Как смастерить контактную сварку своими руками

Контактная сварка — один из наиболее технологичных, но вместе с тем простых методов соединения деталей из металла. Он применяется как на крупном производстве, так и в быту. Данный тип сварки относится к термомеханическому, поскольку для соединения металлов используется высокая температура и механическое давление одновременно. С помощью контактной сварки собирают самолеты, суда, автомобили и микросхемы. На заводах обычно используют крупные мощные аппараты.

Также вполне осуществима контактная сварка, выполняемая ручным способом. Для этого домашние умельцы используют самодельные аппараты для контактной сварки, поскольку их изготовление не отнимает много времени и позволяет сэкономить. Самодельные аппараты используются и дома, и в небольших частных мастерских. В этой статье мы расскажем, что такое контактный метод сварки, как с его помощью выполняется сварка нержавейки или любого другого металла. Также мы научим вас собирать аппарат для контактной сварки своими руками.

Общая информация

Контактная сварка (также «электрическая контактная сварка», «контактная электросварка» или «ERW») — это метод соединения металлов путем их нагрева с помощью тока и одновременной механической деформации с помощью давления. Говоря простыми словами, сварной шов получается в результате нагрева металла и его дальнейшего сжатия под двумя толстыми металлическими электродами. При контактной сварке ключевую роль играет именно ток, а не давление. Ниже представлена схема простейшей контактной сварки.

Во время прохождения тока при сварке тепло распространяется по металлической детали, в зоне сварного шва, а также между металлическими электродами. При этом все эти элементы нагреваются с разной температурой, наибольшая концентрация тепла наблюдается, когда установлен контакт между электродами и деталью.

Если аппарат настроен правильно и соблюдается технология сварки, то поверхность металла не должна нагреваться слишком сильно, поскольку в контактной сварке важна не столько высокая температура плавления, сколько совокупность температуры и механического воздействия. Кроме того, электроды должны охлаждаться (например, с помощью воды). Так что важно следить за температурой нагрева. Если она избыточна, то это первый признак ошибки сварщика или неисправного оборудования.

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.

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.

Делаем аппарат для контактной сварки

Теперь, когда мы разобрались со всеми особенностями, можно определиться, использовать ли контактную сварку в своей работе. Кого-то отпугнет высокая цена на оборудование, но в оглавлении мы писали о том, что многие умельцы делают сварщик контактной сварки своими руками. Его мощности вполне достаточно для работы дома.

Мы расскажем вам, как сделать такой аппарат самому. С его помощью вы сможете выполнить контактную точечную сварку. Кстати, в интернете есть множество видео с пошаговым руководством. Изучите их, чтобы иметь полную картину. Итак, для изготовления контактной сварки нам понадобится не обязательно новый, но обязательно работающий трансформатор (можете вытащить его из старой микроволновой печи; используйте два трансформатора, если вам требуется аппарат большей мощности).

Также нам нужен медный провод большого диаметра (вместо одного толстого провода можно использовать множество тонких, связав их в жгут), рычаги из металла (их мы будем использовать для зажима электродов), основание для аппарата (это может быть толстый лист тяжелого металла или что-то очень устойчивое; можете прикрутить аппарат прямо к столу), струбцины, отвертки разных размеров, кабели, изолента (или любой другой материал для обмотки), медные детали с заостренным концом, которые будут выполнять роль электродов.

Вот и все. Приступим к сборке. Собирая сварщик контактной сварки вы должны понимать, что ключевой элемент конструкции — трансформатор. Мы не зря рекомендовали вам взять его из микроволновой печи, поскольку это идеальный варит для небольшого самодельного аппарата. Чтобы ваше устройство смогло сварить металл толщиной в 1 миллиметр вам понадобится мощность 1 кВт. Чем больше мощность, тем больше диапазон толщин.

Для работы вам понадобится не весь трансформатор. А только первичная обмотка и магнитопровод. Вторичную обмотку нужно убрать из трансформатора (делайте это максимально осторожно, чтобы не повредить остальные элементы).

Также есть шунты, их тоже нужно демонтировать. Шунты расположены с обеих сторон вторичной обмотки.

