварное соединение выглядит, как при точечной сварке. Но точки перекрывают друг друга на несколько миллиметров, образуя шов, больше похожий на соединение, выполненное ручным способом с помощью покрытого электрода.

Шовная сварка применяется при сварке тонких металлов до 3 миллиметров. Также шовная сварка отлично подходит для сварки герметичных изделий, например, баков и цистерн.

Стыковая сварка

Стыковая контактная сварка также использует тепло и давление, но в другой плоскости. Шов формируется не между верхним и нижним электродом, а посередине. Чтобы лучше понять суть, посмотрите на схему ниже.

Стыковая сварка делится на сварку с сопротивлением и с плавлением. При сварке с сопротивлением детали сначала стыкуют, затем сжимают под небольшим давлением, и только после этого к зоне шва поступает ток, который нагревает металл, размягчая его. Затем металл остывает и образуется соединение.

При сварке плавлением детали предварительно нагреваются до пластичного состояния и только потом соединяются с применением давления. Нагрев может быть либо постоянным, когда тепло поступает во время всего сварочного процесса, либо прерывистым, когда деталь нагревается интервалами. Прерывистый нагрев используются для экономии электричества. Также он полезен, если детали небольшие и тонкие, в таких случаях нет нужды использовать нагрев постоянно.

Внимательные мастера спросят, куда исчезает расплавленный металл? Ведь при других способах сварки при плавлении металл начинает окисляться, образуется шлак. А это создает дополнительные проблемы. Дело в том, что в контактной сварке ток обладает электродинамическим действием, поэтому он без труда выбрасывает расплавленный металл вне зоны сварки.

Делаем аппарат для контактной сварки

Теперь, когда мы разобрались со всеми особенностями, можно определиться, использовать ли контактную сварку в своей работе. Кого-то отпугнет высокая цена на оборудование, но в оглавлении мы писали о том, что многие умельцы делают сварщик контактной сварки своими руками. Его мощности вполне достаточно для работы дома.

Мы расскажем вам, как сделать такой аппарат самому. С его помощью вы сможете выполнить контактную точечную сварку. Кстати, в интернете есть множество видео с пошаговым руководством. Изучите их, чтобы иметь полную картину. Итак, для изготовления контактной сварки нам понадобится не обязательно новый, но обязательно работающий трансформатор (можете вытащить его из старой микроволновой печи; используйте два трансформатора, если вам требуется аппарат большей мощности).

Также нам нужен медный провод большого диаметра (вместо одного толстого провода можно использовать множество тонких, связав их в жгут), рычаги из металла (их мы будем использовать для зажима электродов), основание для аппарата (это может быть толстый лист тяжелого металла или что-то очень устойчивое; можете прикрутить аппарат прямо к столу), струбцины, отвертки разных размеров, кабели, изолента (или любой другой материал для обмотки), медные детали с заостренным концом, которые будут выполнять роль электродов.

Вот и все. Приступим к сборке. Собирая сварщик контактной сварки вы должны понимать, что ключевой элемент конструкции — трансформатор. Мы не зря рекомендовали вам взять его из микроволновой печи, поскольку это идеальный варит для небольшого самодельного аппарата. Чтобы ваше устройство смогло сварить металл толщиной в 1 миллиметр вам понадобится мощность 1 кВт. Чем больше мощность, тем больше диапазон толщин.

Для работы вам понадобится не весь трансформатор. А только первичная обмотка и магнитопровод. Вторичную обмотку нужно убрать из трансформатора (делайте это максимально осторожно, чтобы не повредить остальные элементы).

Также есть шунты, их тоже нужно демонтировать. Шунты расположены с обеих сторон вторичной обмотки.

Далее нужно сделать новую обмотку. Для этого возьмем многожильный провод с диаметром не менее 10 миллиметров. Двух-трех витков будет достаточно для корректной работы трансформатора. Если у провода будет слишком толстая изоляция, можно ее удалить и обмотать провод изолентой из ткани или ПВХ. Если вы собираете мощный аппарат и для этого взяли два трансформатора, то обмотка должна быть одна на двоих. В таком случае важно правильно соединить все выводы с первичной обмотки обоих трансформаторов.

