Сварка — это самый распространенный метод соединения металлов на данный момент. Сейчас существует масса технологий сварки, каждая из которых обладает как достоинствами, так и недостатками. Но в конечном итоге подбор технологии зависит от типа металла, его характеристик, предполагаемой скорости сварки и ее качества.
Одна из технологий, сочетающая в себе высокую скорость и качество работ, при этом относительную простоту процесса — это контактная точечная сварка. Она применяется как в быту, так и на крупных производствах. Контактная точечная сварка хорошо зарекомендовала себя при сварке тонколистового металла, например, кузова авто. Весь секрет кроется в технологии. Для формирования сварной точки применяются специальные сварочные клещи для контактной сварки, которые не только сжимают детали, но одновременно подогревают их с помощью короткого электрического импульса.
Благодаря этому формируется прочный сварной шов. В этой статье мы расскажем, как сделать клещи для сварки в домашних условиях, чтобы удешевить сварку и сэкономить на приобретении заводских клещей.
Общая информация
Клещи для сварочных работ могут быть ручными и подвесными. Давайте подробнее поговорим про типы клещей, поскольку это важно для их самостоятельной сборки.
Ручные клещи контактной сварки вы можете видеть на картинке ниже. Как видите, конструкция ручных клещей крайне проста, и во многом схожа с любым других ручным инструментом (с теми же плоскогубцами или щипцами), где используется рычажная система открытия/закрытия. Основное отличие ручных клещей для контактной сварки заключается в дополнительном применении трансформатора. Трансформатор подключается к одной из рукояток клещей и генерирует сварочный ток, необходимый для формирования шва.
Суть работы клещей контактной точечной сварки заключается в том, что трансформатор генерирует сварочный ток, который затем подается через рукоятку клещей на сварочные электроды. Клещи вручную зажимают металлические заготовки, затем через электроды пропускается ток и под действием силы сжатия формируется сварная точка. Скорость сварки ручными клещами напрямую зависит от самого сварщика, поскольку весь процесс выполняется вручную.
Также есть подвесные сварочные клещи для точечной сварки. Они используются на производстве либо при изготовлении профессиональных аппаратов для контактной сварки. Такие клещи встраиваются в сварочный аппарат и работают по иной схеме. Они все так же сжимают обе детали, но этот процесс происходит не вручную. Именно по этой причине подвесные клещи гораздо производительнее, чем ручные. Тем не менее, в домашних условиях подвесные клещи не собираются. Это нецелесообразно и для их применения нужно специальное оборудование.
Поэтому далее мы расскажем, как собрать своими руками ручные клещи для контактной сварки.
Разновидности оборудования
Все сварочные клещи работают по одному принципу: при подаче тока электроды сжимаются. Они различаются по форме крепления и методу создания силовой нагрузки. Они бывают двух видов:
- ручные (они отличаются небольшим весом);
- подвесные (зажимные рычаги закрепляются на кронштейнах или стационарно размещаются на столах так, чтобы контакты находились на весу, в руках сварщик свободно держит свариваемые детали).
Ручные сварочные клещи
Подвесные сварочные клещи
Подвесные промышленные клещи для создания большого сжимающего усилия оборудуют пневматическим толкателем. При необходимости можно сделать подвесные ручные клещи, для этого их располагают в вертикальной плоскости. В тисках зажимают нижнюю ручку, верхняя остается свободной. Такая конструкция облегчает труд сварщика.
Клещи зажимные сварочные легче сжимать, опираясь на прижимной рычаг всем телом.
Самодельные клещи
Ручные клещи для точечной сварки, сделанные своими руками — это отличный способ сэкономить, и при этом получить рабочий инструмент. Самодельные клещи для контактной и точечной сварки просты в изготовлении и применении. Они справятся со всеми типами металлов и пригодятся любому дачному умельцу или частному мастеру. Себестоимость самодельных клещей крайне мала, так что вы сможете неплохо сэкономить. Посмотрите ниже видео, где подробно рассказывается, как собрать самодельные клещи.