Далее нужно сделать новую обмотку. Для этого возьмем многожильный провод с диаметром не менее 10 миллиметров. Двух-трех витков будет достаточно для корректной работы трансформатора. Если у провода будет слишком толстая изоляция, можно ее удалить и обмотать провод изолентой из ткани или ПВХ. Если вы собираете мощный аппарат и для этого взяли два трансформатора, то обмотка должна быть одна на двоих. В таком случае важно правильно соединить все выводы с первичной обмотки обоих трансформаторов.

Теперь нужно собрать все компоненты воедино. Нужно установить трансформатор в корпус (можете изготовить его самостоятельно или взять подходящий от неработающего бытового прибора), подсоединить медные электроды, все кнопки и органы управления. Тут вам помогут элементарные знания электротехники.

Вместо заключения

Контактная сварка — относительно простой, быстрый и удобный метод соединения различных металлов. С ней не страшна сварка нержавейки или алюминия, которые имеют толстый слой оксидной пленки, также работу можно доверить не самому опытному мастеру и качество соединения все равно будет хорошим. Такой сваркой можно заниматься и дома, соорудив аппарат для контактной сварки своими руками. Делитесь свои опытом в комментариях, он будет полезен для новичков. Желаем удачи в работе!

Сварка кузова автомобиля: как правильно сделать её своими руками

Срок службы современных автомобильных кузовов долгим не назовёшь. У отечественных машин он составляет максимум лет десять. Кузова современных иномарок живут чуть дольше — лет пятнадцать. По истечении этого срока автовладелец неизбежно начнёт замечать признаки разрушения, с которыми нужно будет что-то делать. Кроме того, кузов можно повредить и во время ДТП. Какой бы ни была причина, выход почти всегда один: варить. Если вы уверены в своих силах, можно попробовать сделать сварку кузова автомобиля своими руками.

Виды и особенности сварочных аппаратов

Выбор сварочной технологии зависит не столько от аппарата и расходных материалов, сколько от места повреждения. Разберёмся подробнее.

Сварка полуавтоматом

Подавляющее большинство автовладельцев и сотрудников автосервисов предпочитают использовать именно полуавтоматы. Главная причина их популярности — удобство. Полуавтоматом можно варить даже самые мелкие повреждения, расположенные в самых неудобных местах автомобильного кузова.

Технически эта технология почти не отличается от традиционной сварки: полуавтомату тоже требуется преобразователь тока. Разница лишь в расходных материалах. Для этого типа сварки нужны не электроды, а специальная проволока с медным покрытием, диаметр которой может варьироваться от 0.3 до 3 мм. А ещё полуавтомату для работы необходим углекислый газ.

Медь на проволоке обеспечивает надёжный электрический контакт и работает в качестве сварочного флюса. А углекислый газ, непрерывно подаваемый на сварочную дугу, не позволяет кислороду из воздуха вступать в реакцию со свариваемым металлом. У полуавтомата есть три важных достоинства:

• скорость подачи проволоки в полуавтомате можно регулировать;
• швы, выполненные полуавтоматом, аккуратные и очень тонкие;
• использовать полуавтомат можно и без углекислого газа, но в этом случае придётся использовать особую сварочную проволоку, внутри которой содержится флюс.

Есть в полуавтоматическом методе и минусы:

• найти в продаже вышеуказанные электроды с флюсом не так-то просто, да и стоят они как минимум вдвое дороже обычных;
• при использовании углекислого газа мало раздобыть сам баллон. Ещё потребуется редуктор для снижения давления, который надо будет очень точно настроить, в противном случае о качественных швах можно забыть.

Как варят инвертором

Если коротко, инвертор — это всё тот же сварочный аппарат, только частота преобразования тока в нём не 50 Гц, а 30–50 кГц. Благодаря повышенной частоте инвертор имеет несколько достоинств:

• размеры инверторного сварочного аппарата очень компактны;
• инверторы нечувствительны к пониженному напряжению сети;
• у инверторов нет никаких проблем с разжиганием сварочной дуги;
• пользоваться инвертором может даже сварщик-новичок.

Разумеется, есть и минусы:

• в процессе сварки используются толстые электроды диаметром 3–5 мм, а не проволока;
• при инверторной сварке края свариваемого металла очень сильно нагреваются, что может стать причиной термической деформации;
• шов всегда получается толще, чем при сварке полуавтоматом.

Так какой же метод выбрать?

Общая рекомендация проста: если планируется варить участок кузова, находящийся на виду, а автовладелец при этом не стеснён в средствах и имеет определённый опыт работы со сварочным аппаратом, то полуавтомат — оптимальный вариант. А если повреждения со стороны не видны (к примеру, пострадало днище) и владелец машины слабо разбирается в сварке, то лучше варить инвертором. Даже если новичок допустит ошибку, её цена не будет высока.

Подготовка и проверка оборудования

Независимо от того, какой метод сварки был выбран, необходимо провести ряд подготовительных операций.

Подготовка к сварке автомобильного кузова полуавтоматом

• перед началом работы сварщик должен убедиться в том, что направляющий канал в сварочной горелке соответствует диаметру используемой проволоки;
• диаметр проволоки обязательно следует учитывать и при выборе сварочного наконечника;
• сопло аппарата осматривается на предмет металлических брызг. Если они есть, их необходимо удалить наждачной бумагой, в противном случае сопло быстро выйдет из строя.

Что стоит сделать перед тем, как начать инверторную

• надёжность электродных креплений тщательно проверяется;
• проверяется целостность изоляции на кабелях, всех соединениях и на электродержателе;
• проверяется надёжность креплений основного сварочного кабеля.

Меры предосторожности при сварочных работах

• все сварочные работы производятся только в сухой спецодежде из негорючих материалов, в рукавицах и защитной маске. Если сварка производится в помещении с металлическим полом, обязательным является использование либо прорезиненого коврика, либо резиновых галош;
• сварочный аппарат, независимо от его типа, всегда должен быть заземлён;
• при инверторной сварке следует особое внимание уделить качеству электрододержателя: хорошие электрододержатели выдерживают до 7000 зажимов электродов без повреждения изоляции;
• независимо от типа сварочного аппарата на нём всегда должны использоваться автоматические выключатели, самостоятельно разрывающие электрическую цепь при возникновении тока холостого хода;
• помещение, в котором производится сварка, должно хорошо вентилироваться. Это позволит избежать скопления газов, выделяющихся в процессе сварки и представляющих особую опасность для системы дыхания человека.

Процесс сварки кузова автомобиля полуавтоматом

Прежде всего определимся с необходимым оборудованием.

Инструменты и материалы для работы своими руками

1. Полуавтоматический сварочный аппарат BlueWeld 4.135.
2. Проволока сварочная с медным покрытием, диаметр 1 мм.
3. Крупная наждачная бумага.
4. Редуктор для понижения давления.
5. Баллон углекислого газа ёмкостью 20 л.

Последовательнось операций при полуавтоматической сварке

• перед началом сварки повреждённый участок с помощью наждачной бумаги очищается от всех загрязнений: ржавчины, грунтовки, краски, смазки;
• свариваемые участки металла плотно прижимаются друг к другу (в случае необходимости допускается использование различных зажимов, временных болтов или саморезов);
• далее следует внимательно ознакомиться с передней панелью сварочного аппарата. Там располагаются: выключатель, регулятор сварочного тока и регулятор скорости подачи проволоки;

Расположение переключателей на передней панели сварочного аппарата BlueWeld

Понижающий редуктор подключается к баллону с углекислым газом

Сварочная проволока заводится в подающий механизм

Снятие сопла со сварочной горелки

Процесс сварки автомобильного кузова полуавтоматическим аппаратом

Несколько коротких предварительных швов

Края повреждённого кузова сварены окончательно

Обработка сварного шва против коррозии

По окончании сварочных работ шов следует защитить, иначе он быстро разрушится. Возможны следующие варианты:

• если шов находится не на виду и в легкодоступном месте, то он покрывается несколькими слоями автомобильного шовного герметика (подойдёт даже бюджетный однокомпонентный вариант, например Body 999 или Novol). В случае необходимости герметик разравнивается шпателем и окрашивается;
• если сварной шов пришёлся на внутреннюю труднодоступную полость, которую необходимо обработать с внутренней стороны, то используются пневматические распылители консервантов. Они состоят из пневматического компрессора, распылительного бачка для заливки консерванта (такого, как Movil например) и длинной пластиковой трубки, которая и заводится в обрабатываемую полость.

Итак, сварить повреждённый кузов можно и самостоятельно. Даже если у новичка совершенно нет опыта, расстраиваться не стоит: всегда можно сначала потренироваться на кусках металлолома. А особое внимание следует уделить не только средствам индивидуальной защиты, но и средствам противопожарной безопасности. Огнетушитель у начинающего сварщика всегда должен быть под рукой.