Fläcksvetsning i hemverkstaden

Variationer och klassificering av svetsning

Svetsning är processen för att få en integrerad anslutning av delar på grund av bildandet av interatomiska bindningar i svetsen. Sådana bindningar uppstår under påverkan av lokal eller allmän uppvärmning av de delar som ska svetsas, eller under påverkan av plastisk deformation, eller båda.

Svetsning används oftast för sammanfogning av metaller och deras legeringar, för sammanfogning av termoplast och till och med inom medicin. Men svetsning av levande vävnad ligger utanför denna artikel. Därför beakta bara dem typer av svetsning som används inom teknik.

Den moderna utvecklingen av svetstekniken är sådan att den möjliggör svetsning, inte bara under produktionsförhållanden utan också i friluft och även under vatten. På senare år har svetsning som experiment redan genomförts i rymden.

Olika typer av energi används för svetsning. Först och främst är det en elektrisk båge eller en eldgasflamma. Mer exotiska källor är ultraljud, laserstrålning, en elektronstråle och friktionssvetsning.

Alla svetsoperationer är förknippade med hög brandrisk, gasföroreningar med skadliga gaser, ultraviolett strålning och helt enkelt risken för elektriska stötar. Därför kräver man svetsarbeten strikt efterlevnad av säkerhetsföreskrifter.

Alla svetsmetoder, beroende på energitypen och tekniken för dess användning, är indelade i tre huvudklasser: termisk klass, termomekanisk klass och mekanisk klass.

Svetsning av termisk klass utförs genom smältning på grund av användning av termisk energi. Det är mest känt elektrisk bågsvetsning och gassvetsning. Termomekanisk klasssvetsning utförs med termisk energi och mekaniskt tryck. För mekanisk klasssvetsning används energin från tryck och friktion. Alla svetsuppdelningar i klasser görs i enlighet med GOST 19521-74.

Fläcksvetsning

Spot svetsning avser kategorin så kallad kontaktsvetsning. Därutöver hör även svetsning av rumpa och sömmar där. Under villkoren för en hemmagård är de två sista typerna praktiskt taget omöjliga att implementera, eftersom utrustningen är för komplicerad för att upprepas under hantverk. Därför endast längre punktsvetsning.

Enligt ovanstående klassificering tillhör fläcksvetsning den termomekaniska klassen. Svetsprocessen består av flera steg. Först placeras de delar som ska svetsas, tidigare kombinerade i önskat läge, mellan svetsmaskinens elektroder och pressas mot varandra. Sedan värms de till ett tillstånd av plastisitet och efterföljande plastplastisk deformation. Vid användning av automatisk utrustning under industriella förhållanden uppnås en svetsfrekvens på 600 punkter per minut.

Kort punktsvetsningsteknik

Delarna värms upp genom att tillföra en kortvarig puls av svetsströmmen. Pulsvaraktigheten varierar mellan 0,01 ... 0,1 sek beroende på svetsförhållandena. Denna kortvariga puls säkerställer smältning av metallen i zonen för elektroderna och bildandet av en gemensam vätskekärna för båda delarna. Efter att strömpulsen har tagits bort hålls komponenterna under tryck under en tid för att kyla och kristallisera den smälta kärnan.

Pressningen av delarna vid tidpunkten för svetspulsen tillhandahåller bildningen runt tätningsremsans smälta kärna, vilket förhindrar stänk av smältan från svetszonen. Därför krävs inte ytterligare åtgärder för att skydda svetspunkten.

Elektrodernas tryckkraft bör avlägsnas med en viss fördröjning efter svetspulsens slut, vilket ger förutsättningar för bättre kristallisering av den smälta metallen. I vissa fall rekommenderas det i sista steget att öka spännkraften för delarna, vilket säkerställer smidning av metallen och eliminering av inhomogeniteter inuti svetsen.

Det bör noteras att för att erhålla en svets av hög kvalitet måste ytorna som ska svetsas förberedas, i synnerhet rengöras från tjocka oxidfilmer eller helt enkelt rost. För svetsning av tunna ark är tillräckligt, upp till 1 ... 1,5 mm, den så kallade kondensatorsvetsning.

Kondensatorer laddas kontinuerligttillräckligt liten ström, konsumerar försumbar kraft. Vid tidpunkten för svetsning tappas kondensatorerna ut genom de delar som ska svetsas, vilket ger nödvändigt svetsläge.

Sådana källor används för svetsning av miniatyr- och underminiatyrdelar inom instrumenttillverkning, elektronik- och radioteknikindustri. I detta fall är svetsning av både järnhaltiga och icke-järnmetaller möjlig och även i olika kombinationer.

Fördelar och nackdelar med punktsvetsning

Liksom allt i världen har punktsvetsning sina fördelar och nackdelar. Först och främst inkluderar fördelarna hög lönsamhet, mekanisk hållfasthet hos punktsvetsar och förmågan att automatisera svetsprocesser. Nackdelen är svetsens bristande täthet.

Hemgjorda konstruktioner av punktsvetsmaskiner

Under förhållandena för en hemmagård kan punktsvetsning bara vara nödvändig, så många enheter har utvecklats som är lämpliga för egenproduktion hemma. En kort beskrivning av några av dem kommer att ges nedan.

En av de första konstruktionerna av apparaten för punktsvetsning beskrivs i tidskriften RADIO N 12, 1978 s. 47-48. Kretsschemat för apparaten visas i figur 1.

Bild 1. Schematisk över punktsvetsmaskinen

En sådan anordning skiljer sig inte i ökad effekt, med sin hjälp är det möjligt att svetsa plåt upp till 0,2 mm tjock eller ståltråd med en diameter upp till 0,3 mm. Med dessa parametrar är svetsning mycket möjlig termoelementsamt svetsning av tunna foliedelar till massiva stålunderlag.

En av de möjliga applikationerna är svetsning av tunna foliefolier med förlimta töjningsmätare till de testade delarna. På grund av det faktum att de delar som ska svetsas är små är klämkraften under svetsningen liten, därför är svetselektroden tillverkad i form av en pistol. Spänndelarna utförs för hand.

Svetsmaskinens krets är ganska enkel. Huvudsyftet är att skapa en svetspuls med önskad varaktighet, som ger olika svetslägen.

Enhetens huvudenhet är en svetstransformator T2. En svetselektrod är ansluten till dess sekundära lindning (enligt det övre ändschemat) med hjälp av en flerkärnig flexibel kabel, och en mer massiv svetsad del är ansluten till den nedre änden. Anslutningen ska vara tillräckligt tillförlitlig.

Svetstransformatorn är ansluten till nätverket genom likriktarbron V5 ... V8. En tyristor V9 är inkluderad i en annan diagonal av denna bro, när den öppnas anbringas nätspänningen genom likriktarbron på den primära lindningen av transformatorn T2. Tyristorn styrs med S3 “Impulse” -knappen i svetspistolen.

Vid anslutning till nätverket från en hjälpkälla laddas kondensatorn C1 omedelbart. Hjälpkällan består av en transformator T1 och en likriktarbro V1 ... V4. Om vi ​​nu trycker på S3 “Impulse” -knappen, kommer kondensatorn C1 genom dess stängda kontakt och motståndet R1 att släppas genom sektionen av styrelektroden - katoden i tyristorn V9, vilket kommer att leda till den senare öppningen.

Den öppnade tyristorn stänger diagonalen på bron V5 ... V9 (likström), vilket kommer att leda till att en svetstransformator T1 inkluderas.Tyristorn är öppen tills kondensatorn C1 är urladdad. Kondensatorns urladdningstid, och därför svetsströmens pulstid, kan styras av ett variabelt motstånd R1.

För att förbereda nästa svetspuls måste “Impuls” -knappen släppas kort så att kondensatorn C1 laddas. Nästa puls kommer att genereras genom att trycka på knappen igen: hela processen kommer att upprepas, som beskrivits ovan.

Som transformator T1 är vilken låg effekt (5 ... 10W) ​​som har en utgångsspänning på III-lindningen på cirka 15V lämplig. Winding II används för bakgrundsbelysning, dess spänning är 5 ... 6V. Med de klassificeringar C1 och R1 som anges på diagrammet är svetspulsens maximala längd cirka 0,1 sekund, vilket säkerställer en svetsström på 300 ... 500 A, vilket är tillräckligt för svetsning av de små storlekarna som nämns ovan.

T2-transformatorn är tillverkad på Sh40-järn. Setens tjocklek är 70 mm, den primära lindningen lindas med en PEV-2-tråd 0,8 och innehåller 300 varv. Sekundärlindningen lindas omedelbart i två ledningar och innehåller 10 varv. Tråden i den sekundära lindningen är strandad med en diameter på 4 mm. Du kan också använda ett däck med ett tvärsnitt på minst 20 kvm.

Det är fullt möjligt att ersätta PTL-50-tyristor med KU202 med bokstäverna K, L, M, N. Dessutom måste kondensatorn C1 höjas till 2000 μF. Det är bara tillförlitligheten för enheten med en sådan ersättning kan minskas något.

Kraftigare svetsmaskin

Den ovan beskrivna apparaten kan kallas microwelding machine. Ett diagram över en kraftfullare apparat visas i figur 2.

Bild 2. Schematiskt diagram över punktsvetsmaskinen

Vid en närmare undersökning är det lätt att märka att den strukturellt sett liknar den föregående och innehåller samma noder, nämligen: en svetstransformator, en halvledar-tyristorkontakt och en tidsfördröjningsanordning som ger den erforderliga svetspulsvaraktigheten.

Detta schema låter dig svetsa plåt upp till 1 mm tjockt, samt tråd med en diameter på upp till 4 mm. Denna kraftökning jämfört med den tidigare kretsen uppnås genom användning av en kraftigare svetstransformator.

Apparatens allmänna krets visas i figur 2a. Den primära lindningen av svetstransformatorn T2 är ansluten till nätverket genom en tyristor-närhetskontaktortyp MTT4K. Likströmmen för en sådan startare är 80 A, bakspänningen är 800 V. Dess interna anordning visas i figur 2c.

Modulens krets är ganska enkel och innehåller två tyristorer, anslutna motparallell, två dioder och ett motstånd. Kontakter 1 och 3 växlar lasten medan kontakterna 4 och 5 är stängda. I vårt fall stängs de med kontaktgruppen för relä K1. För att skydda mot nödsituationer innehåller kretsen en AB1-brytare.

Tidsrelä monterade på en transformator Tr1, diodbrygga KTs402, elektrolytiska kondensatorer C1 ... C6, relä K1 och omkopplare och knappar. I det läge som visas i diagrammet när du slår på den automatiska maskinen AB1 börjar kondensatorerna C1 ... C6 laddas.

Kondensatorer är anslutna till diodbron med hjälp av en P2K-omkopplare med oberoende låsning, vilket gör att du kan ansluta ett annat antal kondensatorer och därmed justera tidsfördröjningen. Motståndet R1 är installerat i kondensatorns laddningskrets, dess syfte är att begränsa laddningsströmmen för kondensatorerna vid det initiala laddningsögonblicket. Detta gör att du kan öka kondensatorernas livslängd. Kondensatorer laddas via en normalt stängd kontakt på KN1-knappen.

När KN1-knappen trycks ned stängs den normalt - en öppen kontakt som kopplar K1-reläet till tidskondensatorerna. Normalt öppnas naturligtvis en stängd kontakt, vilket förhindrar anslutning av relä K1 direkt till likriktarbron.

Reläet arbetar, med sina kontakter stänger det styrkontakterna för tyristorreläet, som slår på svetstransformatorn.När kondensatorerna har urladdats kommer reläet att stängas av och svetspulsen stannar. För att förbereda för nästa puls måste KN1-knappen släppas.

För exakt val av pulstid används ett variabelt motstånd R2. Som relä är K1 lämplig vassrelä typ RES42, RES43 eller liknande med en svarsspänning på 15 ... 20 V. Dessutom, ju lägre relämanöverström, desto längre tidsfördröjning. Strömmen mellan kontakterna 4 och 5 hos tyristorstartaren överskrider inte 100 mA, så något lågströmrelä är lämpligt.

Kondensatorer C1 och C2 vid 47 μF, C3, C4 100 μF, C5 och C6 470 μF. Kondensatorernas driftsspänning är minst 50 V. Transformator Tr2 är lämplig för alla med en effekt på högst 20 W med en sekundärspänning på 20 ... 25 V. Likriktarbron kan monteras från separata dioder, till exempel den utbredda 1N4007 eller 1N5408.

Svetstransformatorn är tillverkad på en magnetisk krets från en bränd LATRA på 2,5 A. Efter att den gamla lindningen har tagits bort lindas järnet i minst tre lager lack. Vid ändarna av magnetkretsen, innan lindningen av den lackerade trasan, är ringar av tunn elektrisk kartong installerade, vilka är böjda längs ringens ytter- och innerkanter. Detta förhindrar förstöring av lacktyg under lindning och efterföljande drift.

Den primära lindningen utförs med en tråd med en diameter på 1,5 mm, det är bäst om tråden är med tygisolering, vilket förbättrar förutsättningarna för impregnering av lindningen med lack. För impregnering kan du använda KC521 lack eller liknande. Antalet varv visas i figur 2b. Med kranar kan du göra en grovjustering av svetsströmmen. Mellan de primära och sekundära lindningarna lindas ett lager bomullstejp, varefter spolen impregneras med lack.

Sekundärlindningen är gjord av trådad tråd i silikonisolering med en diameter på 20 mm och innehåller 4 ... 7 varv. Trådyta inte mindre än 300 kvm. I trådens ändar installeras flikar som bör lödas för bättre kontakt. Det är möjligt att utföra en sekundärlindning med ett paket med flera tunnare ledningar. Det totala området måste åtminstone anges, och alla ledningar måste lindas samtidigt. Denna konstruktion av transformatorn ger en svetsström på upp till 1500 A. Spänningen i öppen krets är 4 ... 7 V.

Svetskontaktmekanismen utförs i enlighet med arten av det arbete som utförs enligt ett av de kända schemat. Oftast är det svets tång. Trycket som skapas av mekanismen är cirka 20 KG / cm2. Mer exakt väljs denna insats på ett praktiskt sätt. Kontakter är tillverkade av koppar eller berylliumbrons. Samtidigt bör storleken på kontaktdynorna vara så liten som möjligt, vilket säkerställer en bättre svetskärna.

Amatördesign för punktsvetsning kan nu hittas mycket. Allt kommer in. Till exempel är en av mönstren baserade på TS270 krafttransformatorer från gamla rör-tv-apparater. För att skapa en sådan installation behövs sex transformatorer. Till och med mikroprocessorstyrda kretsar visas, men strukturen har generell betydelse oförändrad: att skapa en kortvarig puls av svetsströmmen och en tillräcklig klämkraft på svetsstället.

Boris Aladyshkin