Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лазерная сварка ювелирных изделий

Лазерная сварка ювелирных изделий


7352

Ювелирная сфера связана с тонкими изделиями и драгоценными металлами. Все это усложняет процесс производства и делает работу сложной и дорогостоящей по себестоимости. Лазерная сварка ювелирных изделий оказывается очень востребованной в своей области, так как она используется для широкого спектра процедур с драгоценными металлами. Большинство изделий такого типа производятся из золота или серебра, что делает их соединение сложным. С учетом того, что предметы являются тонкими, а их металл обладает своими уникальными свойствами сваривания, которые зачастую усложняют качественную сварку, то лазер становится одним из наиболее рациональных способов соединения для этого.

Лазерная сварка ювелирных изделий

Лазерная сварка ювелирных изделий

Здесь очень важным оказывается эстетическая составляющая. Если происходит ремонт сережек, колец и прочих изделий, то это требуется сделать так, чтобы не было видно следов. Таким образом, сварочный шов, какой образуется в обычных соединениях, исключен. Также невозможно создать сварочную ванну, как на обыкновенных металлических изделиях, из-за маленькой толщины. Здесь же не стоит беспокоиться о защитной среде и прочих нюансах, связанных с режимами, так как в этой методике все происходит намного проще.

Область применения

Лазерная ювелирная сварка, как можно догадаться из названия, применяется в ювелирной сфере. В основном она служит для ремонта и создания новых изделий. Периодически украшения могут ломаться из-за неаккуратного ношения, случайных ударов, падений и прочих случаев. Цепи рвутся, кулоны ломаются в месте соединения, а кольца периодически лопаются. Чтобы починить их, нужна специальная техника. Технология пайки является более простой и доступной, но она оставляет большее количество следов и требует дополнительной обработки после соединения. Также в ней нужно использовать припой, тогда как сварка дает все необходимое более качественно и надежно, после чего в металл не добавляется примесь припоя.

При производстве ювелирных изделий также требуется использование лазеров, так как с их помощью можно создать соединения, в которых практически не будут видны следы. Новые украшения будут выглядеть практически цельными, если правильно подобрать режимы. Стоит также отметить упрощенную работу с драгоценными металлами, где сложность сварки определенных металлов сводится к минимуму.

Преимущества

Сварка ювелирных изделий лазером не зря получила широкое распространение среди остальных способов соединения металла. Этому способствовал следующий ряд преимуществ:

  • Шов соединения является практически незаметным, поэтому, изделие может создавать вид цельнолитого;
  • Работа может проводиться даже с самыми тонкими деликатными изделиями, что далеко не всегда возможно при других видов сварки;
  • Ремонт и создание новых изделий не составляет труда, если есть опыт работы;
  • Техника обладает достаточно большой величиной диапазона регулировки параметров, что позволяет без проблем подобрать нужный режим для работы;
  • Можно работать с драгоценными металлами без лишних проблем при соединении, как это происходит с другими методами сварки сложно свариваемых металлов;
  • Скорость сварки является достаточно высокой;
  • Производительность процесса существенно превышает альтернативные методы.

Недостатки

Данная методика имеет и некоторые недостатки, которые не позволяют ее применять во всех ювелирных мастерских;

  • Стоимость лазерной установки является достаточно высокой, так что не каждый мастер может позволить себе это;
  • Для работы с технологией требуется опыт, так как она обладает некоторой спецификой и здесь требуется учитывать массу нюансов;
  • Работа ведется только с металлами, тогда как другие виды материалов не подходят для этого.

Технология

Сварка ювелирных изделий из латуни в домашних условиях, а также прочих разновидностей металла при помощи лазера обладает практически одним и тем же принципом действия. Несмотря на то, какие именно установки для этого применяются, правила проведения процесса практически везде являются одинаковыми. Для этого требуется четко придерживаться технологии, что предполагает собой как подготовку, так и непосредственную температурную обработку.

Поверхность металла следует очистить от загрязнений, жировых пленок и прочих лишних вещей и налетов. Это может испортить место соединение металла, так как в этой зоне все должно быть максимально чистым. Практически все соединения делаются встык, особенно, если речь идет о ремонте. Здесь подводится одна часть детали к другой, так как спектр воздействия лазера является очень узким.

Процесс соединения может быть с использованием припоя и без него. Чаще всего заготовка держится в руках и подводится местом соединения к самому включенному лазеру.

Лазерная ювелирная сварка с припоем

Лазерная ювелирная сварка с припоем

Установка настраивается на нужный режим и включается. Буквально за несколько секунд воздействия на место сварки металл начинает размягчаться и плавиться. Если используется припой, то сначала расплавляется он и обволакивает место соединения.

«Важно!

Чем тоньше деталь, тем меньшее количество времени воздействия требуется для нее, чтобы сварить.»

В самом начале шов может сделаться грубым и место соединение будет заметно. Исправить положение можно при помощи того же лазера, так как сразу же после соединения можно разгладить места соединения, чтобы металл превратился в ровную поверхность.

Последующая обработка требуется не так уж часто. Специалисты, которые обладают достаточным опытом, могут ремонтировать ювелирные украшения, не требующие последующей доработки. В ином случае, нужно снять небольшой слой при помощи наждачной бумаги, благодаря чему изделие получит такой же вид, как новое украшение.

Техника безопасности

Во время работы лазер не следует направлять на те предметы, которые могут загореться. Также не стоит помещать руки в то место, где проходит луч, так что действовать нужно очень аккуратно, чтобы не возникло травматических ситуаций.

Конденсаторная сварка

На сегодняшний день разработано множество способов сваривания разных видов металла, в результате которых можно получить прочный и ровный шов. К одному из таких относят конденсаторный сварочный процесс. Он приобрел популярность в прошлом веке, относится к разновидности контактной сварки.

Конденсаторная сварка пользуется высокой популярностью в промышленности, также его часто применяют в бытовых условиях. При помощи него можно производить сваривание мелких деталей, которые выполнены из алюминия, меди. Но все же перед тем как приступать к выполнению этой технологии стоит рассмотреть важные особенности и характеристики.

Фото: технология конденсаторной сварки

Что это такое

Конденсаторная контактная сварка появилась еще в 30-х годах ХХ века. И с тех пор она приобрела широкую известность в разных областях производства. Во время технологии производится бесшовное сваривание компонентов из металлической основы. Оно происходит благодаря кратковременным импульсам электрической энергии.

В настоящее время часто применяется на предприятиях для сваривания разных металлических элементов небольшого размера. В связи с тем, что она имеет простую технологию к ней прибегают умельцы в бытовых условиях.

Зачастую этот метод сваривания применяется в ремонтных цехах, где производятся и ремонтируются кузовные части транспортных средств. При конденсаторном сваривании во время создания шва не происходит прожигания и деформирования тонких стенок листов металлических заготовок. В последующий период деталям не потребуется дополнительное рихтование.

Читайте так же:
Самодельные тиски своими руками чертежи

Конденсаторная точечная сварка используется в радиоэлектронике для соединения элементов, которые невозможно запаять при помощи обычных флюсов. Оборудование применяется в ювелирной области для производства и ремонта мелких элементов украшений.

Эта технология нашла применение на заводах по изготовлению шкафов коммуникационного типа. Также этот метод задействуют при производстве:

  • приборов, которые применяются в лабораториях;
  • элементов медицинского оборудования;
  • компонентов оборудования, которое применяется в пищевой промышленности.

Особенности

Конденсаторная сварка своими руками позволяет осуществлять сваривание изделий из цветных металлов в домашних условиях. Это связано с ее легкой технологией и простым проведением. А в производстве данный способ является просто необходимым условием при ремонте и изготовлении важных конструкций, оборудования.

Востребованность конденсаторного сварочного процесса связана со следующими положительными особенностями:

  • аппарат конденсаторной сварки обладает простой конструкцией, поэтому при желании его можно собрать самостоятельно;
  • точечный сварочный процесс отличается низкой энергоемкостью и небольшими нагрузками, оказываемыми на электросеть;
  • этот метод сваривания имеет высокую производительность;
  • во время сварки снижается термическое воздействие на соединяемые поверхности. Благодаря этому можно соединять небольшие металлические элементы;
  • этот метод может работать с конструкциями, у которых очень тонкие стенки. А вот при проведении других сварок они сильно деформируются.

Стоит отметить! Главное достоинство конденсаторного сварного процесса состоит в простоте его проведения. Качественные и прочные швы смогут выполнить даже неопытные сварщики.

В основе схемы конденсаторной сварки лежит изменение энергии электрических зарядов, которые скапливаются на конденсаторах, в состояние тепловой энергии. Когда электроды соприкасаются, возникает разряд, и все это приводит к образованию электрической дуги краткого действия. Благодаря выделяемому теплу металлические кромки расплавляются, и в результате образуется сварной шов.

При проведении конденсаторного сварочного процесса наблюдается подача тока на область сварного электрода. Они имеет вид кратковременного импульса с высоким показателем мощности. Он образуется за счет установки в сварочные приборы конденсаторов с большим объемом емкости.

Все эти особенности конденсаторного сварочного процесса позволяют сварщику добиться следующих положительных условий:

  • на термическое нагревание изделий из металла требуется гораздо меньше времени. Это представляет особую ценность для производителей электронных деталей;
  • ток, который применяется для соединения элементов, имеет высокую мощность. Именно за счет этого свойства швы получаются прочными и ровными.

Принцип

Самодельная конденсаторная сварка является востребованной технологией, которая позволяет быстро проводить соединение разных небольших деталей в домашних условиях. Она имеет простое проведение, поэтому ее могут применять даже новички и специалисты среднего класса.

Фото: принцип конденсаторной сварки

Работа точечной сварки из конденсаторов основывается на следующих особенностях:

  1. При сварке заготовки зажимаются при помощи двух электродов, на которые поступает кратковременный ток.
  2. Затем между ними образуется дуга, она прогревает металл, что приводит к его расплавлению.
  3. Сварочный импульс начинает действовать через 0,1 секунды. Он образует общее ядро расплавки для всех элементов заготовок, которые свариваются.
  4. Даже после того, как перестает действовать импульс, детали дальше сжимаются от давления.
  5. В итоге образуется прочный и ровный шов.

Разновидности

Всего выделяют несколько типов конденсаторной сварки. Каждый из них имеет определенные особенности и позволяет выполнять некоторые важные задачи. Перед тем как приступать стоит рассмотреть основные нюансы каждого метода.

Точечная

Точечная сварка на конденсаторах осуществляется по принципу контактной технологии. Во время ее проведения создается короткий импульс тока, который быстро расплавляет металл и сваривает элементы.

Эта разновидность сварки считается популярной. Ее применяют во многих отраслях производства. Конденсаторная точечная сварка может проводиться в бытовых условиях своими руками. При помощи этого способа можно сварить компоненты с разным показателем толщины.

Роликовая

Роликовый конденсаторный сварочный процесс производится по тому же принципу, что и точечная технология, но готовые «точки» частично перекрываются между собой. Соединение обладает герметичной структурой, через него не проходит влага и частички пыли.

Обратите внимание! Роликовая сварка с использованием конденсаторов применяется в промышленности. Но особенно часто к ней прибегают при производстве изделий вакуумного и мембранного типа.

Ударная

Ударно-конденсаторная сварка осуществляет сваривание отдельных металлических компонентов, которые формируют цельную конструкцию. Электричество поступает к месту сваривания, оно имеет вид кратковременного удара. Данная технология уменьшает длительность сварных операций до 1,5 м/с.

Как собрать сварное оборудование

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

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

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

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

Фото: схема конденсаторной сварки

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

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

Фото: схема конденсаторной сварки ударного типа

Однако перед тем как устанавливать, трансформатор переделывается:

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

Особенности сборки

Схема конденсаторной сварки, собранной своими руками требует соблюдения важных принципов. Важно чтобы все было выполнено строго по алгоритму, только так можно получить качественное и исправное оборудование.

Особенности сборки и работы прибора:

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

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

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

Интересное видео

Как самостоятельно провести точечную сварку аккумулятора

Аккумуляторы применяются во многих бытовых приборах и инструментах. Иногда, необходимо заменить один или несколько элементов. Они соединяются в блок определенного напряжения, и полюса привариваются между собой металлической полосой при помощи точечной сварки.

Метод пайки здесь не подходит, так как при таком способе соединения происходит сильный нагрев внутренней части батареи, что приводит к выходу ее из строя. Поэтому если требуется самостоятельно провести ремонт литий-ионных батарей, то нужно приобрести аппарат точечной сварки (споттер) или сделать его самому.

Простейший способ

Самый простой способ – это сварка аккумуляторов самой аккумуляторной батареей. Для этого потребуется:

    любой автомобильный аккумулятор, подойдет от дрели или шуруповерта;
  • два жала паяльника или кусок толстого одножильного медного провода;
  • реле на 500-1000 А;
  • конденсатор;
  • переменный резистор;
  • многожильный медный провод сечением 30-40 мм2;
  • переключатель.

В полевых условиях, чтобы приварить к батарее никелевую пластину, достаточно аккумулятора, проводов для зарядки, куска монолитного провода и изоленты.

Из провода делается два электрода. Их концы зачищают, выравнивают и фиксируют изолентой. Между концами проводов должно быть расстояние 2-3 мм, торцы находятся в одной плоскости.

За другие концы монолитного провода цепляют с помощью зажимов кабеля для зарядки. Предварительно зарядный кабель присоединяется к клеммам рабочего аккумулятора. Полярность значения не имеет.

Точечная сварка готова. Никелевая лента устанавливается на литиевый аккумулятор. К ленте прижимают концы электродов, которые находятся под напряжением.

Произойдет короткое замыкание, и металл в точке соприкосновения расплавится. Электроды надо быстро убрать во избежание прожигания никелевой пластины.

В домашних условиях

Для удобства и повышения качества сварки в домашних условиях применяют дополнительные элементы.

Многожильный силовой провод с помощью зажимов присоединяют к рабочему аккумулятору, а другие концы к нормально-разомкнутому контакту реле и к жалу паяльника.

Второй контакт реле подсоединяют ко второму жалу. В результате получается такая схема, что при замыкании контактов реле на концах жал (электродов) будет присутствовать напряжение рабочего аккумулятора.

Для управления реле используется конденсатор большой емкости, резистор и переключатель. Конденсатор и резистор соединяются последовательно. Один вывод конденсатора подключен к батарее. Общий вывод переключателя подсоединяется к резистору.

В исходном состоянии переключатель должен находиться в положении, когда он замкнут на рабочий аккумулятор. Конденсатор зарядится. Обмотка управления реле одним контактом подсоединяется к выводу емкости, соединенной с аккумулятором, а второй подсоединяется к свободному выводу переключателя.

При переключении напряжение с конденсатора поступает на управляющую обмоток. Пока емкость разряжается, реле замкнуто, и через него может проходить ток в случае замыкания цепи.

Для сварки достаточно на элемент литиевого аккумулятора поставить никелевую соединительную ленту, на нее два жала, прижать и нажать на переключатель. Контакты реле замкнутся, на электродах появится напряжение.

Так как они замкнуты через пластину, через нее потечет ток короткого замыкания, который вызовет расплавление металла между точками касания электродов. Сварка произведена.

С помощью резистора можно регулировать длительность управляющего импульса. Регулировку можно проводить опытным путем. Она необходима при изменении напряжения рабочего аккумулятора и толщины свариваемого материала.

Из трансформатора

Точечную сварку для аккумуляторов можно сделать своими руками из трансформатора. Ею можно сваривать не только батареи, но и любые тонкие металлические изделия.

Для сварки аккумуляторов трансформатор большой мощности не требуется, на 300-500 Вт достаточно. Главное, чтобы была возможность перемотать вторичную обмотку.

Первичная обмотка должна быть на 220В 50 Гц. В качестве намоточного провода на вторичную обмотку нужно применить изолированный медный провод большого диаметра. Требуется сделать три-четыре витка.

Корпус аппарата точечной сварки можно сделать из оргстекла или фанеры. Оргстекло конечно предпочтительней. Основание корпуса должно быть такого размера, чтобы вмещался трансформатор с соединительными проводами, кнопка и рычаг с электродами.

Рычаг крепится на оси между стойками из алюминиевого уголка, которые в свою очередь саморезами закрепляются к основе прибора. Длина рычага делается с таким расчетом, чтобы электроды, закрепленные на нем, доходили до рабочей площадки основания устройства. Диаметр электродов должен быть 3-5 мм. Их концы подтачивают и выравнивают торцы.

Вторичная обмотка трансформатора подключается к электродам с помощью многожильного медного провода сечением не менее чем сечение электродов. Длина проводов от вторичной обмотки до рабочей части должна быть минимальной. Соединения лучше проварить для уменьшения сопротивления цепи или соединять через клеммные колодки под винт.

Рабочая кнопка устанавливается на одном из выводов вторичной обмотки. На рычаге и кнопке устанавливаются пружины. Они нужны для их быстрого возвращения в исходное состояние.

Чтобы установить определенную длительность сварочного импульса, вместо кнопки можно использовать тиристор или силовое реле, управляемое RC цепью. Резистор должен быть переменным, а емкость конденсатора достаточно большой, чтобы позволял менять длительность импульса в пределах от десятков до сотен миллисекунд.

Имеется большое количество схемных реализаций точечной сварки для аккумуляторов. Многое зависит от имеющихся материалов. Схемы могут меняться для увеличения функциональности устройства, улучшения его потребительских свойств, но суть остается прежней.

Аппарат из конденсаторов

Аппарат для точечной сварки из конденсаторов потребует 8 емкостей по 15000 мкФ на напряжение 25 В. Конденсаторы надо соединить параллельно, чтобы общая емкость стала 120000 мкФ.

Для зарядки можно использовать любой источник напряжения на 12-24 В. Подключается он через выключатель. К выводам конденсатора также подсоединяются электроды через медный кабель сечением 16-30 мм2.

Читайте так же:
Прокачка домкрата гидравлического своими руками видео

Электроды располагаются параллельно друг другу на расстоянии трех миллиметров. Торцы обтачиваются и выравниваются. Процесс сварки происходит следующим образом.

Конденсаторы заряжаются, выключатель отключает источник зарядки. Никелевая соединительная пластина устанавливается на аккумуляторе. Электроды прижимаются к пластине, замыкая выводы конденсаторов через нее.

Пока происходит разряд емкости идет процесс сварки в точке контакта. Для регулировки длительности импульса можно использовать тиристор, управляемый RC цепью с заданными параметрами.

Точечная сварка для аккумуляторов от обычной точечной сварки отличается малой мощностью и формой рабочих элементов. У обычных аппаратов свариваемая деталь находится между электродами, у сварки для аккумуляторов электроды располагаются с одной стороны свариваемого изделия.

Аппарат для точечной микро-сварки

Переносный малогабаритный электросварочный аппарат с выносным сварочным пистолетом предназначен для приваривания листовой нержавеющей и обычной стали толщиной 0,08. 0,15 мм к массивным стальным деталям, а также для соединения сваркой стальной проволоки диаметром до 0,3 мм.

Аппарат может найти применение во многих отраслях народного хозяйства, например, при изготовлении термопар, для приваривания к металлоконструкциям тензометрических датчиков, предварительно наклеенных на стальную фольгу, и во многих других случаях.

Масса силового блока аппарата — около 8 кг, габариты — 225х135×120 мм.

Принципиальная схема импульсного сварочного аппарата для точечной сварки

Электрическая принципиальная схема:Как видно из принципиальной электрической схемы, аппарат состоит из двух основных узлов: электронного реле на тринисторе V9 и мощного сварочного трансформатора Т2. К одному из выводов его низковольтной вторичной обмотки подключен сварочный электрод, второй вывод надежно соединяют с более массивной из двух свариваемых деталей.

Сетевая обмотка сварочного трансформатора подключена к сети через диодный мост V5-V8, в диагональ которого включен тринистор V9 электронного реле.

Маломощный вспомогательный трансформатор Т1 питает цепь управления тринистором (обмотка III) и лампу H1 подсветки места сварки (обмотка II).

Аппарат работает следующим образом:

При замыкании контактов выключателя S1 "Вкл." напряжение питания 220В поступает на первичную обмотку трансформатора Т1 узла управления тринистором. Конденсатор С1, подключенный через замкнутые контакты переключателя S3 "Импульс" к выпрямительному мосту V1-V4, заряжается. Первичная обмотка сварочного трансформатора Т2 обесточена, так как тринистор V9 закрыт.

При нажатии на кнопку переключателя S3 заряженный конденсатор С1 подключается к управляющему электроду тринистора V9 через переменный резистор R1. Разрядный ток конденсатора открывает тринистор, и напряжение сети поступает на первичную обмотку сварочного трансформатора Т2.

Если вторичная обмотка сварочного трансформатора соединена со свариваемыми деталями, то в ней возникает мощный импульс тока, который вызывает сильный разогрев металла в точке касания сварочного электрода.

Длительность импульса тока зависит от параметров времязадающей цепи R1C1. При номиналах элементов этой цели, указанных на схеме, максимальная длительность импульса ti (без учета внутреннего сопротивления тринистора) примерно равна 0,1 с.

За это время ток во вторичной обмотке может достигать 300. 350 А. Этого вполне достаточно для прочного приваривания к массивным конструкциям деталей из фольги толщиной до 0,15 мм, например из легированной стали 1Х18Н10Т.

Возврат устройства в исходное состояние происходит автоматически по окончании разряда конденсатора С1.

Оптимальный режим сварки устанавливают подстроечным резистором R1 "Режим".

Конструкция силового блока:

Импульсный сварочный аппарат - силовой блок

Сварочный аппарат состоит из двух частей: силового блока и сварочного пистолета, которые соединяются между собой гибким кабелем с помощью многоконтактного разъема.

На шасси силового блока размещены почти все элементы устройства.

Кожух 1 изготовлен из дюралюминия толщиной 2,5 мм и снабжен ручкой 2 для переноски.

На основании шасси 3 размещены сварочный трансформатор 4 и планки с диодами V1-V8.

Силовой блок для сварочного аппарата

К передней панели шасси прикреплен кронштейн 8 с установленными на нем вспомогательным трансформатором 5, конденсатором 6 и тринистором 7.

На передней панели монтируют одну из частей разъема (в прямоугольном отверстии) соединительного кабеля, переменный резистор установки режима, сетевой тумблер, штыревую часть разъема сетевого шнура и зажим для подключения — более массивной из свариваемых деталей.

Конструкция сварочного пистолета

Корпус 7 пистолета изготовлен в виде двух одинаковых по форме частей, выфрезерованных из листового текстолита толщиной 12 мм.

В корпусе смонтированы:

  • держатель 3 сварочного электрода 2;
  • лампа 8 подсветки с кнопочным выключателем 4 "Подсветка";
  • микропереключатель 6 "Импульс".

Соединительным кабелем 5 служит гибкий двадцатичетырехпроводный кабель в резиновой изоляции наружным диаметром 11 мм и сечением каждого провода 0,75 мм².

Пять проводов кабеля использованы для подключения микропереключателя и лампы подсветки, а остальные девятнадцать запаяны непосредственно в держатель 3 электрода.

Держатель изготавливают из медного бруска прямоугольного или квадратного сечения.

Электродом 2 служит медный пруток диаметром 8 мм. Электрод должен быть надежно зафиксирован в держателе. Вместе с этим должна быть предусмотрена возможность смены электрода.

Для приваривания фольги жало электрода затачивают конусом, переходящим в сферу диаметром 1. 1.5 мм. Для сваривания проволоки применяют электрод с плоским рабочим горцем.

Монтаж пистолета начинают с разделки кабеля.

Девятнадцать проводников кабеля тщательно зачищают, скручивают вместе, облуживают и запаивают в отверстие держателя 3 электрода. Оставшиеся пять проводов обрезают до необходимой длины и припаивают к микропереключателю 6 и лампе 8 подсветки.

Второй конец кабеля заводят во вставку штепсельного разъема типа А на 20 контактов (кабельная конструкция, см. фото на вкладке).

В пистолете использованы микропереключатель МПЗ-1Т, лампа подсветки СМ-34 на 6 В, 0,25 А с арматурой, снабженной небольшой линзой, кнопка включения лампы подсветки — от настольной лампы.

На лицевую панель шасси силового блока устанавливают ответную часть разъема соединительного кабеля.

Пять соответствующих контактов разъема подключают к тем или иным цепям устройства, а остальные соединяют параллельно и подключают к одному из выводов вторичной обмотки сварочного трансформатора.

Магнитопровод этого трансформатора набирают из пластин Ш40, толщина набора 70 мм.

Первичная обмотка содержит 300 витков провода ПЭВ-2 0,8. Вторичная обмотка этого трансформатора состоит из 10 витков изолированного провода или шины сечением не менее 20 кв.мм.

Такого же сечения изготовляют "заземляющий" соединительный проводник вторичной обмотки. Его длину не следует выбирать большей 2. 2,5 м.

Трансформатор ТV1 может быть любым, обеспечивающим на вторичных обмотках напряжения 8. 10 В (для заряда конденсатора С1) и 3. 6 В (для питания лампы).

В данной конструкции был применен магнитопровод от трансформатора детской железной дороги (сечение 10х10, Г-образные пластины). На нем размещают сетевую обмотку I, содержащую 8000 витков провода ПЭВ-2 0,08, обмотку II — 330 витков провода ПЭВ-2 0,3 и обмотку III — 350 витков провода ПЭВ-2 0,2.

Зажим, соединяемый с нижним (по схеме) выводом вторичной обмотки трансформатора ТV2, монтируют на шасси без изоляционных прокладок.

При изготовлении трансформаторов необходимо иметь в виду, что от качества изоляции их обмоток зависит безопасность работающего с аппаратом. Поэтому поверх первичных (сетевых) обмоток трансформаторов следует наложить не менее 4-6 слоев лакоткани или бумаги, пропитанной парафином.

Читайте так же:
Твердый припой своими руками

В сварочном аппарате использованы подстроечный резистор ППЗ-11, конденсатор К50-3, сетевой тумблер ТП1-2.

Следует отметить, что применение тринистора ПТЛ-50 обусловлено исключительно желанием обеспечить высокую надежность аппарата и безотказную работу в тяжелых климатических условиях и при больших колебаниях сетевого напряжения. С некоторым ухудшением качества сварки в аппарате могут быть использованы тринисторы серии КУ202 с индексами К, Л, М или Н. При этом необходимо уменьшить сопротивление резистора R1 до 50 Ом, а емкость конденсатор С1 увеличить вдвое.

Правильно собранный аппарат начинает работать сразу, без какого-либо налаживания.

Качество сварного шва (точки) проверяют следующим образом. Полоску стальной фольги шириной 10. 12 мм приваривают к очищенной от окалины поверхности стального бруска тремя-пятью точками, а затем отрывают с помощью пассатижей.

В точках сварки на фольге должны остаться отверстия диаметром 0,5. 0,8 мм, что свидетельствует о том, что отрыв происходит не по месту сварки, а вокруг него.

Если же фольга отрывается в месте сварки, подбирают сварочный ток подстроечным резистором "Режим".

При подборе тока необходимо учитывать, что качество шва ухудшается при увеличении давления на электрод.

Следует отметить также, что по справочным данным постоянное напряжение, которое необходимо подавать на управляющий электрод тринистора ПТЛ-50 для его открывания, равно 8 В. Однако качество шва значительно улучшается, если это напряжение увеличить до 12. 15 В (напряжение заряженного конденсатора С1).

Порядок работы с аппаратом

В первую очередь "заземляют" кожух сварочного аппарата и конструкцию, к которой нужно приварить деталь.

Включают аппарат, привариваемую деталь прикладывают к конструкции и плотно прижимают жалом сварочного электрода пистолета в том месте, где нужно получить точку сварного шва.

Нажимают на "спусковой крючок" пистолета (на кнопку микропереключателя), через 1. 1.5 с снимают пистолет с детали и устанавливают жало на следующую точку.

В тех случаях, когда это необходимо, включают лампу подсветки.

При эксплуатации аппарата на производстве он обязательно должен быть принят местной комиссией по технике безопасности.

В заключение следует указать, что возможности аппарата могут быть значительно расширены. Если использовать, например, омедненный графитовый электрод диаметром 6. 8 мм, можно сваривать медные луженые проводники диаметром до 0,3 мм.

Очень хорошо такие проводники привариваются к любым луженым и посеребреным деталям, а также к медной нелуженой фольге. Можно, например, приваривать тонкие проводники к фольге печатной платы без применения флюса.

Хорошие результаты получены при сваривании листов очень тонкой медной фольги. В этом случае необходимо опытным путем подобрать длину и форму жала графитового электрода.

Если необходимо сваривать детали из более толстых листовых металлов, сварочный трансформатор придется заменить более мощным. Например, для соединения стальных листов толщиной 0,5. 0,7 мм необходим трансформатор сечением магнитопровода не менее 65. 70 кв.см.

Первичная обмотка такого трансформатора должна содержать 160-165 витков провода ПЭТВ диаметром 1,62. 1,7 мм, а вторичная — 4,5 витка медной шины сечением не менее 90 кв.мм (из расчета на сварочный ток 1400. 1800 А). Диаметр электрода нужно увеличить до 18. 20 мм.

При этом в первичной обмотке трансформатора в момент сварочного импульса протекает ток около 45 А. Поэтому диоды V5-V8 нужно будет заменить более мощными, например ВЛ-50.

Тринистор V9 также должен быть рассчитан на прямой ток не менее 50 А. Опыт, однако, показывает, что для сваривания стальных листов толщиной до 0,5. 0,7 мм вполне допустимо использование тринистора ПТЛ-50 без дополнительного радиатора, поскольку сварочный импульс очень короток.

Для того чтобы обеспечить номинальный режим при сваривании металлов различной толщины (от 0,08 до 0,7 мм), в аппарате необходимо предусмотреть более широкое регулирование сварочного тока. Наиболее целесообразно вместо конденсатора С1 использовать набор из трех конденсаторов емкостью по 1000 мкф каждый, коммутируемых переключателем либо последовательно (для тонколистовых металлов), либо параллельно.

Точечно-искровой сварочный аппарат для ювелирных работ своими руками

Недавно ремонтировал точечно-искровой сварочный аппарат Ding Xing Jewelry Machine и после того, как вернул его хозяину, решил собрать себе такой же. Естественно, с заменой части оригинальных комплектующих на то, что есть «в тумбочке».

Принцип работы аппарата достаточно простой – на конденсаторе C5 (рис.1) накапливается такое количество энергии, что при открывании транзистора Q9 её хватает, чтобы в месте сварки точечно расплавить металл.

С трансформатора питания Tr1 напряжение 15 В после выпрямления, фильтрации и стабилизации поступает на те части схемы, что отвечают за управление характеристиками сварочного импульса (длительность, ток) и создания высоковольтного «поджигающего» импульса. Напряжение 110 В после выпрямления заряжает конденсатор С5, который (при нажатии на педаль) разряжается в точку сварки через силовой транзистор Q8 и через вторичную обмотку трансформатора Tr2. Этот трансформатор совместно с узлом на транзисторах Q5 и Q8 создают на выводах вторичной обмотки высоковольтный импульс, пробивающий воздушный промежуток между сварочным электродом (вольфрамовой иглой, красный вывод) и свариваемыми деталями, подключенными к чёрному выводу. Это, скорее всего, необходимо для химически чистой сварки ювелирных изделий (вольфрам достаточно тугоплавкий металл).


Рис.1

Часть схемы на элементах R1, C1, D1, D2, R2, Q1, R3, Q2, K1 и D5 обеспечивает кратковременное включение реле К1 на время около 10 мс, зависящее от скорости заряда конденсатора С1 через резистор R1. Реле через контакты К1.1 подаёт стабилизированное напряжение питания +12 В на два узла. Первый, на элементах C8, Q5, R15, R16, Q8, R18, R20 и Tr2 – это уже упомянутый генератор высоковольтного «поджигающего» импульса. Второй узел на R5, C2, R6, D6, D7, R9, C4, R10, Q3, R12, Q4, R13, R14, Q6, R24, Q7, R17, R21, D8, R22, Q9 и R23 – генератор одиночного сварочного импульса, регулируемого резисторами R6 по длительности (1…5 мс) и R17 по току. На транзисторе Q3 собран, собственно, сам генератор импульса (принцип работы как и на включение реле), а транзисторы Q6 и Q7 – это составной эмиттерный повторитель, нагрузкой которого является силовой ключ на транзисторе Q9. Низкоомный резистор R23 — датчик силы сварочного тока, напряжение с него проходит через регулируемый делитель R22, R17, R14 и открывает транзистор Q4, который уменьшает напряжение открывания выходного транзистора Q9 и этим ограничивает протекающий ток. Параметры регулировки тока точно определить не удалось, но расчётный верхний предел не более 150 А (определяется внутренним сопротивлением транзистора Q9, сопротивлениями вторичной обмотки Tr2, резистора R23, монтажных проводников и мест пайки).

Читайте так же:
Самодельная сеялка своими руками точного высева

Полевой транзистор Q8 собран из четырёх IRF630, включенных параллельно (в оригинальной схеме стоит один IRFP460). Силовой транзистор Q9 состоит из десяти FJP13009, также включенных «параллельно» (в оригинальной схеме стоят два IGBT транзистора). Схема «запараллеливания» показана на рис.2 и кроме транзисторов содержит в себе элементы R21, D8, R22 и R23 каждые для своего транзистора (рис.3).


Рис.2


Рис.3

Низкоомные резисторы R20 и R23 выполнены их нихромовой проволоки диаметром 0,35 мм. На рис.4 и рис.5 показано изготовление и крепёж резисторов R23.


Рис.4


Рис.5

Печатные платы в формате программы Sprint-Layout развёл (рис.6 и рис.7), но заниматься их изготовлением по технологии ЛУТ не стал, а просто вырезал на фольгированном текстолите дорожки и «пятачки» (видно на рис.8). Размеры печатных плат 100х110 мм и 153х50 мм. Контактные соединения между ними выполнены короткими и толстыми проводниками.


Рис.6


Рис.7

Трансформатор питания Tr1 «сделан» из трёх разных трансформаторов, первичные обмотки которых включены параллельно, а вторичные последовательно для получения нужного выходного напряжения.

Сердечник импульсного трансформатора Tr2 набран из четырёх ферритовых сердечников строчных трансформаторов от старых «кинескопных» мониторов. Первичная обмотка намотана проводом ПЭЛ (ПЭВ) диаметром 1 мм и имеет 4 витка. Вторичная обмотка намотана проводом в ПВХ изоляции с диаметром жилы 0,4 мм. Количество витков в последнем варианте намотки – 36, т.е. коэффициент трансформации равен 9 (в оригинальной схеме применялся трансформатор с Ктр.=11). «Начало-конец» одной из обмоток надо скоммутировать так, чтобы выходной отрицательный импульс на красном выводе аппарата возникал после закрытия полевого транзистора Q8. Это можно проверить опытным путём – при правильном подключении искра «мощней».

Элементы R19, C10 являются демпфирующей антирезонансной цепочкой (снаббер), а такое включение диода D9 обеспечивает на красном выводе сварочного аппарата отрицательную полуволну высоковольтного «поджигающего» импульса и защищает транзистор Q9 от пробоя высоким напряжением.

Накопительный конденсатор С5 составлен из 30 электролитических конденсаторов разной ёмкости (от 100 до 470 мкФ, 200 В), включенных параллельно. Их общая ёмкость – около 8700 мкФ (в оригинальной схеме применены 4 конденсатора по 2200 мкФ). Чтобы ограничить зарядный ток конденсаторов, в схеме стоит резистор R8 NTC 10D-20. Для контроля тока используется стрелочный индикатор, подключенный к шунту R7.

Аппарат был собран в компьютерном корпусе размерами 370х380х130 мм. Все платы и другие элементы закреплены на куске толстой фанеры подходящего размера. Фото расположения элементов во время настройки на рис.8. В окончательном варианте с передней панели был убран шунт R7 и стрелочный индикатор тока (рис.9). Если же индикатор нужно ставить в аппарат, то сопротивление резистора R7 придётся подбирать по рабочему току используемого индикатора.


Рис.8


Рис.9

Сборку и настройку аппарата лучше производить последовательно и поэтапно. Сначала проверяется работа трансформатора питания Tr2 вместе с выпрямителями D3, D4, конденсаторами С3, С5, С9, стабилизатором VR1 и конденсаторами С6 и С7.

Затем собрать схему включения реле К1 и подбором ёмкости конденсатора С1 или сопротивления резистора R1 добиться устойчивого срабатывания реле на время около 10-15 мс при замыкании контактов на педали.

После этого можно собрать узел высоковольтного «поджигающего» импульса и, поднеся выводы вторичной обмотки друг к другу на расстояние долей миллиметра, проверит, проскакивает ли между ними искра во время срабатывания реле К1. Хорошо бы ещё убедиться, что её длительность лежит в районе 0,3…0,5 мс.

Потом собрать остальную часть схемы управления (ту, что ниже R9 по рис.1), но к коллектору транзистора Q9 подключить не трансформатор Tr2, а резистор сопротивлением 5-10 Ом. Второй вывод резистора припаять к плюсовому выводу конденсатора С9. Включить схему и убедиться, что при нажатии педали на этом резисторе появляются импульсы длительностью от 1 до 5 мс. Чтобы проверить работу регулировки по току, нужно будет или собирать высоковольтную часть аппарата или, увеличив сопротивление R23 до нескольких Ом, посмотреть, меняется ли длительность и форма импульса тока, протекающего через Q9. Если меняется – это значит, что защита работает.

Возможно, что понадобится подбор номиналов резистора R9 и конденсатора C4. Дело в том, что для того, чтобы полностью «открыть» транзисторы Q9.1-Q9.10, нужен достаточно большой ток, который пропускает через себя Q7. Соответственно, уровень напряжения питания на конденсаторе С4 начинает «просаживаться», но этого времени должно хватать, чтобы провести сварку. Излишне большое увеличение ёмкости конденсатора C4 может привести к замедленному появлению питания в узле, а соответственно, к задержке по времени сварочного импульса относительно «поджигающего». Лучшим выходом из этой ситуации является уменьшение управляющего тока, т.е. замена десяти транзисторов 13007 на два-три мощных IGBT. К примеру, IRGPS60B120 (1200 В, 120 А) или IRG4PSC71 (600 В, 85 А). Ну, тогда есть смысл и в установке «родного» транзистора IRFP460 в узле, формирующем высоковольтный «поджигающий» импульс.

Не скажу, что аппарат оказался очень нужным в хозяйстве :-), но за прошедшие три недели было приварено всего несколько проводников и резисторов к лепесткам электролитических конденсаторов при изготовление блока питания и сделано несколько «показательных выступлений» для любознательных зрителей. Во всех случаях в качестве электрода использовалась медная оголённая миллиметровая проволока.

Недавно провёл «доработку» — вместо педали поставил кнопку на передней панели и добавил индикацию включения аппарата (обыкновенная лампочка накаливания, подключенная к обмотке с подходящим напряжением одного из трансформатора).

Андрей Гольцов, r9o-11, г. Искитим, февраль-март 2015

Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот

Q1, Q5
Биполярный транзисторКТ31022
Q2, Q3, Q4
Биполярный транзисторКТ503Б3
Q6
Биполярный транзисторКТ817В1
Q7
Биполярный транзисторFJP130071
Q8
MOSFET-транзисторIRF6304
см. текстQ9
Биполярный транзисторFJP1300910
см. текстVR1
Линейный регуляторLM78121
D1, D2, D5-D7
Выпрямительный диод1N41485
D3, D4
Выпрямительный мостPBL4052
D8
Выпрямительный диодFR15210
см. текстD9
Выпрямительный диодFUF54071
R1
Резистор4.7 кОм1
МЛТ-0,25R2, R3, R10
Резистор20 кОм3
МЛТ-0,25R4
Резистор100 Ом1
МЛТ-2R5, R16
Резистор51 Ом2
МЛТ-0,25R6
Переменный резистор10 кОм1
R7
Резистор0.1 Ом1
см. текстR8
РезисторNTC 10D-201
R9, R19
Резистор10 Ом2
МЛТ-0,5R11
Резистор33 кОм1
МЛТ-2R12, R13, R15
Резистор1 кОм3
МЛТ-0,25R14
Резистор15 Ом1
МЛТ-0,25R18, R24
Резистор100 Ом2
МЛТ-0,25R20
Резистор0.05 Ом1
см. текстR21, R22
Резистор15 Ом20
см. текстR23
Резистор0.2510
см. текстС1
Конденсатор электролитический33 мкФ1
С2
Конденсатор1 мкФ1
С3, С7, С9
Конденсатор электролитический2200 мкФ 35 В3
С4, С6
Конденсатор электролитический10 мкФ 16 В2
С5
Конденсатор электролитический8800 мкФ 200 В1
см.текстС8 ,С11, С12
Конденсатор100 нФ3
С10
Конденсатор5.6 нФ 1.6 кВ1
K1
РелеTRIL-12VDC-FB-CM1
Tr1
Трансформатор силовой220/110/151
см.текстTr2
Трансформатор импульсныйКтр.=101
см.текстДобавить все

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector