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Punktschweißen in der Heimwerkstatt

 


Punktschweißen in der HeimwerkstattSorten und Klassifizierung des Schweißens

Beim Schweißen wird eine integrale Verbindung von Teilen aufgrund der Bildung interatomarer Bindungen in der Schweißnaht hergestellt. Solche Bindungen entstehen unter dem Einfluss lokaler oder allgemeiner Erwärmung der zu schweißenden Teile oder unter dem Einfluss plastischer Verformung oder beidem.

Das Schweißen wird am häufigsten zum Verbinden von Metallen und ihren Legierungen, zum Verbinden von Thermoplasten und sogar in der Medizin verwendet. Das Schweißen von lebendem Gewebe geht jedoch über den Rahmen dieses Artikels hinaus. Betrachten Sie daher kurz nur diese Arten des Schweißens, die in der Technologie verwendet werden.

Die moderne Entwicklung der Schweißtechnik ermöglicht das Schweißen nicht nur unter Produktionsbedingungen, sondern auch unter freiem Himmel und sogar unter Wasser. In den letzten Jahren wurde das Schweißen als Experiment bereits im Weltraum durchgeführt.

Für die Herstellung des Schweißens werden verschiedene Arten von Energie verwendet. Zuallererst ist es ein Lichtbogen oder eine Flamme eines Gasbrenners. Exotischere Quellen sind Ultraschall, Laserstrahlung, Elektronenstrahl und Reibschweißen.

Alle Schweißarbeiten sind mit einer hohen Brandgefahr, einer Gasverschmutzung durch schädliche Gase, ultravioletter Strahlung und dem Risiko eines Stromschlags verbunden. Die Durchführung von Schweißarbeiten erfordert daher die strikte Einhaltung der Sicherheitsvorschriften.

Alle Schweißmethoden werden je nach Art der Energie und der verwendeten Technologie in drei Hauptklassen unterteilt: thermische Klasse, thermomechanische Klasse und mechanische Klasse.

Das Schweißen in der thermischen Klasse wird durch Schmelzen aufgrund der Verwendung von Wärmeenergie durchgeführt. Es ist größtenteils bekannt Lichtbogenschweißen und Gasschweißen. Das Schweißen in der thermomechanischen Klasse wird unter Verwendung von Wärmeenergie und mechanischem Druck durchgeführt. Beim Schweißen der mechanischen Klasse wird die Energie von Druck und Reibung verwendet. Alle Aufteilungen des Schweißens in Klassen erfolgen gemäß GOST 19521-74.


Punktschweißen

Punktschweißen bezieht sich auf die Kategorie des sogenannten Kontaktschweißens. Daneben gehört auch das Stumpf- und Nahtschweißen dazu. Unter den Bedingungen einer Heimwerkstatt sind die letzten beiden Typen praktisch nicht zu implementieren, da die Ausrüstung zu kompliziert ist, um sie unter handwerklichen Bedingungen zu wiederholen. Deshalb nur weiter Punktschweißen.

Gemäß der obigen Klassifizierung gehört das Punktschweißen zur thermomechanischen Klasse. Der Schweißprozess besteht aus mehreren Schritten. Zunächst werden die zu schweißenden Teile, die zuvor in der gewünschten Position kombiniert wurden, zwischen die Elektroden des Schweißgeräts gelegt und gegeneinander gedrückt. Dann werden sie auf einen plastischen Zustand und anschließende plastische Verformung der Verbindung erhitzt. Bei Verwendung automatischer Geräte unter industriellen Bedingungen wird eine Schweißfrequenz von 600 Punkten pro Minute erreicht.


Kurze Punktschweißtechnik

Die Teile werden durch Zuführen eines Kurzzeitimpulses des Schweißstroms erwärmt. Die Impulsdauer variiert je nach Schweißbedingungen zwischen 0,01 und 0,1 Sekunden. Dieser Kurzzeitimpuls gewährleistet das Schmelzen des Metalls in der Zone der Elektroden und die Bildung eines gemeinsamen Flüssigkeitskerns für beide Teile. Nachdem der Stromimpuls entfernt wurde, werden die Komponenten einige Zeit unter Druck gehalten, um den geschmolzenen Kern abzukühlen und zu kristallisieren.

Das Pressen der Teile zum Zeitpunkt des Schweißimpulses stellt die Bildung eines Dichtungsbandes um den geschmolzenen Kern sicher, das verhindert, dass die Schmelze aus der Schweißzone herausspritzt. Daher sind keine zusätzlichen Maßnahmen zum Schutz der Schweißstelle erforderlich.

Die Druckkraft der Elektroden sollte mit einer gewissen Verzögerung nach dem Ende des Schweißimpulses entfernt werden, was Bedingungen für eine bessere Kristallisation der Metallschmelze bietet. In einigen Fällen wird empfohlen, im Endstadium die Klemmkraft der Teile zu erhöhen, um das Schmieden des Metalls und die Beseitigung von Inhomogenitäten innerhalb der Schweißnaht sicherzustellen.

Es ist zu beachten, dass zur Erzielung einer qualitativ hochwertigen Schweißnaht die zu schweißenden Oberflächen vorbereitet sein müssen, insbesondere von dicken Oxidfilmen oder einfach von Rost gereinigt werden müssen. Zum Schweißen reichen dünne Bleche, bis zu 1 ... 1,5 mm, die sogenannten Kondensatorschweißen.

Kondensatoren werden kontinuierlich aufgeladenausreichend kleiner Strom, der vernachlässigbare Energie verbraucht. Zum Zeitpunkt des Schweißens werden die Kondensatoren durch die zu schweißenden Teile entladen, wodurch der erforderliche Schweißmodus bereitgestellt wird.

Solche Quellen werden zum Schweißen von Miniatur- und Subminiaturteilen in der Instrumentenbau-, Elektronik- und Funktechnikindustrie verwendet. In diesem Fall ist das Schweißen von Eisen- und Nichteisenmetallen und sogar in verschiedenen Kombinationen möglich.


Vor- und Nachteile des Punktschweißens

Wie alles auf der Welt hat das Punktschweißen seine Vor- und Nachteile. Zu den Vorteilen zählen vor allem eine hohe Rentabilität, die mechanische Festigkeit von Punktschweißnähten und die Fähigkeit, Schweißprozesse zu automatisieren. Der Nachteil ist die mangelnde Dichtheit der Schweißnähte.


Selbstgemachte Konstruktionen von Punktschweißgeräten

Unter den Bedingungen einer Heimwerkstatt ist möglicherweise nur Punktschweißen erforderlich. Daher wurden viele Geräte entwickelt, die für die Eigenproduktion zu Hause geeignet sind. Eine kurze Beschreibung einiger von ihnen wird unten gegeben.

Eine der ersten Konstruktionen der Vorrichtung zum Punktschweißen wurde in der Zeitschrift RADIO N 12, 1978, S. 47-48 beschrieben. Das Schaltbild der Vorrichtung ist in Abbildung 1 dargestellt.

Das Schema der Vorrichtung zum Punktschweißen

Abbildung 1. Schema des Punktschweißgeräts

Eine solche Vorrichtung unterscheidet sich nicht in der erhöhten Leistung, mit ihrer Hilfe ist es möglich, Bleche mit einer Dicke von bis zu 0,2 mm oder Stahldraht mit einem Durchmesser von bis zu 0,3 mm zu schweißen. Mit diesen Parametern ist das Schweißen durchaus möglich Thermoelementsowie Schweißen dünner Folienteile an massive Stahlsubstrate.

Eine der möglichen Anwendungen ist das Schweißen dünner Folienblätter mit vorgeklebten Dehnungsmessstreifen an die getesteten Teile. Aufgrund der Tatsache, dass die zu schweißenden Teile klein sind, ist die Klemmkraft während des Schweißens gering, daher wird die Schweißelektrode in Form einer Pistole hergestellt. Das Spannen der Teile erfolgt von Hand.

Die Schaltung des Schweißgeräts ist recht einfach. Sein Hauptzweck ist es, einen Schweißimpuls der erforderlichen Dauer zu erzeugen, der verschiedene Schweißmodi bietet.

Die Haupteinheit des Gerätes ist ein Schweißtransformator T2. Eine Schweißelektrode wird über ein mehradriges flexibles Kabel mit ihrer Sekundärwicklung (gemäß dem Schema des oberen Endes) verbunden, und ein massiveres geschweißtes Teil wird mit dem unteren Ende verbunden. Die Verbindung sollte zuverlässig genug sein.

Der Schweißtransformator ist über die Gleichrichterbrücke V5 ... V8 mit dem Netzwerk verbunden. Der Thyristor V9 ist in einer anderen Diagonale dieser Brücke enthalten. Wenn sie geöffnet wird, wird die Netzspannung über die Gleichrichterbrücke an die Primärwicklung des Transformators T2 angelegt. Der Thyristor wird mit der S3-Taste „Impulse“ im Griff der Schweißpistole gesteuert.


Wenn der Kondensator C1 über eine Hilfsquelle mit dem Netzwerk verbunden ist, wird er sofort aufgeladen. Die Hilfsquelle besteht aus einem Transformator T1 und einer Gleichrichterbrücke V1 ... V4. Wenn wir jetzt die S3-Impulstaste drücken, wird der Kondensator C1 durch seinen geschlossenen Kontakt und den Widerstand R1 durch den Abschnitt der Steuerelektrode - die Kathode des Thyristors V9 - entladen, was zu dessen Öffnung führt.

Der geöffnete Thyristor schließt die Diagonale der Brücke V5 ... V9 (Gleichstrom), was zur Aufnahme eines Schweißtransformators T1 führt.Der Thyristor ist geöffnet, bis der Kondensator C1 entladen ist. Die Entladezeit des Kondensators und damit die Impulszeit des Schweißstroms kann durch einen variablen Widerstand R1 gesteuert werden.

Um den nächsten Schweißimpuls vorzubereiten, muss die Taste „Impuls“ kurz losgelassen werden, damit der Kondensator C1 aufgeladen wird. Der nächste Impuls wird durch erneutes Drücken der Taste erzeugt: Der gesamte Vorgang wird wie oben beschrieben wiederholt.

Als Transformator T1 ist jede Leistung (5 ... 10 W) mit einer Ausgangsspannung an der III-Wicklung von ca. 15 V geeignet. Die Wicklung II dient zur Hintergrundbeleuchtung, ihre Spannung beträgt 5 ... 6V. Mit den im Diagramm angegebenen Nennwerten C1 und R1 beträgt die maximale Dauer des Schweißimpulses etwa 0,1 Sekunden, was einen Schweißstrom von 300 ... 500 A gewährleistet, was für das Schweißen der oben genannten kleinen Teile völlig ausreicht.

Der T2-Transformator besteht aus Sh40-Eisen. Die Dicke des Satzes beträgt 70 mm, die Primärwicklung ist mit einem PEV-2-Draht 0,8 gewickelt und enthält 300 Windungen. Die Sekundärwicklung wird sofort in zwei Drähte gewickelt und enthält 10 Windungen. Der Draht der Sekundärwicklung ist mit einem Durchmesser von 4 mm verseilt. Sie können auch einen Reifen mit einem Querschnitt von mindestens 20 m² verwenden.

Es ist durchaus möglich, den PTL-50-Thyristor durch KU202 mit den Buchstaben K, L, M, N zu ersetzen. Außerdem muss der Kondensator C1 auf 2000 μF erhöht werden. Das ist nur die Zuverlässigkeit des Gerätes mit einem solchen Austausch kann etwas reduziert werden.


Leistungsstärkeres Punktschweißgerät

Die oben beschriebene Vorrichtung kann aufgerufen werden Mikroschweißmaschine. Ein Diagramm eines leistungsstärkeren Geräts ist in Abbildung 2 dargestellt.

Schematische Darstellung des Punktschweißgeräts

Abbildung 2. Schematische Darstellung des Punktschweißgeräts

Bei näherer Betrachtung ist leicht zu erkennen, dass es strukturell dem vorherigen sehr ähnlich ist und dieselben Komponenten enthält, nämlich: einen Schweißtransformator, einen Halbleiter-Thyristorschalter und eine Zeitverzögerungsvorrichtung, die die erforderliche Schweißimpulsdauer liefert.

Mit diesem Schema können Sie Bleche mit einer Dicke von bis zu 1 mm sowie Drähte mit einem Durchmesser von bis zu 4 mm schweißen. Diese Leistungssteigerung gegenüber der vorherigen Schaltung wird durch die Verwendung eines leistungsstärkeren Schweißtransformators erreicht.

Die allgemeine Schaltung der Vorrichtung ist in Fig. 2a gezeigt. Die Primärwicklung des Schweißtransformators T2 ist über ein Thyristor-Näherungsschütz vom Typ MTT4K mit dem Netzwerk verbunden. Der Gleichstrom eines solchen Starters beträgt 80 A, die Sperrspannung 800 V. Das interne Gerät ist in Abbildung 2c dargestellt.

Die Schaltung des Moduls ist recht einfach und enthält zwei gegenparallel geschaltete Thyristoren, zwei Dioden und einen Widerstand. Die Kontakte 1 und 3 schalten die Last, während die Kontakte 4 und 5 geschlossen sind. In unserem Fall werden sie über die Kontaktgruppe des Relais K1 geschlossen. Zum Schutz vor Notsituationen enthält der Stromkreis einen AB1-Leistungsschalter.

Zeitrelais montiert auf Transformator Tr1, Diodenbrücke KTs402, Elektrolytkondensatoren C1 ... C6, Relais K1 sowie Kommutierungsschalter und -tasten. In der im Diagramm gezeigten Position beginnen sich die Kondensatoren C1 ... C6 beim Einschalten des Automaten AB1 aufzuladen.

Kondensatoren werden über einen P2K-Schalter mit unabhängiger Fixierung an die Diodenbrücke angeschlossen, sodass Sie eine andere Anzahl von Kondensatoren anschließen und so die Zeitverzögerung steuern können. Der Widerstand R1 ist im Kondensatorladekreis installiert, sein Zweck besteht darin, den Ladestrom der Kondensatoren zum anfänglichen Ladezeitpunkt zu begrenzen. Dadurch können Sie die Lebensdauer der Kondensatoren verlängern. Kondensatoren werden über einen normalerweise geschlossenen Kontakt auf der KN1-Taste aufgeladen.

Wenn die KN1-Taste gedrückt wird, schließt sie normal - ein offener Kontakt, der das K1-Relais mit den Zeitkondensatoren verbindet. Normalerweise öffnet sich zu diesem Zeitpunkt natürlich ein geschlossener Kontakt, der den direkten Anschluss des Relais K1 an die Gleichrichterbrücke verhindert.

Das Relais arbeitet mit seinen Kontakten und schließt die Steuerkontakte des Thyristorrelais, das den Schweißtransformator einschaltet.Nach dem Entladen der Kondensatoren schaltet sich das Relais aus und der Schweißimpuls stoppt. Um sich auf den nächsten Impuls vorzubereiten, muss die Taste KN1 losgelassen werden.

Zur genauen Auswahl der Impulszeit wird ein variabler Widerstand R2 verwendet. Als Relais ist K1 geeignet Reed-Relais Typ RES42, RES43 oder dergleichen mit einer Antwortspannung von 15 ... 20 V. Außerdem ist die Zeitverzögerung umso länger, je niedriger der Relaisbetätigungsstrom ist. Der Strom zwischen den Kontakten 4 und 5 des Thyristorstarters überschreitet 100 mA nicht, daher ist jedes Niedrigstromrelais geeignet.

Kondensatoren C1 und C2 bei 47 μF, C3, C4 100 μF, C5 und C6 470 μF. Die Betriebsspannung der Kondensatoren beträgt mindestens 50 V. Der Transformator Tr2 ist für alle Personen mit einer Leistung von nicht mehr als 20 W und einer Sekundärspannung von 20 ... 25 V geeignet. Die Gleichrichterbrücke kann aus separaten Dioden zusammengebaut werden, z. B. dem weit verbreiteten 1N4007 oder 1N5408.

Der Schweißtransformator wird in einem Magnetkreis aus einem gebrannten LATRA von 2,5 A hergestellt. Nach dem Entfernen der alten Wicklung wird das Eisen in mindestens drei Lackschichten eingewickelt. An den Enden des Magnetkreises sind vor dem Aufwickeln des lackierten Stoffes Ringe aus dünnem elektrischem Karton angebracht, die entlang der Außen- und Innenkanten des Rings gebogen sind. Dies verhindert die Zerstörung des Lackgewebes beim Aufwickeln und anschließenden Betrieb.

Die Primärwicklung erfolgt mit einem Draht mit einem Durchmesser von 1,5 mm. Am besten ist der Draht mit einer Stoffisolierung versehen, was die Bedingungen für die Imprägnierung der Wicklung mit Lack verbessert. Zum Imprägnieren können Sie KC521-Lack oder ähnliches verwenden. Die Anzahl der Windungen ist in Abbildung 2b dargestellt. Mit Hilfe von Gewindebohrern können Sie den Schweißstrom grob einstellen. Zwischen der Primär- und Sekundärwicklung wird eine Schicht Baumwollband gewickelt, wonach die Spule mit Lack imprägniert wird.

Die Sekundärwicklung besteht aus Litzendraht in Silikonisolierung mit einem Durchmesser von 20 mm und enthält 4 ... 7 Windungen. Drahtfläche nicht weniger als 300 qm. An den Enden des Drahtes sind Kabelschuhe installiert, die für einen besseren Kontakt gelötet werden sollten. Es ist möglich, eine Sekundärwicklung mit einem Bündel mehrerer dünnerer Drähte durchzuführen. Die Gesamtfläche muss mindestens angegeben werden und alle Drähte müssen gleichzeitig gewickelt sein. Diese Konstruktion des Transformators liefert einen Schweißstrom von bis zu 1500 A. Die Leerlaufspannung beträgt 4 ... 7 V.

Der Schweißkontaktmechanismus wird gemäß der Art der Arbeit ausgeführt, die gemäß einem der bekannten Schemata ausgeführt wird. Meist handelt es sich dabei um Schweißzangen. Der durch den Mechanismus erzeugte Druck beträgt etwa 20 kg / cm². Genauer gesagt wird dieser Aufwand auf praktische Weise ausgewählt. Die Kontakte bestehen aus Kupfer oder Berylliumbronze. In diesem Fall sollte die Größe der Kontaktflächen so klein wie möglich sein, um einen besseren Schweißkern zu gewährleisten.

Amateur-Designs für das Punktschweißen sind jetzt viel zu finden. Alles kommt ins Spiel. Beispielsweise basiert eines der Designs auf TS270-Leistungstransformatoren von alten Röhrenfarbfernsehern. Um eine solche Installation zu erstellen, wurden sechs Transformatoren benötigt. Sogar mikroprozessorgesteuerte Schaltkreise erscheinen, aber die allgemeine Bedeutung der Strukturen bleibt unverändert: einen Kurzzeitimpuls des Schweißstroms und eine ausreichende Klemmkraft an der Schweißstelle zu erzeugen.

Boris Aladyshkin

Siehe auch auf i.electricianexp.com:

  • Ein einfaches hausgemachtes Schweißgerät von LATR
  • Schweißdrahtverbindung
  • Wie man ein einfaches DIY-Schweißgerät herstellt
  • So schließen Sie das Schweißgerät richtig an
  • Wie man einen einfachen Stromregler für einen Schweißtransformator herstellt

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    Kommentare:

    # 1 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Eine große Bitte, ein schematisches Diagramm einer ähnlichen Vorrichtung (Vorrichtung zum Punktschweißen) von Transformatoren TSA-270-1 (2 Stk.) Vorzuschlagen. Vielen Dank im Voraus.

     
    Kommentare:

    # 2 schrieb: Sergey | [Zitat]

     
     

    Beim Klettern im Internet fand ich detaillierte Anweisungen zum Zusammenbauen von Punktschweißen basierend auf Trance aus einer Mikrowelle. Ich denke, es ist für jemanden nützlich.

     
    Kommentare:

    # 3 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Ich habe einen Stator von einem Elektromotor mit einem Innendurchmesser von ungefähr 9 cm, einem äußeren 12 cm breiten (oder wird es ein Abschnitt genannt?) 4 cm. Ist es möglich, es anstelle des Magnetkreises von LATR zu verwenden?

     
    Kommentare:

    # 4 schrieb: Jacob | [Zitat]

     
     

    Sperma Semenych, können Sie.

     
    Kommentare:

    # 5 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Fand einen Mikrowellentransformator. Ich werde das Gerät darauf machen. Sie können keinen Link zu diesem Thema einfügen. Es gibt auch einen kräftigen Stator von einem Elektromotor, der genau 10 kg wiegt - blankes Metall. Ich werde später damit experimentieren

     
    Kommentare:

    # 6 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Punktschweißen am Transformator aus der Mikrowelle fehlgeschlagen! Die Warteschlange für den Stator vom Elektromotor.

     
    Kommentare:

    # 7 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Ich versuche die Batterien zu kochen. Nickelband. Elektroden, Messing. Entweder schweißt nicht oder brennt. Was ist der Fehler?

     
    Kommentare:

    # 8 schrieb: vasilij | [Zitat]

     
     

    Sperma Semenych,
    Es ist bequemer, sich auf einen Magnetkreis aufzuwickeln, indem auf beiden Seiten ein Stator gesägt wird, indem die Platten mit Bolzen vorgespannt werden oder entlang des Schnitts Lichtbogenschweißen.

     
    Kommentare:

    # 9 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Guten Tag an alle!
    Ich suche einen Spezialisten für die Herstellung von Punktschweißen (hausgemacht) in Moskau! Ich bin bereit, Sie über weitere Informationen zu informieren!
    Mit freundlichen Grüßen Vitaly. Moskau

     
    Kommentare:

    # 10 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Sergey
    IMHO: Ersetzen Sie die Elektroden durch Kohlenstoff und reduzieren Sie den Strom.

     
    Kommentare:

    # 11 schrieb: Alexey Zaitsev | [Zitat]

     
     

    Die maximale Ladung beträgt Q (C1) = 25 V * 1000 uF = 0,025 Coulomb bei einer Entladezeit von 0,1 s, der Strom in der Primärwicklung beträgt ~ 0,25 A und in der Sekundärwicklung haben wir 0,25 A * 300/10 = 7,5 A. 500A funktioniert nicht. Ergo: Entladezeit 50 mal weniger - 2 ms.