Теперь нужно собрать все компоненты воедино. Нужно установить трансформатор в корпус (можете изготовить его самостоятельно или взять подходящий от неработающего бытового прибора), подсоединить медные электроды, все кнопки и органы управления. Тут вам помогут элементарные знания электротехники.

Вместо заключения

Контактная сварка — относительно простой, быстрый и удобный метод соединения различных металлов. С ней не страшна сварка нержавейки или алюминия, которые имеют толстый слой оксидной пленки, также работу можно доверить не самому опытному мастеру и качество соединения все равно будет хорошим. Такой сваркой можно заниматься и дома, соорудив аппарат для контактной сварки своими руками. Делитесь свои опытом в комментариях, он будет полезен для новичков. Желаем удачи в работе!

Источник

Контактная сварка своими руками из инвертора — инструкция

Довольно часто возникает потребность в проведении сварочных работ в домашних условиях. Как правило, это небольшие объемы, выполняемые от случая к случаю. Поскольку сварочные аппараты заводского изготовления стоят очень дорого, многие мастера предпочитают изготавливать их различными способами из подручных материалов. Неплохим вариантом заводского аналога считается контактная сварка своими руками из инвертора, обеспечивающая высокое качество работ за сравнительно низкую себестоимость.

Преимущества

Если вас интересует контактная сварка своими руками из сварочного аппарата, то следует ознакомиться с основными ее преимуществами:

• Относительно низкая потребляемая мощность аппарата;
• Достаточные рабочие параметры для проведения основных процедур в домашней обстановке;
• Низкая цена получаемого аппарата;
• Создание регулятора напряжения для изменения параметров работы;
• Легкая работа с тонким листовым металлом;
• Доступные расходные материалы и простая конструкция модели.

Схема аппарата для контактной точечной сварки

Работа устройства очень проста. При нажатии на кнопку, которая установлена на сварочной вилке, происходит зарядка конденсаторов до 30 В. После этого на сварочной вилке появляется потенциал, так как конденсаторы подключены параллельно вилке. Для того чтобы сварить металлы соединяем их и прижимаем вилкой. При замыкании контактов происходит короткое замыкание, в результате чего проскакивают искры и металлы свариваются между собой.

Необходимое оборудование для контактной сварки

Чтобы собрать аппарат контактной сварки своими руками нужно определить заранее, как вы хотите его использовать. Небольшой вес инверторного агрегата, который мы возьмём за основу комплекта, позволяет собрать как мобильный, так и стационарный вариант. Дело в том, что клещи, обеспечивающие необходимое давление в точке сварки, можно смонтировать на стационарной платформе или же на гибком шланге.

Жёстко закреплённые электроды больше подходят для поточного шовного соединения листового металла, тогда как мобильный вариант является более универсальным.

Отдельно нужно рассмотреть критерии выбора сварочного инвертора, как источника тока для контактного способа работы. Он должен обладать широким спектром регулировок по току и напряжению, а поскольку форма сигнала на выходе является импульсной, то и этот параметр должен быть настраиваемым. Таким образом, аппарат контактной сварки АКС должен быть оборудован тугоплавкими электродами, которые могут быть смонтированы в следующих вариантах, а именно:

1. стационарный вариант, при котором на неподвижный минусовой электрод накладывается свариваемые листы, и точечно придавливаются положительным электродом;
2. мобильный вариант с использованием клещей, позволяющих сдавливать соединяемые детали в точке сварки;
3. вариант с использованием сварочного пистолета, как положительного электрода, где минусом является деталь кузова.

Использование пистолета характерно для работы споттера при кузовном ремонте и в этом случае применяются сменные медные наконечники, которые и дают возможность выправить дефектные участки. В целях экономии можно сделать сварочный пистолет или клещи своими руками, как в стационарном, так и в мобильном варианте. Для этого понадобятся следующие материалы и инструменты:

• текстолит для пистолета или клещей;
• пусковая кнопка;
• крепёжные болты с гайками;
• медный или бронзовый наконечник в роли электрода;
• соединительные кабели и провода;
• мини-патрон с лампочкой для подсветки;
• электролобзик, болгарка и электродрель;
• мощный электропаяльник;
• приспособления для разметки;
• набор отвёрток и гаечных ключей.

