Как своими руками собрать самодельную точечную сварку — инструкция

Технологический процесс

Точечная сварка применяется не только на производстве, но и в домашних условиях.

В промышленном масштабе выбор падает на такой вид сварки, когда нужно соединить сплавы цветных металлов, стали различных марок, когда листы имеют разную толщину, при создании профильных заготовок, например, уголков и др.

Чтобы сократить расходы на замену аккумуляторов системы, с помощью данного аппарата можно производить сварку аккумуляторов ноутбуков, шуруповертов и прочих мобильных устройств.

Сварка аккумуляторов происходит по обычной технологии.

Видео:

https://youtube.com/watch?v=tf5-uJ_pn-o

Сам процесс сваривания заключается в нагревании металлического предмета до состояния пластичности, после чего он деформируется, то есть соединяется.

Для создания более качественного шва необходимо обеспечить постоянство процесса, то есть постоянно поддерживать одну скорость обработки предмета, следить за давлением.

Эти требования больше относятся к ручной сварке, поскольку на предприятиях данный процесс выполняется автоматически.

В том месте, в котором произошел контакт электрода с поверхностью, начинает появляться жидкое ядро, образованное от плавления двух деталей.

Когда ток перестает поступать (0,01-0,1 сек), тогда ядро начинает застывать, позволяя, тем самым, удерживать обе части деталей.

Для осуществления сжатия металлического листа используются клещи, которые подразделяются на ручные и подвесные.

Ручные клещи способствуют выработке тока, который в дальнейшем подается на электроды, зажимающие заготовку. Подвесные клещи используются в промышленности, отличаются высокой производительностью.

Контактная точечная сварка имеет ряд преимуществ:

• Скорость выполнения работы;
• Безопасность работ достигается за счет низкого напряжения тока;
• Обеспечивается прочность соединения, но, к сожалению, не герметичность;
• Сделать аппарат для сварки можно самостоятельно в домашних условиях.

Общая информация

Споттер — это сварочный аппарат, применяемый при кузовном ремонте. По своей сути споттер очень схож с точечной сваркой, однако внешне это два совершенно разных аппарата. У точечной сварки есть два металлических электрода, между которыми помещается листовой металл. В случае со споттером технология другая. Давайте рассмотрим ее подробнее.

У споттера есть два вывода: масса и провод с рабочим «пистолетом». Массу нужно присоединить к кузову авто (не забудьте заранее достать из машины аккумулятор). На конце «пистолета» есть специальный фиксатор, куда можно установить специальную насадку. При нажатии кнопки на рабочем «пистолете» начинается подача сварочного тока. В процессе место сварки начинает постепенно нагреваться. Сопротивление возрастает, и металл начинает плавиться в определенной зоне. При этом весь остальной кузов не перегревается. Происходит прихват металла, который затем можно вытянуть.

Объясним проще. Споттер нагревает не всю деталь, а только определенную точку (как в случае с точечной сваркой). Нагрев небольшой, чуть меньше температуры плавления металла. Крепежная насадка прижимается к поверхности металла и в момент сопротивления она надежно присоединяется, благодаря чему затем можно вытянуть ту же вмятину в обратную сторону. Позже насадку можно легко отсоединить от металла.

От точечной сварки здесь и нагрев, и усилие. Нагрев осуществляется аппаратом, а усилие — мастером, который прижимает насадку к металлу. Поэтому такой вид сварки называются не точечной, а сваркой сопротивлением.

Есть две разновидности споттеров: инверторные и трансфораторные. Трансформаторный споттер можно сделать в домашних условиях из трансфоратора. А вот инверторный споттер можно собрать только в заводских условиях. Поскольку при его конструировании используются сложные дорогостоящие компоненты.

Аккумуляторы 18650 и их сварка

Аккумулятор типа 18650 можно справедливо назвать универсальным, применяемым в большинстве бытовых приборов. Он принадлежит к литий-ионному виду. В связи с их популярностью большое значение имеет такой вид работ, как точечная сварка для аккумуляторов 18650 своими руками. Технические параметры заложены в самом названии такого вида аккумуляторов: первые две цифры «18» означают диаметр батарейки, а следующие «65» — ее длину. Габариты указаны в миллиметрах. Последняя цифра свидетельствует о цилиндрической форме аккумулятора.

В зависимости от химических показателей различается несколько видов аккумуляторов 186560, но их всех можно отнести к литий-ионным. Наибольшую емкость имеют литий-кобальтовые аккумуляторы. Литий-кобальтовые аккумуляторы нельзя применять в тех приборах, которые во время эксплуатации начнут оказывать на них сильную нагрузку. Иначе они за короткое время выйдут из строя, и для ремонта понадобится точечная сварка для аккумуляторов 18650.

Лучшими аккумуляторами такого типа считаются литий-марганцевые. Они отличаются стабильностью при эксплуатации и долгим сроком службы, поэтому весьма востребованы среди пользователей. К наиболее безопасным видам относятся литий-железо-фосфатные.

Их относительная безопасность объясняется тем, что входящий в состав железо-фосфатный катод нетоксичен и устойчив к воздействию высоких температур. Однако, при сильных повреждениях корпуса они могут взорваться или воспламениться и тогда понадобится сварка аккумуляторов 18650, которая исправит эту ситуацию.

Аппарат для сварки аккумуляторов 18650 не является слишком сложным и вполне может быть изготовлен самостоятельно в домашних условиях. Для того, чтобы аккумуляторы реже выходили из строя, необходима их правильная зарядка, которую надо осуществлять согласно имеющейся технологии. Для этого следует воспользоваться специальным зарядным устройством. Оно может быть независимым или работать только при подключении в электросеть.

Для зарядки аккумулятора понадобится порядка трех часов. На скорость зарядки влияет сила тока. Ее оптимальное значение 0,5-1 Ампер. После окончания зарядки произойдет самостоятельное отключение батарейки от зарядного устройства, что гарантирует отсутствие перегрева аккумулятора и его порчи.

Сварка аккумуляторов 18650 своими руками предполагает прохождение таких этапов:

1. Батарею установить на ровную поверхность.
2. На поверхности аккумуляторов положить небольшую пластинку, предназначенную для того, чтобы соединить несколько емкостей в одно целое.
3. После подачи тока на электроды пластина будет приварена к батарее.

Точечная сварка своими руками 18650 должна осуществляться медными электродами, соединенными параллельно. Такая самодельная точечная сварка для аккумуляторов 18650 является отличной заменой обычной пайке, при которой происходит перегревание элементов. Мгновенный импульсный разряд соединит детали крепко, но без их перегрева. Указанным способом представляется возможным наладить работу, как строительных инструментов типа шуруповерта, так и компьютерной техники.

Схема точечной сварки для аккумуляторов:

Аппарат для сварки аккумуляторов 18650 несложно собрать самостоятельно. После его сборки перед тем, как начать работать, следует провести испытание на работоспособность. Делается это в следующей последовательности:

1. На горизонтальной поверхности установить несколько штук отработанных аккумуляторов. В дальнейшем потребуется соединить их в один блок. Для фиксации можно обмотать их скотчем.
2. Поместить соединительную пластину на верхние поверхности аккумуляторов. Пластина должна располагаться равномерно и симметрично.
3. Прижать к сооружению электроды.
4. Включить ток и убедиться в том, сварка происходит должным образом.
5. Сделать несколько соединительных точек.
6. Отключить ток.
7. Убедиться в надежности полученного соединения, попробовав разорвать его.

Если проверка прошла успешно, то можно приступать к работе.

Схема и конструкция устройства

Самодельному сварочному аппарату присуще простое строение. Для сборки применяют схемы, включающие:

1. Трансформатор понижающего типа. Компонент уменьшает напряжение поступающего от сети электричества до 50-70 В, повышая силу тока до нужных величин. Это помогает снизить потребление энергии до минимальных значений.
2. Сварочные кабели. Используются для подачи вырабатываемого трансформатором тока к электродам. Провод должен иметь увеличенную толщину и прочную изоляцию.
3. Держатель с электродами. Стержни, обработанные специальным составом, способствуют быстрому розжигу и уверенному горению дуги. Последняя становится источником тепла, необходимого для расплавления металлов.

Как работает контактная сварка

Это термомеханический тип сварки. Перед началом работы, сварные детали устраивают в нужное положение. Далее каждая их часть фиксируется между аппаратными электродами, под их действием детали сжимаются.

Ток, проходящий по электродам, раскаляет детали, и в этом месте образуется сплав. Он и есть соединяющий элемент двух деталей. Аппараты подобного типа на производстве имеют высокую производительность. Они за минуту способны сделать 600 сварных точек.

Но, чтобы поверхности раскалились, и начали плавиться, на них подают электрический ток огромной силы. Такой импульс приводит к практически мгновенному плавлению металлов. Его продолжительность зависит от вида сплавляемых металлов. Обычно временной диапазон составляет 0,01-0,1 секунды.

При этом расплавленные поверхности металлов образуют между собой сварочную каплю, которая должна застыть. Для этого сварные детали держаться сдавленными некоторое время. Расплавленная капля в этот момент образует своеобразную кристаллическую решетку.

Поэтому перед работой предполагаемое место сварного шва обрабатывается специальным раствором. Так снимается элементы коррозии, и других оксидных пленок. В итоге получается шов высокого качества.

5 Как сделать клещи?

Контактная сварка может быть оснащена клещами, которые монтируют непосредственно в сам корпус устройства, как на видео, либо выносными в виде ножниц. Первые, с точки зрения выполнения качественной, надежной изоляции между их узлами и обеспечения хорошего контакта в цепи от трансформатора до электродов, изготовить и подсоединить гораздо проще, чем выносные.

Однако прижимное усилие, развиваемое такой конструкцией, если не нарастить длину подвижного рычага клещей после электрода, будет равно усилию, создаваемому непосредственно сварщиком. Выносными клещами удобнее пользоваться – можно работать на некотором удалении от аппарата. А усилие, развиваемое ими, будет зависеть от длины ручек. Однако надо будет в месте их подвижного болтового соединения сделать достаточно хорошую изоляцию из текстолитовых втулок и шайб.

Изготавливая клещи, нужно заранее предусмотреть необходимый вылет их электродов – расстояние от корпуса аппарата или места подвижного соединения ручек до электродов. От этого параметра будет зависеть максимально возможное расстояние от кромки листовой детали до места, где выполняется сварка.

Электроды клещей делают из прутков меди либо бериллиевой бронзы. Можно использовать жала мощных паяльников. В любом случае диаметр электродов должен быть не меньше, чем у подводящих к ним ток проводов. Чтобы получать сварочные ядра нужного качества, у контактных площадок (кончиков электродов) размер должен быть как можно меньше.

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.

Самоделка или заводской аппарат

Станок для точечной сварки, сделанный своими руками, позволяет сэкономить на кузовном ремонте и спаивании металлических конструкций. Профессиональное оборудование достаточно дорогое. Оно окупается только при выполнении больших объемов работ, т.е. на производстве.

Но для сооружения аппарата своими руками нужно знать его конструкцию, последовательность сборки. Для этого предварительно придется изучать техническую документацию, схемы и инструкции по сборке.

Самодельный агрегат для сварки стальных деталей — это незаменимый инструмент в гараже. С его помощью при необходимости можно подварить собственный автомобиль, собирать металлические конструкции (например, стеллажи), ремонтировать радиотехническое оборудование и т.д.

Для частых работ рекомендуется приобретать заводские аппараты с регулировкой тока для соединения деталей разной толщины, из разных металлических сплавов.

Монтаж системы управления

При монтаже схемы управления рекомендуется использовать уже готовые элементы. Они уже есть в заводском инверторе. Это сильно упростит процесс сборки и сделает аппарат удобным в эксплуатации. А вот ёмкости его штатных конденсаторов может оказаться недостаточно. В этом случае их придётся заменить на детали, подходящие по параметрам. Регулировка параметров тока в аппарате контактной сварки производится ступенчато. Её точность будет зависеть от количества выводов вторичной обмотки и их шага. Это необходимо, если требуется оборудование, способное обеспечивать работу в разных режимах.

Суть процесса

Точечная сварка относится к популярному виду соединения металлических изделий контактным способом. Металлические изделия сваривают друг с другом не по сплошной линии, а в нескольких точках. Такой метод отличается относительной простотой исполнения и высокой производительностью, чем объясняется широкая сфера его применения. В частности этот метод используется, когда предстоит сварка аккумуляторов своими руками.

Суть работы точечной сваркой отличается крайней простотой. Она состоит в том, что свариваемые детали плотно прижимаются друг к другу, а затем на них подается электрический импульс большой мощности. После того, как разогрев деталей достигнет требуемой температуры, в точке соприкосновения произойдет образование ядра, состоящего из расплавленного металла.

Усиленное сжатие деталей приводит к началу взаимного проникновения молекул прижатых друг к другу металлов. После отключения тока в месте сварки начинает происходить медленное снижение температуры, а металл будет кристаллизоваться. Место сваривания получается настолько прочным, что при попытке разъединить полученное соединение треснет только металл, находящийся вблизи точечного места сварки.

Несложный принцип такого вида сварки включает в себя плотный прижим соединяемых деталей и происходящее вслед за этим генерирование импульса достаточной силы.

К преимуществам точечной сварки относится:

1. Прочность соединения.
2. Экологичность процесса.
3. Технологичность.
4. Быстрота.
5. Невысокие значения тока и напряжения.
6. Незначительность деформации.
7. Простота выполнения.
8. Удобство работы с аппаратом.
9. Экономичность.

Осуществление этого процесса не потребует приобретения таких видов расходняков, как электроды, баллоны с газом, проволока и флюс.

Схема точечной сварки для аккумуляторов своими руками:

Осуществление соединения таким методом включает в себя три простых этапа выполнения:

1. Сжатие деталей, вызывающее небольшую деформацию деталей в этой области.
2. Подача тока в зону, где расположен контакт, вызывающую расплавление металла и образование ядра.
3. Выключение тока. Остывание металла и его кристаллизация.

Во время воздействия тока ядро расширяется до достижения максимальных размеров. Вокруг жидкого ядра образуется пояс, имеющий плотную структуру. После выключения тока необходимо на некоторое время оставлять прижим деталей до снятия напряжения в месте сварки. Благодаря произошедшей ранее деформации металлов отсутствует разбрызгивание, точечный шов получается аккуратным и не требует последующей зачистки.

Точечная сварка аккумуляторов своими руками приводит к весьма существенному сокращению суммы денег, необходимой для приобретения дорогого оборудования. К одним из основных требований относится предварительная подготовка. В нее входит очищение поверхности от имеющихся загрязнений. Иначе при сварке снизится мощность, что приведет к износу применяемого аппарата.

Если после окончания сварки все же появятся наплывы вследствие выплесков металла, то их необходимо аккуратно зачистить. Выплески снижают надежность соединения. Также возможно появление такого дефекта, как прожог. Это может произойти при чересчур большой силе тока, большого времени действия импульса или чрезмерной силе сжатия деталей. В этом случае необходимо снижение силы тока и величины прижима.

Когда импульс будет слабым, то это может привести к непровару. Этот дефект также может возникнуть, если сила сжатия будет недостаточно сильной, или произойдет ослабление сжатия клещей уже во время процесса. Непровар может появиться при слишком близком расположении сварных точек.

Каким образом работает сварочный аппарат

Характер функционирования агрегата основывается на законе Ома. При постоянной мощности сила тока определяется напряжением. Для расплавления металла нужно 60-150 А. Если устройство питается от сети 220 В, оно будет потреблять 20-30 кВт. Для этого придется прокладывать отдельную электрическую линию, т. к. бытовая электропроводка выдерживает не более 10 кВт. Варить нужно с соблюдением особых требований техники безопасности. В нормальных условиях обеспечить это невозможно.

С учетом таких нюансов, сварочный агрегат должен повышать силу тока, понижая напряжение. Оптимальным считается значение в 60 В. Для его получения используют трансформаторы или инверторы.

Сборка аппарата из микроволновки

Изготавливаемый таким способом аппарат позволяет вести сварку переменным током с нерегулируемой силой.

Перечень необходимых инструментов

Для создания самодельного аппарата из микроволновой печи потребуются следующие приспособления:

• набор отверток;
• наждачная бумага;
• медные прутки;
• молоток;
• зубило;
• нож.

Переделка деталей от СВЧ

После извлечения трансформатора из печи выполняют следующие действия:

1. Удаляют вторичную обмотку, используя ножовку или стамеску. Демонтаж выполняют аккуратно, стараясь не повредить подлежащий слой. Пространство между обмотками желательно заполнить гофрокартоном.
2. Снимают металлические шунты, ограничивающие силу тока.
3. Формируют вторичную обмотку. На этом этапе потребуется провод КГ 1х35. Он выдерживает длительное воздействие высокого напряжения и силы тока до 1200 А. Внешнюю резиновую изоляцию с кабеля снимают.
4. Сердечник оклеивают скотчем, облегчающим скольжение провода при намотке. Кабель укладывают 3 плотными витками. Для обмотки допускается применение многожильного мягкого провода. Общий диаметр жил должен составлять не менее 1 см.

Схема самодельного устройства

Создание электрической цепи сварочного аппарата не вызывает затруднений. Электрод мягким кабелем соединяют с вторичной обмоткой трансформатора. В схему включают тиристоры, выпрямительные мосты. Один конец прижимного пистолета соединяют с вторичной обмоткой, другой — надежно фиксируют на аппарате.

Принцип действия электрической цепи агрегата таков:

1. Однофазный или трехфазный ток подается на прижимной механизм.
2. При нажатии кнопки на рукоятке пистолета открывается тиристор.
3. Конденсатор заряжается от трансформатора. Тиристор закрывается, срабатывает прижимной механизм. Последний функционирует до разряда конденсатора. Повторное нажатие кнопки способствует подачи нового импульса. Время сохранения заряда конденсатора задается переменным резистором.

Сборка аппарата

Для создания рабочей части аппарата выполняют следующие действия:

1. Собирают основу из нижней части корпуса микроволновой печи. На ней закрепляют один конец металлического профиля или деревянного бруса. Для этого используют саморезы, обеспечивающие прочную фиксацию. Ко второму краю профиля подсоединяют сварочный электрод с кабелем, подключенным к трансформатору. Провод наматывают на штангу, что предотвращает его повреждение.
2. Обустраивают подвижную часть аппарата, имеющую вид рычага. В качестве оси используют длинный гвоздь. Создаваемые из профилей или брусков боковые стойки крепятся саморезами. Между ними и основанием рычага не должно оставаться расстояние. В противном случае точность воздействия аппарата снижается.

Тест работоспособности

После всех монтажно-сборочных работ аппарат проверяют следующими способами:

1. Замеряют основные рабочие параметры агрегата. Для этого используют осциллограф. Сила импульса тока должна составлять около 800 А.
2. Применяют собранное устройство на практике. Для этого создают пробный шов. После завершения работы замеряют температуру трансформатора. Если она является слишком высокой, схема собрана неправильно. Когда показатель находится в пределах нормы, делают еще 2 пробных шва.

Как сделать машину для сварки своими руками?

Процесс контактной сварки можно осуществить при помощи специальных установок или при помощи самодельных, сделанных своими руками. Стандартная сварочная техника для электроконтактной сварки не подойдет.

Из трансформатора

Создать простой аппарат для сварки точечным методом в домашних условиях можно из обычного трансформатора. Для этого не нужны специальные схемы и оборудование. Разбирать сердечник нет необходимости, нужно просто спилить и высверлить вторичную обмотку – обычно она находится вверху

С помощью ножовки по металлу срезается вторичная обмотка, во время работы нужно соблюдать осторожность и аккуратность, чтобы не нарушить целостность первичной обмотки. А сверлом по металлу удаляются остатки

Теперь понадобится многожильный провод в изоляции, около 5 – 7 метров. Его наматывают на трансформатор: высота – 6 рядов; толщина – 3 слоя. Должно выйти 8 – 10 витков. Обмотка не должна быть слабой и болтаться. Направление вторичной намотки должно быть в ту же сторону, что и у первичной. Выводы первичной обмотки подсоединяются к шнуру питания, а вторичной – к сварочным кабелям. На кабель устанавливается электрододержатель и медный электрод, размер которого подбирается в зависимости от силы тока.

Из микроволновки

Для работы понадобятся две микроволновки, а точнее – два трансформатора, которые находятся внутри. Они характеризуются как повышающие – напряжение в 220 вольт преобразуют в 2.5 киловольт. Мощность достигает 1200 ватт. Для начала нужно разобрать технику и демонтировать трансформаторы. Весь процесс работы проходит так же, как и при создании сварочного аппарата из трансформатора, только в данном методе их используется два, соответственно, и провода понадобится больше – около 11 – 13 метров. Его наматывают на каждый трансформатор. Включаются они последовательно – можно сделать механизм одним проводом, а можно двумя, но потом соединить их.

Затем параллельно подключаются обмотки на 220 вольт, для этого можно взять автомобильные наконечники с термоусадочной трубкой. Для удобства оба трансформатора можно монтировать на деревянную доску. Так как в процессе сварки трансформаторы сильно нагреваются, нужно давать время им остыть. Для тонкого металла такой самодельный станок не подойдет, так из-за высоко напряжения его попросту разрежет.

Из сварочного аппарата

Изготовление споттера из инвертора (сварочного аппарата) – один из популярных способов создания контактной электросварки своими силами. Различные модификации споттера можно найти в сети интернет на различных чертежах и схемах, главное – разобраться в обозначениях. Для сборки конструкции понадобятся следующие материалы.

• Трансформатор.
• Тиристор.
• Реле.
• Контроллер.
• Диодный мост.
• Переключатель контактов.
• Сварочный инвертор.
• Кнопки, регулирующие работу.

До трансформатора должен быть подключен диодный мост. К нему подсоединяется тиристор. Трансформатор нужен для подачи питания в узел управления в цепи. Силовой кабель следует подбирать в зависимости от мощности сварочного станка – от 70 мм2. Длина провода на массу – 1.7 метров, для подсоединения молотка – 2.1 метров.

Внешняя обмотка трансформатора создается из медной проволоки размеров – 4, 5, 6. Если в оборудовании будет использоваться батарея, то медный провод можно заменить на алюминиевый. Главный механизм в устройстве споттера – это пистолет. Его можно заменить деталью от полуавтоматической сварки или приспособлением для строительного клея. Если «под рукой» не оказалось тиристора и диодного моста, в качестве замены можно взять симистры.

Работа самодельного споттера проходит в следующем порядке.

• Через кнопку питания подается сигнал на конденсатор, он включается, а вместе с ним тиристор и резистор.
• Через диоды подается электрический импульс на трансформатор.
• Затем электрод начинает «свариваться» с обрабатываемой поверхностью.
• После того как конденсатор разрядился, тиристор должен закрыться, а от трансформатора отходит электрический ток.
• На этом работа сварочной установки закончена, кроме конденсатора, который начинает заряжаться от трансформатора.