Реле времени для точечной сварки на микроконтроллере. Таймер для контактной сварки. Устройство и работа цепи управления

Самыми простыми в изготовлении являются сварочные аппараты контактной точечной сварки переменного тока с нерегулируемой силой тока. Управление процессом сварки осуществляется изменением продолжительности электрического импульса - с использованием реле времени или вручную с помощью выключателя.

Прежде чем рассматривать конструкции самодельных аппаратов для контактной точечной сварки, следует напомнить закон Ленца-Джоуля: при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику (Q=I 2 R t). Это значит, что при токе 1000А на плохо выполненных соединениях и тонких проводах теряется примерно в 10000 раз больше энергии, чем при токе 10А. Поэтому нельзя пренебрегать качеством электрической цепи.

Трансформатор . Основная составляющая часть любого оборудования для контактной точечной сварки - силовой трансформатор с большим коэффициентом трансформации (для обеспечения большого сварочного тока). Такой трансформатор можно сделать из трансформатора от мощной микроволновой печки (мощность трансформатора должна быть около 1 кВт или выше) питающего магнетрон.

Эти трансформаторы отличаются своей доступностью и большой мощностью. Такого трансформатора хватит для аппарата точеной сварки, способного сваривать стальные листы толщиной 1 мм. Если потребуется более мощный аппарат точечной сварки, то можно использовать два (и более) трансформатора (как это организовать описано ниже).

В микроволновке, для работы магнетрона необходимо очень высокое напряжение (около 4000В). Поэтому трансформатор питающий магнетрон, не понижающий, а повышающий. У его первичной обмотки количество витков меньше, чем у вторичной, а толщина обмоточного провода больше.

На выходе таких трансформаторов до 2000В (на магнетрон подается напряжение удвоенное удвоителем), поэтому не стоит проверять работоспособность трансформатора включая его в сеть и измеряя напряжение на выходе.

От такого трансформатора нужен магнитопровод и первичная обмотка (та, где меньше витков и провод толще). Вторичная обмотка срезается ножовкой или отрубается стамеской (если магнитопровод надежно сварен, а не склеен), выбивается стержнем или высверливается и выковыривается. Необходимость в высверливании возникает, когда обмотка набита в окно очень плотно и попытка её выбить может привести к разрушению магнитопровода.

При удалении вторичной обмотки нужно стараться не повредить первичную обмотку.

Кроме двух обмоток, в трансформатор могут быть вмонтированы шунты, ограничивающие ток, их тоже обязательно нужно убрать.

После извлечения из трансформатора ненужных элементов, наматывается новая вторичная обмотка. Для обеспечения большого тока, близкого к 1000А, необходим толстый медный провод, площадью сечения более 100 мм 2 (провод диаметром более 1 см). Это может быть либо один многожильный провод, либо пучок нескольких проводов небольшого диаметра. Если изоляция провода толстая и мешает сделать достаточное количество витков, то её можно снять, а провод обмотать тканевой изолентой. Длина провода должна быть наименьшей из возможной, чтобы не создавать дополнительного сопротивления.

Делается 2-3 витка. На выходе должно получиться около 2В, этого будет достаточно. Если удастся впихнуть в окна трансформатора больше витков, то выходное напряжение будет больше, следовательно будет дольше ток (в сравнении с меньшим количеством витков провода такого же диаметра) и мощность аппарата.

Если есть два одинаковых трансформатора, то их можно объединить в один, более мощный, источник тока. Это может потребоваться когда в наличии два трансформатора с недостаточной мощностью или когда требуется сделать своими руками аппарат точечной сварки для работы с более толстым металлом.

Например, в случае недостаточно мощных трансформаторов, каждый из трансформаторов мощностью 0,5 кВт имеет входное напряжение 220В, выходное напряжение равно 2В при номинальном токе 250А (значение взято для примера, пусть кратковременный ток сварки будет 500А). Соединив одноименные выводы первичных и вторичных обмоток, получим устройство, в котором при том же значении напряжения (2В) номинальное значение выходного тока составит 500А (почти также удвоится и ток сварки, будут больше потери из-за сопротивлений).

При этом, показанные на схеме соединения в цепи вторичных обмоток должны быть на электродах, то есть в случае двух трансформаторов мощностью 0,5 кВт будет два одинаковых провода диаметром 1 см, концы которых соединены с электродами.

Если ошибиться в соединении выводов первичной или вторичной обмоток, то буде короткое замыкание.

Если есть два достаточно мощных трансформатора и нужно увеличить напряжение, а размеры окна магнитопровода не позволяют сделать нужное количество витков толстым проводом на одном трансформаторе, то вторичные обмотки двух трансформаторов соединяются последовательно (один провод протягивается через два трансформатора), с одинаковым количеством витков на каждом трансформаторе. Направление витков должно быть согласованно, чтобы не получилось противофазы и как следствие, напряжения на выходе близкого к нулю (сначала можно поэкспериментировать с тонкими проводами).

Обычно в трансформаторах одноименные выводы обмоток всегда обозначены. Если по каким-либо причинам они неизвестны, то их можно определить, поставив простой эксперимент, схема которого изображена ниже.