Важно обеспечить надёжный контакт сварочного кабеля с держателем наконечника или сменных наконечников во избежание перегрева и потерь мощности.

Необходимо продумать быструю смену бронзовых или медных электродов, или наконечников, поскольку условия работы могут меняться, а при ремонте листового металла кузова машины замена является частью технологического процесса.

Сборка аппарата для сварки

Припаиваем конденсаторы между собой.
Делаем сварочную вилку. Для этого берем два отрезка толстой медной проволоки. И припаиваем к проводам, изолируем места пайки изолентой.
Корпусом вилки будет служить алюминиевая трубка с пластиковой заглушкой, через которую будут торчать сварочные вывода. Чтобы вывода не проваливались, сажаем их на клей.

Также сажаем на клей заглушку.

Припаиваем провода к кнопке и прикладываем кнопку к вилке. Все обматываем изолентой.

То есть к сварочной вилке идут четыре провода: два для сварочных электродов и два для кнопки.
Собираем устройство, припаиваем вилку и кнопку.

Включаем, нажимаем кнопку зарядки. Происходит зарядка конденсаторов.

Измеряем напряжение на конденсаторах. Оно примерно равно 30 В, что вполне приемлемо.
Пробуем сваривать металлы. В принципе терпимо, учитывая то что я взял не совсем новые конденсаторы. Лента держится довольно неплохо.

Но если вам нужно помощнее, то тогда можно доработать схему так.

Первое, что бросается в глаза, так это большее число конденсаторов, что существенно повышает мощность всего аппарата.
Далее, вместо кнопки – резистор сопротивлением 10-100 Ом. Я решил, что хватит с кнопкой баловаться – все заряжается само через 1-2 секунды. Плюс ко всему кнопка не залипает. Ведь ток мгновенного заряда также порядочный.
И третье это дроссель в цепи вилки, состоящий из 30-100 витков толстой проволоки на ферритовом сердечнике. Благодаря этому дросселю будет увеличено мгновенное время сварки, что повысит её качество, и будет продлена жизнь конденсаторов.

Конденсаторы, эксплуатирующийся в таком аппарате контактной сварки обречены на ранний выход из строя, так как такие перегрузки им не желательны. Но их с лихвой хватит на несколько сотен сварочных соединений.

Дополнительные элементы сварочного аппарата

Следующим этапом после изготовления трансформатора будет изготовление контактных клещей. От качества их изготовления во многом зависит, как станет работать контактная сварка из инвертора. Конструкция клещей выбирается в зависимости от специфики будущих сварочных работ. Захватное устройство изготавливается в соответствии с системой привода и размерами соединяемых деталей.

Важнейшей деталью клещей считаются контактные наконечники. Можно использовать медные наконечники от паяльника или приобрести уже готовые изделия. Следует учитывать и то, что они не должны плавиться во время работы, поэтому для их изготовления должен применяться тугоплавкий металл. Обычно используются прутки диаметром около 15 мм. Диаметр подключаемого кабеля всегда меньше диаметра наконечников.

Провода соединяются с электродами с помощью обычных медных наконечников. Непосредственное соединение осуществляется болтами или пайкой, что значительно снижает вероятность окисления в местах контактактов. Пайка чаще всего используется в маломощных аппаратах, позволяя исключить неправильные соединения, вызывающие нарушения тока на выходе устройства.

Основным преимуществом болтовых соединений является возможность быстрой замены деталей, вышедших из строя, без проведения дополнительных работ по пайке. Все болты и гайки должны быть медными. Если же предполагается накладывать соединительные швы с большой протяженностью, в этом случае наконечники оснащаются специальными роликами.

После изготовления клещей наступает время для решения не менее сложной задачи – обеспечение необходимого давления электродов в точке сваривания деталей. Основная сложность связана с тем, что вручную невозможно создать высокое и равномерное давление. Если другие варианты не рассматриваются, то лучше всего изначально отказаться от изготовления точечной сварки из инвертора, потому что эффективность такого аппарата будет крайне низкой.

