Точечная контактная сварка алюминия технология процесса, оборудование, подготовка материала, порядок

Контактная сварка своими руками Главный механик

Аппарат для контактной сварки и его применение для сварки в быту

Контактная сварка представляет собой соединение двух деталей в одно целое, которое происходит при помощи нагрева в месте сварки мощным кратковременным потоком электричества.

При этом одновременно происходит сжатие деталей в месте нагрева до возникновения пластической деформации. В промышленности этот вид соединения применяется достаточно широко, но в последнее время всё чаще мастера применяют его и в домашних мастерских.

Причем этим способом можно сваривать не только одинаковые металлы между собой, но и разные по составу.

Сварка алюминия при помощи контактной точечной сварки

Этот способ хорош и для ремонта инструмента, в том числе и садового, и для ремонта более крупных деталей, таких как кузов автомобиля. Особенно успешно применяется контактная сварка при соединении алюминия, который имеет свои особенности сварки.

Хорошо варить и сетку для ограды.

При контактной сварке меньший риск прожечь тонкий лист металла. В месте соединения деталей на точке их соприкосновения под воздействием тока металл расплавляется.

Сжатие этого места способствует переходу металла одной детали в другую. Затем подача тока прекращается, и металл кристаллизуется, образуя единое целое.

Компании, выпускающие такое оборудование, очень чутко реагируют на повышение спроса, поэтому в продаже сейчас можно найти бытовые приборы для сварки. Стоят они от 12000 рублей и не каждому по карману.

В то время как специалисты научились сами изготавливать такие приборы.

Как выглядит контактная сварка своими руками из микроволновки

Из микроволновой печи извлекается трансформатор, лучше, если он будет мощностью выше 700 Вт. В трансформаторе используем вторичную обмотку, снимая её так, что бы первичная осталась неповреждённой. В итоге нам нужно иметь ток, силой не меньше 500 А. Для этого усиливаем первичную обмотку, намотав на неё в зазоре изолированный провод, толщина которого около 1 см. Получится 2-3 витка.

Наматываем обмотку толстым проводом

Если у нас была мощность трансформатора около 1000 Вт, такой переделки будет достаточно, что бы варить пластины толщиной 3 мм.

Ток в момент сварки может увеличиваться до 1500 А. Для работы в квартире больше и не нужно, и так будут скачки напряжения. Если у вас частный дом, тогда мощность можно и увеличить.

Для увеличения мощности можно установить параллельно два трансформатора, тогда сварочный ток удваивается. Нужно обратить внимание на то, что бы не было подключения в противофазе. Для этого следят за тем, что бы направление витков на вторичной обмотке было одинаковое.

Схема сдвоенного подключения трансформатора.

Здесь указаны схема №1 и №2 для контактной сварки, изготовленной своими руками из двух микроволновок.

Нужно только, что бы вторичные обмотки трансформатора имели то же количество витков.

Реле времени для контактной сварки можно также собрать своими руками, руководствуясь, например, следующей схемой.

Реле времени для контактной сварки своими руками, наиболее простая схема

Можно собрать реле и совсем по простой схеме

Эту схему соберет и новичок

Далее в вопросе, как сделать контактную сварку своими руками стоит вопрос электродов. Используя для этого медную проволоку, нужно обратить внимание, что её толщина должна соответствовать диаметру того провода, который идет от трансформатора, причем длина у проводов должна быть минимальной длины.

Пример установки электрода

Как вариант, можно использовать и жало от паяльника б/у. В процессе выработки электроды нужно будет подтачивать, а затем и вовсе менять. Клещи для сжатия для контактной сварки, которые можно изготовить и своими руками или применить от другого оборудования, в месте сварки могут иметь разную конструкцию, но давления для бытового прибора будет достаточно до 30 кг. Причем, чем длиннее рычаг, тем меньше к нему нужно прикладывать усилий.

Клещи для сжатия места сварки

Как видно, изготовить оборудование для контактной и точечной сварки своими руками совсем не сложно.

Изготовление своими руками контактной сварки на конденсаторах

Конденсаторную контактную сварку есть смысл собирать своими руками в случае, если работы связаны с со сваркой цветных металлов или с привариванием небольшой детали к большей, что важно для домашних умельцев. Такой прибор имеет высокое напряжение при работе.

Читайте также:  Троит двигатель автомибиля ВАЗ

Конденсаторы – это батарейки, собранные определенным образом. Время прохождения тока очень мало, буквально 0,1 секунды, но при этом образуется дуга температурой, достаточной для расплавления металла. Место сварки сжимается прибором, в результате чего получаем прекрасный сварочный шов.

По видам они бывают транформаторными и безтрансформаторными.

Собираем аппарат согласно схеме из конденсаторов

По сравнению с аппаратом, изготовленным из микроволновки, такой прибор не потребляет много электроэнергии. Кроме того, он не требует принудительного охлаждения. Скорость работы при вырабатываемом плотном сварочном токе вполне приличная.

Швы получаются аккуратные, что очень актуально в случае сварки тонкого или цветного металла.

Изготавливаем прибор следующим образом. Берем самую простую схему, например, следующую.

Самая элементарная схема контактной сварки на конденсаторах для изготовления своими руками

Первичную обмотку пропускаем через выпрямительный, диодный мост и подключаем её напрямую к источнику напряжения. С тиристора (это полупроводниковый прибор), который имеет кнопку для пуска, на мостовую панель проходит сигнал. Конденсатор через тиристор подключается к выпрямительному мосту и на первичную обмотку. Для его зарядки включаем специальную дополнительную цепь, имеющей диодный мост и трансформатор.

Емкость конденсатора, который и является источником импульса, должна быть в пределах от 1000 до 2000 мкФ, а первичная обмотка должна быть изготовлена из проволоки, немногим меньше 1 см, примерно 0,8 см, его обматываем в 300 витков. Сердечник изготавливаем из трансформатора Ш40 размером в 7 см.

Что бы изготовить вторичную обмотку, используем медную шину, 10 обмоток будет достаточно.

Используя конденсаторы, выбор которых ограничивается только мощностью- 10В, а также напряжением 15 В.

Затем изготавливаем зажим и электроды, как указано в предыдущей статье, только в размерах, соответствующих данному прибору.

Вариант изготовления клещей для зажима при контактной сварке

Прибор для контактной сварки на конденсаторах своими руками готов

Изготовление прибора для контактной сварки из инвертора своими руками

Можно изготовить контактную сварку своими руками, используя сварочный инвертор. При этом получаем на выходе низкую потребляемую мощность при достаточных основных рабочих показателях.

Схема, по которой можно изготовить аппарат для контактной сварки из конвертора своими руками

Появляется возможность сварки тонких листов при достаточно низкой цене аппарата, который в итоге получается и простая конструкция, которой не сложно работать.

Есть и недостатки.

Вся конструкция не совсем надежная, так как делают её без расчетов. Поэтому её использовать как профессиональное оборудование не получится, к тому же регулировка имеет небольшой диапазон.

Сам корпус слабый и не имеет защиты от ударов, влаги и прочее.

Собираем аппарат, например, по приведенной схеме. Можно и слегка изменить её но принцип соединения силовой части, выключателя, цепи управления, а также защиты. Из инвертора используются трансформатор, блок питания. Нужна система управления и сам выключатель

В первой обмотке подключаются сварочный трансформатор и тиристорный пускатель.

Вторичная обмотка не нужна, её удаляют, особо церемониться с ней не нужно, можно использовать молоток и зубило.

Далее первичную обмотку усиливают намоткой второго слоя проволокой толщиной 2 -3 см. Её обязательно изолируют. Это может быть как специальная изоляционная бумага, так и специальный лак. Как и в первом случае, важно правильное направление обмоток. Проверяем все при помощи обыкновенного вольтметра.

Проверяем силу тока, она не должна быть выше 2000 А.

Электроды выбираем немного меньше, чем толщина кабеля. По составу это может быть медь, медный сплав с добавлением хрома или с медными наконечниками.

Соединяют электроды для контактной сварки своими руками при помощи или пайки или при помощи болтов и гаек. Пайку используют для маломощного оборудования. При соединении электродов с кабелем болтами, последние желательно использовать медными.

Пример соединения электродов

Изготовление такого прибора всегда оправдано и целесообразно.

