Контактная сварка своими руками. Технология изготовления

Для создания различных металлических конструкций каждый владелец загородного участка мечтает иметь аппарат для сварки металла. Наиболее популярным и надежным считается метод контактной сварки, который широко востребован и при ремонте автомобильной техники.

Многих интересует, существует ли технология изготовления контактной сварки своими руками? Да, в домашних условиях многие методы контактного соединения являются самыми прочными и надежными. Самостоятельно изготовить аппараты для проведения сварочных работ не представляет особого труда, при этом можно использовать многие расходные материалы, которые давно уже считаются ненужными в домашнем хозяйстве.

Сфера применения контактной сварки

Название контактная сварка свидетельствует о том, что соединение двух деталей происходит в результате воздействия электрического тока и приложения достаточно большого усилия сжатия на определенные точки материала.

Контактная сварка своими руками позволяет соединять между собой изделия толщиной от 0,02 мм до 20 мм. Причем детали свариваемого материала могут иметь различные свойства и профиль. Чаще всего осуществляют сварку изделий из мягкой и стойкой к коррозии стали или латуни и легких сплавов цветных металлов.

Многие способы этого вида соединения используются исключительно в промышленном производстве для строительства самолетов, автомобилей, судов и другой сложной техники. Широкое применение имеют аппараты для контактной сварки (своими руками сделанные в том числе) в сельскохозяйственной отрасли народного хозяйства. А также ни одна станция технического обслуживания и ремонта автомобилей не может обойтись без сварочного оборудования контактного типа.

В домашних условиях контактная сварка своими руками применяется для изготовления различных металлических конструкций каркасной формы, шкафов, посуды и другой бытовой утвари.

Технология соединения

Технологический процесс сварки контактным способом осуществляется посредством нагрева места соединения двух деталей при прохождении через них электрического тока. Причем подача тока происходит одновременно с использованием сильного давления на свариваемые поверхности.

Необходимые этапы выполнения сварочных работ контактным соединением:

1. Проведение предварительных подготовительных работ по механической очистке поверхности свариваемых материалов.
2. Надежная фиксация заготовки в сварочном аппарате, при этом особое внимание следует уделить точному совмещению краев свариваемых изделий.
3. Подача электрического тока на контакты электродов.
4. Процесс расплавления металла в точке соединения.
5. Осадка места стыка и отключение электрического тока.

Основными показателями сделанной своими руками контактной сварки из сварочного аппарата являются:

• Временной интервал прохождения электрического тока.
• Номинальное значение силы сжатия свариваемых заготовок.

Исходя из этих показателей, контактную сварку своими руками можно условно разделить на два режима работы:

1. Мягкий режим характеризуется большой длительностью временного промежутка действия силы тока, а также сравнительно плавным прогреванием места соединения. Применение такого метода позволяет значительно снизить потери мощности, что существенно уменьшает цену изготовленной своими руками контактной точечной сварки, а также снижает закалку сварочной зоны.
2. Режим жесткой сварки отличается коротким промежутком действия силы тока при существенном его увеличении. Основным плюсом этого способа является снижение общего времени сварочного процесса, следовательно, значительное увеличение производительности выполняемых работ.

Достоинства сварки контактным способом

По сравнению с другими методами соединения металлических поверхностей, изготовленная своими руками контактная сварка из сварочного аппарата имеет целый ряд значительных преимуществ:

1. Процесс изготовления оборудования требует минимального расходования дополнительных ресурсов, что делает этот вид сварки экономичным.
2. Место соединения двух металлов, даже разнородного типа, получается прочным, надежным и качественным. Причем от сварщика не требуется высокой квалификации и большого опыта ведения работ, так как технология контактной сварки своими руками не предполагает применения большого количества точных настроек оборудования.
3. Значительная скорость технологического процесса, а следовательно, и высокая производительность считаются одним из важнейших достоинств контактного соединения. Так, чтобы выполнить один стык, понадобится всего 0,02 секунды, что намного меньше другого вида сварки.
4. Экологическая безопасность процесса контактной сварки своими руками является также важной его характеристикой.

Виды контактной сварки

Различие порядка проведения процесса сварки и технологические особенности подведения электрического тока к месту соединения обуславливают деление контактной сварки на несколько различных видов:

• стыковая сварка;
• точечное соединение;
• шовная стыковка металлов.

Каждый из этих типов сварки имеет свои характерные особенности и способы применения.

Сварка стыковым методом

При стыковой сварке контакт изделий происходит по всей площади поверхности, поэтому процесс соединения производится при помощи специальных машин. Машины имеют устройства, способные удерживать заготовки и осуществлять давление деталей.

Стыковая сварка осуществляется двумя способами:

1. Сопротивлением, при котором металл в зоне сварки нагревается до пластического состояния, после чего происходит осадка места сварки. Этот способ требует хорошего контакта двух поверхностей, поэтому очень важным условием качественной работы является предварительная обработка стыкуемых торцов изделия.
2. Сварка оплавлением заключается в полном расплавлении металла в месте соединяемой поверхности. Если действие электрического тока и сила сжатия имеют постоянный характер, то происходит сварка непрерывного соединения. А вот в случае периодического изменения давления на стыкуемые поверхности происходит прерывистое оплавление торцов, при этом сила тока неизменна.

Применение стыковой контактной сварки из сварочного аппарата своими руками в бытовых условиях очень затруднено из-за высокой стоимости оборудования.

Контактная точечная сварка

Именно такой вид соединения чаще всего используется в домашних условиях для сварки отдельных деталей из листового металла. Технология контактной сварки основана на воздействии разогретого электрода в точке соприкосновения двух металлических поверхностей. Идеальным вариантом применения этого вида соединения является сделанная своими руками контактная сварка для аккумуляторов.

Качество соединения заготовок существенно зависит от следующих параметров:

• размера и формы электродов, что оказывает существенное влияние на величину точки соединения;
• уровня приложенного сжатия в точке сварки;
• величины силы электрического тока;
• качества предварительной очистки поверхности;
• времени воздействия тока.

Выполнение точечной сварки может осуществляться как односторонним нагревом, при котором воздействие на металл происходит только с одной стороны, так и двухсторонним методом, в этом случае деталь нагревается сразу с двух сторон.

Перед тем как сделать контактную сварку своими руками, необходимо продумать, какой принцип соединения лучше всего подойдет для качественного выполнения поставленной задачи.

Шовное соединение

Сварной шов при таком виде сварки представляет собой ряд точек соединения, которые перекрывают друг друга. В результате такой технологической операции на поверхности металлов образуется герметичный и прочный сварной шов.

Электроды для шовной сварки представляют собой специальные дисковые ролики, которые, вращаясь, обеспечивают плотное сжатие поверхностей металла и нагревание его в месте соединения.

В зависимости от расположения вращающихся электродов, этот вид сварки также может быть односторонним или двухсторонним.

Из всех видов контактной сварки для использования в бытовых условиях лучше всего подходит точечный тип соединения, так как изготовить по схеме контактную сварку своими руками из микроволновки или применить сварочный инвертор не представляет особой сложности, даже для начинающего мастера.

Аппарат из микроволновки для точечной сварки

Многие сварщики-любители для изготовления сварочного аппарата придумали применять трансформатор от старой, ненужной в хозяйстве микроволновой печи. Поэтому была разработана простая самодельная схема для контактной сварки из микроволновки, своими руками сделать которую можно в домашних условиях.

Для этих целей нужно разобрать старый аппарат, вынув необходимый трансформатор. Все остальные составляющие части этого устройства не понадобятся.

Вторичная обмотка трансформатора не понадобится, поэтому ее придется полностью демонтировать. Для изготовления контактной сварки из микроволновки своими руками нужно произвести модернизацию вторичной обмотки устройства.

Модернизация трансформатора

Чтобы сделать качественный сварочный аппарат, необходимо произвести небольшую переделку трансформатора. Для этого:

1. После демонтажа трансформатора необходимо намотать новую вторичную обмотку из провода сечением не менее 16 мм.
2. Намотать нужно два витка, чтобы исключить увеличение сопротивления обмотки.
3. После создания обмотки и проведения ее изоляции нужно измерить напряжение (достаточно всего 2 V).
   

При изготовлении контактной сварки из микроволновки своими руками необходимо следить, чтобы сила тока, выдаваемая аппаратом, не превышала 200 А. В противном случае применение более мощного агрегата может повредить электрическую проводку домашней электрической сети.

Конечно, если в хозяйстве есть заводской сварочный аппарат, то несложно изготовить своими руками контактную сварку из инвертора. Придется только изготовить самостоятельно специальные клещи для крепления электродов, при этом длина проводов, соединяющих источник тока и электроды, должна быть минимальной, чтобы уменьшить их сопротивление и нагрев во время работы.

Изготовление кожуха и клещей для самодельной сварки

Как и любое другое техническое устройство, самодельный аппарат для контактной сварки должен иметь практичный корпус. Очень популярным для трансформаторной сварки является корпус от системного блока персонального компьютера.

Конструктивно корпус системного блока имеет вентилятор для охлаждения обмоток трансформатора, а также необходимое количество вентиляционных отверстий. Можно изготовить кожух для сварки из листового металла, сделав подходящий по размеру обыкновенный ящик.

Изготовить клещи для контактной сварки своими руками можно из стального профиля сечением 20 × 20 мм, который способен обеспечить достаточную прочность. Рычаг длиной 50–60 см позволяет создать усилие сжатия порядка 30 кг, которого достаточно для самодельного аппарата. На концах рычага прикрепляются сварочные электроды.

Контактная сварка для аккумуляторов

В современных бытовых устройствах повсеместно используются аккумуляторные батареи. При неисправности блока питания часто приходится менять один или несколько элементов. Замена батареек методом пайки невозможна, так как элементы боятся перегрева. Поэтому лучше для этих целей изготовить контактную сварку для аккумуляторов 18650 своими руками.

Простейшим вариантом ремонта батареи в домашних условиях является применение автомобильного аккумулятора. Электроды можно сделать из двух кусков медной проволоки, предварительно зачистив их и закрепив изолентой. Торцы электродов располагаются в одной плоскости на расстоянии 2–3 мм друг от друга. Другие концы электродов с помощью проводов с зажимами подсоединяются к клеммам аккумулятора. При подключении полярность клемм аккумулятора не имеет значения.

При подключении сделанной своими руками контактной сварки для аккумуляторов произойдет короткое замыкание, а металл в месте соединения расплавится. После остывания появится надежный и прочный контакт.

Дефекты точечного соединения

При нарушении технологии сварочного процесса на месте стыковки двух деталей могут возникнуть некоторые дефекты. Условно их можно разделить на повреждения внешние (видимые) и внутренние (невидимые).

К внешним дефектам относятся:

• прожоги металла;
• трещины поверхности;
• точки неправильной формы;
• потемнение поверхности точек;
• вмятины.
  

Внутренние дефекты характеризуются следующими признаками:

• трещинами внутри сварочного соединения;
• неправильным нагревом точек (плохой провар);
• возникновением пор и раковин.

Видимые дефекты легко определить визуальным осмотром места соединения. Дефекты внутренние обнаруживаются при помощи специальных приспособлений контроля качества на производстве.

Существует много методов контактного сварочного соединения. Применение любого из них требует соблюдения техники безопасности для работы с электрическим оборудованием, а также защитных средств, необходимых при выполнении операций с повышенной температурой.