Приспособы для споттера своими руками

Три простых схемы сборки споттера своими руками

Как сделать самодельный споттер — пошаговые инструкции. Доступные компоненты и несложное изготовление. Схемы по сборке устройства из микроволновки, аккумулятора и инвертора.

Споттер — это обиходное название аппарата односторонней точечной сварки, предназначенного для ремонта кузовных деталей автомобилей. По своей конструкции он достаточно прост, поэтому изготовить споттер своими руками по силам любому домашнему мастеру, имеющему опыт работы с электротехническими устройствами.

Единственное, в чем нельзя ошибиться, — это выбор мощности, расчет силы тока и количества обмоток. Народные умельцы используют в качестве источников питания различные устройства, но не все они способны обеспечить оптимальные рабочие режимы.

К примеру, самодельный споттер из микроволновки даже при применении нескольких трансформаторов от этого бытового прибора, в основном, пригоден для выполнения прогрева. В случае отсутствия достаточно мощной электросети в месте ремонта используют аппараты с автономным источником, состоящие из аккумулятора и схемы прерывания напряжения.

Такие устройства имеют один существенный недостаток — ограниченное время работы. При сборке самодельного споттера можно воспользоваться различными системами управления: от простой кнопки с реле до инверторного источника. В последнем случае ток, поступающий из инвертора к месту сварки, регулируется с высокой точностью как по длительности, так по и амплитуде импульса.

Можно ли сделать споттер с заводскими характеристиками

Если правильно рассчитать параметры, выбрать надлежащие компоненты и качественно изготовить не только источник питания, но и инструментальные принадлежности, то самодельный споттер по своим функциональным возможностям ничем не будет отличаться от своего заводского собрата.

При наличии некоторых радиолюбительских навыков блок питания и необходимые провода несложно изготовить своими руками. В качестве сварочного пистолета можно использовать любое изделие подходящей формы, конструкция которого позволяла бы укрепить на его концах резьбовые контакты и была бы удобна в работе.

Для пистолета и обратного молотка потребуются несколько деталей, которые лучше всего выточить на токарном станке. Часть наконечников-электродов может быть сделана своими руками с применением обычного слесарного инструмента, но некоторые все же лучше заказать или приобрести готовыми.

Для того, чтобы работать самодельным аппаратом, могут потребоваться дополнительные приспособления (пуллеры, гребенки, штанги), которые также могут быть изготовлены самостоятельно. Расходные материалы для споттера (сварочные шайбы, шпильки, волнистая проволока, угольные электроды и пр.) стоят недорого и свободно продаются в специализированных магазинах.

Основные компоненты для сборки

1. Корпус. Коробчатая конструкция из листового металла с передней и задней панелями. Обязательно наличие вентиляционных отверстий и клеммы заземления.
2. Источник питания. В самом простом виде это переделанный своими руками трансформатор с защитным автоматом в первичной цепи.
3. Кабели питания. Сварочный кабель должен иметь клемму для подключения к питанию и резьбовой контакт для присоединения к пистолету, а кабель массы — клемму и контактную площадку для сварного присоединения к кузовной детали.
4. Схема управления. В минимальном варианте включает в себя кнопку-выключатель на пистолете, реле отключения входного напряжения, провода управления и блок питания цепи управления.
5. Сварочный пистолет. На одном конце находится контактное резьбовое соединение для присоединения электродов и адаптеров, а на другом — гнездо для подключения сварочного кабеля.
6. Оснастка. В базовом варианте включает в себя электроды для шайб и шпилек, обратный молоток и адаптер для подключения угольного электрода.

При условии, что все компоненты изготовлены без отклонений и ничего не придется подгонять и переделывать, для сборки своими руками потребуется обычный слесарный и электроинструмент. Из измерительных приборов могут понадобиться рулетка, штангенциркуль и мультиметр.

Сборка обратного молотка (инопуллера) своими руками

• стальной пруток длиной 60 см, диаметром 17 мм, с резьбой на обоих концах;
• стальная втулка со сквозным отверстием диаметром 15 мм, длиной 15 см и диаметром 40 мм;
• возвратная пружина;
• гайки и шайбы ограничителя хода;
• адаптеры для крепления электродов.

Вначале на конец прутка, предназначенный для крепления в пистолет, надевается шайба и плотно затягивается гайка. Затем пруток пропускается через втулку и возвратную пружину. На последнем этапе на нижнюю резьбу крепятся шайба и гайка, а затем навинчивается адаптер электрода.

Во время работы массивная втулка будет отталкиваться от пружины и совершать возвратно-поступательные движения между двумя шайбами.