В промышленности эта проблема успешно решается путем использования усилителей на основе пневматических или гидравлических систем. В домашних условиях изготовить такие приспособления практически невозможно. Для самодельной точечной сварки лучше всего подойдет система, работающая на сжатом воздухе, которая приводится в действие обычным пневматическим компрессором. Наиболее оптимальным максимальным показателем, необходимым для нормальной работы, будет усилие на концах электродов, составляющее 100 кг и более. Изменение давления происходит с помощью отдельного регулятора, который может быть встроен и в общую систему управления.

На завершающем этапе сборки контактной сварки из инвертора остается лишь смонтировать всю систему. Для монтажа рекомендуется воспользоваться уже готовыми элементами, что существенно упрощает сборку и улучшает эксплуатационные характеристики. Все недостающие детали находятся в инверторе, из которого уже был взят трансформатор.

Емкость конденсаторов, установленных в инверторе, может быть недостаточной для нормальной работы. Поэтому в случае необходимости они заменяются другими деталями, наиболее подходящими по своим параметрам. Далее выполняется ступенчатая регулировка тока, на точность которой влияют технические характеристики вторичной обмотки. Путем таких регулировок можно создать оборудование, способное работать в различных режимах.

Как использовать аппарат

К категории дополнительного оборудования можно, не думая, отнести рычаг и переключатели. Это обусловлено тем, что только хорошая сила сжатия сделает аппарат для точечной сварки, созданный своими руками, эффективным.

Это особенно актуально, если речь идет о сваривании толстых металлических изделий. На производстве сила сжатия рычага может варьироваться от 50 до 1000 килограмм. Однако для сваривания в домашних условиях достаточно будет и 30. Для этого вам потребуется достаточно длинный рычаг (без него управлять аппаратом точечной сварки своими руками будет неудобно).

Точечная сварка своими руками

С установкой выключателя все еще проще — необходимо монтировать его на первичную обмотку (так как на вторичной будет слишком сильный ток, мешать работе которого будет сопротивление аппарата). Воспользовавшись этим советом, вы получите возможность включать аппарат лишь после того, как металлы соприкоснулись между собой. Это ощутимо уменьшит затраты на электроэнергию и обеспечит надежную защиту от искр.

Теперь можно считать, что вы изготовили аппарат для точечной сварки своими руками, и он полностью готов к эксплуатации.

Его также потребуется испытать для выявления возможных дефектов конструкции. Такой аппарат подойдет для сваривания металла толщиной в 2—3 миллиметра (если мощность трансформатора — 1 киловатт) и пяти миллиметровых изделий в том случае, если было подсоединено два и больше трансформаторов.

Проводим испытание сварочного аппарата

Сморите видео сборки и испытаний

Как обезопасить себя

При работе с аппаратом точечной сварки очень важно придерживаться правил техники безопасности. Неправильное или небрежное использование этого прибора чревато ударами током, ожогами различной степени тяжести, а также всевозможными травмами.

Первое, о чем нужно думать при создании аппарата искусственной сварки своими руками, это заземление. Наибольшую опасность представляет непосредственно сам трансформатор — его первичная обмотка. При работе с вторичной также нужно быть предельно осторожным. Все эти меры применимы и к работе с инвертором.

Нужно следить, чтобы работающий за аппаратом человек имел быстрый доступ к отключающим механизмам. Все напольное покрытие возле прибора должно быть абсолютно сухим. Также вам потребуется коврик из резины (особенно если аппарат установлен на полу).

Помимо прочего, желательно запастись специальной рабочей одеждой и хорошо проветрить помещение перед использованием аппарата для точечной сварки, сделанного своими руками.

Подводим итог

Мы рассмотрели возможность сборки аппарата для контактной сварки своими руками с использованием инвертора в качестве источника тока. Этим достигается значительная экономия средств, при небольших затратах времени и материалов. Возможностей такого контактного сварочного аппарата вполне достаточно для личных нужд и ремонта кузова машины, а также надёжного соединения листового металла. Успешной вам работы.

Источник