Изготовление и использование конденсаторной сварки

Нередко при проведении строительных работ используется точечная, или конденсаторная, сварка. Она необходима, когда требуется приварить одну небольшую деталь. Такой метод сварки заготовок, особенно из цветных металлов, сейчас очень востребован, поэтому многие хотели бы проводить ее в быту. Процесс не представляет сложности и вполне может быть реализован своими руками. Существует несколько вариантов, как сделать самодельную сварку для использования дома.

Конденсаторная сварка используется для соединения деталей из металла.

Разновидности контактной сварки

Конденсаторная сварка названа так по принципу своего действия: спайка деталей производится в результате накопления энергии в конденсаторах.

Конденсаторная сварка имеет 3 разновидности, различающиеся по принципу работы. Этими разновидностями являются следующие:

Схема контактной сварки.

1. Контактная сварка. Металлические детали прижимают друг к другу, затем конденсатор разряжается. В этом месте возникает дуга, расплавляющая заготовку, в результате детали соединяются. Участок соединения бывает совсем небольшим. В зоне воздействия ток может достигать за 3 с 15 кА.
2. Точечный тип сварки. Разряд тока проходит по электродам, которые соприкасаются с двух сторон с поверхностью металлических заготовок. Время существования дуги – от сотой до десятой доли секунды (зависит от регулировки) при силе воздействия тока 10 кА. Соединение заготовок происходит в одной небольшой точке.
3. Ударный тип сварки. Разряд подается на металлические заготовки, в результате чего совершается ударный контакт. Участок сварки очень маленький, так как дуга появляется только на 1,5 с.

По виду образования разряда конденсаторная сварка может быть трансформаторной или бестрансформаторной. Особенность трансформаторной сварки состоит в том, что электрический разряд поступает не на детали, а на вторичную обмотку трансформатора и уже с нее в точку сварки. Такой способ позволяет лучше регулировать процесс сварочных работ. Время воздействия – тысячная доля секунды при напряжении 1 кВ, в результате чего во вторичной обмотке образуется ток мощностью до 6 кА.

Бестрансформаторная контактная сварка обеспечивает прохождение тока прямо в точку сварки, а не на обмотку трансформатора. Сваривание заготовок осуществляется за счет разряда (до 1 кВ) длительностью 0,005 с и током до 100 А. Как вариант может применяться низковольтный разряд (60 В), ток которого составляет до 2 А, время воздействия – 0,6 с.

Основной принцип сварки

В бытовых условиях чаще используется схема трансформаторной конденсаторной сварки.

Схема точечной сварки.

Способ ее работы заключается в том, что две металлические детали, предназначенные для сварки, соединяются нужным образом, а затем помещаются между электродами. На электроды подают разряд тока кратковременного действия. В результате между ними возникает дуга, которая расплавляет металл в точке воздействия, и детали соединяются.

Диаметр участка может составлять от 0,4 до 1,2 см. Действие импульса продолжается до 0,1 с, за счет чего обеспечивается появление общего расплавленного ядра. Нагрузка продолжает действовать даже после окончания импульса, обеспечивая появление общего соединительного шва.

Сам импульс идет на электроды с вторичной обмотки трансформатора, обеспечивая сильный ток при малом напряжении. Затем при разрядке конденсаторного блока образуется импульс, который подается на первичную обмотку.

В конденсаторном блоке во время подачи импульса на электроды образуется заряд. Таким образом трансформатор заряжается, в то время как ток находится на электродах.

Конденсаторная сварка применяется во многих областях, метод удобен при работе с цветными металлами.

При контактной сварке металлические детали прижимают друг к другу.

Толщина листов не должна превышать 1,5 мм, что ограничивает сферу применения. Но, с другой стороны, эта техника сварки хорошо показала себя при соединении массивной металлической конструкции и тонкого листа металла.

Чтобы самодельная конденсаторная сварка прошла успешно, надо соблюсти несколько требований.

В первую очередь, важно обеспечить оптимальную подачу импульса – 0,1 с, а также накопление энергии от сети в дальнейшем. Во время подачи энергии нужно обеспечивать качественный контакт между деталями. Разжимать электроды сразу не рекомендуется, необходимо, чтобы металл остывал под давлением. Это позволяет улучшить процесс кристаллизации металла.

Электроды лучше всего использовать медные. Поверхность заготовок не должна затруднять прохождение тока, поэтому ее нужно освободить от ржавчины и окисления.

Сборка точечной сварки своими руками и ее использование

Схема устройства точечной сварки любой разновидности включает в себя два блока: сварочный и импульсный. Дополнительно требуется установить механизм регулировки режима сварки и защиты.

Для работы с тонкими металлическими листами подойдет упрощенный аппарат. Подача импульса в таких инструментах производится с помощью трансформатора. При этом один конец обмотки соединяется с массивной металлической деталью, а другой – с медным электродом. Сварка проходит с использованием одного только верхнего электрода.

Схема сборки агрегата

Подача импульса в таком инструменте производится с помощью трансформатора.

Первичная обмотка в трансформаторе проводится через выпрямительный диодный мост и подключается к сети. На диагональ моста идет сигнал с тиристора. Управление тиристором производится при помощи специальной кнопки запуска.

Конденсатор подсоединяют к сети тиристора, подключают к диодному мосту, откуда выводят на первичную обмотку. Для зарядки конденсатора включают вторичную вспомогательную цепь с трансформатором и диодным мостом.

В качестве источника импульса применяют конденсатор емкостью 1000-2000 мкФ. Трансформатор для системы изготавливается из сердечника разновидности Ш40, рекомендуемая толщина – 7 см. Для первичной обмотки понадобится провод, диаметр которого 8 мм, он наносится в 300 мотков. Для вторичной обмотки из медной шины нужно сделать 10 витков. Входной трансформатор можно применять любой модели, главное, чтобы мощность была не ниже 10 Вт, а напряжение – 15 Вт.

Если необходимо сваривать листы и провода большей толщины, до 0,5 см, рекомендуется внести некоторые изменения в конструкцию. Для того чтобы управлять сигналом, понадобится пускатель модели МТТ4К, включающий тиристоры, расположенные параллельно, резистор и диоды. Для регулирования времени работы в цепь дополнительно устанавливается реле.

В более мощном инструменте энергия будет накапливаться в батарее, состоящей из параллельно соединенных конденсаторов.

Такая сварка будет работать по следующей схеме. Сначала нажимают пусковую кнопку, включающую реле времени. Затем через тиристоры включается трансформатор для сварки, и реле времени отключается. Длительность воздействия импульса регулируют при помощи резистора.

Описанный аппарат является более мощным, поэтому необходимо сделать качественный сварочный блок. На роль электродов вполне подойдут клещи с давлением 20 кг/кв. см с небольшим диаметром.

Проведение процесса сваривания самодельным сварочным агрегатом

После изготовления сварочного аппарата можно переходить непосредственно к процессу сварки.

Поверхность деталей тщательно очищается от ржавчины, загрязнений или окисной пленки. Затем все детали совмещаются в нужном порядке и в правильном положении, помещаются между электродами. Нажав на пусковую кнопку, подают рабочий импульс. Электроды сжимают, оставляя в таком положении на 1-2 мин, чтобы ядро лучше кристаллизировалось. Выждав нужный промежуток времени, электроды можно раздвинуть и приступить к сварке в другой точке. Шаг сварки зависит от толщины материала, но обычно не превышает 6 см. Процесс повторяют нужное количество раз.

В процессе сварки могут понадобиться дополнительные инструменты, такие как болгарка, наждачная бумага, плоскогубцы, нож, отвертка и т. д.

Конденсаторная сварка – простой и доступный способ для соединения разнородных деталей толщиной не более 1 мм, приваривания тонкого листа цветного металла к большой конструкции. Сделать сварочный аппарат для работы вполне можно самостоятельно, выполняя соответствующие рекомендации.