Характеристика контактной точечной сварки алюминия. Особенности и технология сварочного процесса

Контактная сварка регламентируется ГОСТом 15878-79 и основана на нагреве металла теплом, выделяющимся при протекании электрического тока по соединяемым деталям. Точечная контактная сварка (обозначается Кт) заключается в сваривании деталей по отдельным точкам с использованием двух электродов, по которым проходит ток, и передается сжимающее усилие.

Особенности сварки алюминия

Материал покрыт естественной оксидной пленкой, которая неодинакова по толщине и обладает большим электрическим сопротивлением. Свариваемость алюминиевых сплавов различна, но точечной сварке поддаются все. Трудность процесса зависит от сочетаний сплавов. Легче соединяются сплавы, имеющие высокий предел прочности.

Алюминий имеет высокую тепло- и электропроводность, поэтому точечная сварка сплавов требует использования кратковременных импульсов тока большой величины, превышающей в 3 раза значение, применяемое при сваривании низкоуглеродистой стали. Интервал температур ограничен.

Читайте также:  Икарус» крылатый автобус социализма

Давления при работе с пластичными (неупрочненными) алюминиевыми сплавами такие же, как для низкоуглеродистой стали. Сплавы, упрочненные деформацией или термической обработкой, сваривают с давлениями, аналогичными работе с коррозионно-стойкими сталями.

Высокопрочный алюминиевый сплав при этом виде сварки имеет склонность к образованию дефектов усадочной природы (трещины, раковины, поры). По этой причине процесс проводится с применением ковочного усилия.

Качество сварного шва зависит от материала электродов и формы их торцов.

Технология сварки

Технология точечной контактной сварки алюминиевых сплавов включает такие операции:

  • подготовка поверхностей;
  • сборка;
  • прихватывание;
  • сварка;
  • последующая обработка;
  • контроль качества.

Выбор технологии зависит от исходных данных: программы изготовления элементов, их конструкции (тип материала, габариты, толщина), оборудования и приспособлений.

Форма и размеры соединяемых деталей, а также расположение точек должны быть такими, чтобы детали в местах соприкосновения прижимались беспрепятственно. Толщина свариваемых деталей не должна превышать троекратную разницу.

Количество свариваемых единиц в одном пакете – 2, допускается – 3, в неответственных соединениях – 4.

Оборудование

Средства производства при контактной точечной сварке алюминия включают:

  • сварочное оборудование;
  • средства для подготовки поверхности;
  • приспособления, обеспечивающие точность сборки и сварки;
  • электроды;
  • устройства для проведения подготовительных, заключительных, доводочных операций;
  • аппаратура для контроля.

Сварочное оборудование

Используют машины для контактной сварки. Их главные функции – сжатие и нагрев соединяемых элементов. По виду используемой энергии классифицируются:

  • однофазные;
  • трехфазные;
  • накопленной энергии.

Примерная стоимость аппаратов для точечной сварки на Яндекс.маркет

При выборе конструкции машины для сварки алюминиевого сплава учитывается скорость размягчения материала, составляющая 0.002-0.005 сек. Прилагаемое к электродам усилие должно быть достаточным для разрушения поверхностного слоя окиси.

Электроды

По причине высокой теплопроводности материала, имеются ограничения к типам применяемых электродов. Материал для их изготовления должен обладать хорошей электропроводностью (более 85%), жаропрочностью, твердостью. Это медные электроды, состав которых подбирается по типу свариваемого сплава.

Примерная стоимость медных электродов на Яндекс.маркет

Подготовка материала

Этап проводится после проведения окончательной обработки и пригонки деталей для свариваемого узла. Процесс заключается в удалении с поверхности алюминия окиси с применением механического или химического метода.

Механический способ

Выполняется вручную наждачной бумагой или с использованием специальных устройств (вращающихся металлических щеток).

Предварительная подготовка металла заключается в зачистке участков в зоне сварных точек на ширину 30-50 мм. Сварка при этом методе производится через 2-3 часа после обработки во избежание повторного окисления алюминия.

Химический метод

В специальных ваннах выполняется травление алюминия водным раствором ортофосфорной кислоты или каустической соды. Перед проведением процедуры заготовки очищают от загрязнений, обезжиривают и промывают в теплой и холодной воде. Длительность травления – 10-15 минут, после чего детали просушивают горячим воздухом.

Допустимые сроки хранения заготовок после травления:

  • 3 дня при сварке машинами с энергией переменного тока;
  • 1 день – аппаратами накопленной энергии.

Порядок работ

Последовательность операций контактной точечной сварки алюминия следующая:

  1. Установка заготовок.
  2. Плотное прижимание материалов между электродами машины для контактной сварки.
  3. Подача через электроды энергии.
  4. Нагрев деталей.
  5. Образование расплавленного ядра.
  6. Отключение энергии.
  7. Непродолжительная выдержка заготовок между электродами в сжатом положении с целью охлаждения свариваемой зоны, уменьшения усадочной раковины при кристаллизации расплавленного металла.

Процесс работы автоматизирован и начинается с момента нажатия оператора на пусковую кнопку.

Технология контактной сварки алюминия

Электродуговая сварка алюминия и его сплавов сопряжена со значительными трудностями, это особенно верно, когда возникает необходимость сварить алюминий и медь, алюминий и латунь. Основные сложности создают физические и химические свойства этих материалов. Контактная сварка алюминия, а также контактная сварка этого металла и медных сплавов снимает часть вопросов и является более технологичным процессом при необходимости наладить массовое производство.

Схема сварки алюминия.

Подготовка поверхностей

Ключевым моментом при получении неразъемных соединений алюминия является подготовка сварочных поверхностей перед выполнением работ. Серый цвет алюминия обусловлен наличием на его поверхности плотной оксидной пленки. Температура ее плавления превышает 2000°С, в то время как сам алюминий плавится при температуре всего 657°. Уже при 1800° алюминий кипит. Поэтому удалить оксиды выжиганием трудно.

Химические свойства алюминия.

Кроме того, оксидная пленка на поверхности алюминия является химически нейтральной. Размягчению окислов помогает раствор каустической соды, еще можно использовать бензин. Такая обработка сама по себе может привести к коррозии алюминия, поэтому растворители тщательно смывают большим количеством воды.

Вместо или в дополнение к химической обработке применяется механическое удаление оксидов. При небольшой протяженности свариваемых поверхностей это делают щеткой по металлу. Для удаления пленки на значительной площади применяют электроинструмент с насадками. Для ответственных работ и для повторяемости результатов используют шабрение.

Читайте также:  Сброс сервисного интервала на Пежо 308

Оксидная пленка на поверхности алюминия восстанавливается довольно быстро, поэтому ее удаление лучше производить непосредственно перед сварочными процессами. Время между очисткой и свариванием не должно превышать 10 часов.

Технология сварочных процессов

Контактному соединению подвергаются только заготовки относительно небольшой толщины. При толщине деталей более 8 мм это уже нерационально. Чем больше толщина заготовок, тем большая сила тока необходима для качественного прогрева металла в зоне контакта. Поскольку даже при совсем небольшой толщине заготовок сварочный ток измеряется тысячами ампер, то для массивных изделий ток может составлять сотни тысяч ампер. При этом возникают проблемы с охлаждением электродов. Растут и необходимые сжимающие усилия рабочих органов инструмента.

Для соединения алюминиевых заготовок применяется один из трех видов контактной сварки, это может быть шовная, стыковая и точечная сварка.

Машина для точечной сварки алюминия.

В любом из этих видов термомеханических сварочных процессов сближение атомов кристаллической решетки выполняется с помощью давления при разогреве зоны контакта посредством проходящего через нее электротока.

Алюминий является хорошим проводником тока. Наибольшее сопротивление течению тока и связанный с этим прогрев создаются именно на стыке соединяемых поверхностей. Разогретые до пластичного состояния поверхности деталей сжимаются. В результате высокой температуры материал в зоне контакта расплавляется и формируется сварочное зерно.

Виды контактной сварки отличаются способом приложения сжимающего усилия и геометрией шва. При шовной сварке поверхности зажимаются между двумя роликами, через которые пропускается переменный сварочный ток. Подача тока по времени может быть дискретной или непрерывной. Отсюда и сам шов может получаться непрерывным герметичным, прерывистым и даже точечным. Так соединяют кромки труб большого сечения, листовые материалы. Толщина заготовок при этом не превышает 3 мм. Роликовые электроды изготавливают обычно из меди. Шовная сварка алюминия требует очень мощных источников питания с прерывателями ионного типа.

Стыковая контактная сварка подходит для соединения торцов стержней, профилей, труб небольшого диаметра. Заготовки зажимаются в держателях, на них подается сварочный ток и одновременное осевое усилие. При этом большое значение имеет тщательная подготовка поверхностей: очистка, обеспечение параллельности кромок и совмещение осей заготовок. Величина сварочного тока достигает 15 кА на каждый квадратный сантиметр площади торцов заготовок.

Наибольшее распространение при соединении листовых заготовок получила точечная сварка алюминия. Ввиду низкого электрического сопротивления алюминия прогрев и расплавление металла происходят очень быстро. Продолжительность воздействия на одну точку занимает всего около 0,005 секунды и менее. Это требует быстрого сближения сдавливающих кромок инструмента. Иначе сдавливание не будет успевать за расплавлением металла. Высокая скорость разряда достигается применением в цепи питания конденсаторов.

В этом виде сварки электроды тоже изготавливают из меди. Медь и некоторые ее сплавы обладают высокой твердостью и отличной электропроводностью. Хорошо подходит для таких целей сплав ЭВ. Когда производится точечная сварка с электродами из меди, может происходить сварка меди контактных электродов и алюминия заготовки. Тогда приходится зачищать торцы электродов с удалением поверхностного слоя металла.

Биметаллические соединения

Размеры точечных сварных соединений.

При точечной сварке алюминиевых заготовок сварка меди с алюминием является нежелательным явлением, но иногда возникает необходимость получить неразъемное соединение двух металлов. Особенно часто это требуется для обеспечения надежного электрического контакта в соединении. При разъемных соединениях изолирующая оксидная пленка повышает сопротивление в месте контакта.

Электродуговая сварка меди и алюминия сопряжена с некоторыми трудностями. Температуры плавления этих веществ различны. При большой зоне расплавления алюминия медь все еще остается в кристаллическом состоянии. Эти металлы взаимно растворяются друг в друге. Из-за более раннего расплавления алюминия шов формируется из раствора меди в алюминии. При высоких концентрациях меди раствор становится хрупким.

Если в построечных условиях найти альтернативу электродуговой сварке трудно, то в заводских условиях соединение этих металлов чаще выполняют теми же контактными способами, что и при соединении алюминиевых заготовок. При контактной сварке можно обеспечить минимальное взаимное проникновение металлов и не допустить охрупчивания соединения. Хорошие результаты дает применение невысоких температур в сочетании с небольшим временем воздействия.

Плакирование, то есть покрытие алюминиевых листов чистой медью, относится к холодной сварке этих металлов. Соединение получается прокаткой с перекрытием до 70%. Так, на алюминиевую заготовку накатывают слой меди до 0,8 мм.

Для получения плакирующего слоя толщиной до 2,5 мм используют горячую прокатку с нагревом до 450°С. Операция производится в два этапа для снижения окисления медных плакирующих листов.

Ссылка на основную публикацию
Топливный насос Чери Амулет неисправности, замена своими руками
Загорелся Check Engine на Чери Амулет На приборной панели загорается желтый значок, Check Engine, он может непрерывно гореть, либо моргать....
Топ лучших парктроников 2019 с ценами и отзывами
Лучшие парктроники - Рейтинг 2020 (ТОП 6) Парковка автомобиля – это одна из наиболее трудных задач для большинства неопытных водителей....
Топ самых лучших танков в World of Tanks в 2020 тяжелые, средние, легкие
Топ 10 Лучшие танки World of Tanks На сегодняшний день одна из самых популярных компьютерных игр в мире это World...
Топливный фильтр на ВАЗ 2109 (инжектор и карбюратор) замена своими руками LuxVAZ
Замена топливного фильтра на ВАЗ 2107 с инжекторным двигателем Форсунки инжекторных двигателей очень чувствительны к наличию в топливе посторонних примесей...
Adblock detector