Конденсаторне зварювання своїми руками: технологія і різновиди

Конденсаторне зварювання є методом зварювання з запасеної енергією. Енергетичні заряди будуть накопичуватися в конденсаторах в процесі зарядки від випрямляча, після чого трансформуватися в теплоту. Вона буде утворюватися в процесі протікання струму між зварюються деталями. Саме тому конденсаторная зварювання також називається контактної.

Електрична схема точкової микросварки.

Елементи, які будуть необхідні:

  • пристрій для зварювання;
  • електрод;
  • трансформатор;
  • дріт;
  • конденсатор.

Відмінність точкового методу зварювання від інших існуючих

Конденсаторне зварювання з розрядом конденсатора через первинну обмотку трансформатора: а-схема процесу; б-діаграма струму.

Основною відмінністю подібного методу з’єднання є екологічність. Стандартний пристрій конденсаторного зварювання працює на високих токах, завдяки чому є можливість отримати шов відмінної якості при невеликій витраті електроенергії.

Конденсаторний метод зварювання, як і пристосування для нього, використовується найчастіше у випадках, коли необхідно виконати микросварки або з’єднати заготовки великого перерізу і товщини. Точкове зварювання своїми руками полягає в наступному:

  1. У конденсаторах накопичується енергія в необхідній кількості.
  2. Заряди перетворюються в тепло, яке використовується для зварювання.

Слід знати, що точкове зварювання є екологічною, так як вона практично не впливає на навколишнє середовище. Використовувані пристрої не потребують рідини для охолодження, так як з них не виділяється тепло. Подібне значну перевагу дає можливість збільшити цикл життя всього пристрою для отримання нероз’ємних з’єднань.

Замість типових циліндрів в конструкціях використовуються спеціальні сервоприводи, в зв’язку з чим відсутня необхідність в пневмоподключеніі. Вбудовувані компоненти дозволяють зібрати зварювальне зусилля досить швидко і ефективно. Електроди при цьому будуть діяти на підставу делікатно.

Конденсаторне зварювання має такі переваги:

  • можливість проводити зварку на високій швидкості;
  • точність з’єднання елементів;
  • високий рівень екологічності;
  • надійність з’єднання;
  • довговічність зварювальних пристроїв.

Схема конденсаторного зварювання.

За рахунок високої швидкості точкове зварювання НЕ буде деформувати і розплавляти метал. Пристрої діють на різні оброблювані заготовки щадним чином. Відмінні показники якості можна отримати при контактному або ударному способі з’єднання заготовок. Наприклад, ударно-конденсаторний метод найкраще використовувати для з’єднання кольорових металів і сплавів на їх основі. В результаті шов вийде естетичним, надійним, а процес отримання нероз’ємних з’єднань займе невелику кількість часу.

Конденсаторне зварювання досить часто використовується в промислових умовах завдяки поєднанню експлуатаційних характеристик. Утворюється технологічне явище, в процесі якого нероздільний контакт заготовок з металу виробляється через виділення тепла. При цьому з місця зварювання шляхом зусилля стиснення устранятся бруд, оксидні плівки, різні включення і опуклості. В результаті з’являться з’єднання між атомами з’єднуються покриттів.

Заряди енергії будуть акумулюватися при зарядці від генератора або випрямляча. Проводити регулювання енергії можна за допомогою зміни напруги і ємності зарядки.

Існуючі різновиди точкового зварювання

Конструкція трансформаторів для точкового зварювання.

Іноді використовується з’єднання без трансформаторів. Конденсатори в даному випадку будуть розряджати енергію на з’єднується підставу. Допускаються наступні схеми зарядки:

  1. 1000 мкФ пристрої будуть акумулювати енергію на напругу до 1000 В шляхом підвищувального трансформатора, при цьому час зварювання складе 0,005 с. Струм зварювання знаходиться в проміжку від 10 до 100 А. Подібний спосіб небезпечний для людини в зв’язку з високою напругою.
  2. 40000-400000 мкФ пристрої будуть акумулювати енергію на напругу до 60 В шляхом понижувального трансформатора. Час зварювання може досягати 0,6 с. при цьому струм зварювання знаходиться в проміжку від 1000 до 2000 А.

В інших випадках використовується зварювання з використанням трансформаторів. В даному випадку конденсатор буде розряджати заряд енергії на первинну обмотку пристрою трансформатора.

Види контактного зварювання: а — стикове; б — точкова; в — роликовий; 1 — зварювальний шов; 2 — електрод; 3 — деталі, що зварюються; 4 — рухома плита з переміщуваної деталлю; 5 — зварювальний трансформатор; 6 — нерухома плита.

З’єднуються деталі при цьому розміщуються в контурі зварювання, який з’єднується з вторинною обмоткою трансформатора. Даний спосіб з’єднання використовується в якості микросварки з наступними параметрами:

  • напруга зарядки — 1000 В;
  • час зварювання — 0,001 с .;
  • струм зварювання — 6000 А;
  • ємність конденсаторних пристроїв — 1000 мкФ.

Конденсатор буде акумулювати енергію до конкретної кількості при лівому розміщенні важеля. При правом виконується розряд теплових обмінників на первинну обмотку трансформаторної конструкції. Конденсаторний метод з’єднання у вторинній обмотці індукується електрорушійної силою. Дана сила обумовлює силу струму в ланцюжку зварювання.

Сварка кольорових металів точковим зварюванням

Кольорові метали контрастують зі звичайною сталлю. В даному випадку можуть використовуватися різні методи теплової обробки. Все буде залежати від виду з’єднується металу. Сварка подібних металів має такі особливості:

  • Температура плавлення;
  • щільність;
  • спорідненість до газів атмосфери;
  • механічні показники при низьких і високих температурах.

Зварювальні пальники для точкового зварювання.

За сукупністю даних можна виділити метали:

  • важкі кольорові;
  • активні і тугоплавкі;
  • легкі.

З першої групи можна плавити метали точковим зварюванням без особливих труднощів. Для проводів з міді в більшості випадків застосовуються механізовані пристрої. Вони здатні забезпечити з’єднання високої якості і зберігати вихідні розміри заготовок.

Для обробки металів двох інших груп знадобляться пристрої з високою концентрацією енергії. Сварка своїми руками заготовок з даних груп виконується вкрай рідко, так як в даному випадку можуть утворюватися летючі шкідливі сполуки.

Технологія конденсаторного зварювання

Процес з’єднання заготовок точковим способом складається з декількох етапів. Перш за все, що з’єднуються заготовки знадобиться поєднати в необхідному положенні, помістити між електродами пристрою для зварювання, після чого притиснути один до одного. Після цього їх знадобиться нагріти до стану пластичності і піддати подальшої пластичної деформації. В умовах промисловості в процесі використання автоматичних конструкцій частота зварювання досягає 600 точок / хв. Щоб можна було зробити якісну конденсаторну зварювання своїми руками, знадобиться підтримувати однакову швидкість переміщення всіх електродів. Обов’язково треба забезпечити необхідну величину тиску і повний контакт зварюються заготовок.

Заготовки будуть нагріватися за рахунок проходження струму зварювання у вигляді короткочасного імпульсу. Тривалість імпульсу залежить від умов зварювання і може становити від 0,01 до 0,1 с. Даним імпульсом обеспечится розплавлення елемента в зоні дії електродів і утворюється загальне рідке ядро ​​двох заготовок. Діаметр ядра може становити від 4 до 12 мм. Після того як припинить діяти імпульс струму, заготівлі деякий час під тиском будуть утримуватися, щоб утворене ядро ​​могло охолонути і кристалізуватися.

Тривалість нагрівання і сила тиску

Тривалість нагрівання або проходження струму зварювання може змінюватися, вона залежить від умов зварювання і потужності використовуваної конструкції. У разі з’єднання елементів з сталей, які схильні до загартування і утворення тріщин, знадобиться збільшити тривалість нагріву. Це робиться для того, щоб була можливість сповільнити подальше охолодження металу. Зварювання заготовок з нержавіючої сталі знадобиться виробляти з мінімальною тривалістю нагріву. Це потрібно для того, щоб була можливість запобігти небезпеці нагріву зовнішнього підстави точки з’єднання до температури перетворень структури. Слід знати, що в результаті можуть бути порушені високі антикорозійні властивості зовнішніх шарів металу.

Сила тиску між електродами повинна забезпечити надійне з’єднання заготовок в місці зварювання. Вона залежить від виду з’єднується металу і товщини зварювальних заготовок. Тиск після нагрівання має важливе значення, так як його величина буде забезпечувати дрібнозернисту структуру металу в місці з’єднання, при цьому міцність точки з’єднання буде дорівнює міцності базового металу.

Особливості вибору і використання електродів

Положення електроду при зварюванні.

Фактори, від яких залежить якість зварювання:

  1. Якість зварювання буде залежати від правильного вибору діаметра електрода з міді. Діаметр точки з’єднання обов’язково повинен перевищувати товщину тонкого елемента з’єднання зварювання в кілька разів.
  2. Притиском заготовок в момент проходження імпульсу зварювання може забезпечитися поява паска для ущільнення біля розплавленого ядра. Завдяки цьому не знадобляться будь-які додаткові заходи захисту місця з’єднання.
  3. Щоб була можливість поліпшити кристалізацію розплавленої заготовки, електроди знадобиться розтиснути через кілька секунд після проходження імпульсу зварювання.
  4. Щоб можна було отримати якісний і надійний шов зварювання, що з’єднуються підстави знадобиться насамперед підготувати. В даному випадку мається на увазі очищення елементів від іржі.
  5. Відстань між точками з’єднання має забезпечити зменшення шунтування струму через ближні точки. Наприклад, для з’єднання двох заготовок товщиною в 2-5 мм відстань між точками з’єднання буде змінюватися від 15 до 50 мм.

Електроди, які використовуються для конденсаторного зварювання, повинні забезпечити міцність в інтервалі робочих температур, високу електро- і теплопровідність, а також легкість їх обробки. Подібним вимогам відповідають деякі бронзи, які включать в себе кобальт і кадмій. Підходять і сплави міді з вмістом хрому. Слід знати, що за показниками тепло- і електропровідності мідь істотно перевершує бронзу і сплави, але даний метал у багато разів гірше за показниками зносостійкості. Тому краще всього підходить для подібних цілей сплав типу ЕВ, який являє собою практично чисту мідь з додаванням хрому і цинку.

Щоб зменшити знос електродів, в процесі використання потрібно інтенсивно охолоджувати їх водою.

Як своїми руками зробити пристрій для зварювання точковим способом?

Схема шовного зварювання.

Пристрій для зварювання дроту з міді можна з легкістю зібрати самому. Для цього слід придбати трансформатор потужністю 450 Вт. Трансформатор потрібен стандартного типу, з первинної мідної обмоткою товщиною в 0,75х2 мм і вторинною обмоткою силовим кабелем з алюмінію 6 мм. В даному випадку знадобиться і вугільний електрод.

Пристрій для зварювання проводів з міді працює на змінному струмі від 35 до 40 А. Найвища точка напруги становить 15 В. В якості власника електрода можна використовувати кілька затискачів. Провідником для виготовляється пристрою може служити вугільний електрод, який виготовляється з щітки тролейбусного контакту.

Якщо акуратно експлуатувати дане пристосування, то воно може прослужити кілька років. Потрібно стежити за контактами, а також за тим, щоб не розряджався акумулятор. Схема зварювання проводів з міді не має на увазі застосування пристроїв з високими ресурсами. Саморобний пристрій здатне відмінно впоратися зі значними обсягами роботи.

Слід зауважити: зварювальні роботи в даному випадку можна автоматизувати, що є суттєвою перевагою.

Конденсаторне зварювання є складним процесом, тому необхідно знати всі нюанси.

Ссылка на основную публикацию