Здесь входное напряжение подается на последовательно соединенные первичные обмотки двух одинаковых трансформаторов, а на выходе, образованном последовательным соединением вторичных обмоток, включен вольтметр переменного напряжения. В зависимости от направления включения обмоток может быть два случая: вольтметр показывает какое-то напряжение или напряжение на выходе равно нулю. Первый случай свидетельствует о том, что и в первичной, и во вторичной цепях объединены между собой разноимённые выводы соответствующих обмоток. В самом деле, напряжение на каждой из первичных обмоток равно половине входного и трансформируется во вторичных обмотках с одинаковыми коэффициентами трансформации. При указанном включении вторичных обмоток напряжения на них суммируются и вольтметр дает удвоенное значение напряжения каждой из обмоток. Нулевое показание вольтметра свидетельствует о том, что равные по значению напряжения на последовательно включенных вторичных обмотках трансформаторов имеют противоположные знаки и, следовательно, какая-либо из пар обмоток объединена одноименными выводами. В этом случае, изменив, например, последовательность соединения выводов первичных обмоток так, как это показано на рисунке (б), получим на выходе удвоенное значение выходного напряжения каждой из вторичных обмоток и можно будет считать, что обмотки трансформатора соединены разноименными выводами. Очевидно, что такой же результат можно получить изменив последовательность соединения выводов вторичных обмоток.

Чтобы сделать своими руками более мощный аппарат точечной сварки можно соединить подобным же образом больше трансформаторов, если только это позволяет сделать сеть. Слишком мощный трансформатор будет вызывать большое падение напряжения в сети, приводить к срабатыванию предохранителей, миганию лампочек, жалобам соседей и т.п. Поэтому мощность самодельных аппаратов для точечной сварки ограничивают обычно значениями, которые обеспечивают силу сварочного тока в 1000-2000А. Нехватку силы тока компенсируют увеличением времени сварочного цикла.

Электроды . В качестве электродов используются стержни (прутки) из меди. Чем толще будет электрод тем лучше, желательно чтобы диаметр электрода не был меньше диаметра провода. Для аппаратов небольшой мощности подходят жала от мощных паяльников.

Электроды необходимо периодически подтачивать, т.к. они теряют форму. Со временем они стачиваются полностью и требуют замены.

Как уже писалось, длина провода, идущего от трансформатора к электродам, должна быть минимальной. Также должно быть минимум соединений, т.к. на каждом соединении происходит потеря мощности. В идеале на оба конца провода надеваются медные наконечники, через которые провод соединяется с электродами.

Наконечники должны быть спаяны с проводом (жилы провода тоже должны быть спаяны). Дело в том, что со временем (возможно и при первом же запуске), в месте контактов происходит окисление меди приводящее к росту сопротивления и большой потере мощности, из-за чего аппарат может перестать сваривать. Плюс при обжиме наконечников площадь контакта меньше чем при пайке, что тоже увеличивает сопротивление контакта.

Из-за большого диаметра провода и наконечника для него, спаять их непросто, однако облегчить эту задачу могут продающиеся луженые наконечники под пайку.

Неспаянные соединения наконечников с электродами тоже создают дополнительное сопротивление и окисляются, но т.к. электроды должны быть съемными, неудобно каждый раз при замене отпаивать старые и припаивать новые. Тем более это соединение гораздо проще очистить от окислов, чем конец многожильного провода обжатого наконечником.

Органы управления . Единственными органами управления могут быть рычаг и выключатель.

Сила сжатия между электродами должна быть достаточной для обеспечения контакта свариваемых деталей меду электродами, и чем толще свариваемые листы, тем больше должна быть сила сжатия. На промышленных аппаратах эта сила измеряется десятками и сотнями килограмм, поэтому рычаг стоит делать подлиннее и покрепче, а основание аппарата помассивнее и с возможностью крепления струбцинами к столу.

Большое усилие прижима у самодельных аппаратов для точечной сварки можно создать не только рычажным, но и рычажно-винтовым зажимом (винтовая стяжка между рычагом и основанием). Возможны и другие способы, требующие различного оборудования.

Выключатель должен устанавливаться в цепь первичной обмотки, потому что в цепи вторичной обмотки очень большой ток и выключатель будет создавать дополнительное сопротивление, кроме того контакты в обычном выключателе могут намертво свариться.

В случае рычажного прижимного механизма, выключатель следует монтировать на рычаге, тогда одной рукой можно давить на рычаг и включать ток. Вторая рука останется свободной для придерживания свариваемых деталей.

Эксплуатация . Включать и выключать сварочный ток необходимо только при сжатых электродах, в противном случае возникает интенсивное искрение, приводящее к подгоранию электродов.

Желательно использовать принудительное охлаждение аппарата с помощью вентилятора. При отсутствии последнего нужно постоянно контролировать температуру трансформатора, токопроводов, электродов и делать перерывы, чтобы не допустить их перегрева.

Качество сварки зависит от приобретенного опыта, который сводится в основном к выдерживанию необходимой продолжительности токового импульса на основании визуального наблюдения (по цвету) за сварной точкой. Подробнее про выполнение точечной сварки написано в статье Контактная точечная сварка .

Видео:

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Машина контактной сварки не только проста при эксплуатации, но ее еще несложно изготовить. Главное, что необязательно владеть навыками данной работы. В том, как сделать самодельную контактную сварку своими руками и из доступных устройств, разберется даже новичок. Что такое контактное соединение?

Виды контактной сварки:

• точечная;
• рельефная;
• стыковая и шовная.

Конструктивное исполнение

Машина точечной контактной сварки, изготовленная в бытовых условиях может быть предназначена для решения простых задач, возникающих в быту. С ее помощью несложно наложить шов, необходимый при ремонте или изготовлении изделий. Контактная точечная сварка получается путем нагревания отдельных элементов электрическим током и обеспечивается надежное соединение, и ремонтируемое изделия еще некоторое время прослужит.

Устройство функционирует в непосредственной зависимости от габаритов материала, его теплопроводности и мощности оборудования.

Параметры работы следующие:

1. Невысокое напряжение от 1 до 10В.
2. Время производства работ занимает несколько секунд.
3. Сила тока от 1000 Ампер.
4. Небольшая площадь расплавления.
5. Давление к месту ремонтируемого образца должно быть сильным.

Автоматическая контактная сварка, сделанная в бытовых условиях, при соблюдении всех параметров учитывает требования к качеству. Чтобы упросить задачу рекомендуется выбирать переменный ток. В этом случае продолжительность воздействия позволит выполнить качественные швы, при этом временной промежуток будет увеличен. В таких устройствах имеется реле, обеспечивающее регулирование времени.

Аппарат контактной сварки своим руками сделать несложно. Он довольно прост в изготовлении. Для этих целей можно использовать в качестве автотрансформатора преобразователи тока от старого телевизора. Контактная сварка из микроволновки, а также сварка из инвертора или из ЛАТРа тоже будет неплохо функционировать.

При выборе наиболее подходящего трансформатора обмотки наматываются вновь, исходя из параметров напряжения и тока. Обозначение точечной контактной сварки согласно требованиям ГОСТ 14098.

Схема управления техническим устройством разрабатывается, либо можно воспользоваться существующей, размешенной на интернет-страницах, опять же на основании задаваемых параметров. Станок контактной сварки производится в соответствии с видами предполагаемых работ. Во множестве случаев выполняют клещи для контактной сварки.

Соединение должно быть выполнено правильно, чтобы был обеспечен непосредственный контакт, в том числе прохождения силы тока одного параметра. Особое внимание представляет трансформатор для контактной сварки и электроды для контактной сварки, закрепленные на клещах.

На агрегатах при недостаточном внимании на этот критерий возникает искрение, и конечный результат не достигается. Неплохим решением будет также шовная контактная сварка своими руками из инвертора или выполнение агрегата своими руками из микроволновки, а также СВЧ печь.

Сварщик контактной сварки может варить все разновидности материалов в соответствии с видами аттестации. Вакансии всегда предусматривают первоначальное обучение. Дуговая сварка выполняет соединения более массивных конструкций.

Самостоятельное изготовление

Машины контактно – стыковой сварки должны быть безопасны в период эксплуатации, а также необходимо знать для каких целей устройство будет использоваться. Самодельная контактная сварка изготавливается в бытовых условиях. Для этого учитывается, что толщина металла должна быть не более 1 мм, а сечение проволочных электродов не более 4 мм.

Работа сварочного аппарата осуществляется при 220 В и 50 Гц, при этом напряжение на выходе получается от 4 до 7 В. Показатель импульсного тока составляет до 1,5 тысяч А. Блок управления контактной сваркой можно смастерить, после просмотра видео.

Электрические схемы на чертеже совмещают следующие конструкции:

• выключателя, работающего в режиме автоматики;
• цепи для управления работой;
• силовой части;
• трансформатора для контактной сварки;
• тиристора однофазного для подключения питания к сети.

Схема обмоток включает первичную, имеющую шесть выходов для включения и обеспечения регулирования тока во вторичной. При этом первый подключается к сети, а 5 регулируют параметры процесса.

Схема пускателя на чертеже МТТ4 включает:

1. Тиристорный ключ.
2. Через два контакта одновременно происходит перераспределение нагрузки на другие 2 контакта через трансформатор.

Схема управления состоит из:

• блока питания из трансформатора;
• реле для замыкания контактов при подаче напряжения;
• диодного моста, выполняющего функцию выпрямителя.

Принадлежности для контактной сварки:

1. Корпус, не пропускающий ток.
2. Трансформатор, на который намотана поволока.
3. Клещи.
4. Электроды.
5. Электросхемы.
6. Ряд приборов безопасности: манометры для газа на входе давления.

Автоматизация процесса выполняется при использовании всех составляющих. Сварщик контактной сварки должен обладать определенными навыками при соединении швом или местами. Вакансии этой специальности часто можно найти в интернете.

Чертежи

Изготовление трансформатора

Контактная сварка, основным конструктивным элементом которой является трансформатор, выполняется своими руками. Можно извлечь трансформаторное оборудование из любого устройства, главное, учесть расчет трансформатора, чтобы сила тока была не менее 2,5 А. Старую обмотку следует удалить, и установить кольца на магнитопровод из тонкого электропроводного картона. Этот провод обматывается лакотканью более чем в 3 слоя.

Для изготовления первичной обмотки следует использовать провода, изолированные тканью для лучшей пропитки, диаметром 1,5мм. Для вторички лучше применить многожильный провод 20 мм в диаметре в кремнийорганической изоляции. Рассчитать количество витков из расчета мощность аппарата. После наматывания перчвички наматывается хлопковая лента, затем на нее накладывается вторичка. Все пропитывается лаком.

Сварщик контактной сварки ручной машины должен знать все конструктивные элементы. Вакансии на эту специальность востребованы. Дуговая сварка тоже имеет в своем конструкторском решении трансформатор.

Изготовление клещей

Сварочный аппарат для контактной сварки оснащается клещами. Ручные клещи для контактной стыковки могут быть:

• выносными;
• стационарными.

Во втором варианте предусмотрена хорошая изоляция и безупречный контакт с электродами. Для этого необходимо выносной рычаг выполнить длинным. Ручки соответствующей длины проще изготовить на выносной конструкции. Изоляция подвижного соединения должна быть надежной, как правило, для этого используются шайбы и втулки из текстолита.

Клещи для контактной сварки производятся с заданным параметром вылета электродов в виде точек, который тоже немаловажен, от него зависит расстояние от кромки до места соединения деталей. Электроды изготавливаются из меди или бериллиевой бронзы. Также сварочные клещи можно изготовить из рабочей части паяльников. Это удобно при соединении полиэтиленовых труб.

Сварщик на машинах контактной сварки обязательно должен быть аттестован, но если он работает на производстве. Выполнение точечной сварки своими руками несложное занятие, как и дуговая сварка. В бытовых условиях может справиться каждый.

Выполнение работ

Дуговая сварка не подойдет для заваривания отдельных точек.

Перед выполнением работ необходима заточка электродов для контактной сварки, это знает каждый сварщик на машинах контактной сварки.

Контактная стыковая сварка оплавлением производится следующим образом:

1. Устанавливаются детали между электродами.
2. Под действием прижимного усилия создается сила трения между электродом и поверхностью.
3. Выставляется максимальный зазор перед подачей напряжения. В процессе протекания тока создается контактное сопротивление.
4. Подается напряжение и электрод перемещается, захватывая стыки, образовывая шов.

Соединение алюминиевых конструкций выполняется с помощью стыковой контактной сварки. Контактная сварка алюминия бывает шовная и точечная. Сварщик на машинах контактной сварки может иметь такую же квалификацию, как и при работе на инверторах. Электродуговая считается наиболее опаснее.

Контроль качества швов осуществляется государственного норматива. Стандарт – это ГОСТ 14098, на который ориентируются работники ОТК и на основании лабораторного испытания.

Об оборудовании

Общемашиностроительные нормативы времени на контактную сварку необходимы для выполнения производственных задач в заданный промежуток времени. Для нужд производства приобретается оборудование, например, контактная сварка tecna, формирующая соединения в виде точек.

ООО “ПФ Контактная сварка” выпускает, ремонтирует и дооснащает инверторные агрегаты. План предприятий, направленный на выпуск продукции в машиностроении, должен осуществляться при наличии современных устройств.

Многоточечные машины контактной сварки, в том числе их технология по принципу сварки сетки и стержней в неподвижном состоянии. Роликовая сварка этими машинами объединяет способы выполнения работ как прерывистым, так и непрерывным шагом.

Контактная точечная сварка, сделанная своими руками, нужна для выполнения ремонта изделий из тонкого металла, полиэтилена, в том числе полиэтиленовых труб, осуществляемая встык.

Сегодня представлено в продажу 91 сварочных агрегатов для контактной точечной сварки. Машина контактной точечной сварки МТ 1928 ЛМ предприятием ООО ПФ контактная сварка, изготовлена на основе полупроводников и на конденсаторах в состав комплекта входят:

• регулятор контактной сварки РКС 502 или регулятор контактной сварки РКС 801;
• клещи контактной сварки foxweld ктр 8 3097;
• на обмотку устанавливается контроллер pic16f628.

Машиной выполняются одноточечные соединения, также возможно соединение полиэтиленовых труб. Контактной сварки МТ достаточно для сварки арматуры.

С помощью этого агрегата выполняется контактно стыковая сварка проволоки.

Видео: точечная сварка своими руками (споттер).

Аппарат Акс 2М применяется для сварки медных и цветных сплавов, выполняется точечная сварка аккумуляторов. Сварка для аккумуляторов своими руками несложная по технологии.

Аппарат точечной сварки sunkko применяется для сборки батареи элементов. Sunkko 709a не перегревает металлическую пластинку при выполнении операций, что может произойти при запаивании изделий. Выпускается в комплекте с паяльником, а при работе используется никель. Шовная работа выполняется для полиэтиленовых труб встык на магистралях трубопроводов, а также можно соединить пластиковые изделия.

Профессиональный сварщик контактной сварки получает специальность в учебном заведении. Вакансии электрогазосварщиков, в том числе и сварщик на машинах контактной сварки или сварщик контактной сварки, всегда открыты на предприятиях.

Многие не желают зависеть от обстоятельств. Если вдруг потребовалась сварка, то хочется решить проблему в своей мастерской. Аппарат для контактной сварки своими руками – это решение в нужном направлении.

Для выполнения контактной сварки своими руками необходимо приобрести или изготовить самому специальный аппарат.

Конечно, если надо сварить большие металлические конструкции, то контактной сварке трудно конкурировать с другими видами. В то же время в домашних условиях велика потребность в сварке небольших деталей. Такие задачи становятся легко разрешимыми, если сделать свой аппарат контактной сварки.

Основы контактной сварки

В общем случае контактная сварка представляет собой сварку при помощи электрического тока, когда он проходит через зону контакта свариваемых металлов под действием сжимающего давления. Принцип контактной сварки основан на том, что в момент подачи электрического тока в месте контакта двух металлов возникает дуга, которая расплавляет их. Длительность воздействия сварочного тока очень мала (0,01-0,1 с). Основными параметрами любой контактной сварки являются: сила сварочного тока, время приложения тока и величина сжатия металлов в зоне контакта. Различают следующие основные : точечная, рельефная, шовная и стыковая сварка.

Основы конструирования аппаратов

Для проведения контактной сварки необходимо собрать аппарат контактной сварки. При изготовлении аппарата и приспособлений необходимо учитывать несколько основных правил. Обычно для бытовых целей используются аппараты точечной или стыковой сварки. Затем следует подумать, какой будет аппарат – стационарный или переносной, что определяет его массу и габариты. Необходимо определиться с основными параметрами аппарата:

1. Вид сварочного тока (переменный, постоянный) и его сила.
2. Напряжение в зоне сварки.
3. Длительность сварочного импульса.
4. Количество и вид электродов.
5. Простота аппарата.

Любой аппарат контактной сварки содержит электрическую и механическую часть. Электрическая часть включает источник сварочного тока, систему регулирования основных параметров и контактный блок. Механическая часть должна обеспечить крепление свариваемых заготовок, а также приложение сжимающей нагрузки.

Источник сварочного тока

Главным элементом аппарата точечной контактной сварки является источник сварочного тока, т.е. короткого импульса тока. Наиболее распространены источники тока, использующие накопление энергии и разряд конденсаторов. Одна из простых схем такого источника основана на подаче постоянного тока с вторичной обмотки трансформатора, на первичную обмотку которого разряжается конденсатор (на рис. 1 – схема источника питания).

Рисунок 1. Схема источника питания.

Первичная обмотка выходного трансформатора Т2 связана с входной электрической сетью так, что одна ветвь схемы проходит через диагональ выпрямительного моста (диоды V5-V8). При этом управление осуществляется через тиристор V9, соединенный с пусковой кнопкой «Импульс», за счет его присоединения во вторую диагональ моста. Накопление энергии осуществляется в конденсаторе С1, расположенном в цепи тиристора V9 и подсоединенном к диагонали моста. Разряд конденсатора через эту цепь поступает на первичную обмотку выходного трансформатора Т2. Зарядка конденсатора С1 осуществляется от вспомогательной цепи, подключение которой происходит при выключении основной цепи.

Такой источник сварочного импульса работает следующим образом. Зарядка конденсатора С1 идет в то время, когда отключен выходной трансформатор Т2. При нажатии пусковой кнопки «Импульс» зарядка конденсатора прекращается и происходит его разряд на регулируемый резистор R1, соединенный с первичной обмоткой трансформатора Т2. Управление параметрами разряда осуществляет тиристор V9. Длительность сварочного импульса регулируется с помощью переменного резистора R1, на который и происходит разряд. При выключении кнопки процесс зарядки конденсатора возобновляется.

Рекомендуемые детали для схемы: конденсатор C1 емкостью 1000 мкФ на рабочее напряжение до 25 В; тиристор ПТЛ-50 или КУ202, входной трансформатор T1 мощностью 10 Вт на напряжение в обмотках 220/15 В. Выходной трансформатор T2 лучше изготовить своими руками: первичная обмотка – провод ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм, 300 витков; вторичная обмотка – медная шина 20-25 мм², 10 витков. Выходные параметры аппарата: сила тока до 500 А, длительность импульса до 0,1 с.

Увеличение мощности источника тока

Рисунок 2. Схема источника повышенной мощности: 1. принципиальная схема; 2. обмотка трансформатора Т2; 3. схема подключения пускателя.

Для увеличения мощности сварочного импульса можно внести некоторые изменения в устройство. Подача тока производится через бесконтактный магнитный пускатель типа МТТ4К (рабочий ток до 80 А). В цепь управления вводятся по 2 тиристора (рис. 2), 2 диода КЦ402 и резистора R1-R2. Время срабатывания контролируется реле времени РЭС. В качестве накопителей энергии рекомендуется батарея конденсаторов С1-С6 из 6 штук (на рис. 2 – схема источника повышенной мощности: 1) принципиальная схема; 2) обмотка трансформатора Т2; 3) схема подключения пускателя).

