Контактная сварка своими руками конденсаторов

Схема и описание контактной конденсаторной сварки для аккумуляторов

Конденсаторная сварка – это технология создания бесшовного соединения металлических изделий. Соединения осуществляется за счет кратковременных импульсов электрической энергии.

Отличительные особенности

Классический электродуговой метод подразумевает использование громоздкого оборудования, которое отличается сложностью конструкции. Соединение выполняется за счет температурного воздействия на поверхность, создаваемого постоянной электрической дугой.

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:

1. Две заготовки соединяют двумя проводниками, для создания замкнутой цепи.
2. Конденсаторы накапливают необходимое количество энергии от питающей сети.
3. На проводники поступает кратковременный заряд, под действием которого контактная область плавится, образуя соединения.

Далее процедура повторяется в той же последовательности.

[stextbox позволяет соединить изделия, которые отличаются по типу металла. Однако толщина одного из элементов не должна превышать 0,15 см.[/stextbox]

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:

1. Длительность рабочего цикла не превышает 3 мс.
2. Конденсаторы получают рабочий уровень энергии за короткий промежуток времени.
3. В качестве предварительной подготовки выполняют очистку от загрязнений и обезжиривание поверхности.
4. На роль электродов лучше всего подойдут медные стрежни. Их толщина быть в три раза больше, чем самое тонкое место заготовки.
5. 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.

[stextbox 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.[/stextbox]

Недостатков всего два:

1. Малая мощность не позволяет соединять заготовки большого сечения.
2. 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:

1. Конденсатор емкостью 1000 мкФ. Для накопления заряда.
2. Ферритовый сердечник с Ш-образными пластинами для изготовления трансформатора.
3. Медная проволока сечением 0,8 мм. Для первичной обмотки будет достаточно 3 витков.
4. Медная шина. Будет использована для изготовления вторичной обмотки, которая должна насчитывать 10 витков.
5. 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.

[stextbox качестве электродов рекомендуем использовать состав из хромированной бронзы. Срок службы классического медного контакта не превышает 900 разрядов.[/stextbox]

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.

[stextbox обеспечения безопасности следует о наличии надежной изоляции между площадкой и основанием энергетического блока.[/stextbox]

Порядок проведения работ

Рабочий процесс можно условно разделить на три этапа:

1. Подготовка. Рабочая поверхность должна быть тщательно очищена от коррозии и масляных пятен.
2. Рабочий цикл. Изделия стыкуют в нужно положении. После этого к ним подводят электроды. Заряд подается после нажатия пусковой кнопки.
3. Изменение положения детали. В случае необходимости, изделие перемещают для нового точечного воздействия.

Применение готовых аппаратов

Для конденсаторных сварочных аппаратов нашлось множество применений:

1. Автомобилестроение. Элементы кузова соединяют только посредством точечной сварки.
2. Авиастроение. Данная отрасль отличается особыми требованиями к точности проведения работ.
3. Приборостроение. Для соединения миниатюрных элементов, которые не должны подвергаться деформации.
4. Строительство. С помощью данной технологии выполняют соединение тонколистовых металлов.
5. 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.

[stextbox 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».[/stextbox]

Источник

Схема и принцип работы самодельной конденсаторной сварки

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 сварка: что это такое

Конденсаторная сварка 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:

1. 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.
2. 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;
3. 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 шва потребуются миллисекунды, но он будет надежен и долговечен.

Схема при конденсаторной сварке

Конденсаторная точечная сварка своими руками легко выполняется даже малоопытным сварщиком.

Ее основа ‒ электрическая схема с применением конденсаторов:

1. Первичная обмотка проводится через выпрямитель, представленный диодным мостом.
   Затем она подключается к источнику напряжения.
2. Тиристор подает сигнал на мостовую диагональ и управляется кнопкой запуска.
   Конденсатор подключается к сети тиристора, диодному мосту и выводится на первичную обмотку.
3. 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 работы 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 электродов. 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 контактной сварки 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.

Источник