Изготовление сварочных клещей для точечной сварки своими руками и их правильное применение

Точечная сварка металла базируется на двух явлениях — плавлении металла в месте контакта при прохождении тока высокой плотности и механическом сжатии зоны размягчения. При достаточно сильном сжатии между двумя деталями, разогретыми до состояния пластической деформации, происходит взаимодействие на молекулярном уровне — их частицы образуют монолит.

Промышленные сварочные клещи для точечной сварки обеспечивают и активное прохождение тока, и необходимую степень сжатия. По сути, они представляют собой мини сварочный аппарат, соединяющий в себе трансформатор и механическое рычажное устройство для сжатия электродов. Промышленные клещи подразделяются на два вида — ручные и подвесные.

Ручные клещи предназначены для сваривания деталей толщиной (диаметром) до 1 мм. Ими можно сваривать листовой металл, пруток, проволоку, сетку. Подвесные — массивнее и мощнее, они применяются для сваривания деталей диаметром до 2 мм и более, в зависимости от мощности трансформатора и длины держателей электродов.

Серийные сварочные промышленные клещи для точечной сварки производятся практически всеми компаниями, занимающимися выпуском сварочного оборудования и рассчитаны на ток 220 или 380 В. Особенностью таких клещей является тип трансформатора. Он должен преобразовать обычный переменный ток частотой 50 Гц в импульс короткого времени действия, обладающий небольшим напряжением и высокой силой тока, которая достигает 3800 А. Некоторые модели могут вырабатывать ток до 6000А.

Длительность импульса регулируется тиристорным или семисторным микроконтроллером, установленным как штатная деталь клещей. Ток включается кнопкой или педалью. Высокие силы тока, проходящие по проводам и электродам, требуют, чтобы токопроводящие части были как можно короче, чтобы сократить потери энергии на их нагревание. Именно этот факт и вызвал необходимость установки трансформатора непосредственно на механической части.

Для усиления механического давления ручные и подвесные клещи для точечной сварки могут оснащаться пневматическим приводом. Он увеличивает механическое давление без роста усилия со стороны оператора, но несколько увеличивает вес самой установки. Тем не менее, вес пневматических клещей для точечной сварки небольших деталей, например, от компании Dalex, достигает всего несколько килограммов. Ими можно оперировать одной рукой.

Более массивные устройства подвешиваются на гидравлических или механических приспособлениях и подаются в зону сварки вручную или при помощи пульта управления.

Принципиальная схема сварочных клещей выглядит так:

Раздвигаться могут как два держателя, так и только верхний, это зависит от особенностей сферы применения и класса свариваемых деталей.

Многие модели сварочных клещей оборудованы держателями электродов изменяемой длины в пределах 10-60 см. Это позволяет вести сварку в труднодоступных местах и на габаритных конструкциях. Отдельное место занимают клещи для установки на роботизированных станках, они могут быть более габаритными — точность сваривания обеспечивается электронным программируемым оборудованием.

Устройство и принцип работы изделий

Способ эксплуатации разделяет такие устройства на два основных вида:

• ручные;
• подвесные.

Схема подвесных сварочных клещей.

Ручные изделия включают в себя трансформатор, который обеспечивает работу щипцов, предназначенных для электродов. Лицевая сторона корпуса оснащена рычагом. Он служит для регулировки такого параметра, как ширина, на которую раскрываются держатели. Работа всего агрегата осуществляется без необходимости присоединения электродов к самостоятельным источникам тока с помощью особых проводов. Подобные клещи для контактной точечной сварки являются практичными элементами, ведь их вес составляет 12 кг.

Выработка изделием сварочного тока происходит именно в тот момент, когда оно подключается к электрической сети. Это явление тут же передается на электроды, с помощью которых зажимаются заготовки, сделанные из металла. Плавление исходного вещества осуществляется благодаря воздействию большого количества сварочного тока, а в том месте, где находился зажим, формируется сварочная точка. Отличная сцепка происходит по причине эффективного воздействия электродов, осуществляемого с двух сторон одновременно. Результат – надежное и практичное соединение, которое не удается достигнуть, применяя одностороннюю точечную сварку.

Использование подвесных клещей зачастую сопряжено с такими условиями, где обычная продукция может не подойти. Например, промышленность требует наличия серьезных изделий, без которых выполнение процессов невозможно. Отличительной чертой многих продуктов является огромная производительность, благодаря которой они могут применяться в совершенно разных производственных областях.

Клещи

Клещи для контактно-точечной сварки: устройство и принцип работы

Клещи представляют собой аппарат для ручной контактной сварки, используемый для точечного соединения двух металлических листов внахлест. Это — компактное устройство, состоящее из двух элементов:

• трансформатора;
• присоединенного к трансформатору держателя для электродов в виде щипцов.

Механизм сжатия рычагов может быть механическим (ручным), пневматическим или гидравлическим.

Подключенные к сети клещи преобразуют поступаемое электричество в сварочный ток. Тот подается на электроды, контактирующие с металлическими заготовками. В результате этого в месте прижима образуется сварная точка. Двухстороннее воздействие электродов на металл, по сравнению с односторонней сваркой, обеспечивает лучший прижим и надежнее соединение.

По способу эксплуатации клещи контактной сварки делятся на:

• ручные. Отличаются малым весом, простотой эксплуатации. Привод может быть как ручным, так и пневматическим;
• механизированные/подвесные. Рассчитаны на стационарное использование, весят более 100 кг.

Преимущества сварочных клещей

Свою популярность среди пользователей клещи для сварки получили благодаря своим особенностям:

• незначительные габариты и вес. Благодаря своему небольшому весу, во время работы клещи достаточно легко удерживаются сварщиком. Компактные размеры устройства упрощают его транспортировку и хранение;
• несложный процесс сварки, который не требует специальной предварительной подготовки;
• надежность и прочность сварной конструкции без потери свойств металла. Свариваемые детали практически не деформируется, т.к. термическое воздействие ограничено зоной сварки;
• сохранение грунтовочных и антикоррозийных покрытий;
• низкие дополнительные затраты, практически не требующие применения расходных материалов;
• низкие требования по энергоснабжению.

Такие аппараты востребованы на крупных и малосерийных производствах, СТО, в металлоремонтных мастерских, строительстве и в частном бытовом пользовании.

Технические характеристики сварочных клещей, имеющие большое значение при выборе

Выбирая клещи, обязательно обратите внимание на следующие показатели:

• напряжение сети, 220 или 380 V;
• максимальное значение тока. Чем больше этот показатель, тем большей толщины металлические заготовки можно будет соединять;
• толщина свариваемого металла;
• привод механизма сжатия и возможность регулировки прилагаемого усилия;
• длина консолей и возможность их смены.

Помочь в выборе всегда готовы квалифицированные специалисты специализированного интернет-магазина «ВсяСварка.RU». Наш телефон в Екатеринбурге.

Варианты сварочных работ

Виды точечной сварки определяются количеством единовременно образуемых пикселей соединения. В производстве используются: одноточечный, двухточечный и многоточечный виды.

Одноточечный вид используют при соединении нескольких листов, при этом качество сваривания уменьшается с каждым слоем листов (деталей). Двухточечный вид сваривания применяют при соединении деталей обладающих широкими поверхностями.

Многоточечный вид используют для скрепления различных штампованных конструкций. Он может быть двусторонним и односторонним, все зависит от размещения электродов по отношению к скрепляемым узлам.

Этот вид сварки может различаться и циклами прохождения электроимпульсов. Цикличность зависит от толщины свариваемых деталей.

При толщине металлической поверхности до пяти миллиметров достаточно и одного импульса электротока, а при большой толщине необходимо несколько кратковременных электрических импульсов. При сваривании металлических элементов большой толщины и твердости применяются циклы с повышенным стискиванием.

Производители

Выбирая изготовителя клещей для точечной сварки, нужно учитывать время его присутствия на рынке и общую репутацию. Фирмы с долгой историей дорожат своим добрым именем, используют для производства своей продукции самые передовые научные разработки и технические решения, применяют только качественные материалы.

Такой аппарат будет стоить существенно дороже, если сравнить его с продукцией малоизвестных фирм. Последние для удешевления продукции стремятся максимально упрощать конструкцию в ущерб долговечности и даже безопасности.

Процедурами контроля качества материалов, комплектующих и готовой продукции на этих предприятиях также часто пренебрегают. В результате недорогое изделие служит недолго и требует ремонта или замены. В этот момент выясняется, что сервисная сеть этого поставщика в стране не развита. Если планируется большой объем работ, лучше заплатить дороже и отдать предпочтение продукции проверенных временем поставщиков.

Среди российских производителей выделяется компанию Калибр, среди зарубежных- ESAB, Huter, Tecna.

Аппарат для сварки

Для сварки для медных проводов используют любой генератор тока: трансформатор, выпрямитель, инвертор. Клещи для контактной сварки подключают к автомобильным аккумуляторам, соединяют два последовательно, выводят контакты к электродам. Мощности хватает для соединения кабеля с жилой 5 мм. Большой объем с аккумуляторами не сделаешь, необходим сварочный аппарат.

Инвертор

Преимущества современных инверторных аппаратов очевидны:

• ими можно сварить провода любого сечения;
• они не боятся «провисания» напряжения в сети, снижают риск залипания электрода, пережога медных скруток;
• есть облегченные модели, выдающие ток до 150–200 А;
• работают от стандартной сети, не нужно подключаться к трехфазному току.

Работать с инвертором проще, чем с трансформатором. Для сварки постоянным током прямой полярности плюс подключают к держателю электрода, минус – к свариваемому медному проводу.

Трансформатор

Громоздкие аппараты старого типа сложно перетаскивать с места на место, зато трансформаторы способны генерировать ток в пределах 400 А. Трансформатор подходит для работы с постоянным током прямой или обратной полярности. Им проводят сварку медных шин в распределительных щитках, соединение скрученных проводников большого сечения. Подключают трансформатор также, как инвертор: «+» на электрод, «-» на скрутку. У трансформантов хорошая производительность, но в процессе работы они сильно гудят, греются, их периодически отключают, дают остыть. При включении они «просаживают» сеть, но затем напряжение стабилизируется. При работе с трансформатором следует это учитывать.

На базе понижающего трансформатора мощностью до 150 А напряжением от 12 до 38 В из бытовой техники можно сделать сварочный аппарат самостоятельно: намотать на него необходимо число витков кабеля. Рассчитать их количество можно по таблицам. Если включить в электросхему диодный мост, он будет стабилизировать дугу. Держатель приобретают в магазине или используют вместо него зажим троллейбусного контактора. Зажимные токопроводящие клещи делают из пассатижей – к одной ручке прикручивают контактную клемму. Обязательно делают заземление самодельного аппарата.

Конструкция и виды клещей

Ручные сварочные клещи для контактной сварки включают в себя:

1. Корпус, в которым рассматриваемая оснастка подключается к сварочному трансформатору.
2. Поворотный рычаг с зажимом для верхнего электрода.
3. Зажимной узел нижнего электрода.
4. Ручку, на которой смонтированы органы управления. Для более мощных типоразмеров клещей предусматривается педальное включение. Вторая, боковая, ручка предназначается для удержания инструмента во время сварки.
5. Система контроля и управления на базе различного типа реле — прерывателей сварочного тока.
6. Удлинитель или передник, если требуется производить сварочные работы на некотором удалении от трансформатора.

Хотя электроды и не входят в комплект, но все технические характеристики выпускаемых сварочных клещей ориентируются на определённый тип и диаметр расходного материала. Наличие такого инструмента существенно снижает трудоёмкость производства сварки, поскольку при работах, производимых в различных местах, нет необходимости передвигать массивный сварочный трансформатор. Именно поэтому сварочные клещи для контактной сварки особенно популярны в авторемонтных мастерских, выполняющих кузовные ремонтные работы.

• По способу установки. Подвесные клещи популярны при промышленном выполнении контактной электросварки в больших объёмах, в то время как ручные, более компактные, лучше для сварки в труднодоступных местах.
• По приводу зажима электродов, который может быть ручным или пневматическим.
• По принципу привода. Автоматические клещи срабатывают по управляющему сигналу от реле, которое включается при достижении определённого усилия сжатия электродов. Механизированные исполнения приводятся в действие педалью или нажатием кнопки на рукоятке.
• По способу охлаждения электрододержателя. Используя для контактной сварки большие сварочные токи, эффективнее использовать воду, в остальных случаях охлаждение производится при помощи воздушной струи.
• По производительности. Сварочные клещи с водяным охлаждением способны обеспечить темп работы сварщика на уровне 500…700 точек в час, а клещи с воздушным охлаждением – не более 60…70.

Разновидностью сварочных клещей являются споттеры – приспособления, обеспечивающие ручной зажим электродов. Они применяются при контактной сварке небольших деталей.

Технология процесса

Чтобы нагреть детали до необходимой температуры, на них подается кратковременный импульс элетротока большой силы. Как правило, импульс длится в от 0,01 до 0,1 секунды (время подбирается исходя из характеристик металла, из которого изготовлены детали).

При импульсе металл расплавляется, и между деталями образовывается общее жидкое ядро, пока оно не застынет, свариваемые поверхности необходимо удерживать под давлением. Благодаря этому, остывая, расплавленное ядро кристаллизируется. Рисунок, иллюстрирующий процесс сварки, показан ниже.

Обозначения:

• A – электроды;
• B – свариваемые детали;
• С – ядро сварки.

Давление на детали необходимо для того, чтобы при импульсе по периметру ядра расплавленного метала образовался уплотняющий пояс, не позволяющий вытекать расплаву за пределы зоны, где происходит сварка.

Чтобы обеспечить лучшие условия для кристаллизации расплава, давление на детали снимается постепенно. Если необходимо «проковать» место сварки с целью устранить неоднородности внутри шва, усиливают давление (делают это на финальной стадии).

Обратим внимание, что для обеспечения надежного соединения, а также качества шва, предварительно необходимо обработать поверхности деталей в местах, где будет происходить сварка. Это делается для удаления оксидной пленки или коррозии

Когда требуется обеспечить надежное соединение деталей толщиной от 1 до 1,5 мм, применяют конденсаторную сварку. Принцип ее действия следующий:

• блок конденсаторов заряжают электротоком небольшой силы;
• разряд конденсаторов производится через соединяемые детали (силы импульса достаточно для обеспечения необходимого режима сварки).

Такой тип сварки применяется в тех сферах промышленности, где необходимо соединить миниатюрные и сверхминиатюрные компоненты (радиотехника, электроника и т.д.).

Говоря о технологии точечной сварки следует отметить, что с ее помощью можно соединять между собой разнородные металлы.

Особенности и принцип точечной сварки

Изучение вопроса, как своими руками сделать точечную сварку, начнем с принципа действия.

На сегодняшний день точечная сварка востребована не только в быту, но и в производстве, так как она способна разрешить даже самые трудновыполнимые задачи. В промышленности, как правило, применяют устройства, работающие в автоматическом режиме, в бытовых условиях применяют сварочный аппарат-полуавтомат для точечной сварки.

Точечная контактная сварка на производстве необходима, чтобы сварить листовые болванки из черных и цветных металлов. С помощью ее сваривают изделия из профиля разной толщины и конфигурации, пересекающиеся металлические заготовки. При некоторых условиях можно добиться скоростного рабочего режима до 600 точек в минуту.

Многие люди интересуются вопросом, как сделать точечную сварку дома? В домашней среде точечную сварку применяют для ремонта бытовой утвари и при необходимости сварить электропровода.

Процедура точечного сваривания включает в себя несколько этапов:

• заготовки совмещают в требуемом положении;
• делают крепеж деталей непосредственно между прижимными электродами установки;
• осуществляют нагрев поверхностей, в процессе которого происходит деформирование деталей и они связываются между собой.

Существует еще одна технология точечного соединения – лазерная сварка. Она способна выполнять задачи, связанные с работой высокой точности и предельной прочности спайки.

Получается, что принцип точечной сварки заключается в чрезмерном нагревании рабочих металлических поверхностей, результатом которых осуществляется их сплавление и единое структурное новообразование.

Основную роль в процессе сварки исполняет импульсная характеристика тока, который создает необходимый нагрев металлической области. Не менее важной характеристикой служит время воздействия и сила удержания деталей. Благодаря этим параметрам кристаллизуется металлическая структура

Основными преимуществами сварки электроконтактной из сварочного аппарата считаются:

• выгодность использования;
• прочный шов;
• простота оборудования;
• самодельная точечная сварка может быть создана в домашних условиях;
• возможность автоматизации в условиях предприятия.

Единственным изъяном точечного соединения деталей считается негерметичность соединения.

Основными требованиями к сварочному оборудованию считаются:

• возможность изменить время процесса;
• создание давления в рабочей области, с достижением предела в окончании процесса нагрева;
• наличие электродов с высокими показателями проводимости энергии и тепла.

Для бытового применения подходить электролитическая медь и ее смесь марки ЭВ. Стоит отметить, что площадь контактируемого участка электрода должна превышать свариваемое соединение (шов) в 2,5 раза.

Преимущества оборудования

Клещи для точечной сварки дают следующие преимущества:

• большая скорость работы;
• отсутствие необходимости в расходных материалах: плавящихся электродах, присадочных прутках, защитных газах;
• высокая прочность шва;
• малая масса и габариты сварочного аппарата;
• возможность создания герметичного соединения путем размещения по линии шва перекрывающихся сварочных пятен.

Контактную сварку широко используют для соединения тонколистовых заготовок, создании корпусов, сеток из арматуры, воздуховодов, емкостей для сыпучих продуктов и сосудов низкого давления. Применяет такая технология и при сборке и ремонте автомобильных кузовов. Самые миниатюрные сварочные клещи используют при сборке кожухов в приборостроении.

Вторичная обмотка

Что касается вторичной обмотки, то если бы клещи были стационарные, то достаточно было 4 витка провода сечением 100 кв.мм. Но в данном случае, поскольку клещи выносные, длина провода от трансформатора до электродов составляла 1,7м. А чем длиннее провода, тем больше падает мощность аппарата.

К сожалению, мне неизвестно, падает ли мощность из-за уменьшения тока во вторичной цепи вследствие тонких проводов (по отношению к длине) или из-за просадки напряжения во время сварки. Поэтому решил намотать 6 витков проводом 50 кв.мм, чтобы компенсировать просадку напряжения во время сварки.

Клещи изготавливались из 1/2″ водопроводной трубы длиной 50см, сквозь которые протягивались провода и зажимались болтами непосредственно в электродах. В электродах были просверлены отверстия на глубину 50мм, чтобы была максимально большая площадь соприкосновения провода с электродом. Место соединения клещей, тщательно изолируется друг от друга текстолитовыми шайбами.

С трансформатором работы окончены. Теперь можно приступать к изготовлению корпуса. В наличии был лист толщиной 2мм. На листогибе согнуть короб из такого толстого металла довольно тяжело, поэтому в местах изгибы были пропилены пазы при помощи болгарки. Пока края не согнуты, желательно сразу же просверлить и вырезать все необходимые отверстия (вентиляторы, гермовводы и т.д.).

При наличии пропилов, ровно согнуть короб из толстого металла, не предоставляет труда.

В крышке, необходимо предусмотреть вентиляционные отверстия. Можно просто насверлить много отверстий, но это долго и некрасиво. Поэтому были куплены металлические вентиляционные решетки, а в крышке вырезаны отверстия под эти решетки.

Аппарат для точечной сварки своими руками

Сварочный аппарат действует на принципах закона Ленца — Джуоля: электрический ток, проходя по проводнику, выделяет тепло, которое напрямую равно квадрату тока, времени и сопротивлению проводника. Это означает что при силе тока в 1000 А, на тонких проводах и плохо сделанных соединениях, потери будут в 10000 раз больше, чем при 10 А.

Трансформатор

Основной элемент любого оборудования для точечной сварки — силовой, с повышенным эффектом трансформации (для получения нормального сварочного тока). Его можно взять в мощной микроволновке (от 1 кВт и выше), он питает магнетрон. Удобен своей доступностью и хорошими характеристиками. Показателей трансформатора хватит для точечной сварки стальных листов в 1 мм. Для получения большей мощности используют 2 и более детали.

Показатели таких трансформаторов составляют до 2000 В (в микроволновке оно удваивается перед подачей на магнетрон), не стоит их подключать в сеть и измерять выходные характеристики. Из этой детали нам понадобится первичная обмотка (в которой толще провод и меньше витков) и магнитопровод.

Провода срезаются стамеской или ножовкой (если он сварен, а не склеен), или выковыривается и высверливается (при очень плотной набивки обмотки, когда выбивание всё разрушит). При удалении проводов вторичной обмотки старайтесь действовать аккуратно, чтобы не повредить первичную обмотку. В трансформаторе также бывают шунты, которые ограничивают ток, их тоже нужно срезать.

После аккуратного извлечения нужных элементов, вторичная обмотка трансформатора обновляется. Для достижения показателей тока в 1000 А нужно использовать медный кабель с толщиной сечения в 100 мм² и более. Это может быть пучок или многожильный провод. Если внешняя изоляция мешает получить нужное количество витков, то её удаляют и заменяют на тканевую изоленту. Провода должны быть как можно меньшей длины, чтобы не было ненужного сопротивления.

сделайте больше витков, так вы повысите показатели мощности

Например, если у вас есть 2 трансформатора мощностью 0,5 кВт, с входным напряжением 220 В, при номинальном токе 250 А и выходным напряжением 2В. Соединив выводы вторичных и первичных обмоток, получим прибор, в котором номинальное напряжении в 2 В, выходной ток — 500 А (ток сварки также удвоится).

При создании устройства, во вторичных цепях устройства должны использоваться электроды. То есть при задействовании трансформаторов по 0,5 кВт, их связывают вместе проводами с диаметром 1 см, а концы к электроду. Если допустить ошибку при подключении выводов вторичной и первичной обмотки, это приведёт к короткому замыканию.

Когда используете два мощных трансформатора и вам нужно увеличить напряжение, но размер окна магнетрона не позволяет добавить необходимое количество витков провода, для этого вторичные обмотки соединяются последовательно. Необходимо согласовывать направление витков, иначе можно получит противофазу, что приведёт к выходному напряжению равному нулю (чтобы правильно понять этот момент проведите эксперимент с тонкими поводами).

На первичные обмотки трансформаторов

Первый случай свидетельствует о том, что цепи первичной и вторичной обмотки соединены вместе разноимёнными выводами (напряжение на первичной обмотке равно половине входного, которое преобразуется во вторичной обмотке, где оно суммируется и даёт двойное значение). Нулевое значение вольтметра показывает, значение напряжения на вторичных обмотках противоположны, это значит что одна из пар обмоток соединена одноимённым выводом.

Чтобы увеличить показатели у своего аппарата точечной сварки, нужно соединить несколько трансформаторов, но они не должны превышать показатели сети, иначе при его использовании общее напряжение будет падать. Ограничитесь 1000–2000 А, для бытовых условий такой силы тока достаточно.

Электроды

Медные стержни используют в качестве электродов. Чем больше толщина тем лучше, но его диаметр не должен быть меньше показателей провода. Если у вас аппарат небольшой мощности, то подойдут жала от паяльника.

Чем меньше длина провода

При использовании обжима, площадь крепления получается гораздо меньше, что увеличивает потери.

Управление

На промышленных аппаратах она доходит до 100 кг

Выключатель подключается к цепи первичной обмотки, иначе он будет добавлять сопротивления, а его контакты при работе расплавятся.

Если вы используете рычажный механизм прижима, то кнопку выключения монтируйте на нём. Очень удобно одной рукой давить на рычаг и управлять работой. Вторая рука контролирует сварку деталей.

Питание

В качестве источника рабочего тока применяются мощные понижающие трансформаторы. Они преобразуют сетевое напряжение переменного тока 220 или 380 вольт. Вторичная обмотка представляет собой толстую медную шину или разрезной диск из меди. Напряжение холостого хода равно 2-5 вольтам.

Рабочий ток для разных моделей колеблется от 2 до 35 тысяч ампер.

Несмотря на большой вес сварочного источника, его размещают в одном корпусе с аппаратом на минимальном расстоянии от электродов. Это делается для того, чтобы избежать потерь энергии при передаче сверхмощного тока на значительное расстояние.

Наиболее мощные устройства работают со специального подвеса, их масса уже не имеет такого решающего значения, как для ручных устройств.

Работа споттером

Работать с тонким листовым материалом можно также споттером. В основном это устройство предназначено для приварки вспомогательных элементов к помятым кузовным деталям автомобилей при производстве кузовного ремонта.

Применение этой технологии позволяет выравнивать поврежденные элементы кузова, доступ к внутренним поверхностям которых затруднен. Помятые детали кузова в этом случае нет необходимости демонтировать.

Споттер не предназначен для выполнения большого объема сварочных работ. Энергия, необходимая для осуществления контактной сварки запасается в накопительном конденсаторе. Это позволяет сэкономить на трансформаторе, так как здесь его габариты и вес значительно меньше.

Но с другой стороны, заряд конденсатора требует некоторого времени, что снижает «скорострельность» устройства.

Особенности выбора

Перед тем, как решиться купить инструмент для контактной сварки, необходимо знать критерии выбора качественного агрегата:

• Рабочее напряжение и силу электротока. Все устройства рассчитаны на определенное напряжение — 220 В или 380 В.
• Вылет электродов — расстояние между электродами и корпусом агрегата. Чем он больше, тем дальше от края можно сваривать детали.
• Тип зажима электродов. Клеммное крепление или резьбовое.
• Вес сварочного агрегата.
• Производительность.

Помимо этого стоит обратить внимание на энергопотребление конструкции и возможные дополнительные свойства, которые не всегда добавляют пользы.

Определившись с указанными параметрами, а также тщательно изучив желаемую модификацию устройства, можно смело оформлять покупку.

Установлено, что для работы с тонким листовым металлом эффективнее применять ручные клещи, а с толстыми листами — механизированные.

Подвесная модель

Этот вид оборудования используется в крупных ремонтных центрах и на промышленных предприятиях c серийным производством, выполняющим большое количество однотипных операций.

Самые совершенные модели снабжаются уравновешенным подвесом с гироскопом, стабилизирующим положение устройства в пространстве. В корпусе размещен мощный трансформаторный источник тока и автоматизированный блок управления, контролирующий силу тока, прижимное усилие и продолжительность импульса.

Производительная пневмосистема обеспечивает быстрое подведение электродов к заготовке, прижим с заданной силой и быстрое отведение. Пневмосистема питается от общецеховой магистрали сжатого воздуха или от отдельного компрессора.

Удобная рукоять позволяет точно наводить устройство на место сварки и нажатием кнопки давать команду на импульс.

Разновидности оборудования

Устройства принадлежат к одному из следующих видов:

• ручные;
• настольные;
• подвесные.

Ручные клещи для контактной сварки имеют ограниченную мощность и внешним видом напоминают плоскогубцы с электродами на рабочих концах. К ним подходят мощные провода от источника тока. Изолированные рукоятки взводят расположенную на оси спиральную пружину, которая прижимает электроды с заданной силой. Такой аппарат можно подносить к заготовкам под различными углами.
Такие клещи имеют небольшую массу до полутора килограммов, источник тока весит около 15-ти. Это позволяет свободно перемещать их вдоль заготовки и по цеху. Их используют и при ремонте кузовов транспортных средств.

Настольные модели крепятся на рабочих столах. Заготовка подносится к ним той стороной, где нужно выполнить точечный шов.

Подвесные сварочные аппараты устанавливаются на прочных кронштейнах. Подвес имеет несколько степеней свободы и уравновешен мощными пружинами. Это освобождает сварщика от удержания на весу больших масс оборудования.

Что потребуется

Приступать к решению такой задачи, не имея необходимых теоретических знаний и практических навыков, не стоит. Это только на словах всё выглядит относительно просто. Но если вы умеете паять и знаете, как правильно перемотать катушки трансформатора, можно попробовать. Для этого вам понадобятся определённые материалы и инструменты.

• Медный провод определённого сечения. Его сечение и количество возможно определить, только выполнив предварительные расчеты.
• Материал для изготовления шины. На худой конец можно обойтись тем же проводом, но целесообразнее приобрести уже готовое изделие.
• Лак для создания на проводах изолирующего слоя и хорошая изоляционная лента.
• Мультиметр для проведения необходимых замеров.
• Принадлежности для пайки – паяльник, флюс, припой и т. п.

Разумеется, придётся приобрести и уже готовый сварочный инвертор.

Изготовление клещей

Сварочный аппарат для контактной сварки оснащается клещами. Ручные клещи для контактной стыковки могут быть:

• выносными;
• стационарными.

Во втором варианте предусмотрена хорошая изоляция и безупречный контакт с электродами. Для этого необходимо выносной рычаг выполнить длинным. Ручки соответствующей длины проще изготовить на выносной конструкции. Изоляция подвижного соединения должна быть надежной, как правило, для этого используются шайбы и втулки из текстолита.

Клещи для контактной сварки производятся с заданным параметром вылета электродов в виде точек, который тоже немаловажен, от него зависит расстояние от кромки до места соединения деталей. Электроды изготавливаются из меди или бериллиевой бронзы. Также сварочные клещи можно изготовить из рабочей части паяльников. Это удобно при соединении полиэтиленовых труб.

Сварщик на машинах контактной сварки обязательно должен быть аттестован, но если он работает на производстве. Выполнение точечной сварки своими руками несложное занятие, как и дуговая сварка. В бытовых условиях может справиться каждый.

Самодельные клещи для точечной сварки

Но, при некоторой доле умения и старания, сделать клещи для точечной сварки своими руками не слишком сложно. Правда, в большинстве случаев, они принадлежат к комбинированному виду, в котором трансформаторная часть и механическая несколько разнесены в пространстве, как, например, показано в видеоролике:
Такая конструкция связана с тем, что довольно сложно сделать компактный трансформатор и скомбинировать его с клещами таким образом, чтобы аппарат получился сбалансированным и, одновременно, достаточно мощным. А баланс очень важен для достижения высокой точности сварки.

В большинстве случаев домашние умельцы строят стационарные клещи, которые устанавливаются на станину и перемещается свариваемая деталь. Но в этом случае утрачивается основное их свойство — мобильность и возможность сварки в любом положении.

Удачные механические решения самодельных клещей представлены на фото:

Полет фантазии самодеятельных конструкторов неограничен, поэтому в интернете можно встретить множество весьма оригинальных конструкций, которые работают не хуже, а то и лучше, совершенно не обидное — оно показывает, что конструкторская мысль не ограничена узкими рамками технических заданий предприятия и может работать свободно.

Если в вашем гараже или мастерской работает точечная сварка собственной конструкции — поделитесь схемой, фото, видео или описанием с нашими читателями. Это, без сомнения, вызовет немалый интерес.

Подвесная модель

Подвесные клещи для контактной точечной сварки применяются там, где необходимо выполнять большое количество соединений за смену. Обычно это крупные ремонтные мастерские, а также некоторые сборочные конвейеры. На фото представлен агрегат фирмы TECNA

Данная модель сварочных клещей закрепляется на специальном подвесе в зоне рабочего места сварщика. Подвесной кронштейн устройства оснащен гироскопом для устойчивого сохранения необходимой пространственной ориентации.

Внутри корпуса находится трансформатор, вырабатывающий сварочный ток требуемых характеристик и блок управления, позволяющий производить настройку параметров процесса.

Необходимое усилие сжатия клещей достигается посредством пневматического привода. Таким образом, клещи подключаются гибкими связями к электрическому питанию и источнику сжатого воздуха, каковым может быть как индивидуальный или групповой компрессор, так и внутрицеховая воздушная магистраль. Для охлаждения электродов в процессе работы применена водяная система с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

Управление подвесными сварочными клещами осуществляется с помощью пистолетной рукоятки с курком, закрепленной в верхней части агрегата. Заготовка вводится в зазор между электродами, затем производится нажатие курка, после чего система автоматически отрабатывает в соответствии с предустановленными настройками.

Для примера рассмотрим технические характеристики младшей модели сварочных клещей tecna 3321. Мощность устройства (номинальная) – 16 киловольт-ампер.

Максимальная потребляемая мощность в процессе сварки составляет 37 киловольт-ампер. Питание осуществляется от трехфазной электрической сети 380 Вольт. Величина напряжения вторичной обмотки – 2,8 Вольта.

Сварочные клещи способны осуществлять точечную сварку стальных листов толщиной до 3 миллиметров, либо прутков, диаметром до 10 миллиметров. Вес клещей достигает 52 килограмма. Скорость выполнения операций сварочными клещами – 3960 точек за 1 час.

В целом ассортимент довольно велик, поэтому всегда есть возможность выбрать подходящую модель.

Сварочные клещи TECNA

Политика конфиденциальности сайта

Настоящая Политика конфиденциальности персональной информации (далее — Политика) действует в отношении всей информации, которую Сайт (могут получить о пользователе во время использования им сайта. Согласие пользователя на предоставление персональной информации, данное им в соответствии с настоящей Политикой в рамках отношений с одним из лиц, входящих, распространяется на все лица.

Использование Сайта означает безоговорочное согласие пользователя с настоящей Политикой и указанными в ней условиями обработки его персональной информации; в случае несогласия с этими условиями пользователь должен воздержаться от использования Сервисов.

1. Персональная информация пользователей, которую получает и обрабатывает Сайт

1.1. В рамках настоящей Политики под «персональной информацией пользователя» понимаются:

1.1.1. Персональная информация, которую пользователь предоставляет о себе самостоятельно заполнении форм обратной связи, включая персональные данные пользователя. Обязательная для предоставления Сервисов (оказания услуг) информация помечена специальным образом. Иная информация предоставляется пользователем на его усмотрение.

1.1.2 Данные, которые автоматически передаются в процессе их использования с помощью установленного на устройстве пользователя программного обеспечения, в том числе IP-адрес, информация из cookie, информация о браузере пользователя (или иной программе, с помощью которой осуществляется доступ к Сервисам), время доступа, адрес запрашиваемой страницы.

1.2. Настоящая Политика применима только к Сайт. Сайт не контролирует и не несет ответственность за сайты третьих лиц, на которые пользователь может перейти по ссылкам, доступным на сайтах Сайт, в том числе в результатах поиска. На таких сайтах у пользователя может собираться или запрашиваться иная персональная информация, а также могут совершаться иные действия.

1.3. Сайт в общем случае не проверяет достоверность персональной информации, предоставляемой пользователями, и не осуществляет контроль за их дееспособностью. Однако Сайт исходит из того, что пользователь предоставляет достоверную и достаточную персональную информацию по вопросам, предлагаемым в форме регистрации, и поддерживает эту информацию в актуальном состоянии.

2. Цели сбора и обработки персональной информации пользователей

2.1. Сайт собирает и хранит только те персональные данные, которые необходимы для предоставления и оказания услуг (исполнения соглашений и договоров с пользователем).

2.2. Персональную информацию пользователя Сайт может использовать в следующих целях:

2.2.1. Идентификация стороны в рамках соглашений и договоров с Сайт

2.2.2. Предоставление пользователю персонализированных услуг;

2.2.3. Связь с пользователем, в том числе направление уведомлений, запросов и информации, касающихся использования Сервисов, оказания услуг, а также обработка запросов и заявок от пользователя;

2.2.4. Улучшение качества, удобства их использования, разработка услуг;

2.2.5. Таргетирование рекламных материалов;

2.2.6. Проведение статистических и иных исследований на основе обезличенных данных.

3. Условия обработки персональной информации пользователя и её передачи третьим лицам

3.1. Сайт хранит персональную информацию пользователей в соответствии с внутренними регламентами конкретных сервисов.

3.2. В отношении персональной информации пользователя сохраняется ее конфиденциальность, кроме случаев добровольного предоставления пользователем информации о себе для общего доступа неограниченному кругу лиц. При использовании отдельных Сервисов пользователь соглашается с тем, что определённая часть его персональной информации становится общедоступной.

3.3. Сайт вправе передать персональную информацию пользователя третьим лицам в следующих случаях:

3.3.1. Пользователь выразил свое согласие на такие действия;

3.3.2. Передача необходима в рамках использования пользователем определенного Сервиса либо для оказания услуги пользователю;

3.3.3. Передача предусмотрена российским или иным применимым законодательством в рамках установленной законодательством процедуры;

3.3.4. Такая передача происходит в рамках продажи или иной передачи бизнеса (полностью или в части), при этом к приобретателю переходят все обязательства по соблюдению условий настоящей Политики применительно к полученной им персональной информации;

3.3.5. В целях обеспечения возможности защиты прав и законных интересов Сайт или третьих лиц в случаях, когда пользователь нарушает Пользовательское соглашение сервисов Сайт.

3.4. При обработке персональных данных пользователей Сайт руководствуется Федеральным законом РФ «О персональных данных».

4. Изменение пользователем персональной информации

4.1. Пользователь может в любой момент изменить (обновить, дополнить) предоставленную имперсональную информацию или её часть, а также параметры её конфиденциальности.

5. Меры, применяемые для защиты персональной информации пользователей Сайт принимает необходимые и достаточные организационные и технические меры для защиты персональной информации пользователя от неправомерного или случайного доступа, уничтожения, изменения, блокирования, копирования, распространения, а также от иных неправомерных действий с ней третьих лиц.

6. Изменение Политики конфиденциальности. Применимое законодательство

6.1. Сайт имеет право вносить изменения в настоящую Политику конфиденциальности. При внесении изменений в актуальной редакции указывается дата последнего обновления. Новая редакция Политики вступает в силу с момента ее размещения, если иное не предусмотрено новой редакцией Политики.

6.2. К настоящей Политике и отношениям между пользователем и Сайт, возникающим в связи с применением Политики конфиденциальности, подлежит применению право Российской Федерации.

Тщательно изолируем и хорошо охлаждаем

Выполняя намотку проволоки на катушку, следует обязательно наносить на её поверхность изолирующий лак и укладывать витки как можно плотнее. В противном случае нельзя исключить межвитковые замыкания и перегорание проводов из-за перегрева. На первый план выходит охлаждение трансформатора. Об этом авторы многих статей почему-то умалчивают. Не исключено, что потребуется установка дополнительной системы охлаждения, состоящей из радиаторов и обдувающих их вентиляторов. Если об этом не позаботиться, оборудование просто выйдет из строя от перегрева или даже станет пожароопасным. Как вариант, возможна установка уже готовых систем охлаждения, применяемых в электрике и электронике.

Преимущества и недостатки

У контактной сварки довольно много достоинств, благодаря которым она стала так популярна в последнее время. Прежде всего, такой метод сварки потребляет очень мало энергии при высокой производительности. Ведь метод контактного соединения очень быстрый и на формирование одной сварной точки уходит менее секунды. Качество получаемых швов на высоком уровне, соединения получаются прочными и долговечными.

Не требуется особых знаний, контактной сваркой может заниматься мастер без специальной квалификации. Также возможна полная автоматизация рабочего процесса, вплоть до отсутствия необходимости находиться у станка. Профессиональные станки без проблем встраиваются в крупные сборочные линии.

Также не нужно использовать дополнительные комплектующие, вроде покрытых стержней, флюсов, газов и прочего

Отсюда и высокая экологичность контактной сварки, что тоже важно в условиях современного производства. Еще один плюс — простота сварки сложных металлов

Вам под силу сварка нержавеющей стали, алюминия и цветных металлов. При этом не нужно использовать инертный газ или неплавящиеся стержни.

Но, как и у всех видов сварки, у контактного метода есть свои недостатки. Самый главный — высокая цена на профессиональное сварочное оборудование. Чтобы укомплектовать небольшой завод необходимым количеством аппаратов для контактной сварки нужно иметь немалый бюджет. Не говоря уже о покупке аппарата для домашней сварки.

Кроме того, такие аппараты требовательны к источнику питания. Им необходимо выдавать ток большого значения, минимум 1000 ампер. А для этого необходимо мощное и стабильное электронапряжение.

Начинающие сварщики, пожалуй, отнесут к недостатку тот факт, что правила контактной сварки регламентируются отдельным ГОСТом и они довольно строгие. Если хоть один пункт из правила не будет соблюдаться, то такую деталь просто не примут на следующий производственный этап. Проще говоря, уклониться от работы не получится. Мы не считаем это недостатком, ведь соблюдение технологии сварки и дальнейший контроль качества — это залог прочной и долговечной металлоконструкции.

Производители сварочных клещей

Занимаются конструированием и производством клещей точечной сварки много компаний, специализирующихся на сварочном оборудовании. В их арсенале как универсальные ручные или подвесные модели, которые можно настроить в довольно широких пределах, так и узкоспециализированные, например, для сварки дисков автомобильных колес или частей рам. Последние, как правило, устанавливаются как часть конвейерных линий.

Самыми известными производителями клещей являются PEI-POINT (Италия), «ИТС» (Россия), FOXWELD (Италия), Dalex Schweißmaschinen, ELMATech GmbH (Германия) и несколько других компаний международного уровня.

Для бытового использования можно купить относительно недорогие китайские инструменты, которые не слишком пригодные для промышленного использования, но вполне уместны в гараже или домашней мастерской. Нечастую сварку стали, алюминия, меди и других цветных металлов они обеспечивают на достаточно качественном уровне.

Принцип работы и устройство клещей контактной сварки

По способу эксплуатации различают два вида клещей контактного соединения деталей:

• Ручные;
• Подвесные.

Ручные клещи для контактного сварочного аппарата – это устройство, состоящее из трансформатора к которому присоединены щипцы для электродов. В верхней части корпуса фигурирует рычаг, выполняющий функцию регулировки ширины раскрытия держателей. Для работы устройства не требуется соединения электродов посредством проводов с отдельным источником тока. Такие сварочные клещи очень удобны в использовании, так как они весят всего 12 кг.

При подключении к электросети ручные клещи вырабатывают сварочный ток, подаваемый на электроды, которые зажимают металлические заготовки. Металл под воздействием сварочного тока подвергается плавлению, и в месте зажима образуется сварочная точка. Воздействие электродов на металл с обеих сторон обеспечивает хороший прижим, в результате которого образуется более надежное соединение в сравнении с односторонней точечной сваркой.

Приспособление для соединения более толстого металла

Параметры выбора клещей для сварки

Выбирая ручные клещи для контактной сварки, уделите особое внимание максимальному значению тока. Чем выше показатель значения тока, тем большей толщины детали можно будет соединить

Для наглядного примера можно взять ручные клещи с силой тока 3800 А.. Используя их, мы сможем соединить два листа толщиной 1 мм. Максимальное значение таких аппаратов составляет 6300 ампер. Такие характеристики позволяют работать с листами толщиной до двух миллиметров каждый.

Немаловажным показателем является и вылет электродов, его еще называют длиной кронштейнов. Вылет электродов – это расстояние от корпуса клещей до электрода. Именно от этого показателя зависит максимально допустимое расстояние от края листа, на котором можно произвести точечное соединение. Длина кронштейнов, в зависимости от модели устройства составляет от 120-500 мм.

Электроды для контактной сварки

Никакая контактная сварка не может быть выполнена без специфического сварочного атрибута – электродов для контактной сварки. Наиболее востребованными электродами для контактного соединения деталей являются прямые электроды. Их изготавливают из прутков диаметром от 12-40 мм. Хвостики электродов для контактной сварки бывают как цилиндрического, так и конусного типа. Они фиксируются в гнезде рукоятки при помощи специальных зажимов либо конусных резьбовых соединений. Сварочные электроды со сменной рабочей частью крепятся при помощи накидной гайки.

Электроды для контактной сварки изготавливают в основном на основе медных сплавов. Медь проходит легирование хромом, кадмием, бериллием, кобальтом и др. Благодаря небольшому электрическому сопротивлению и жароустойчивости такие электроды отлично справляются со своей задачей при контакте с поверхностью свариваемой детали.

Вся установка в сборе

Выбор приспособлений для сварки

Покупка клещей для точечной сварки начинается с проверки максимального значения тока. Чем выше этот показатель, тем вероятнее сцепка тех деталей, размер которых очень велик. В качестве примера есть смысл использовать ручные клещи, обладающие силой тока в 3800 А. Их применение приводит к соединению двух листов, имеющих толщину 1 мм. Максимальное значение параметра варьируется в пределах 6300 А. Подобные цифры делают возможной работу лишь с теми листами, толщина которых не превышает 2 мм.

Такой фактор, как длина кронштейнов, также играет большую роль при покупке изделий. Именно от него зависит, насколько далеко будут вылетать электроды. Этот параметр характеризуется как длина между корпусом клещей и электродом. Показатель определяет максимальное расстояние, на котором может удерживаться край листа при осуществлении процесса своими руками. Параметр характеризуется большим разбросом значений (120-500 мм).

Разновидности контактной сварки

Существует несколько видов контактной сварки. К ним относится точечная сварка (она может быть одноточечной, двухточечной и многоточечной), рельефная сварка, шовная сварка (может быть непрерывной, шаговой и прерывистой), стыковая сварка (выполняемая либо с помощью сопротивления, либо с помощью оплавления). Также возможны комбинации разных методов, например, шовно-стыковая сварка или рельефно-точечная. В таком случае комбинированный метод будет обладать всеми характерными особенностями обоих типов контактной сварки.

Давайте подробнее разберем способы контактной электросварки изделий из металла.

Точечная сварка

Точечная сварка — это самый распространенный тип контактной сварки. Ее суть в формировании так называемых точек путем нагрева металла и его дальнейшей деформации. Точки формируются с малым шагом, образуя сварное соединение.

Точечная сварка довольно универсальна, она используется для соединения тонколистового металла, маленьких деталей, используемых в электроприборах, и толстых деталей до 2 сантиметров. С помощью такого метода возможна быстрая и качественная сварка нержавеющей стали.

Что касается качества и надежности соединения, то здесь все просто: чем больше точек, тем шов надежнее. Новички ошибочно полагают, что такое соединение ненадежно и может разрушиться в любой момент. Но это большое заблуждение. При формировании точки используется большое давление. Оно без труда деформирует нагретый металл, который затем остывает и надежно фиксирует детали между собой.

Рельефная сварка

Контактная рельефная сварка осуществляется по тому же принципу, что и контактная, только перед работой края одной детали обрабатываются с помощью специальных инструментов или станков, образующих выступы. Деталь кладется сверху, выступами вниз. Выступы могут быть полукруглыми или продолговатыми. В месте выступа как раз и будет точка, формируемая аппаратом для контактной сварки. Вторая деталь остается неизменна, она кладется снизу.

Рельефный метод контактной сварки зачастую применяется при сборке автомобилей. Он очень сложен за счет необходимости формировать выступы и поэтому редко проводится в домашних условиях.

Шовная сварка

Шовная сварка несколько отличается от прочих типов контактной сварки. Здесь электроды роликовые, с их помощью металл не только прокатывается, но и сваривается. При этом сварное соединение выглядит, как при точечной сварке. Но точки перекрывают друг друга на несколько миллиметров, образуя шов, больше похожий на соединение, выполненное ручным способом с помощью покрытого электрода.

Шовная сварка применяется при сварке тонких металлов до 3 миллиметров. Также шовная сварка отлично подходит для сварки герметичных изделий, например, баков и цистерн.

Стыковая сварка

Стыковая контактная сварка также использует тепло и давление, но в другой плоскости. Шов формируется не между верхним и нижним электродом, а посередине. Чтобы лучше понять суть, посмотрите на схему ниже.

Стыковая сварка делится на сварку с сопротивлением и с плавлением. При сварке с сопротивлением детали сначала стыкуют, затем сжимают под небольшим давлением, и только после этого к зоне шва поступает ток, который нагревает металл, размягчая его. Затем металл остывает и образуется соединение.

При сварке плавлением детали предварительно нагреваются до пластичного состояния и только потом соединяются с применением давления. Нагрев может быть либо постоянным, когда тепло поступает во время всего сварочного процесса, либо прерывистым, когда деталь нагревается интервалами. Прерывистый нагрев используются для экономии электричества. Также он полезен, если детали небольшие и тонкие, в таких случаях нет нужды использовать нагрев постоянно.

Внимательные мастера спросят, куда исчезает расплавленный металл? Ведь при других способах сварки при плавлении металл начинает окисляться, образуется шлак. А это создает дополнительные проблемы. Дело в том, что в контактной сварке ток обладает электродинамическим действием, поэтому он без труда выбрасывает расплавленный металл вне зоны сварки.

Электроды для контактной сварки

Для формирования качественной контактной сварки необходимо использовать специфические сварочные атрибуты (электроды), без которых невозможно выполнить процесс. Для этой цели лучше всего применять прямые электроды, которые позволят создать идеальное контактное соединение. Изготавливаются они из тонких прутов, имеющих диаметр 12-40 мм. Хвостики таких изделий могут быть двух типов: в виде цилиндров и конусов. Одинаково хорошо применяются и те и другие, ведь их следует зафиксировать в специальном гнезде для рукоятки с помощью особых зажимов или конусных резьбовых соединений.

Крепление же сварочных электродов, обладающих сменной рабочей частью, осуществляется с использованием накидных гаек.

Подобные изделия выполняются с применением сплавов на основе меди, имеющих в своем распоряжении довольно большой срок службы и отличные эксплуатационные характеристики. Медь легируется при помощи хрома, кадмия, бериллия и других схожих элементов. Небольшое электрическое сопротивление и жароустойчивость делают электроды такого типа незаменимыми помощниками в любой сварке. Они в полной мере справляются с основными задачами, создавая контакт при сварке двух разных поверхностей.