Конденсаторная сварка: схемы, описание, оборудование

Как собрать сварное оборудование

Совсем не обязательно приобретать дорогое оборудование его можно сделать своими руками. Если соблюдать все правила и нюансы, то готовая самодельная контактная сварка на конденсаторах выйдет ничем не хуже оригинала, но это позволит существенно сэкономить финансы.

Чтобы сделать конденсаторный сварочный аппарат своими руками стоит подготовить следующие компоненты:

трансформатор на 220 вольт. Устройство должно иметь мощность 5-20 Вт, а показатель выходного напряжения должен составлять 5В;
диодные компоненты выпрямительного типа с прямым током – 4 штуки. Показатель мощности – не меньше 300 мА;
тиристор. В качестве аналога подойдет прибор Т142-80-16, КУ 202 и похожие устройства;
конденсаторы электролитические;
резистор переменного типа на 100 Ом;
трансформатор с мощностью 1000 Вт. Подходящим вариантом будет устройство от микроволновок;
электроды;
провод из меди с сечением не меньше 35 мм.кв. – 1 метр;
переключательные компоненты, предохранители, корпус по желанию.

Чтобы сделать конденсаторную сварку своими руками потребуется схема и описание процесса. Ниже на картинке изображена схема конденсаторного сварочного аппарата, которая потребуется при его сборке.

Главное все собирать четко по схеме. Если все будет выполнено правильно, а все детали будут исправными, то проблем с работоспособностью самодельного сварного оборудования возникнуть не должно. Но все же трудности могут возникнуть с трансформатором. Как было указано выше, можно использовать прибор от микроволновки, его можно недорого купить на рынке с использованными элементами.

В этом деле может потребоваться схема конденсаторной сварки ударного типа от Aka Kasyan.

Однако перед тем как устанавливать, трансформатор переделывается:

Обязательно удаляются магнитные шунты, убирается вторичная обмотка.
На свободную область место наматывается 2-5 витков вторичной обмотки. Для этих целей применяется толстый провод из меди.
При настройке число витков меняется.

Особенности сборки

Схема конденсаторной сварки, собранной своими руками требует соблюдения важных принципов

Важно чтобы все было выполнено строго по алгоритму, только так можно получить качественное и исправное оборудование

Особенности сборки и работы прибора:

На начальном этапе сварочные разряды тока должны поступать на область первичной обмотки трансформаторной катушки. Также они должны доходить до диодного моста.
После на мост поступает сигнал от тиристора. Но перед этим данный элемент необходимо подключить к кнопке, которая подает импульс.
Чтобы происходило скапливание сварочных импульсов, конденсаторные элементы встраиваются в цепь тиристора. Одновременно с этим конденсатор подключается к диодному мосту и к области первичной обмотки трансформатора.
Во время включения самодельного оборудования с конденсаторами происходит накапливание электричества, исходящего из розетки. После этого нужно нажать на кнопку, а накопленное электричество в это время передвигается через резистор и тиристор, оно образует импульс.
После импульс переходит на электрод. Как раз в этот момент требуется остановить подачу электричества к сварному прибору.

Это простая схема конденсаторной точечной сварки своими руками. При желании ее можно улучшить, модернизировать новыми и современными элементами. Но для бытовых условий вполне сойдет простое оборудование. При помощи него можно варить разные небольшие элементы из металла. При этом шов будет очень прочным и ровным.

Если вы решили сделать конденсаторную точечную сварку своими руками, то предварительно рассмотрите ее важные особенности и нюансы. Несмотря на то, что данная технология считается простой, она имеет важные принципы и правила, которые нужно учитывать при ее проведении. Не стоит забывать про принципы, виды и отличительные качества. Также, перед тем как приступать к сооружению самодельного аппарата для сварки, стоит подготовить необходимые элементы.

Разновидности

Точечная сварка для аккумуляторов своими руками

Каждая из рассматриваемых разновидностей КС применяется в зависимости от того, какой результат нужен.

Точечная конденсаторная сварка

Соединение заготовок осуществляют в определённых точках (отдельных местах), это регламентировано ГОСТ 15878-79.

Структура и границы такой точки зависят от следующих параметров:

геометрических поверхностных характеристик электродов;
силы и времени пропускаемого через точку тока;
степени сжатия соединяемых поверхностей и их состояния.

Такой вид КС отлично подходит для работы с листовыми или профильными заготовками, при этом они накладываются друг на друга внахлёст.

Типы точечных соединений

Роликовая конденсаторная сварка

Другое её название – шовная. Представляет собой непрерывный ряд из перекрывающих друг друга точек. Токопроводящие электроды в виде роликов выполняют шов при прокатке через них наложенных внахлёст заготовок.

Подобную сварку используют для производства различных ёмкостей: баков, канистр, сосудов и т.д.

Схема роликовой сварки с разрезом шва

Стыковая конденсаторная сварка

Сварку оплавлением при таком способе получают при медленном приближении деталей, на которые подаётся ток. При соприкосновении двух поверхностей в зонах микроконтактов получается взрывное оплавление из-за возникновения в этих местах высокой плотности тока.

Важно! Магнитное поле выталкивает наружу кипящий металл, а сдавливание заготовок способствует образованию шва. Таким способом сваривают между собой детали сложной конфигурации из металлов разного рода: медь, алюминий, углеродистые стали

Таким способом сваривают между собой детали сложной конфигурации из металлов разного рода: медь, алюминий, углеродистые стали.

Несложные заготовки сращивают, пользуясь способом сопротивления, прижимая друг к другу и пропуская через них ток. В результате чего металлы в месте соприкосновения становятся пластичными, и происходит их осадка. Обязательна предварительная подготовка мест контакта.

Обслуживание самодельного сварочного инвертора

Чертеж сварочного инвертора для сборки своими руками. Для того, чтобы простой сварочный инвертор сделанный своими руками смог долго работать, за ним необходим грамотный уход. При поломке сварочного оборудования требуется снять корпус и аккуратно прочистить механизм при помощи пылесоса. В частях, куда он не достается можно воспользоваться кисточкой и сухой тряпкой.

В первую очередь, для самодельных инверторов нужно провести диагностику всего сварочного оборудования – проверяется напряжение, его вход и течение. При отсутствии напряжения необходимо проследить за функциональностью блока питания.

Также проблема может заключаться в сгоревших предохранителях конструкции. Слабым место считается и датчик, измеряющий температуру, который не ремонтируется, а заменяется.

После проведения диагностики необходимо обратить внимание на качество соединения электронных систем оборудования. Затем выявить некачественное скрепление на глаз либо используя специальный тестер. При выявлении данных неполадок, они устраняются тотчас за счет доступных деталей, чтобы не спровоцировать перегрев и поломку всего сварочного оборудования

При выявлении данных неполадок, они устраняются тотчас за счет доступных деталей, чтобы не спровоцировать перегрев и поломку всего сварочного оборудования.

Аппарат с повышенной мощностью

Тут необходимо переделывать агрегат по другой методике, но это даст возможность сваривать более толстые листы и проволоку. Это также самодельная конструкция, но конденсаторная сварка получиться ничуть не хуже. Чтобы её сотворить потребуется: пускатель MTT4K с током 8 А и возвратным напряжением 800 В. К модулю управления присоединены тиристоры, пара диодов и один резистор.

Все реакции протекают, как и в предыдущем случае, но здесь нужно уделить внимание выбору конденсаторов. Их наличие – 3 пары со следующей мощностью:

1-я 47мкФ;
2-я 100мкФ;
3-я 470мкФ.

Герконовое реле

При этом напряжение повинно быть не меньше 50 В. Также потребуется герконовое реле с напряжением 20 В. Что касается обмотки, то тут понадобиться 1,5 мм провод и шина с 60 мм2. Сила электротока в зоне варки будет достигать 1500 А.

Разумеется, такой аппаратурой не получиться приварить трубы или арматуру, но для малых дел она будет отличным помощником.

Простая схема для точечной сварки

Тут актуально рассмотреть упрощённую модель, которая передаёт импульс через электромагнитное устройство. В ходе работы надлежит подключить первый провод непосредственно к детали, а второстепенный к передатчику. Прижатие составляющих возможно с использованием «крокодила». Схема прибора выглядит следующим образом: первичный трансформаторный моток подключается к сети (один его конец проводиться через диодный мост). К другой стороне этого же моста поступается сигнал с тиристора.

Схема точечной сварки

После запуска заряд будет накапливаться в транзисторах (они располагаются в цепочке полупроводникового приспособления и подключены к мосту трансформатора). С этого звена в дальнейшем будет браться электроток.

Последовательность происходит следующей манерой: сначала идёт зарядка двухполюсников от электросети. После пуска отключается зарядка, и ток переходит на электромагнитное устройство минуя резистор. Продолжительность можно контролировать при помощи специального регулятора.

Именно трансформатор относится к ключевым звеньям модуля. Его можно сформировать на подобии сердечника с габаритами 40 на 70 (длинна и ширина). Первичный слой изготавливается из 0,08 см кабеля, и оборачивается 300 раз. Вторичный делается проволочной шиной с размером 2 см, и ей делается 10 оборотов. Трансформатор можно взять любой, однако, его мощность обязана быть 10 Вт, а напряжение 15 В.

Выбор электролитов от Hitachi, Samwha, Yageo

На рынке электроники сегодня можно найти большое количество подходящих конденсаторов от известных и малоизвестных производителей. При выборе оборудования не следует забывать, что при схожих параметрах конденсаторы очень сильно отличаются качеством и надежностью. Наиболее хорошо себя зарекомендовала продукция от таких всемирно известных производителей высококачественных алюминиевых конденсаторов, как Hitachi, Samwha и Yageo. Компании активно разрабатывают новые технологии производства конденсаторов, поэтому их продукция обладает лучшими характеристиками по сравнению с продукцией конкурентов.

Алюминиевые электролитические конденсаторы выпускаются в нескольких форм-факторах:

для монтажа на печатную плату;
с усиленными выводами-защелками (Snap-In);
с болтовыми выводами (Screw Terminal).

В таблицах 1, 2 и 3 представлены серии вышеуказанных производителей, наиболее оптимальные для использования в предварительном блоке выпрямления, а их внешний вид показан на рисунках 2, 3 и 4 соответственно. Приведенные серии имеют максимальный срок службы (в рамках семейства конкретного производителя) и расширенный температурный диапазон.

Таблица 1. Электролитические конденсаторы производства Yageo

Наименование	Емкость, мкФ	Напряжение, В	Ток пульсаций, А	Размеры, мм	Форм-фактор	Срок службы, ч/°C
LV	470, 560, 680	400, 450	1,70; 1,90; 2,10	35×40, 35×45, 35×50	Snap-In	3000/105
LC	470	400, 450	1,90; 2,10	35×45, 35×50	Snap-In	5000/105
NH	470…22000	400, 450, 500	2,4…39,4	51×80…89×270	Screw Terminal	5000/105

Таблица 2. Электролитические конденсаторы производства Samwha

Наименование	Емкость, мкФ	Напряжение, В	Ток пульсаций, А	Размеры, мм	Форм-фактор	Срок службы, ч/°C
HY	470, 560	400, 450	1,91; 2,14	35×45; 35×50	Snap-In	7000/105
JY	470	400, 450	1,88	35×45	Snap-In	10000/105
EY	1500…10000	400, 450	6,1…24,3	51×110…89×160	Screw Terminal	7000/105

Таблица 3. Электролитические конденсаторы производства Hitachi

Наименование	Емкость, мкФ	Напряжение, В	Ток пульсаций, А	Размеры, мм	Форм-фактор	Срок службы, ч/°C
HP3	470…2100	400, 420, 450, 500	2,75…9,58	30×40, 35×35…40×110	Snap-In	6000/85
HU3	470…1500	400, 420, 450, 500	2,17…4,32	35×45, 40×41…40×101	Snap-In	6000/105
HL2	470…1000	400, 420, 450, 500	1,92…3,48	35×40, 30×50…35×80	Snap-In	12000/105
GXA	1000…12000	400, 450	4,5…29,7	51×75…90×236	Screw Terminal	12000/105
GXR	2700…11000	400, 450	8,3…34,2	64×100…90×178	Screw Terminal	12000/105

Как видно из таблиц 1, 2 и 3, номенклатурная база достаточно широка, и пользователь имеет возможность собрать конденсаторную батарею, параметры которой в полной мере обеспечат требования будущего сварочного инвертора. Наиболее надежными представляются конденсаторы компании Hitachi с гарантированным сроком эксплуатации до 12000 часов, в то время как у конкурентов данный параметр составляет до 10000 часов в конденсаторах Samwha серии JY и до 5000 часов в конденсаторах Yageo серий LC, NF, NH. Правда, этот параметр не указывает на гарантированный выход конденсатора из строя по истечении указанного строка. Здесь имеется в виду только время использования при максимальной нагрузке и температуре. При использовании в меньшем диапазоне температур срок эксплуатации, соответственно, возрастет. По истечении указанного строка возможно также уменьшение емкости на 10% и увеличение потерь на 10…13% при работе на максимальной температуре.

Рис. 2. Электролитические конденсаторы Yageo

Рис. 3. Электролитические конденсаторы Samwha

Рис. 4. Электролитические конденсаторы Hitachi

Примечательно, что в каждой серии можно найти различную конфигурацию выводов конденсатора – с усиленными выводами-защелками или болтовыми выводами. Болтовые выводы дают гарантированную надежность сборки, а конденсаторы с выводами-защелками к надежности добавляют еще и простоту монтажа на печатную плату.

Выполняем конденсаторную сварку своими руками

Контактная сварка применяется сварщиками, поэтому купить заводской аппарат для ее выполнения несложно.

Модели, в отличие от агрегатов для точечной сварки, отличаются простой конструкцией, несложным управлением и стоят недорого, но многие умельцы все же принимают решение, собрать сварной аппарат конденсаторного типа своими руками. Это позволяет сэкономить деньги, реализовать собственный талант.

Температура сварки различных материалов.

Выполнения данного задания требует от мастера следующего:

найти в интернете нужную схему и подробное описание конструкционных особенностей агрегата;
уяснить механизм работы устройства;
подобрать актуальные материалы и приспособления: шпильки приварные, сварные электроды и т.п.

Механизм функционирования аппарата для конденсаторной сварки:

ток направляется через первичную обмотку питающего трансформатора, выпрямитель, представленный диодным мостом;
на диагонали моста осуществляется подача управляющего сигнала тиристора с кнопкой запуска;
в цепи тиристора вставлен конденсатор для накопления сварного импульса, который также нужно подключить к диагонали выпрямителя и первичной обмотке трансформаторной катушки.

Соединение участков металлических конструкций осуществляется при сильном электрическом влиянии, накопленном в двухполюсниках, а сам процесс делится на три категории:

Контактная сварка. Предполагает плотное прижатие заготовок друг к другу с последующим соприкосновением электродов к данному месту. Энергия, подающаяся на ограниченное пространство настолько велика, что это приводит к быстрому расплавлению и дальнейшему прикреплению кромок деталей.
Ударная технология. Также предполагает соединение отдельных деталей из металла в единую конструкцию, но электричество подается к месту сваривания в виде кратковременного удара. Такая технология позволяет уменьшить продолжительность сварной операции до 1,5 м/с;
Точечная техника. При использовании такого вида сварки потребуется два медных контакта, касающиеся объекта с двух граней. В результате изделия скрепляются в точке прикосновения к электроду.

При необходимости навесить на тонколистовую металлическую конструкцию приборы, фиксируемые гайками, можно воспользоваться той же конденсаторной сваркой.

С ее помощью на стенку конструкции приваривается специальная шпилька для конденсаторной сварки, а уже на нее фиксируют прибор. Шпильку помещают напротив основного металла и настраивают оборудование для выполнения операции приварки.

Дуга плавит основание шпильки и соответствующую ему площадь основного металла, после чего изделие вводят в сварную ванну и фиксируют на поверхности до тех пор, пока металлы не остынут. На выполнение такого шва потребуются миллисекунды, но он будет надежен и долговечен.

Схема при конденсаторной сварке

Схема конденсаторной сварки.

Конденсаторная точечная сварка своими руками легко выполняется даже малоопытным сварщиком.

Ее основа ‒ электрическая схема с применением конденсаторов:

Первичная обмотка проводится через выпрямитель, представленный диодным мостом. Затем она подключается к источнику напряжения.
Тиристор подает сигнал на мостовую диагональ и управляется кнопкой запуска. Конденсатор подключается к сети тиристора, диодному мосту и выводится на первичную обмотку.
Зарядить конденсатор можно путем, включения вспомогательной цепи с выпрямителем и трансформатором.

Конденсаторная сварка аккумуляторов своими руками осуществляется в следующей последовательности действий со стороны мастера:

нажатие пусковой кнопки, запускающей временное реле;
включение трансформатора при помощи тиристоров, после реле отключается;
использование резистора с целью определения длительности импульса.

Отличие точечного метода сварки от других существующих

Конденсаторная сварка с разрядом конденсатора через первичную обмотку трансформатора: а—схема процесса; б—диаграмма тока.

Советуем изучить Как устроен однополупериодный выпрямитель и где применяется

Основным отличием подобного метода соединения является экологичность. Стандартное устройство конденсаторной сварки работает на высоких токах, благодаря чему есть возможность получить шов отменного качества при небольшом расходе электроэнергии.

Конденсаторный метод сварки, как и приспособления для него, используется чаще всего в случаях, когда необходимо выполнить микросварку или соединить заготовки больших сечений и толщин. заключается в следующем:

В конденсаторах накапливается энергия в необходимом количестве.
Заряды превращаются в тепло, которое используется для сварки.

Следует знать, что точечная сварка является экологичной, так как она практически не оказывает влияния на окружающую среду. Используемые устройства не нуждаются в жидкости для охлаждения, так как из них не выделяется тепло. Подобное значительное преимущество дает возможность увеличить цикл жизни всего устройства для получения неразъемных соединений.

Вместо типичных цилиндров в конструкциях используются специальные сервоприводы, в связи с чем отсутствует необходимость в пневмоподключении. Встраиваемые компоненты позволяют скопить сварочное усилие довольно быстро и эффективно. Электроды при этом будут действовать на основание деликатно.

Конденсаторная сварка имеет следующие преимущества:

возможность производить сварку на высокой скорости;
точность соединения элементов;
высокий уровень экологичности;
надежность соединения;
долговечность сварочных устройств.

Схема конденсаторной сварки.

За счет высокой скорости точечная сварка не будет деформировать и расплавлять металл. Устройства действуют на различные обрабатываемые заготовки щадящим образом. Отличные показатели качества можно получить при контактном или ударном способе соединения заготовок. Например, ударно-конденсаторный метод лучше всего использовать для соединения цветных металлов и сплавов на их основе. В итоге шов получится эстетичным, надежным, а процесс получения неразъемных соединений займет небольшое количество времени.

Конденсаторная сварка достаточно часто используется в промышленных условиях благодаря сочетанию эксплуатационных характеристик. Образуется технологическое явление, в процессе которого нераздельный контакт заготовок из металла производится ввиду выделения тепла. При этом из места сварки путем усилия сжатия устранятся грязь, оксидные пленки, различные включения и выпуклости. В результате появятся соединения между атомами соединяемых покрытий.

Заряды энергии будут аккумулироваться при зарядке от генератора или выпрямителя. Производить регулировку энергии можно с помощью изменения напряжения и емкости зарядки.

Устройство контактного блока

Изготовленное приспособление для конденсаторной сварки должно иметь удобный сварочный модуль, предоставляющий возможность фиксировать и беспрепятственно перемещать электроды. Простейшая конструкция подразумевает ручное удержание контактных элементов. При более сложном варианте нижний электрод закрепляется в стационарном положении.

Для этого на подходящем основании он фиксируется длиной от 10 до 20 мм и сечением более 8 мм. Верхняя часть контакта закругляется. Второй электрод крепится к площадке, способной двигаться. В любом случае должны быть установлены регулировочные винты, с помощью которых будет осуществляться дополнительное нажатие для создания дополнительного давления.

Следует в обязательном порядке изолировать основание от подвижной площадки до контакта электродов.

Контактная сварка

Теперь разберемся как сваривать. Поскольку наш аппарат до невозможности простой, он не может регулировать длину импульсов. Вся задача тем самым ложится на вас. Поэтому выдержку придется делать интуитивно.

Вот пример, как припаять металлическую полоску к батарейке. Кладем полоску на батарейку. Теперь подносим контакты аппарата и тем самым быстро замыкаем его.

Выдерживаем где-то 0,5 секунды и быстро убираем, чтобы не пережечь соединение.

Все приварилось отлично.

С первого раза сварку лучше не производить – обязательно потренируйтесь.

Свариваем лезвие:

Все надежно и точно не отвалится. Главный упор делайте на тренировки, а дальше все пойдет как по маслу. Одной зарядки ионистора хватит на десяток таких сварок.

Конденсаторная сварка своими руками

Инвертор для сварки

В домашних условиях, когда возникает необходимость соединить медные или алюминиевые детали, это можно сделать с помощью самодельной конденсаторной сварки. Для правильной работы с различными металлами нужно опираться на графики их сварочных температур.

Графики температур сварки для металлов

Работа подобных схем основана на следующем принципе:

напряжение сети понижается трансформатором и выпрямляется с помощью диодного моста;
выпрямленное напряжение накапливается на конденсаторе большой емкости, включенном в диагональ диодного моста;
в цепь через тиристор подключаются рабочие электроды;
при кратковременной подаче напряжения на управляющий электрод тиристора последний открывается, и конденсатор разряжается через электроды на место сварки.

Необходимо сильно прижать свариваемые поверхности с помощью струбцины и прикоснутся к ним электродами, нажав на кнопку разряда.

Схема при КС

Конденсаторная точечная сварка своими руками схема которой подбирается индивидуально, может содержать в себе батарею конденсаторов для увеличения емкости.

Схема самодельной конденсаторной сварки

К сведению. Если включить вместо обычного трансформатора в цепь самоделки автотрансформатор, то можно выполнять регулировку напряжения на выходе, тем самым меняя величину сварочного тока. Главное, чтобы тиристор был рассчитан на его максимальное значение.

Применять подобную сварку можно для сваривания между собой и ремонта литиевых аккумуляторов, например, 18650.

Требования к конденсаторной сварке

Самодельный аппарат должен включать в себя как минимум два узла:

источник импульсов;
сварочный блок.

При этом желательно организовать регулировку сварочных режимов и защиту схемы. В домашних условиях при выполнении работ необходимо выполнять ряд условий

Основные моменты, на которые следует обратить внимание, следующие:

обеспечение достаточной мощности давления и качественного контакта в момент воздействия импульса тока;
гарантирование короткого промежутка времени (до 0,1с.) для разряда и максимально малого времени заряда конденсаторов и достаточной временной выдержки для остывания расплава;
размер точки прикосновения электрода обязан быть в два раза больше самой тонкой из заготовок.

Не стоит забывать! Места сварки обязательно очищать от грязи, ржавчины и окислов.

Процесс конденсаторной сварки

Конструкции контактного блока

У изготовленной конденсаторной сварки своими руками схема и описание могут быть разными, но контактный блок в основном одинаковый. Этот узел отвечает за фиксацию или перемещение по сварной плоскости рабочих электродов. В домашних условиях это простая фиксация при помощи различных зажимов или винтов. Ими же регулируется степень сжатия. Обычно один из электродов (нижний) закрепляется статично. Он имеет размеры: сечение – 5-8 мм, длину – 10-20 мм. Подвижный электрод крепится на верхней площадке и имеет горизонтальную степень свободы.

Совет. В качестве электродов допустимо брать толстую омеднённую проволоку или медный пруток. Узел прижима деталей и узел подачи токового импульса должны быть изолированы друг от друга.