Контактная сварка из микроволновки и самодельный таймер на PIC

Что такое контактная сварка

Контактной точечной сваркой называют способ соединения заготовок в виде листов металлопроката или приваривание к конструкциям различных штучных изделий: болты, шайбы, заклепки и многое другое. Наиболее широкое применение эта технология контактной сварки нашла в таких отраслях промышленности, как автомобилестроение, самолетостроение и приборостроение.

Обладание аппаратом точечной сварки дает ряд преимуществ и дополнительных возможностей, а именно:

• возможность сварки изделий из листового металлопроката с малой толщиной;
• способность сваривать легкоплавкие металлы;
• аккуратный и прочный сварочный шов.

Основным достоинством контактной точечной сварки является то, что на ней можно научиться работать самостоятельно, имея всего лишь базовый уровень знаний. Для этого необходимо немного потренироваться и вы сможете добиться при работе на таком аппарате высокой производительности, при сравнительно небольших затратах расходных материалов и электроэнергии.

Трансформатор

Основной составляющей частью любого сварочного аппарата, использующего электрический ток для процесса термического соединения различных металлов, является силовой трансформатор, если не учитывать современные электронное инверторное сварочное оборудование.

Причем будущий сварочный трансформатор должен иметь большой коэффициент трансформации для способности генерации больших сварочных токов.
Процесс контактной точечной электросварки основывается на законе Ленца-Джоуля, который говорит, что электрический ток при протекании через проводник выделяет количество теплоты, равное квадрату силы электрического тока, умноженному на сопротивление участка этого проводника за единицу времени:

Q = I**2 x R x t.

То есть, при силе тока, к примеру, в 1000 ампер на небольшом участке контакта будет выделяться большое количество тепловой энергии. В зависимости от длительности времени прохождения электрического тока сначала тепловой энергии будет хватать для того, чтобы расплавить участок контакта легкоплавких алюминиевых листов, а при длительном контакте — точечно сплавить стальную жесть.

Отсюда одним из лучших кандидатов для изготовления аппарата точечной сварки своими руками будет силовой трансформатор, взятый из старой сломанной микроволновки. Как правило, мощность таких повышающих трансформаторов от микроволновой печи колеблется в пределах от 700 ватт до 1,5 киловатта, что вполне достаточно.

Имейте в виду: что в качестве сварочного трансформатора можно взять любой подходящий силовой трансформатор с мощностью примерно в 1 кВт, но наиболее удобным все-таки, на наш взгляд, является преобразователь напряжения от микроволновой печи, его проще переделать.

Определение одноименных выводов

Возможно, что выводы обмоток электромагнитных приборов, которые должны быть объединены, не имеют маркировки. Поэтому нужно определить одноименные. Первичные и вторичные обмотки нужно соединить последовательно. После этого на вход подается напряжение, к выходу надо осуществить подключение измерительный прибор переменного напряжения.

Измеритель может проявлять себя с разных сторон, это зависит от того, какое направление подключения.

Измерительный аппарат может регистрировать следующее:

• Показать напряжение.
• Не регистрировать напряжения в цепи.

Если прибор для измерения дает показания, это означает то, что в цепи есть разноименные выводы. Это соединение было выполнено неверно, поэтому здесь можно наблюдать следующие явления:

• Значение напряжения, которое подается на вход первичных обмоток, становится меньше наполовину.
• На вторичных показатель становится больше

Поэтому измеритель покажет суммарное напряжение, которое равняется удвоенному показателю входного.

Выводы трансформаторов

Если аппарат для измерения регистрирует нулевое значение, это говорит о том, что напряжения, которые выходят из вторичных обмоток, являются равными, но обладают различными знаками. Они являются компенсацией друг друга. Одна пара обмоток точно соединена одноименными выводами.

Поэтому при верном соединении необходимо ориентироваться на вольтметр и его показатели.

Пошаговая инструкция

Прежде всего, для этого нам понадобится минимум инструмента и приспособлений, которыми вполне располагает, пожалуй, любое домашнее хозяйство, а именно:

• небольшая углошлифовальная машина с отрезным кругом по металлу;
• электродрель или шуроповерт со сверлами;
• молоток и зубило;
• набор слесарного инструмента в виде плоскогубцев, различных отверток и т. п.

Итак, приступаем:

1. Берем

   
   силовой трансформатор от микроволновой печи и демонтируем вторичную обмотку, она будет большей по объему, главное, не перепутайте. Для этого лучше всего разрезать по краям в месте сварки стальной сердечник и выбить ненужную обмотку молотком и зубилом. Но также можно попробовать аккуратно срезать болгаркой или ножовкой по металлу выступающие края этой обмотки, а оставшиеся ее части в стальном сердечнике просто выбить зубилом.

Важно! Ни при каких обстоятельствах не повредите первичную обмотку, она является основным элементом будущего сварочного трансформатора. Ее можно не снимать с сердечника.

1. Изготавливаем вторичную обмотку нашего будущего сварочного трансформатора. Для этого нам понадобится отрезок медного изолированного провода сечением примерно в 50 мм2 или около 8-10 мм в диаметре (визуально в палец толщиной) и длиной в 70-100 сантиметров. Основным условием при выборе такого провода — это то, что он должен быть обязательно новым и неповрежденным.

Наматываем этот медный проводник на центральный магнитопровод стального сердечника нашего трансформатора так, чтобы получилось два-три полных витка. Причем это надо сделать таким образом, чтобы витки на магнитопроводе были серединой медного проводника, а оставшиеся концы были примерно равными по длине.

1. Собираем сварочный трансформатор. Для этого разобранные части стального магнитопровода устанавливаем на место их ровно так, как они стояли, предварительно перед этим смазав места контакта эпоксидной смолой или другим клеем, подходящим для этих целей. Зажимаем всю конструкции в тисках и ждем полного затвердевание клея.

Конечно, если есть возможность, то можно сварить эти части магнитопровода, но при этом необходимо надежно защитить обмотки трансформатора от возможного повреждения расплавленным металлом или искрами.

1. Закрепляем изготовленный сварочный трансформатор на платформе, лучше всего для этого взять какое-нибудь изолированное основание в виде прочной пластмассовой пластины, деревянной доски или толстой фанеры. Размерами примерно по ширине в 150 мм и длиной от 300 до 700 мм, что будет определять в дальнейшем глубину свариваемой заготовки.

Сам трансформатор стоит укрыть защитным коробом, в котором необходимо выполнить вентиляционные отверстия для естественного охлаждения.

1. Далее, изготавливаем сварочные контакты. Причем один из них должен быть неподвижный и выдерживать большие нагрузки, поэтому делаем его из прочного кронштейна, который жестко закрепляем на основании трансформатора. К этому кронштейну с помощью медного наконечника подключаем один из концов провода вторичной обмотки.

Другой

контакт необходимо выполнить подвижным так, чтобы он мог ровно смыкаться с неподвижным, но в не рабочем состоянии быть нормально разомкнутым. Для этого делаем конструкцию второго контакта в виде рычага, который закрепляем на основании и подпружиниваем с помощью эластичной резиновой ленты или стальной пружины. На рычаге крепим кронштейн сварочного контакта, на который подключаем второй, оставшейся провод вторичной обмотки сварочного трансформатора.

Сварочные контакты проще всего сделать из медного прута 10-20 мм в диаметре, сделав при этом конусообразные заострения на концах. Можно, конечно, использовать специально предназначенные для контактной сварки стержни из вольфрама или на основе сплавов бериллиевой бронзы с цирконием.

1. В завершение делаем электрическую часть , то есть подключаем первичную обмотку к сети 220 В. Для этого также можно воспользоваться шнуром питания с вилкой от нашей разобранной микроволновой печи, тем более он там больше уже не нужен.

Для автоматизации процесса сварки необходимо сделать выключатель. Лучше всего для этих целей подойдет так называемый микрик или выключатель нажимного типа, его также можно взять из микроволновки, он будет находиться в цепи блокировки открытия дверцы.
Микровыключатель ставим на разрыв первичной обмотки, то есть сети 220 В, а расположить его удобней всего, закрепив на рычаге подвижного контакта.

Внимание! Все контакты и оголенные части электрической цепи 220 В, изготовленного нами сварочного аппарата, необходимо тщательно изолировать с помощью ПВХ изоленты.

1. Все, точечная сварка из микроволновки готова. Вам остается для начала потренироваться, чтобы понять, как протекают основные процессы сварки для различных металлов в зависимости от формы и толщины изделий. А вот после этого можно приступать к практическому применению вашего аппарата контактной сварки по непосредственному предназначению.

Электроды

Установка электродов

При выборе электродов необходимо обратить свое внимание на диаметр, который должен соответствовать диаметру провода, потому что электроды будут соединены с этим проводом. Для этого можно воспользоваться прутками из меди. Если создается аппарат небольшой мощности, то можно использовать жала от паяльников.

Во время работы электроды сильно изнашиваются. Поэтому их надо регулярно подтачивать. Конечно, со временем их нужно будет заменить.

Итак, провод необходимо присоединить к электроду, делается это при помощи наконечника из меди. Наконечник соединен с помощью пайки.

Совмещение наконечника и электрода проводится с помощью болтового соединения. Это соединение должно отличаться надежностью, потому что при увеличении сопротивления в участке ненадежного контакта приведет к тому, что аппарат потеряет свою мощность. Чтобы избежать этой проблемы, необходимо сделать отверстие в электроде и наконечнике. Эти отверстия должны обладать одинаковым диаметром.

Болты лучше выбирать медные, потому что они имеют минимальное электрическое сопротивление.

Споттер своими руками из микроволновки

Мы описали изготовление своими руками одного из вариантов конструкции точечной контактной сварки. Хотя с такой же легкостью на основе того же силового трансформатора от микроволновки можно сделать и другие схемы, в том числе и споттер для проведения кузовных сварочных работ на автомобиле. Для этого вместо стационарных прижимных контактов делаем удлиненные гибкие контакты, используя все тот же медный изолированный провод сечением 50 мм в диаметре, но уже длиной не менее 2 метров на каждый сварочный электрод.
Один из контактов будет массой и его выполняют в виде медной клеммы с большой площадью контакта. Второй электрод будет непосредственно сварочным и его изготавливают в виде металлического прута с прочным упором, на конце которого делают специальный заостренный медный контакт на конце для простой точечной сварки.

А вот для изготовления настоящего споттера, не уступающего промышленным образцам, понадобится вдобавок выполнить, как минимум, электрическую схему управления и формирования сварочного импульса, а также придется прилично потратиться на различные комплектующие и расходные элементы для проведения полноценных ремонтных кузовных работ.

Если у вас есть свой опыт по изготовлению и применению самодельных сварочных аппаратов контактной точечной сварки, то поделитесь им в блоке комментариев.

Монтирование корпуса

Корпус

Корпус может выполнен из дерева. Задняя часть панели должна быть оборудована выключателем и проводом питания. Для этих элементов необходимо сделать отверстия.

После этого проводятся шлифовка, грунтовка и покраска. После чего – сборка. Потом понадобятся 2 провода из меди, которые нужно отрезать. Длина проводов должна составлять два с половиной сантиметра. Медные провода – это электроды. Далее проводится монтирование выключателя. Затем закрепляется трансформатора на дерево. Это крепление производится при помощи обыкновенных саморезов. Для обеспечения безопасности и удобства необходимо смонтировать микрик. Это кнопка закрепляется к верхнему рычагу. Не забудьте провести изоляцию соединений.

Создать агрегат для точечной сварки, имеющей в своем составе трансформатор от старой микроволновой печи, достаточно легко. Главное – соблюдать определенные правила и нюансы, и все получится.