Если вам нужна краткая инструкция, то прочтите далее. Начните с изготовления основной конструкции клещей. Для этого можно использовать подручные материалы. Мы рекомендуем взять металл толщиной не более 5 мм и нарезать из него полоски шириной 20 мм. Длину полосок выбирайте исходя из ваших предпочтений. Также можете использовать толстые металлические стержни. На обеих полосках или стержнях выгните концы, чтобы они приобрели форму щипцов.
Состыкуйте заготовки крест-накрест и просверлите отверстие. Оно необходимо для соединения двух металлических заготовок и их дальнейшего раскрывания/закрывания. Не забудьте про прокладку из диэлектрика. Ее нужно установить между двух заготовок. Затем на торце одной заготовки нужно сделать отверстие для крепления медных проводов с помощью болта. На другой заготовке сверлится отверстие для крепления сварочного кабеля и фиксации клеммы.
Обмотайте ручки клещей изолентой или наденьте резиновый шланг, если использовали металлический стержень при изготовлении приспособления. Так клещи будут более безопасными и удобными в применении. Этого достаточно для ручного применения на весу. Но если хотите использовать клещи стационарно, то между двумя рукоятками приварите толстую пружину.
Что касается подвода тока к клещам, то для этих целей сгодится любой трансформатор с вторичной перемотанной обмоткой. Вы можете уложить в три витка сварочный кабель на сердечник. Если вы хотите получить контактную сварку повышенной мощности, то соедините два трансформатора и используйте их для генерации тока.
В интернете есть чертежи только подвесных клещей, так что вам придется самостоятельно продумать конструкцию своего самодельного приспособления. Но это не вызовет затруднений, поскольку в многочисленных видеороликах подробно рассказывается, как сделать ручные клещи.
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.
Иллюстрация процесса точечной сварки
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.
Общая информация
Зажимы для точечной сварки бывают ручные и подвесные. На типах этого инструмента нужно остановиться на пару минут, чтобы понимать нюансы их ручной сборки.
Ручные сварочные клещи имеют простую конструкцию. Также, как и весь остальной ручной инструмент (пассатижи, плоскогубцы, щипцы), в основе их системы рычаг, который регулирует открытие и закрытие клещей.
Главный нюанс сварочных клещей — возможность применить трансформаторную систему. К одной рукояти клещей подсоединяется трансформатор, который передает на инструмент ток для того, чтобы создать соединение.
Через одну из рукояток трансформаторный механизм передаёт генерируемый сварочный ток на электродные стержни. В этом заключается основная работа механизмов для зажима. Вы руками прижимаете детали из металла клещами, через них идёт ток.
Электрическая сила и сила сжатия создают точку сварки (поэтому сварка точечная). Процесс не механизированный, он от начала до конца выполняется руками сварщика, поэтому только он решает, насколько быстро будут свариваться элементы.
Подвесные зажимы для контактной сварки в быту используются редко. Но их часто можно встретить на заводах и у профессиональных мастеров, использующих узкоспециализированное оборудование для точечной технологии.
Эти клещи встроены в сам аппарат, и принцип их работы другой. Да, они созданы, чтобы сжимать детали друг с другом, но не вручную. Потому производительность работ вместе с подвесными клещами выше, чем с ручными.
Собирать такие дома нет смысла, так как, скорее всего, у вас нет оборудования, с которым их можно было применить.
Поэтому далее речь будет идти о сборке именно ручных клещей для точечного метода сварки.
Техника безопасности
Для обеспечения собственной безопасности работнику необходимо знать и соблюдать требования инструкции по технике безопасности для точечной сварки:
- для недопущения удара электрическим током производить заземление агрегата;
- до начала работы обязательно осуществлять проверку его исправности;
- использовать индивидуальные средства защиты для рук, глаз и тела;
- исключить подачу высокого напряжения к элементам управления аппаратом
- применять в приборе только провода установленного сечения;
- работы производить в помещении с хорошо оборудованной вентиляцией или использовать специальные маски для защиты органов дыхания.
- блокировки и тумблера (кнопки) включения или отключения должны быть исправны, хорошо видимыми и легко доступными;
- при производстве работ область зажимных механизмов должна быть закрыта щитком.
Соблюдение этих мер безопасности обеспечит сохранение здоровья работника и окружающих, позволит выполнить необходимый объем работы точно и в срок.
Изготовление
Вы проведете меньше времени в магазинах, сделав сварочные клещи для точечной сварки своими руками. При этом вы тратите намного меньше, и сэкономленные деньги можно «пустить» на качественные материалы для сварки.
Делать и использовать ручные клещи для контактной сварки несложно. Но при этом они подходят для любого вида металла. Им найдёт место и человек, ремонтирующий своё авто в гараже, и мастер выездных работ. Себестоимость их радует экономных людей.
Первый этап изготовления самодельного инструмента — создание основы. Для неё подойдут материалы, которые есть у каждого под рукой. Это может быть любая сталь или сплав, толщина которых не больше пяти миллиметров.
Из листа материала сделайте несколько полосок по двадцать мм в ширину. Длина их может быть разной, она зависит от ваших пожеланий. Для основы подойдут и широкие стержни из металла. Кончикам заготовок придайте очертания щипцов.
Наложите изготовки наискось относительно друг друга и состыкуйте. По центру сделайте отверстие, которое будет точкой регулировки открывания и закрывания клещей. В месте отверстия проложите между пластинами диэлектрическую прокладку.
С конца одного стержня/пластины также нужно просверлить дырочку, чтобы можно было крепить на болты медный провод. Противоположная заготовка тоже просверливается. Отверстие в ней нужно, чтобы крепить кабель аппарата и фиксировать клемму.
Изолируйте металл клещей для точечной сварки с помощью изоленты вместе с резиновой накладкой (это может быть кусок шланга) после того, как соедините и просверлите нужные компоненты.
Эти материалы защитят вас во время работы с электричеством, а держать их в руках станет удобнее. Такой конструкции хватит, чтобы поддерживать сварочные зажимы на весу, но для их закрепления нужно будет добавить пружину между ручками.
Ток к зажиму подводится тоже с учётом правил. Его лучшим источником станет трансформаторный механизм со второстепенной наложенной обмоткой. Можно обмотать кабель на сердечник три раза.
Для того, чтобы повысить мощность точечной сварки, объедините пару трансформаторов, генерирующих ток.
Схемы для создания ручных клещей найти нелегко, поэтому постарайтесь продумать их устройство сами. В помощь вы можете взять видео уроки по созданию не подвесных клещей или советы знакомых мастеров.
Читать также: Как сделать кораблик из пенопласта
Способы сваривания
Существует несколько способов точечного сваривания:
Точечный – сваривание элементов происходит в одном или многих местах. Применяется в приборостроении, автомобилестроении постройке морских, речных и авиационных судов.
Обеспечивает сварку стальных листов до двадцати миллиметров толщиной.
Рельефный способ – элементы конструкции свариваются в одном или нескольких подготовленных местах. Отличие между этого способа от предыдущего обусловлена формой скрепляемых элементов в месте сваривания.
Шовный способ – свариваемые элементы скрепляются рядом сварочных швов. Шов может состоять из отдельных пикселей сварки или перекрывающих друг друга. Используется для изготовления различных резервуаров нуждающихся в обеспечении высокой степени герметичности.
Как собрать простой сварочный аппарат в домашних условиях: чертежи инверторных моделей и пошаговая инструкция по сборкеСтол для сварки своими руками — пошаговая инструкция по изготовлению и сборке (65 фото)
Какие типы сварочных аппаратов бывают: виды, принципы действия и классификация устройств
Стыковочный – элементы свариваются по прилегающей площади соприкосновения под воздействием высокой температуры. Применяются при прокладке трубопроводов, изготовлении якорные цепи кораблей.
Устройство и принцип работы
Любые сварочные клещи состоят пяти основных элементов:
- блока питания, обеспечивающего электроснабжение необходимой мощности (с этой задачей справляется трансформатор),
- пускового устройства,
- двух проводников, соединяющих блок питания с концами зажимного устройства (куски кабеля с большим сечением),
- двух жестких токопроводов, по которым идет заряд к месту контакта (они выполняют функцию рычагов зажимного устройство),
- двух плотных электродов, способных выдержать сжимающую нагрузку и создающих электрическую дугу, прогревающую металл.
Сварочные клещи По сути, чертеж зажимов прост. Это те же плоскогубцы, к ручкам которых подведены провода, а на месте зажимных пластин установлены электроды. Для электропитания используют мощные трансформаторы, запитывающиеся от трехфазной сети 380 В. Они оснащены цельным медным диском вторичной обмотки. Необходимая разница потенциалов холостого хода составляет от двух до пяти вольт. Сила тока контактной сварки в зависимости от вида агрегатов варьируется от 2 до 15 кА.
Для того, чтобы металл плотно сваривать, нужна мощная дуга. От нее в месте соединения двух листов внахлест образуется 2-3 миллиметровая сплавленная точка с общей кристаллической структурой. Для плотного контакта ручки сжимаются с необходимым усилием, поэтому ручные клещи делают с длинными ручками.
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.
Cамодельные сварочные клещи для контактной (точечной) сварки своими руками
Благодаря сварочному оборудованию можно выполнять многочисленные работы. Конструкции агрегатов для соединения металлов тоже разнообразны. Одним из небольших устройств являются сварочные клещи. Они бывают нескольких вариантов. Благодаря такому простому оборудованию можно быстро создавать точечные швы. Кроме магазинных версий существуют и самодельные аналоги. Как они работают и что необходимо учесть для создания их своими руками описано ниже.
Устройство и принцип работы
Клещи для контактной сварки имеют простое устройство:
- источник тока (трансформатор),
- конструкционный захват, позволяющий подвести токонесущие концы с обеих сторон изделия,
- электроды,
- кабеля,
- механизм управления пуском.
Чтобы создать сварное соединение, необходим аппарат, с пониженным значением V, и повышенным А. Часто используют трансформаторы с усиленной вторичной обмоткой. Напряжение от него передается на контакты, которыми выступают медные электроды. Последние расположены на торцах клещей или скобы, позволяющей вставить между ними часть изделия.
Когда стороны выставлены, производится сжатие электродов руками или прижимным устройством (пневматикой). В этот же момент подается ток с большим значением ампер, что привод к местному нагреву участка до расплавленного состояния и перемешиванию молекулярной массы в единое целое. После застывания образовывается общая структурная молекулярная решетка и прочное соединение в виде точки. Работа аппарата похожа на споттер, но с двухсторонним подходом к изделию. Диаметр точки зависит от силы тока, времени удержания электродов, и их ширины.
Преимущества оборудования
Сварочные клещи пользуются популярностью в небольших мастерских и крупных предприятиях благодаря ряду положительных особенностей:
- удобство наложения точечных швов на однотипных конструкциях,
- быстрота выполнения манипуляций,
- экономность метода обусловленная отсутствием расходных материалов,
- легкий вес переносных аппаратов,
- несколько сварных точек, установленных недалеко друг от друга позволяют заменить узкий сплошной шов по крепости соединения.
Читать также: Глушилка Wi-Fi сигнала: обзор заводских и самопальных подавителей
Клещи для контактной сварки активно применяют для создания корпусов оборудования, изготовления клеток, емкостей и коммуникационных путей для вентиляции, и для монтажа небольших каркасных изделий.
Разновидности оборудования
Клещи для точечной сварки разделяются на два вида: ручные и подвесные. Оба имеют одинаковый принцип работы, но отличаются по возможностям применения. Ручные клещи выглядят как большие пассатижи с медными зубьями на концах. К противоположным концам движущихся сторон подсоединены кабеля от трансформатора. Клещи можно заводить на изделие с разных сторон, в зависимости от длины вылета, и производить сварные точечные соединения во всех пространственных положениях.
Конструкция отличается легкостью. Сами щипцы могут весить килограмм или больше, а вместе с источником тока до 12 кг. Это позволяет их свободно переносить по мастерской и в соседние цеха. Для работы необходимо только подключение к сети электропитания.
Подвесные модели крепятся на кронштейнах либо столах. Сами щипцы выносятся за край поверхности, чтобы ничего не мешало подводить к ним изделия для сварки. Благодаря отсутствию нагрузки на руки сварщика можно утяжелять конструкцию дополнительным механизмом сдавливания электродов. Часто используют пневматические толкатели. Работая с таким оборудованием руки сварщика остаются свободными и можно легко удерживать и вращать свариваемое изделие.
Важные нюансы при создании своими руками
Чтобы изготовить самодельные клещи для контактной сварки необходимо знать ряд ключевых факторов, позволяющих правильно подобрать параметры и другие особенности оборудования. Вот самые главные:
- Сила тока. Возможность работать с различной толщиной металла напрямую зависит от мощности сварочного агрегата. За выработку необходимого напряжения отвечает трансформатор. Максимальное значение в 3500 А позволит сваривать пластины и металлические стержни до 1 мм толщины с каждой стороны. Ток более 6000 А позволяет ставить крепкие точечные соединения на материалах, чья суммарная толщина составляет 4 мм.
- Вылет электродов. Этим словом называется расстояние между концами медных стержней и общей осью клещей. От данного значения зависит размер вставляемых деталей и место установки сварной точки. Чем меньше вылет, тем ближе к краю изделия будет произведена контактная сварка.
- Материал электродов. Их изготавливают из меди с различными примесями. Среди них: бериллий, кадмий, хром и другие. От этого зависит плотность материала и частота заточки электрода.
- Вес клещей. Длинные стороны щипцов, позволяющие создать приличный вылет электродов, чреваты утяжелением конструкции. Поэтому стоит подумать о будущих частых работах и создать клещи для точечной сварки своими руками с оптимальным весом и вылетом, способным обеспечить выполнение предстоящих работ. Слишком тяжелые конструкции будут перегружать руки, а фиксация их на столе ограничит зону использования и маневренность.
Другие важные параметры сварочных клещей, о которых стоит подумать при самодельном изготовлении, это: возможность перемещения электродов, мощность от 16 до 75 кВт, ток короткого замыкания, тип привода сжатия, диаметр электрододержателя, охлаждение электродов. Конечно, для редкого использования по хозяйству, некоторые из данных функций и значений не требуются, но в профессиональном применении они очень пригодятся.
Процесс изготовления
Свой путь по созданию самодельных клещей можно начать с изготовления конструкции самих щипцов. Использовать можно любые сподручные материалы. Например, из полоски металла толщиной 2-3 мм и шириной 20 мм можно выгнуть две ступенчатые части. Такую же форму можно создать и из толстого металлического стержня. По просверливается отверстие для оси. Между двумя частями важно установить толстый диэлектрик, чтобы замыкание контакта не происходило в неположенном месте.
На торцах одного края сверлятся отверстия под болтовое крепление медных электродов. Важно установить эти элементы друг напротив друга. Чтобы компенсировать толщину диэлектрической прокладки, возможно придется подогнуть пластины внутрь. С противоположного края крепится кабель. Для этого сверлятся отверстия и фиксируются клеммы.
Чтобы повысить безопасность изделия и удобство использования, сверху на ручки можно надеть резиновый шланг или обмотать несколькими слоями изоленты. Если устройство планируется использовать стационарно, то между рукоятками устанавливают мощную пружину, а на край торца с электродом прикручивают дополнительный рычаг-ручку, для осуществления прижима.
В качестве источника тока подойдет трансформатор с перемотанной вторичной обмоткой. Последней может выступать сварочный кабель, уложенный в три витка на сердечник. Если соединить два трансформатора параллельно, то можно увеличить мощность аппарата в два раза. Для ручных клещей достаточно установить общую кнопку включения питания на корпусе. На подвесной модели практично вывести такой пусковой механизм на прижимную рукоятку.
Клещи для сварки контактным методом очень просты в изготовлении и использовании. Они имеют широкое применение и пригодятся на даче и в частной мастерской.
Популярные записи
- Пасхальное яйцо своими руками на пасху 2022 году — 5 лучших поделок Рыболовные грузила Чебурашка Как сделать машину из картона своими руками Порядок изготовления стула своими руками с учетом особенностей модели Как построить конюшню для лошадей Паперкрафт для начинающих, бумажное моделирование, объемные скульптуры и простые фигуры из бумаги для детей Как сделать букет в коробке своими руками: пошаговая инструкция Капельное орошение в теплице и на огороде своими руками
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.