Изготовление рабочего пистолета

Это связано с тем, что пистолет для споттера состоит всего из трех деталей: корпуса, контактного стержня и выключателя. Контактный стержень обычно изготавливают из латуни. На одном его конце находится резьба для крепления обратного молотка, а на другом — зажим для подключения питания.

Для тех, делает такие устройства собственными руками, поместить его в пистолетный корпус или использовать как есть — дело личных предпочтений. При этом, несмотря на низкое напряжение сварки, он должен быть обязательно заизолирован: таковы требования правил техники безопасности.

Трансформатор для споттера

При этом авторы этих поделок не сообщают, на какой ток рассчитаны их устройства, а это очень важно, т. к. проплавление поверхности металла при работе споттера должно происходить за доли секунд, никак не проявляясь с обратной стороны детали. Фабричные аппараты имеют мощность 3÷5 кВт при напряжении холостого хода 7÷8 В (напряжение при сварке – 1.5÷2 В).

Для споттера, собранного своими руками и предназначенного только для кузовного ремонта, достаточно мощности 1.5÷2 кВт. Рассчитать, сколько должно быть витков во вторичной обмотке трансформатора, несложно.

Для этого количество витков первичной обмотки (новой) надо разделить на частное от деления 220 на 7÷8. Обычно получается буквально несколько витков.

Если количество витков в сетевой обмотке неизвестно, то вторичное напряжение можно подобрать опытным путем, отматывая или добавляя витки. Необходимо отметить, что для массы и пистолета следует использовать кабели с одинаковым сечением, соответствующим максимальному току вторичной обмотки.

Схема блока управления

Во многих из предлагаемых устройств реализованы регулировки тока и напряжения холостого хода, а также управление длительностью сварочного импульса. Их изготовление предполагает определенную квалификацию, а применяемые детали не так уж и дешевы.

Выбор одной из таких схем целесообразен, если предполагается делать споттер для коммерческого использования в небольшой автомастерской. А для устройств, которые изготавливаются своими руками и используются в домашних условиях, имеются более простых решений.

Схема споттера на базе сварочного аппарата

Для народного умельца, который имеет минимальные навыки в электротехнике и использует собранный своими руками аппарат для ремонта собственной автотехники и автомобилей знакомых, вполне достаточно устройства на базе старого сварочного трансформатора средней мощности с простым блоком управления.

В этом случае оптимальный вариант — это система управления споттером из простых и доступных деталей, схема которой была опубликована в журнале «Моделист-конструктор» (см. ниже).

Автор использует серийный сварочный трансформатор мощностью 1 кВт с первичной обмоткой 200 витков (можно применить любой другой с подобными характеристиками). Вторичную он заменил двумя параллельными обмотками в 3 витка общим сечением 100 мм².

Расчетное напряжение холостого хода по этой схеме — примерно 6.5 В. S1 – это входной автомат устройства. S2 — кнопка отключения, при замыкании которой подается напряжение на контактор K1 и размыкаются его контакты K1.1 и K1.2. Контроль за длительностью сварочного процесса визуальный.

В принципе, данную схему управления споттером из сварочного аппарата несложно дополнить реле времени (в т. ч. электронным) и системой регулировки величины тока.

Корпус для споттера и финальная сборка

Иногда народные умельцы начинают эксплуатировать споттер, детали и провода которого просто разложены на верстаке или даже на полу. Этот вариант подходит только для отладки и подбора параметров, в постоянном режиме такой электрический установкой пользоваться нельзя.

Поскольку существуют различные варианты изготовления споттеров своими руками, то их компоновки корпусов могут быть также различными. К примеру, если сварочный трансформатор предназначен для работы на открытом воздухе, то в этом случае аппарат может иметь вид устойчивого основания с трансформатором, клеммной колодкой и отдельным корпусом системы управления.

В других случаях варианты с корпусами могут быть иными, но элементы системы управления всегда должны быть надежно защищены от внешнего воздействия.

На базе аккумулятора

Корпус такого самодельного споттера может состоять из небольшой опорной рамы для установки АКБ, к которой крепится клеммная колодка и реле, управляющее выключением. Если это разовая работа, то можно обойтись вообще без корпуса, прикрепив реле хомутом к аккумулятору.

На базе бытовой микроволновки

Для изготовления споттера своими руками также подойдет трансформатор из микроволновки. В этом случае единственным ограничением является его мощность, поскольку большинство печей СВЧ рассчитаны на потребление менее 1 кВт.

Для решения этой проблемы можно использовать два-три трансформатора, включенные параллельно. Плюсом такого источника питания является небольшой размер используемых трансформаторов, которые можно разместить в ряд внутри малогабаритного корпуса.