Рекомендуется устанавливать следующие детали: конденсаторы С1-С6 электролитические емкостью 47 мкФ, 100 мкФ и 470 мкФ (по два каждого типа) на рабочее напряжение 50 В; реле времени РЭС42 или РЭС43 на напряжение 20 В. Трансформатор Т2 имеет первичную обмотку из провода диаметром 1,5 мм, вторичную обмотку – из медной шины сечением 60 мм² (количество витков – 4-7). Сварочный ток такого аппарата до 1500 А.

Изготовление выходного трансформатора

Одним из важнейших элементов оборудования является выходной сварочный трансформатор. Его изготовление следует начинать с подбора наборного сердечника. Следует использовать стандартный сердечник общим сечением не менее 60 см². Стяжка наборных элементов производится при помощи уголка или полосы и закрепляется болтами диаметром 8 мм. Первичная обмотка наматывается проводом ПЭТ или ПЭТВ вручную на одну из сторон сердечника. Витки располагаются равномерно по длине сердечника. Концы обмотки выводятся на панель и закрепляются в соединительной колодке. Вторичная обмотка изготавливается на второй стороне сердечника из медной шины. Предварительно медная шина изолируется фторопластовой лентой или тканевой изолентой. На концах шины, выведенных наружу, сверлятся отверстия для болтового присоединения кабеля. Поверх обеих обмоток накладывается изоляционный слой.

Конструкция контактного блока

Самое простое устройство контактного блока подразумевает подачу тока непосредственно на свариваемые детали. Такой способ используется в стыковой сварке. Для обеспечения контакта используются зажимы типа крокодил.

Более сложная система подразумевает непосредственное подключение тока только на наиболее массивную деталь. Второй контакт обеспечивается подвижным верхним электродом, который подается в зону сварки вручную. В качестве такого контакта можно рекомендовать сварочный пистолет. Он изготавливается из двух одинаковых текстолитовых пластин, вырезанных в форме пистолета. В передней части устанавливаются гайки для завинчивания в них медного электрода, в центральной части размещается пусковая кнопка. Сверху в устройство заводятся кабель, который подключается к электроду, и провод из цепи первичной обмотки трансформатора, который соединяется с пусковой кнопкой.

Пластины скрепляются между собой так, чтобы надежно зафиксировать крепление электрода.

Сборка аппарата

Рисунок 3. При сборке сварочного аппарата к контактной колодке, которая размещена на электрическом плато, крепится входной кабель от электросети.

Источник сварочного тока помещается в металлический корпус. Электрическое плато собирается на текстолите и закрепляется внутри корпуса источника, обычно вертикально. Выходной трансформатор крепится на основании корпуса. Сверху к шине вторичной обмотки трансформатора болтами присоединяется сварочный кабель, второй конец которого соединен с электродом в контактном пистолете. К контактной колодке, размещенной на электрическом плато, крепится входной кабель от электросети (рис. 3).

Инструменты и вспомогательные средства, которые необходимы при изготовлении аппарата контактной сварки своими руками:

• болгарка;
• электродрель;
• ножовка по металлу;
• напильник;
• зубило;
• молоток;
• плоскогубцы;
• отвертка;
• тиски;
• штангенциркуль;
• ножницы;
• метчик;
• плашка.

Изготовить аппарат контактной сварки не составит труда. Можно выбрать очень простую конструкцию, а можно сделать универсальное оборудование.

Контактная сварка своими руками — это процесс выполнения неразъемного сварочного соединения методом нагрева металла проходящим сквозь него током и пластической деформации области соединения под воздействием сжимающего усилия.

Контактная сварка производиться с помощью нагрева металла током.

В зависимости от материала и размеров элементов, а также мощности применяемого для сварки инструмента контактная сварка будет выполняться при следующих параметрах:

• малое напряжение в силовой сварочной цепи — от 1 до 10В;
• за небольшой промежуток времени — от 0,01 с;
• высокий ток сварочного импульса — зачастую от 1000 А и более;
• небольшая зона расплавления;
• сжимающая сила, которая прилагается к участку сварки, должна быть достаточно большой — от десятков до сотен кг.

Если соблюдать данные характеристики, то качество соединения будет хорошим.

Своими руками можно сделать только аппараты для точечной сварки. Легче выполнить сборку агрегата переменного сварочного тока, у которого нерегулируемая мощность. Управление соединением элементов выполняется благодаря изменению продолжительности подаваемого электроимпульса. В этих целях применяется реле времени, или при помощи выключателя выполняется работа «на глаз». Точечная сварка проста в изготовлении. В роли сварочного трансформатора можно использовать трансформатор от ненужной микроволновки, телевизора и т.д. Обмотки трансформатора перематываются в соответствии с требуемым напряжением и током на выходе.

Схема управления выбирается уже в готовом виде либо делается самостоятельно, а элементы выбирают, опираясь на мощность и характеристики трансформатора сварки.

Виды контактных сварок

Существуют следующие виды:

• сопротивлением;
• прерывистым плавлением;
• непрерывным плавлением.

Выполнение процесса сопротивлением. При данном виде сварки элементы соединяются один с другим, хорошо сдавливаются, после включается ток. Когда поверхности элементов нагреются до расплавленного состояния и произойдет их осадка, ток нужно выключить.

Так выполняется сварка элементов из углеродистой стали, у которых площадь сечения до 100 кв. см. Так же выполняется сварка элементов, которые сделаны из легированной стали, площадью не больше 21 кв. мм.
Такой способ используют для сварки любых изделий из цветных и из различающихся металлов.

Этот процесс выполняется при управлении температурой разогрева, во время проведения работ должна быть обеспечена идеальная чистота плоскости для сварки. По этим причинам такая точечная сварка выполняется редко.

Выполнение сварки непрерывным плавлением. При данном способе элементы нужно закрепить в зажимах устройства для сварки. Потом необходимо включить аппарат. Элементы при этом медленно передвигаются один к одному и ставятся вплотную. После запуска аппарата делается плавление торцов двух деталей. Затем делается осадка на требуемую величину, устройство выключается.

Непрерывное плавление применяется для сварки листов из металла, небольших труб, рельсов, элементов из разных металлов. Преимущество данного способа — высокая производительность. К недостаткам относят то, что во время разбрызгивания металла получаются его потери, а еще возможен угар во время осуществления работ.

Сварка прерывистым плавлением. Данный метод осуществляется переменой плотного и неплотного соединения изделий при включенном устройстве для сварки. Зажим выполняет последовательные движения, время от времени замыкающие электрическую цепь на участке сварки деталей. Нагрев выполняется, пока торцы элементов не прогреются до 900° С.

Данный способ подразумевает дополнительный расход материала, после чего соединяются заготовки, и осуществляется их плавление и осадка.

Выполнение контактной сварки своими силами

Для выполнения такой работы потребуется повышающий трансформатор от ненужной микроволновки. Не страшно, если трансформатор будет в сгоревшем состоянии. Сгореть там может только вторичная обмотка, а для выполнения контактной сварки она не нужна.

Во время удаления вторичной обмотки нужно быть очень аккуратным, чтобы не испортить первичную обмотку.

Также нужно будет убрать пластины, монтированные между двумя обмотками. Должен получиться трансформатор с размерами окошка 14,5*28,5 мм. В получившемся окошке нужно будет выполнить 3 или 4 витка толстым проводом. Для этих целей подойдет кабель от сварочного агрегата 1,5 м (в резиновой оболочке) с диаметром 13 мм. Резиновая оболочка срезается, и провод изолируется лавсановой изоляцией. Напряжение при 3 витках равно 2,8 В. Если при таком напряжении положить болт М6 на оголенные края вторичной обмотки, то он перегорит за 10 с.

Чтобы контакт был надежным, нужно пропаять клеммы. В роли паяльника можно использовать газовую конфорку. Силовая область агрегата типа споттер готова. Далее делается механическая часть. Чтобы сделать клещи, пригодится шестигранник из латуни. В роли платформы применяется стеклотекстолит 5 мм. Электродами выступает медное жало от паяльника, диаметр которого 6 мм. При высоком токе все соединения необходимо очистить от окислов и прочно соединить, в ином случае в данных участках будут происходить большие потери мощности. Аппарат контактной сварки готов!

Самодельная контактная сварка выполнена. Теперь с этим аппаратом можно будет выполнять необходимые работы. Придерживайтесь инструкции, и все получится.

Когда то я озадачился созданием точечной сварки своими руками для соединения аккумуляторов 18650. Сначала был собран таймер на 555, потом на микроконтроллере pic16f628a. Для него была написана самодельная прошивка, управление энкодером с нажатием, от 0.01 сек до 10 сек и до 10 импульсов. Но этот аппарат точечной сварки давно продан и мне нужно было чем то сваривать аккумуляторы 18650. Для этого на aliexpress был заказан этот таймер за 11.14$ или около 700 российских руб.
Приехало чуть быстрее чем за месяц.
Посмотрим что он из себя представляет.

Что такое контактная сварка?
Берем большой транс, чтоб пробки в квартире не выбивало (от микроволновки например). Срезаем вторичку, первичка на 220 остаётся. Выбираем шунт. Вместо тысяч витков старой вторички запихиваем 2-5 витков толстого провода. Для сварки аккумов можно 3-5 витков сечением 35мм. Для более толстых пластин и проволоки 2 витка сечением 70-120мм. Оконцовываем толстые проводки. Крепим к концам провода электроды в зависимости от задачи. И если подать на первичку транса 220 вольт, то во вторичке пойдет ток в районе 1000А, который разогревает место контакта электродов с металлом. Если это толстое железо или проволока то выдержка обычно большая, несколько секунд и можно просто подавать 220 вольт на транс через автомат или любым другим ручным методом. Если же варить круглые литиевые аккумы, то там тонкие пластины 0.1-0.3мм и нужны очень короткие выдержки, при этом они должны быть одинаковыми для повторяемости результатов. Прожиг аккумуляторов недопустим, разгерметизация банки - банка на выброс. Вот для замены автомата или кнопки, для того чтоб точно выставить короткую выдержку и применяется этот таймер.
Для тех, кто мало представляет что это такое и с чем его едят, можно почитать:

Упаковано хорошо, картонная коробочка и внутри плата под несколькими слоями вспененного полиэтилена. Если играть коробкой в футбол то ничего не повредится.
Внутри плата с хорошего качества.

Микросехема контроллера от STMicroelectronics STM8S003F3, триггер Шмитта 74hc14d, оптрон moc3021 и pc817, симистор BTA41600B, стабилизатор lm317k диоды и прочая обвязка.








Силовой симистор желательно прикрутить на радиатор через термопасту. Можно прикрутить его прямо на корпус контактной сварки, но тогда это нужно делать через изолятор. Слюдяная прокладка и изолятор на винт крепления. Плата разделена на две части белой полосой - та часть, которая ближе к симистору, находится под опасным напряжением 220 вольт. Китайские иероглифы возле этой полосы как раз об этом говорят. Большая часть платы контактной сварки находится под низким напряжением и безопасна.

Расшифровка надписей возле светодиодов по порядку от ручек регуляторов:
- Состояние. Светит когда есть питание.
- Статус. Мигает в норме и горит когда подключено постоянное напряжение. При питании постоянным напряжением плата работать не будет.
- Педаль. Тухнет когда нажата педаль.
- Триггер. Светит пока открыт симистор и идет сварка.

Выносной дисплей таймера для точечной сварки содержит несколько светодиодных семисегментных индикаторов, драйвер LED семисегментного индикатора TM1650, и обвязку к нему.

Для работы контактной сварки кроме этой платы таймера нужны:

- Питающий трансформатор на переменное напряжение 9-12в. От постоянки плата не работает. Не видит импульсы сети. Должен мигать второй слева светодиод, от постоянки он не мигает. Большая мощность трансформатора не нужна, от него питается только логика. Зарядка от сотового не подойдет. Готовый подходящий транс есть у этого же продавца. Нужно выбрать версию 220в, стоит меньше 6$ или 370 руб.
- Педаль или кнопка. Что то, что будет замыкать контакты на плате. Нормально разомкнутая.
Готовая педаль от продавца стоит примерно столько же.
- Трансформатор контактной сварки. Силовая часть то есть. Ну если вы интересуетесь такой платой то наверное знаете что это такое. Это трансформатор с первичной обмоткой на 220В и вторичной на низкое напряжение (1-6В) и большой ток (100-1000А). Этот ток и варит.
Этот таймер коммутирует первичку, то есть дает напряжение на первичную обмотку силового трансформатора сварки. Аналогично вместо этого таймера можно поставить просто выключатель - при включении выключателя сварка будет варить, пока включен включатель. Но для сварки аккумуляторов 18650 нужен очень короткий импульс (0.01-0.1 сек), иначе прожигается металл аккумулятора. Так же нужно постоянство результатов, то есть все выдержки точечной сварки должны быть строго одинаковы. Такие условия - выдержки в доли секунды и повторяемость выдержек - невозможно реализовать вручную, по этому я купил этот таймер точечной сварки.
Педаль и транс есть у этого же продавца, силовой трансформатор для точечной сварки можно взять от микроволновки или больший по размеру. Трансформатор тяжелый, с китая заказывать дорого. Можно поискать нерабочую микроволновку или старую на барахолке за малые деньги. Или спрашивать в мастерских по ремонту бытовой техники.

Работа таймера:

При нажатии педали микроконтроллер отслеживает напряжение в сети 220 вольт, при пике или нижней части синусоиды дает сигнал на симистор. Пока открыт тиристор, идет ток через первичку сварочного трансформатора и идет сварка. Плата срабатывает как электронный выключатель, ключ.
При значении времени 1 на дисплее и значении тока 99 таймер включает симистор на 20 мс, на один период сети. Если нужно меньше, то можно уменьшить ток правым регулятором и контроллер откроет симистор не на полную синусоиду, а только на ее часть.


Я снял осциллограммы с вторичной обмотки сварочного трансформатора на разных значениях тока и выдержках, их можно увидеть на фото ниже:






мой осциллограф не супер качества, любительский, по этому привожу фото с отзывов али - как это должно выглядеть на экране осциллографа:

Смысл регулировки тока в том, что если трансформатор слишком мощный для сварки аккумуляторов 18650 и прочих похожих, а выдержка времени в 0.02 сек слишком большая и прожигает пластину или аккумы, то можно еще понизить ток - импульс станет слабее и аккумуляторы не будет прожигать.
Я попробовал варить пластину никеля на выдержке 1 и токах от 30 (самые правые) до 99 (левее) результат явно виден. Это можно увидеть на фото ниже.
Пластина шириной 8 мм, толщина 0.15 мм.

Последние две пробы сварки я пробовал сделать на большой выдержке и малом токе. При выдержке 10 и 30 и токе 30 - пластина греется, даже меняет цвет но не приваривается. Для сварки тонких никелевых пластин лучше короткий импульс большим током чем длинный импульс но с слабым током.

Последние точки слева, одна из них сквозная, сделаны как раз на выдержках 10 и 30 и малом значении тока сварки 30.
Все это можно наглядно увидеть в видеоверсии обзора ниже: