- 1 Принципи конструювання і складання контактного зварювання
- 2 Схема пристрою для зварювання металу товщиною до 1 мм
- 3 Ланцюг управління - з чого складається і як працює?
- 4 Силова частина - трансформатор
- 5 Як зробити кліщі?
Контактна зварювання, крім технологічних переваг застосування, володіє ще однією важливою перевагою - нескладне обладнання для неї можна виготовити самостійно, а його експлуатація не потребує специфічних навичок і початкового досвіду.
1 Принципи конструювання і складання контактного зварювання
Контактна зварювання, своїми руками зібрана, може бути використана для вирішення досить широкого спектра завдань несерійного і непромислового характеру по ремонту та виготовленню виробів, механізмів, устаткування з різних металів як в домашніх умовах, так і в невеликих майстерень.
Контактна зварювання забезпечує створення зварного з'єднання деталей за рахунок нагріву області їхнього зіткнення проходять через них електричним струмом при одночасному додатку стискає зусилля до зони з'єднання. Залежно від матеріалу (його теплопровідності) і геометричних розмірів деталей, а також потужності використовуваного для їх зварювання обладнання процес контактного зварювання повинен протікати при наступних параметрах:
- низька напруга в силовий зварювального кола - 1-10 В;
- за короткий час - від 0,01 секунди до декількох;
- великий струм зварювального імпульсу - найчастіше від 1000 А або вище;
- маленька зона розплавлення;
- стискуюче зусилля, що додається до місця зварювання, повинна бути значною - десятки-сотні кілограм.
пропонуємо Вам ознайомитися
Дотримання всіх цих характеристик безпосередньо впливає на якість одержуваного зварного з'єднання. Самостійно можна виготовити тільки пристрої для точкового зварювання , Як на відео. Найпростіше зібрати апарат змінного зварювального струму з нерегульованою силою. У ньому управління процесом з'єднання деталей здійснюється за рахунок зміни тривалості подається електричного імпульсу. Для цього використовують реле часу або справляються з цим завданням вручну "на око" за допомогою вимикача.
Саморобна точкова контактне зварювання не дуже складна у виготовленні, а для виконання її основного вузла - зварювального трансформатора - можна підібрати трансформатори від старих мікрохвильовок, телевізорів, Латров, інверторів і тому подібного. Обмотки відповідного трансформатора треба буде перемотати відповідно до необхідного напругою і зварювальним струмом на його виході.
Схему управління підбирають готову або розробляють, а всі інші комплектуючі та, зокрема, для контактно-зварювального механізму беруть, виходячи з потужності і параметрів зварювального трансформатора. Контактно-зварювальний механізм виготовляють відповідно до характеру майбутніх зварювальних робіт по будь-якої з відомих схем. Зазвичай роблять зварювальні кліщі.
Всі електричні з'єднання повинні бути виконані якісно і мати хороший контакт. А з'єднання з використанням проводів - з провідників з перетином, відповідним протікає по ним струму (як показано на відео). Особливо це стосується силової частини - між трансформатором і електродами кліщів. При поганих контактах ланцюга останніх в місцях з'єднань будуть великі втрати енергії, можливе виникнення іскріння, а зварювання може стати неможливим.
2 Схема пристрою для зварювання металу товщиною до 1 мм
Пристрій точкового зварювання для з'єднання деталей контактним способом можна зібрати по нижче наведеними схемами. Пропонований апарат розрахований на зварювання металів:
- листових, товщина яких до 1 мм;
- дроту і прутків, діаметр яких до 4 мм.
Основні технічні характеристики пристрою:
- напруга мережі живлення - змінна 50 Гц, 220 В;
- вихідна напруга (на електродах контактно-зварювального механізму - на кліщах) - змінне 4-7 В (холостого ходу);
- зварювальний струм (максимальний імпульсний) - до 1500 А.
На Рис.1 приведена принципова електрична схема всього пристрою. Пропонована контактне зварювання складається з силової частини, ланцюги управління і автоматичного вимикача АВ1, який служить для включення живлення пристрою і захисту в разі виникнення аварійних ситуацій. Перший вузол включає зварювальний трансформатор Т2 і безконтактний тиристорний однофазний пускач типу МТТ4К, який здійснює підключення первинної обмотки Т2 до мережі живлення.
На Рис.2 представлена схема обмоток зварювального трансформатора із зазначенням кількості витків. Первинна обмотка має 6 висновків, перемиканням яких можна здійснювати ступеневу грубу регулювання вихідної зварювального струму вторинної обмотки. При цьому постійно вставлена до розетки ланцюга залишається висновок №1, а решта 5 служать для регулювання, і для роботи підключають до харчування тільки один з них.
Схема пускача МТТ4К, що випускається серійно, на Рис.3. Цей модуль являє собою тиристорний ключ, який при замиканні його контактів 5 і 4 комутує навантаження через контакти 1 і 3, підключені в розрив ланцюга первинної обмотки ТР2. МТТ4К розрахований на навантаження з максимальними напругою до 800 В і струмом до 80 А. Проводять такі модулі в г. Запорожье на ТОВ "Елемент-Перетворювач".
Схема управління складається з:
- блоку живлення;
- безпосередньо ланцюга управління;
- реле K1.
У блоці живлення може бути використаний будь-який трансформатор потужністю не більше 20 Вт, призначений для роботи від мережі 220 В і видає на вторинній обмотці напруга 20-25 В. Як випрямляча пропонується встановити діодний міст типу КЦ402, але може бути застосований будь-який інший з аналогічними параметрами або зібраний з окремих діодів.
Реле K1 служить для замикання контактів 4 і 5 ключа МТТ4К. Це відбувається при подачі напруги від ланцюга управління на обмотку його котушки. Так як комутований струм, що протікає через замкнуті контакти 4 і 5 тиристорного ключа, не перевищує 100 мА, то в якості K1 підійде практично будь-який слабкострумове електромагнітне реле з напругою спрацьовування в межах 15-20 В, наприклад, РЕС55А, РЕС43, РЕС32 і подібні.
3 Ланцюг управління - з чого складається і як працює?
Ланцюг управління виконує функції реле часу. Включаючи K1 на заданий проміжок часу, вона задає тривалість впливу електричного імпульсу на деталі, що зварюються. Складається ланцюг управління з конденсаторів С1-С6, які повинні бути електролітичними з напругою зарядки 50 В або вище, перемикачів типу П2К, що мають незалежну фіксацію, кнопки КН1 і двох резисторів - R1 і R2.
Ємність конденсаторів може бути: 47 мкФ для C1 і C2, 100 мкФ - C3 і C4, 470 мкФ - C5 і C6. КН1 повинна бути з одним нормально-замкнутим, а іншим нормально-розімкненим контактами. При включенні АВ1 починають заряджатися конденсатори, підключені за допомогою П2К до ланцюга управління і блоку живлення (на Рис.1 - це тільки C1), R1 обмежує початковий зарядний струм, що дозволяє значно збільшити термін експлуатації посудин. Зарядка відбувається через скоммутірованную на той момент нормально-замкнуту контактну групу кнопки КН1.
При натисканні на КН1 нормально-замкнута контактна група розмикається, відключаючи ланцюг управління від блоку живлення, а нормально-разомкнутая - замикається, під'єднуючи заряджені ємності до реле K1. Конденсатори при цьому розряджаються, і струм розрядки призводить до спрацьовування K1.
Разомкнутая нормально-замкнута контактна група КН1 перешкоджає запітиванія реле безпосередньо від блоку живлення. Чим більше сумарна ємність разряжающихся конденсаторів, тим довше вони розряджаються, і, відповідно, K1 довше замикає контакти 4 і 5 ключа МТТ4К, і триваліше зварювальний імпульс. Коли конденсатори повністю розрядяться, K1 відключиться, і контактне зварювання припинить свою роботу. Щоб її підготувати до наступного імпульсу, КН1 треба відпустити. Розрядка конденсаторів відбувається через резистор R2, який повинен бути змінним і служить для більш точного регулювання тривалості зварювального імпульсу.
4 Силова частина - трансформатор
Пропонована контактне зварювання може бути зібрана, як показано по відео, на основі зварювального трансформатора, виготовленого з використанням муздрамтеатру від трансформатора на 2,5 А. Такі зустрічаються в ЛАТР, лабораторних приладах і ряді інших пристроїв. Стару обмотку необхідно видалити. На торцях муздрамтеатру треба встановити кільця, виготовлені з тонкого електрокартону.
Їх подгибают по внутрішньої і зовнішньої кромці. Потім муздрамтеатр треба обмотати поверх кілець 3-ма чи більшою кількістю шарів лакоткани. Для виконання обмоток використовують дроти:
- Для первинної 1,5 мм в діаметрі, краще в тканинної ізоляції - це буде сприяти гарному просочуванню обмотки лаком;
- Для вторинної діаметром 20 мм багатожильний в кремнийорганической ізоляції з площею розтину не менше 300 мм 2.
Кількість витків вказано на Рис.2. Від первинної обмотки робляться проміжні висновки. Після намотування її просочують лаком ЕП370, КС521 або подібним. Поверх первинної котушки намотують бавовняну стрічку (1 шар), яку теж просочують лаком. Потім укладають вторинну обмотку і знову роблять просочення лаком.
5 Як зробити кліщі?
Контактна зварювання може бути оснащена кліщами, які монтують безпосередньо в сам корпус пристрою, як на відео, або виносними у вигляді ножиць. Перші, з точки зору виконання якісної, надійної ізоляції між їх вузлами і забезпечення хорошого контакту в ланцюзі від трансформатора до електродів, виготовити і під'єднати набагато простіше, ніж виносні.
Однак притискне зусилля, що розвивається такою конструкцією, а то й наростити довжину рухомого важеля кліщів після електрода, дорівнюватиме зусиллю, створюваному безпосередньо зварником. Виносними кліщами зручніше користуватися - можна працювати на деякому віддаленні від апарату. А зусилля, що розвивається ними, буде залежати від довжини ручок. Однак треба буде в місці їх рухомого болтового з'єднання зробити досить хорошу ізоляцію з текстолітових втулок і шайб.
Виготовляючи кліщі, потрібно заздалегідь передбачити необхідний виліт їх електродів - відстань від корпусу апарата або місця рухомого з'єднання ручок до електродів. Від цього параметра буде залежати максимально можливу відстань від кромки листової деталі до місця, де виконується зварювання.
Електроди кліщів роблять з прутків міді або берилієвої бронзи. Можна використовувати жала потужних паяльників. У будь-якому випадку діаметр електродів повинен бути не менше, ніж у підвідних до них струм проводів. Щоб отримувати зварювальні ядра потрібної якості, у контактних майданчиків (кінчиків електродів) розмір повинен бути якомога менше.
Ланцюг управління - з чого складається і як працює?Як зробити кліщі?