В результате получится довольно компактный и мобильный споттер. Единственно, чем придется озаботиться, — охлаждение внутреннего пространства такого устройства.

Как сделать электрод для споттера

• для колец;
• для точечной сварки;
• для волнистой проволоки;
• для сварки угольным электродом;
• для треугольных шайб;
• для шпилек и гвоздей.

Изготовить их самостоятельно не так уж и сложно, но требуются определенные навыки и наличие соответствующего оборудования. Как вариант, можно своими руками изготовить только самые простые насадки, а более сложные заказать в мастерской с токарным и сверлильным оборудованием.

В аккумуляторных споттерах в качестве источника питания обычно используют батареи емкостью 40÷60 А·ч. Если кому-нибудь приходилось работать с такими устройствами, напишите, пожалуйста, в комментариях: насколько быстро разряжается аккумулятор и как изменяется качество сварки по мере его разрядки.

Источник

Электроника для споттера из того, что есть под рукой

Пришёл знакомый, принес два ЛАТР-а и поинтересовался, а можно ли из них сделать споттер? Обычно, услышав подобный вопрос, на ум приходит анекдот про то, как один сосед интересуется у другого, умеет ли тот играть на скрипке и в ответ слышит «Не знаю, не пробовал» — так вот и у меня возникает такой же ответ – не знаю, наверное «да», а что такое «споттер»?

В общем, пока закипал и заваривался чай, выслушал небольшую лекцию о том, что не надо заниматься тем, чем заниматься не надо, что надо быть ближе к народу и тогда ко мне потянутся люди, а также кратко погрузился в историю авторемонтных мастерских, проиллюстрированную смачными байками из жизни «костоправов» и «жестянщиков». После чего понял, что споттер – это такой небольшой «сварочник», работающий по принципу аппарата точечной сварки. Используется для «прихватывания» металлических шайб и других мелких крепёжных элементов к помятому корпусу автомобиля, с помощью которых затем выправляется деформированная жесть. Правда, там ещё «обратный молоток» нужен, но говорят, что это уже не моя забота – от меня требуется только электронная часть схемы.

Посмотрев в сети схемы споттеров, стало ясно, что нужен одновибратор, который будет «открывать» на короткое время симистор и подавать сетевое напряжение на силовой трансформатор. Вторичная обмотка трансформатора должна выдавать напряжение 5-7 В с током, достаточным для «прихватывания» шайб.

Для образования импульса управления симистором используются разные способы – от простого разряда конденсатора до применения микроконтроллеров с синхронизацией к фазам сетевого напряжения. Нас интересует та схема, что попроще – пусть будет «с конденсатором».

Поиски «в тумбочке» показали, что не считая пассивных элементов, есть подходящие симисторы и тиристоры, а также множество другой «мелочёвки» — транзисторы и реле на разные рабочие напряжения (рис.1). Жалко, что оптронов нет, но можно попробовать собрать преобразователь импульса разряда конденсатора в короткий «прямоугольник», включающий реле, которое будет своим замыкающимся контактом открывать и закрывать симистор.

Так же во время поиска деталей нашлось несколько блоков питания с выходными постоянными напряжениями от 5 до 15 В – выбрали промышленный из «советских» времён под названием БП-А1 9В/0,2А (рис.2). При нагрузке в виде резистора 100 Ом блок питания выдаёт напряжение около 12 В (оказалось, что уже переделанный).

Выбираем из имеющегося электронного «мусора» симисторы ТС132-40-10, 12-тивольтовое реле, берём несколько транзисторов КТ315, резисторов, конденсаторов и начинаем макетировать и проверять схему (на рис.3 один из этапов настройки).

То, что в результате получилось, показано на рисунке 4. Всё достаточно просто – при нажатии на кнопку S1 конденсатор С1 начинает заряжаться и на его правом выводе появляется положительное напряжение, равное напряжению питания. Это напряжение, пройдя через токоограничительный резистор R2, поступает на базу транзистора VT1, тот открывается и на обмотку реле К1 поступает напряжение и в результате контакты реле К1.1 замыкаются, открывая симистор Т1.

По мере заряда конденсатора С1, напряжение на его правом выводе плавно уменьшается и при достижении уровня меньше напряжения открывания транзистора, транзистор закроется, обмотка реле обесточится, разомкнувшийся контакт К1.1 перестанет подавать напряжение на управляющий электрод симистора и он по окончании текущей полуволны сетевого напряжения закроется. Диоды VD1 и VD2 стоят для ограничения возникающих импульсов при отпускании кнопки S1 и при обесточивании обмотки реле К1.

В принципе, всё так и работает, но при контроле времени открытого состояния симистора оказалось, что оно достаточно сильно «гуляет». Казалось бы, даже с учётом возможных изменений всех задержек включения-выключения в электронной и механической цепях оно должно быть не более 20 мс, но на самом деле получалось в разы больше и плюс к этому, то импульс длится на 20-40 мс дольше, а то и на все 100 мс.

После небольших экспериментов выяснилось, что это изменение ширины импульса в основном связано с изменением уровня напряжения питания схемы и с работой транзистора VT1. Первое «вылечилось» установкой навесным монтажом внутри блока питания простейшего параметрического стабилизатора, состоящего из резистора, стабилитрона и силового транзистора (рис.5). А каскад на транзисторе VT1 был заменён триггером Шмитта на 2-х транзисторах и установкой дополнительного эмиттерного повторителя. Схема приняла вид, показанный на рисунке 6.

Принцип работы остался прежним, добавлена возможность дискретного изменения длительности импульса переключателями S3 и S4. Триггер Шмитта собран на VT1 и VT2 [1], его «порог» можно менять в небольших пределах изменением сопротивлений резисторов R11 или R12.

При макетировании и проверке работы электронной части споттера было снято несколько диаграмм, по которым можно оценить временные интервалы и возникающие задержки фронтов. В схеме в это время стоял времязадающий конденсатор ёмкостью 1 мкФ и резисторы R7 и R8 имели сопротивление 120 кОм и 180 кОм соответственно. На рисунке 7 сверху показано состояние на обмотке реле, внизу – напряжение на контактах при коммутации резистора, подключенного к +14,5 В (файл для просмотра программой SpectraPLUS находится в архивном приложении к тексту, напряжения снимались через резисторные делители со случайными коэффициентами деления, поэтому шкала «Volts» не соответствует действительности). Длительность всех импульсов питания реле составляла примерно 253…254 мс, время коммутации контактов – 267…268 мс. «Расширение» связано с увеличением времени отключения – это видно по рисункам 8 и 9 при сравнении разницы, возникающей при замыкании и размыкании контактов (5,3 мс против 20 мс).

Для проверки временной стабильности образования импульсов было проведено четыре последовательных включения с контролем напряжения в нагрузке (файл в том же приложении). На обобщённом рисунке 10 видно, что все импульсы в нагрузке достаточно близки по длительности – около 275…283 мс и зависят от того, на какое место полуволны сетевого напряжения пришёлся момент включения. Т.е. максимальная теоретическая нестабильность не превышает времени одной полуволны сетевого напряжения – 10 мс.

При установке R7 =1 кОм и R8 =10 кОм при С1=1 мкФ удалось получить длительность одного импульса менее одного полупериода сетевого напряжения. При 2 мкФ – от 1 до 2 периодов, при 8 мкФ – от 3 до 4 (файл в приложении).

В окончательный вариант споттера были установлены детали с номиналами, указанными на рисунке 6. То, что получилось на вторичной обмотке силового трансформатора, показано на рисунке 11. Длительность самого короткого импульса (первого на рисунке) около 50…60 мс, второго – 140…150 мс, третьего – 300…310 мс, четвёртого – 390…400 мс (при ёмкости времязадающего конденсатора в 4 мкФ, 8 мкФ, 12 мкФ и 16 мкФ).

После проверки электроники самое время заняться «железом».

В качестве силового трансформатора был использован 9-тиамперный ЛАТР (правый на рис. 12). Его обмотка выполнена проводом диаметром около 1,5 мм (рис.13) и магнитопровод имеет внутренний диаметр, достаточный для намотки 7-ми витков из 3-х параллельно сложенных алюминиевых шин общим сечением около 75-80 кв.мм.

Разборку ЛАТР-а проводим аккуратно, на всякий случай весь конструктив «фиксируем» на фото и «срисовываем» выводы (рис.14). Хорошо, что провод толстый – удобно считать витки.

После разборки внимательно осматриваем обмотку, очищаем её от пыли, мусора и остатков графита с помощью малярной кисти с жёстким ворсом и протираем мягкой тканью, слегка смоченной спиртом.

Подпаиваем к выводу «А» пятиамперный стеклянный предохранитель, подключаем тестер к «срединному» выводу катушки «Г» и подаём напряжение 230 В на предохранитель и вывод «безымянный». Тестер показывает напряжение около 110 В. Ничего не гудит и не греется — можно считать, что трансформатор нормальный.

Затем первичную обмотку обматываем фторопластовой лентой с таким нахлёстом, чтобы получалось не менее двух-трёх слоёв (рис.15). После этого мотаем пробную вторичную обмотку из нескольких витков гибким проводом в изоляции. Подав питание и замерив на этой обмотке напряжение, определяем нужное количество витков для получения 6…7 В. В нашем случае получилось так, что при подаче 230 В на выводы «Е» и «безымянный» 7 В на выходе получается при 7 витках. При подаче питания на «А» и «безымянный», получаем 6,3 В.

Для вторичной обмотки использовались алюминиевые шины «ну очень б/у» — они были сняты со старого сварочного трансформатора и местами совсем не имели изоляции. Для того, чтобы витки не замыкались между собой, шины пришлось обмотать лентой-серпянкой (рис.16). Обмотка велась так, чтобы получилось два-три слоя покрытия.

После намотки трансформатора и проверки работоспособности схемы на рабочем столе, все детали споттера были установлены в подходящий по размерам корпус (похоже, что тоже от какого-то ЛАТР-а – рис.17).

Выводы вторичной обмотки трансформатора зажаты болтами и гайками М6-М8 и выведены на переднюю панель корпуса. К этим болтам с другой стороны передней панели крепятся силовые провода, идущие к корпусу автомобиля и «обратному молотку». Внешний вид на стадии домашней проверки показан на рисунке 18. Вверху слева расположены индикатор сетевого напряжения La1 и сетевой выключатель S1, а справа – переключатель напряжения импульса S5. Он коммутирует подключение к сети или вывода «А», или вывода «Е» трансформатора.

Рис.18

Внизу находятся разъём для кнопки S2 и выводы вторичной обмотки. Переключатели длительности импульса установлены в самом низу корпуса, под откидной крышкой (рис.19).

Все остальные элементы схемы закреплены на днище корпуса и передней панели (рис.20, рис.21, рис.22). Выглядит не очень аккуратно, но здесь главной задачей было уменьшение длины проводников с целью уменьшения влияния электромагнитных импульсов на электронную часть схемы.

Печатная плата не разводилась – все транзисторы и их «обвязка» припаяны к макетной плате из стеклотекстолита, с фольгой, порезанной на квадратики (видна на рис.22).

Выключатель питания S1 — JS608A, допускающий коммутацию 10 А токов («парные» выводы запараллелены). Второго такого выключателя не нашлось и S5 поставили ТП1-2, его выводы тоже запараллелены (если пользоваться им при выключенном сетевом питании, то он может пропускать через себя достаточно большие токи). Переключатели длительности импульса S3 и S4 — ТП1-2.

Кнопка S2 – КМ1-1. Разъем для подключения проводов кнопки — COM (DB-9).

Индикатор La1 — ТН-0.2 в соответствующей установочной фурнитуре.

На рисунках 23, 24, 25 показаны фотографии, сделанные при проверке работоспособности споттера – мебельный уголок размерами 20х20х2 мм точечно приваривался к жестяной пластине толщиной 0,8 мм (крепёжная панель от компьютерного корпуса). Разные размеры «пятачков» на рис.23 и рис.24 – это при разных «варочных» напряжениях (6 В и 7 В). Мебельный уголок в обоих случаях приваривается крепко.

На рис.26 показана обратная сторона пластины и видно, что она прогревается насквозь, краска подгорает и отлетает.

После того, как отдал споттер знакомому, он примерно через неделю позвонил, сказал, что обратный «молоток» сделал, подключил и проверил работу всего аппарата – всё нормально, всё работает. Оказалось, импульсы большой длительности в работе не нужны (т.е. элементы S4,С3,С4,R4 можно не ставить), но есть потребность подключения трансформатора к сети «напрямую». Насколько я понял, это для того, чтобы с помощью угольных электродов можно было прогревать поверхность помятого металла. Сделать подачу питания «напрямую» несложно – поставили переключатель, позволяющий замыкать «силовые» выводы симистора. Немного смущает недостаточно большое суммарное сечение жил во вторичной обмотке (по расчетам надо больше), но раз прошло уже больше двух недель, а хозяин аппарата предупреждён о «слабости обмотки» и не звонит, значит ничего страшного не произошло.

Во время экспериментов со схемой был проверен вариант симистора, собранного из двух тиристоров Т122-20-5-4 (их видно на рисунке 1 на заднем плане). Схема включения показана на рис.27 [2], диоды VD3 и VD4 — 1N4007.

1. Горошков Б.И., «Радиоэлектронные устройства», Москва, «Радио и связь», 1984.
2. Массовая радиобиблиотека, Я.С. Кублановский, «Тиристорные устройства», М., «Радио и связь», 1987, вып.1104.

Источник