Конденсаторная сварка точечная: Конденсаторная сварка: схемы, описание, оборудование
alexxlab | 21.12.1977 | 0 | Разное
схема и описание точечной контактной сварки
На чтение 10 мин Просмотров 26.6к. Опубликовано
Конденсаторная сварка является одним из видов контактной сварки, которую активно используют в промышленности, а также для выполнения сварных операций своими руками в быту.
Технологическая схема операции следующая: в конденсаторах при их зарядке от выпрямителя осуществляется накопление энергии, которая при разряде трансформируется в тепловую энергию.
С помощью этой энергии и осуществляется соединение кромок металлических изделий. Расскажем, как выполнить конденсаторную сварку своими руками: схема и описание технологии.
Конденсаторная сварка: что это такое
Конденсаторная своими руками была разработана еще в 30-х годах XX века. Сегодня эта технология активно используется предприятиями промышленности и умельцами с целью выполнения бытовых сварных операций.
Особенно популярна такая технология в цехах ремонта кузовов транспортных средств: в отличие от дугового, при конденсаторном методе создания сварного шва не происходит прожигание и деформация тонких стенок листов кузовных деталей. В последующее время соединенным деталям кузова не нужна дополнительная рихтовка.
Такую технологию применяют в радиоэлектронике для соединения изделий, не паяющихся посредством обычных флюсов или выходящих из строя при перегреве.
Активно применяются аппараты конденсаторной сварки ювелирами при изготовлении и ремонте ювелирных украшений, на предприятиях, выпускающих коммуникационные шкафы, лабораторное, медицинское, пищевое оборудование, при строительстве зданий, мостов, инженерных коммуникаций.
Столь широкое распространение можно объяснить действием ряда факторов:
- простая конструкция сварочного аппарата, который при желании можно собрать своими руками;
- точечная сварка отличается относительно низкой энергоемкостью и малыми нагрузками, создаваемыми на электрическую сеть;
- высокие показатели производительности, что крайне важно при серийном производстве;
- возможность снизить термическое влияние на соединяемые поверхности, что позволяет сваривать детали малых размеров и работать с теми конструкциями, стенки которых чрезмерно тонки и могут деформироваться при обычной сварке.
На заметку! Достоинством технологии конденсаторной сварки является простота ее реализации: даже средний уровень квалификации позволяет мастеру создать качественные сварные швы.
Способ конденсаторной сварки изделия.Правила осуществления сварных операций с помощью энергии конденсаторов регламентируются ГОСТ. Принцип технологии основывается на трансформации энергии электрического заряда, накопленного на конденсаторах, в тепловую энергию.
При соприкосновении электродов происходит разряд и образуется электрическая дуга краткого действия. За счёт выделяемого ею тепла кромки соединяемых деталей из металла плавятся, образуя сварной шов.
При конденсаторной сварке ток подается на сварной электрод в виде кратковременного импульса высокой мощности, который получается за счет монтажа в оборудование конденсаторов большой емкости.
В случае использования контактной сварки ток непрерывен. В этом заключается основное отличие этих видов выполнения сварных операций.
В итоге, мастер может достичь высоких показателей двух важных параметров:
- на термический нагрев соединяемых деталей требуется гораздо меньше времени, что особенно ценно для производителей электронных компонентов;
- ток, используемый для соединения деталей, обладает высокой мощностью, поэтому и сами сварные швы получаются более качественными.
В процессе сварных операций для крепления элементов и узлов разных изделий могут потребоваться разные по разновидности и назначению шпильки.
Достоинством конденсаторной сварки является возможность уменьшить площадь термического воздействия, снизить напряжение и свести к нулю риск деформации поверхностей ввиду высокой плотности энергии и кратковременности сварного импульса. Технология позволяет работать с цветными металлами с малой толщиной.
Также отметим, что огромным плюсом конденсаторного сварного аппарата является его компактность. Для применения такой технологии на практике не потребуется мощный источник питания, устройство можно заряжать между переносом электрода к следующей точке.
Выполняем конденсаторную сварку своими руками
Контактная сварка применяется сварщиками, поэтому купить заводской аппарат для ее выполнения несложно.
Модели, в отличие от агрегатов для точечной сварки, отличаются простой конструкцией, несложным управлением и стоят недорого, но многие умельцы все же принимают решение, собрать сварной аппарат конденсаторного типа своими руками. Это позволяет сэкономить деньги, реализовать собственный талант.
Температура сварки различных материалов.Выполнения данного задания требует от мастера следующего:
- найти в интернете нужную схему и подробное описание конструкционных особенностей агрегата;
- уяснить механизм работы устройства;
- подобрать актуальные материалы и приспособления: шпильки приварные, сварные электроды и т.п.
Механизм функционирования аппарата для конденсаторной сварки:
- ток направляется через первичную обмотку питающего трансформатора, выпрямитель, представленный диодным мостом;
- на диагонали моста осуществляется подача управляющего сигнала тиристора с кнопкой запуска;
- в цепи тиристора вставлен конденсатор для накопления сварного импульса, который также нужно подключить к диагонали выпрямителя и первичной обмотке трансформаторной катушки.
Соединение участков металлических конструкций осуществляется при сильном электрическом влиянии, накопленном в двухполюсниках, а сам процесс делится на три категории:
- Контактная сварка.
Предполагает плотное прижатие заготовок друг к другу с последующим соприкосновением электродов к данному месту. Энергия, подающаяся на ограниченное пространство настолько велика, что это приводит к быстрому расплавлению и дальнейшему прикреплению кромок деталей. - Ударная технология.
Также предполагает соединение отдельных деталей из металла в единую конструкцию, но электричество подается к месту сваривания в виде кратковременного удара. Такая технология позволяет уменьшить продолжительность сварной операции до 1,5 м/с; - Точечная техника.
При использовании такого вида сварки потребуется два медных контакта, касающиеся объекта с двух граней. В результате изделия скрепляются в точке прикосновения к электроду.
При необходимости навесить на тонколистовую металлическую конструкцию приборы, фиксируемые гайками, можно воспользоваться той же конденсаторной сваркой.
С ее помощью на стенку конструкции приваривается специальная шпилька для конденсаторной сварки, а уже на нее фиксируют прибор. Шпильку помещают напротив основного металла и настраивают оборудование для выполнения операции приварки.
Дуга плавит основание шпильки и соответствующую ему площадь основного металла, после чего изделие вводят в сварную ванну и фиксируют на поверхности до тех пор, пока металлы не остынут. На выполнение такого потребуются миллисекунды, но он будет надежен и долговечен.
Схема при конденсаторной сварке
Схема конденсаторной сварки.Конденсаторная точечная сварка своими руками легко выполняется даже малоопытным сварщиком.
Ее основа ‒ электрическая схема с применением конденсаторов:
- Первичная обмотка проводится через выпрямитель, представленный .
Затем она подключается к источнику напряжения. - Тиристор подает сигнал на мостовую диагональ и управляется кнопкой запуска.
Конденсатор подключается к сети тиристора, диодному мосту и выводится на первичную обмотку. - Зарядить конденсатор можно путем, включения вспомогательной цепи с выпрямителем и трансформатором.
Конденсаторная сварка аккумуляторов своими руками осуществляется в следующей последовательности действий со стороны мастера:
- нажатие пусковой кнопки, запускающей временное реле;
- включение трансформатора при помощи тиристоров, после реле отключается;
- использование резистора с целью определения длительности импульса.
Требования к конденсаторной сварке
Сварные конденсаторы применяются в промышленном масштабе и в условиях небольших мастерских. В любом варианте нельзя нарушать технологию сварки для аккумуляторов своими руками, иначе сварные швы получаться низкокачественными.
Электрическая схема конденсаторной сварки.Соблюдение следующих условий позволит получить действительно качественный результат работы:
- обеспечьте подачу кратковременного импульса в течение временного промежутка до 0,1 с, а также последующее накопление энергозаряда от источника питания для нового импульса за максимально краткое время;
- позаботьтесь о хорошем контакте свариваемых деталей путем достаточного давления электрода на детали в момент подачи сварочного импульса;
- разжимание электродов производите с задержкой, дабы расплав остывал под давлением и улучшался режим кристаллизации металла сварного шва;
- диаметр точки, образуемой на металле от контакта с электродом, должен быть крупнее, нежели самая тонкая свариваемая заготовка в 2 раза;
- тщательно очистите поверхность свариваемых заготовок перед сваркой, дабы окисные пленки и ржавчина не спровоцировали существенное сопротивление для тока.
На заметку! Наиболее удачный вариант электродов для конденсаторной сварки – это омедненная проволока.
Конденсаторную точечную сварку осуществлять своими руками можно только при условии сборки агрегата с минимум двумя блоками: источником сварного импульса и сварочного блока. Также крайне важно предусмотреть возможность регулировки режима сварки и защиты.
Особенно важно придерживаться правил безопасной со сварным аппаратом, которые предполагают следующие пункты:
- для защиты глаз от искр от сварного аппарата надевают специальную маску;
- обезопасить кожу рук от ожога помогут перчатки, а тело – специальный защитный комбинезон;
- на ноги сварщика надевают ботинки с подошвой из плотного материала, не позволяющего повредить пальцы и ступню при работе.
Конструкции контактного блока
Контактный блок конденсаторной сварки ответственен за фиксацию и перемещение сварных . В большинстве случаев фиксация обоих стержней осуществляется вручную.
Схема конденсаторной сварки ударного типа.Более качественный вариант обеспечивает надежную фиксацию нижнего стержня, но оставляет подвижным верхний стержень. В данном случае верхний медный прут закрепляется так, чтобы он свободно двигался в вертикальной плоскости. А нижний ‒ оставляют в неподвижном состоянии.
Также на верхней части монтируют регулятор винтового образца, позволяющий создавать дополнительное давление. Главное, чтобы верхняя площадка и основание энергоблока имели хорошую изоляцию друг от друга. Некоторые модели сверху оснащены фонарем, что делает работу более комфортной.
При конструировании конденсаторной сварки своими руками потребуется иметь следующие детали:
- конденсатор, емкостью 1000-2000 мкФ, мощностью 10 В, напряжением 15;
- трансформатор требуемого размера ‒ 7 см, произведенный из сердечника типа Ш40;
- первичная обмотка, сделанная из трехсот слоев провода с диаметром 8 мм;
- вторичная обмотка из десяти обмоток медной шины;
- пусковик серии МТТ4К, включающий параллельные тиристоры, диоды и резистор.
На заметку! Если работа потребует соединения заготовок до 0,5 см, понадобится применить дополнительные коррективы в схему конструкции.
Особенности работы самодельного агрегата
Осуществить ударную конденсаторную сварку можно с помощью специального аппарата заводского производства, который продается в специализированных магазинах. Однако, вполне реально изготовить сварку конденсаторного типа самостоятельно в условиях маленькой мастерской.
Изготовленные своими силами агрегаты демонстрируют высокие эксплуатационные параметры и в работе не уступают заводским моделям.
Самодельный аппарат конденсаторной сварки.Перед работой самодельному аппарату для сварки, использующему энергию конденсаторов, задают основные параметры функционирования:
- напряжение в зоне металлоизделий;
- вид и сила тока;
- длительность действия сварного импульса;
- число и размеры сварной проволоки, применяемой в работе.
Платы управления, присутствующие в конструкции и заводских, и самодельных сварочных агрегатов, предоставляют мастеру возможность привести поступающее напряжение и постоянную величину тока к стабильному значению. Самодельный агрегат важно оснастить переключателем для выполнения сварки электродами без особенных трудностей.
Самодельные агрегаты, как и заводские модели, долговечны, просты в использовании, если при их конструировании придерживаться схемы, технологических требований и норм безопасности.
А технические параметры изготовленной своими силами модели должны соответствовать характеристикам заводских конструкций. Тогда аппарат позволит даже малоопытному сварщику выполнять надежные и долговечные сварные швы методом конденсаторной сварки.
Но не стоит забывать, что весомая доля успеха при выполнении сварочных операций зависит от тщательности подготовительных работ. Обязательно позаботьтесь о том, чтобы свариваемые поверхности не имели загрязнений, слоя пыли, ржавчины перед началом работы.
Такие дефекты могут свести на нет усилия сварщика, став преградой для качественного соединения расплавленных кромок изделий.
Подведем итоги
Конденсаторная сварка актуальна при необходимости соединить детали из цветных металлов в единую конструкцию.
Технология имеет ряд достоинств, среди которых особенно ценна возможность уменьшить площадь термовоздействия, снизить напряжение и устранить риск деформации металлоповерхностей. Аппараты для конденсаторной сварки просты в использовании и легко собираются своими руками, что позволяет сэкономить.
Конденсаторная сварка по точечной, контактной и ударной технологии: устройство оборудования
Одним из главных видов контактной сварки, широко применяемой в промышленности, можно назвать конденсаторную сварку. Правила ее проведения регламентирует ГОСТ.
Ее принцип основан на разряде, накопленного на блоке конденсаторов электрического заряда на соединяемые изделия. В точке соприкосновения электродов происходит разряд и формирование краткой электрической дуги, достаточной для расплавления металла.
Разделение на виды
Конденсаторная сварка наибольшее распространение получила в приборостроении. Она способна сваривать металлы до 1,5 мм, причем толщина второй детали может быть значительно больше. В сварке тонких изделий по экономичности, производительности и качеству у конденсаторной сварки конкурентов нет.
Она бывает трансформаторная и бестрансформаторная. В первом варианте на конденсаторах можно накопить большую энергию за счет использования высокого напряжения и разряда через понижающий трансформатор с большими токами. Второй вариант отличается простотой и минимумом деталей.
В зависимости от особенностей образования шва конденсаторную сварку подразделяет на:
- точечную;
- шовную;
- стыковую.
Первый, точечный способ, в основном применяется в приборостроении и производстве электронной техники. Его активно используют для сваривания тонких деталей с толстыми.
Шовная сварка, ее еще называют роликовой, используется при сваривании мембран и электровакуумных приборов. Сплошной, герметичный шов получается за счет того, что точечные соединения производятся с перекрытием. Роль электродов выполняют вращающиеся ролики.
Стыковую сварку осуществляют оплавлением или сопротивлением. При первом способе сначала возникает разряд между свариваемыми деталями, место будущего соединения оплавляется под действием образовавшейся дуги, а потом они осаживаются, после чего происходит соединение металлов. Во втором случае разряд и последующее сваривание происходит в момент соприкосновения деталей.
Преимущества
Достоинством конденсаторной сварки является то, что из-за высокой плотности энергии и малой длительности сварочного импульса зона термического воздействия очень маленькая, напряжения и деформации минимальны. Оборудование простое и производительное.
За счет того, что в момент разряда конденсаторный блок отключен от сети, он никак не влияет на ее параметры. Единственным недостатком является то, что она применяется лишь при работе с тонкими металлами.
Другим достоинством емкостной сварки является ее компактность. Для конденсаторной сварки не нужны мощные источники питания, устройство может зарядиться между переносом электрода к следующей точке.
В процессе сваривания практически отсутствуют вредные газы. Устройство очень экономично, вся запасенная энергия идет на расплавление металлов в точке соединения. Благодаря тому, что заряд на конденсаторах постоянен, получается качественная и стабильная дуга.
Конденсаторная сварка позволяет сваривать цветные металлы малой толщины. Кроме этого она может соединять разнородные металлы и сплавы благодаря высокой концентрации энергии на маленькой площади.
Благодаря тому, что система конденсаторной сварки работает в дискретном режиме (сначала заряд, затем разряд), ей достаточно воздушного охлаждения, что упрощает устройство сварочного агрегата.
Емкостной сварочный аппарат применяется для соединения сталей всех видов, деталей из латуни, алюминия, бронзы. Он может сваривать разнородные металлы, тонкие с толстыми листами.
Возможность регулировки энергии разряда и длительности импульса позволяют производить микросварку, к примеру, в механизме часов. Конденсаторный аппарат может сваривать тугоплавкие вольфрамовые нити накаливания, применяется в ювелирном деле.
Технологические особенности
В зависимости от технологического процесса сварка конденсаторного типа бывает:
- контактной;
- ударной;
- точечной.
При контактной сварке накопленная в емкости энергия разряжается на металлические детали, которые до этого были плотно соединены между собой. В месте прижима электродов возникает электрическая дуга, при которой ток доходит до 10-15 тысяч ампер при длительности дуги до 3 мс.
В случае ударной конденсаторной сварки разряд происходит в момент краткого удара электрода о заготовку. Длительность воздействия дуги 1,5 мс. Это снижает термическое воздействие на окружающую область и повышает качество сварки.
При конденсаторной сварке точечного типа дуга появляется между электродами и заготовками, находящимися между ними. Процесс разряда длится от 10 до 100 мс (зависит от установок), и соединение металлов происходит на маленькой площади.
Бестрансформаторный аппарат
Решив самостоятельно сделать аппарат для конденсаторной сварки, вначале выбирают вариант исполнения. Самый простой вариант – это бестрансформаторная схема. Ее можно реализовать с емкостями высокого или низкого напряжения.
В первом случае потребуется повышающий трансформатор и конденсаторы на 1000 В емкостью 1000 мкФ. Кроме этого потребуется высоковольтный диодный мост для выпрямления переменного тока, переключатель, электроды с соединительными проводами.
Сваривание происходит в два этапа. На первом этапе происходит зарядка емкости, на втором после переключения ее выводов на сварочные электроды и прикосновении их к месту сварки, происходит разряд, и детали соединяются. Протекающий ток доходит до 100 А, длительность импульса 5 мс. Этот вариант опасен для человека из-за высокого рабочего напряжения.
При втором варианте требуется понижающий трансформатор, батарея конденсаторов на напряжение до 60 В емкостью 40000 мкФ и более, диодный мост, переключатель.
Процесс сварки идентичен первому случаю только через точку сваривания проходят токи силой 1-2 кА и длительностью до 600 мс. Мощность трансформатора особого значения не имеет, она может быть 100-500 Вт.
Трансформаторная схема своими руками
При использовании трансформаторной схемы потребуется повышающий трансформатор и диодный мост для зарядки на 1 кВ, конденсаторы на 1000 мкФ и понижающий трансформатор, через вторичную обмотку которого осуществляется разряд накопленного заряда в месте соединения заготовок.
При таком исполнении сварочного аппарата точечной сварки длительность разряда составляет 1 мс, а ток доходит до 6000 А. После зарядки блока конденсаторов переключателем они подключаются к первичной обмотке понижающего трансформатора. Во вторичной обмотке индуцируется ЭДС, которая вызывает огромные токи при замкнутых электродах на соединяемых заготовках.
Качество сваривания будет сильно зависеть и от состояния электродного блока. Самый простой вариант представляет собой зажимы для фиксации и прижатия контакторов.
Но более надежна конструкция, где нижний электрод неподвижен, а верхний с помощью рычага может прижиматься к нижнему. Он представляет собой медный пруток диаметром 8 мм и длиной 10-20 мм закрепленный к любому основанию.
Верхняя часть прутка закругляется для получения надежного контакта со свариваемым металлом. Аналогичный медный стержень устанавливается на рычаге, при опускании которого электроды должны плотно соединяться. Основа с нижним электродом изолируется от верхнего рычага. Вторичная обмотка соединяется с электродами проводом 20 мм2.
Первичная обмотка наматывается ПЭВ-2 0,8 мм, количество витков равно 300. Вторичная обмотка из десяти витков наматывается проводом 20 мм2. В качестве магнитопровода можно применять сердечник Ш 40 толщиной 70 мм. Для управления зарядом/разрядом применяется тиристор ПТЛ-50 или КУ202.
Подготовка деталей
Перед началом конденсаторной сварки необходимо подготовить детали, которые предстоит соединить. С них счищают ржавчину, окалину и прочих загрязнения.
Заготовки совмещают должным образом и потом помещают между нижним неподвижным электродом и верхним подвижным. Затем они сильно сдавливаются электродами. Нажимая пусковую кнопку, подают электрический разряд.
В месте соприкосновения электродов происходит сварка металла. Разжимать электроды нужно через некоторое время, необходимое для остывания и кристаллизации места сваривания под давлением.
После этого деталь перемещается, за это время устройство успевает зарядиться, и процесс сварки повторяется. Размер места сварки должен быть в 2-3 раза больше наименьшей толщины соединяемых заготовок.
Когда нужно приварить лист до 0,5 мм толщиной к другим деталям независимо от их толщины, можно применить упрощенный способ сварки. Один электрод с помощью зажима присоединяется к свариваемой толстой детали в любом удобном месте.
В том месте, где нужно приварить тонкую деталь, она прижимается вручную вторым электродом. Можно использовать автомобильные зажимы. Затем производится сварка. Как видно, процесс не слишком сложный, и доступный для домашних условий.
Конденсаторная сварка своими руками
Разработанная в 30-х годах двадцатого века, технология конденсаторной сварки получила широкое распространение. Этому способствовал ряд факторов.
- Простота конструкции сварочного аппарата. При желании его можно собрать своими руками.
- Относительно низкая энергоёмкость рабочего процесса и малые нагрузки, создаваемые на электрическую сеть.
- Высокая производительность, что, безусловно, важно при выпуске серийной продукции.
- Снижение термического влияния на соединяемые материалы. Эта особенность технологии позволяет применять её при сварке деталей малых размеров, а также на видовых поверхностях, где использование обычных методов неизбежно привело бы к нежелательным деформациям материала.
Если добавить к этому, что для наложения качественных соединительных швов достаточно иметь средний уровень квалификации, причины популярности этого способа контактной сварки становятся очевидны.
В основе технологии лежит обычная контактная сварка. Отличие в том, что ток подаётся на сварочный электрод не непрерывно, а в виде короткого и мощного импульса. Это импульс получают, устанавливая в оборудование конденсаторы большой ёмкости. В результате удаётся достичь хороших показателей двух важных параметров.
- Короткого времени термического нагрева соединяемых деталей. Эту особенность с успехом используют производители электронных компонентов. Лучше всего подходят для этого бестрансформаторные установки.
- Высокой мощности тока, что для качества шва значительно важнее его напряжения. Эту мощность получают, используя трансформаторные системы.
Содержание страницы
Разновидности технологии
В зависимости от требований производства, выбирают один из трёх технологических приёмов.
- Точечная конденсаторная сварка. Используя короткий импульс тока, выбрасываемого конденсатором, соединяют детали в прецизионном машиностроении, электровакуумной и электронной технике. Подходит данная технология и для сварки деталей, значительно отличающихся по толщине.
- Роликовое наложение шва позволяет получить полностью герметичное соединение, состоящие из множества перекрывающихся точек сварки. Это обуславливает применение технологии в процессе изготовления электровакуумных, мембранных и сильфонных устройств.
- Стыковая сварка, которая может быть произведена как контактным, так и неконтактным способом. В обоих случаях происходит оплавление в месте соединения деталей.
Область применения
Области применения технологии различны, но с особым успехом её используют для крепления втулок, шпилек и другого крепежа на листовой металл. С учётом особенностей процесса, его удаётся адаптировать для нужд многих отраслей производства.
- Автомобилестроение, где необходимо надёжно соединять между собой панели кузова, выполненные из листовой стали.
- Авиастроение, предъявляющее особые требования к прочности сварных швов.
- Судостроение, где, с учётом больших объёмов работ, экономия электроэнергии и расходных материалов даёт особенно ощутимый результат.
- Производство точных приборов, где недопустимы значительные деформации соединяемых деталей.
- Строительство, в котором широкое распространение получили конструкции из листового металла.
Повсюду востребовано простое в устройстве и несложное в применении оборудование. С его помощью можно наладить выпуск мелкосерийной продукции или обустроить приусадебный участок.
Самодельная конденсаторная сварка
В магазинах можно без проблем приобрести уже готовое оборудование. Но из-за простоты его конструкции, а также низкой стоимости и доступности материалов, многие предпочитают собирать аппараты для конденсаторной сварки своими руками. Стремление сэкономить деньги понятно, а обнаружить в сети нужную схему и подробное описание можно без труда. Работает подобное устройство следующим образом:
- Ток направляют через первичную обмотку питающего трансформатора и выпрямляющий диодный мост.
- На диагональ моста подают управляющий сигнал тиристора, оборудованного кнопкой запуска.
- В цепь тиристора встраивают конденсатор, служащий для накопления сварочного импульса. Этот конденсатор также подключают к диагонали диодного моста и подсоединяют к первичной обмотке трансформаторной катушки.
- При подключении аппарата конденсатор накапливает заряд, запитываясь от вспомогательной сети. При нажатии кнопки этот заряд устремляется через резистор и вспомогательный тиристор в направлении сварочного электрода. Вспомогательная сеть при этом отключается.
- Для повторной зарядки конденсатора требуется отпустить кнопку, разомкнув цепь резистора и тиристора и вновь подключив вспомогательную сеть.
Длительность импульса тока регулируется с помощью управляющего резистора.
Это лишь принципиальное описание работы простейшего оборудования для конденсаторной сварки, в устройство которого можно вносить изменения, в зависимости от решаемых задач и требуемых выходных характеристик.
Необходимо знать
Тому, кто решил собрать свой сварочный аппарат самостоятельно, следует обратить внимание на следующие моменты:
- Рекомендуемая ёмкость конденсатора должна составлять порядка 1000 – 2000 мкФ.
- Для изготовления трансформатора лучше всего подходит сердечник разновидности Ш40. Его оптимальная толщина – 70 мм.
- Параметры первичной обмотки – 300 витков медного провода диаметром 8 мм.
- Параметры вторичной обмотки – 10 витков медной шины, имеющей сечение 20 квадратных миллиметров.
- Для управления хорошо подойдёт тиристор ПТЛ-50.
- Входное напряжение должен обеспечивать трансформатор мощностью не менее 10 Вт и выходным напряжением 15 В.
Опираясь на эти данные, можно собрать вполне работоспособное устройство для точечной сварки. И хотя оно будет не столь совершенно и удобно, как оборудование заводского изготовления, с его помощью вполне можно будет освоить азы профессии сварщика и даже приступить к изготовлению различных деталей.
Используя описываемую технологию, удаётся соединять не только тонкие стальные листы, но и изделия из цветных металлов. При проведении работ важно учитывать не только толщину, но и другие особенности материалов. Если металл при нагреве склонен к образованию микротрещин, или при его обработке возникают высокие внутренние напряжения, необходимо увеличить длительность импульса, подняв, таким образом, температуру нагрева.
Конденсаторная сварка своими руками — схема и описание
Этот вид сварки относится к точечному способу. Он удобен в случае, когда требуется приваривать небольшие детали друг к другу, а одну и маленькую. Преимущественно конденсаторную сварку используют для работы с цветными металлами.
Как только появилась возможность проводить точеную сварку в домашних условиях, метод стал набирать популярность среди неопытных сварщиков. Такая ситуация и прибавила актуальности вопросу на сегодняшний день. Что собой представляет этот процесс и как собственноручно сделать сварку для домашнего использования? Этот вопрос мы и постараемся сегодня разобрать в деталях.
Чем отличается конденсаторный способ от других видов?
Первое отличие, которое бросается в глаза, это скорость сварки и её экологичность. Стандартный прибор для конденсаторной сварки работает на высоком напряжении. Это и позволяет сэкономив электроэнергию, получить качественный и ровный шов. Основное её применение лежит в микросварке или же при надобности осуществить сварку больших сечений. Это происходит при таком принципе:
- Конденсаторы собирают в себе требуемое количество энергии;
- Заряд переходит в тепло, которое используется для сварки.
Как уже упоминали ранее, этот вид сварки является экологически безопасным. Приборам не требуется жидкость для охлаждения из-за отсутствия тепловых выделений. Это преимущество позволяет прибавить времени к сроку эксплуатации конденсаторного устройства.
Принцип работы конденсаторной сварки
В процессе сваривания точечным способом, детали подвергаются зажиму двумя электродами, на которые приходит кратковременный ток. Затем между электродами образуется дуга, она и нагревает металл, расплавляя его. Сварочный импульс приходит в работу в течение 0,1 сек., он предоставляет общее ядро расплавки для обеих подвергающихся сварке частей заготовок. Когда снимается импульс, детали продолжают сжиматься под давлением нагрузки. В результате получаем общий сварной шов.
Существуют вторичные обмотки, с них ток попадает на электроды, а на первичную обмотку, приходится импульс, который образовался при конденсаторном заряде. В конденсаторе накапливание заряда происходит в промежутке между поступления импульса на два электрода. Особенно хорошие результаты приходят, когда речь идёт о сварке алюминия или меди. Существует ограничение по тому, какой должна быть толщина заготовок, она не должна превышать 1,5 мм. Может, это и минус, но такая схема прекрасно проявляет себя при сваривании разнородных материалов.
Виды точечной сварки
Различают два основных вида конденсаторной сварки своими руками:
- Трансформаторный. При которой конденсатор разрядит энерго-заряд на обмотку трансформаторного оборудования. При этом заготовки расположены в сварочном поле, которое соединяется со вторичной обмоткой.
- Бестрансформаторный.
Преимущества
Как и у всех других видов, самостоятельная конденсаторная сварка отличается рядом положительных особенностей:
- При стабильной работе, есть возможность сэкономить электроэнергию;
- Надёжность и практичность. Скорость работы позволяет точечной сварке быть доступной при воздушном охлаждении;
- Скорость работы;
- Сварочный ток очень плотный;
- Аккуратность. Учитывая дозу потребляемой энергии, в поле соприкосновения образуется надёжный шов, компактной толщины. Такой способ широко используют для тонкой сварки цветного металла;
- Экономичность. Потребляемая мощность равна 20 кВА максимум. Это происходит при помощи отбора мощности благодаря стабилизации напряжения в сети.
Схема сборки агрегата своими руками
Через диодный мост (выпрямительный) проводится первичная обмотка, затем подключается к источнику напряжения. С тиристора идёт сигнал на мостовую диагональ. Тиристор управляется специальной кнопкой для запуска. Конденсатор подключают к тиристору, точнее к его сети, к диодному мосту, затем его выводят на обмотку (первичную). Чтобы зарядить конденсатор, включается вспомогательная цепь с диодным мостом и трансформатором.
Как источник импульса, используют конденсатор, его емкость должна быть 1000-2000 мкФ. Для конструкции системы производится трансформатор из сердечника типа Ш40, требуемый размер 7 см. Чтобы сделать первичную обмотку, нужен провод диаметром 8 мм, который обматывается 300 раз. Вторичная обмотка предполагает использование медной шины, в 10 обмоток. Для входа используют практически любые конденсаторы, единственное требование мощность в 10 В., напряжение 15.
Когда работа будет требовать соединения заготовок до 0,5 см, стоит применить кое-какие коррективы в схему конструкции. Для более удобного управления сигналом, используют пусковик серии МТТ4К, он включает параллельные тиристоры, диоды и резистор. Дополнительное реле позволит корректировать рабочее время.
Такая самодельная конденсаторная сварка, работает при следующей последовательности действий:
- Нажимаем пусковую кнопку, она запустит временное реле;
- Трансформатор включается с помощью тиристоров, после реле отключается;
- Резистор используют для определения длительности импульса.
Как происходит процесс сварки?
После того как конденсаторная сварка своими руками собрана, мы готовы приступить к работам. Для начала стоит подготовить детали, зачистив их от ржавчины и другой грязи. Перед тем как поместить заготовки между электродами, их соединяют в таком положении, в котором их нужно сваривать. Затем запускается прибор. Теперь можно сжать электроды и прождать 1-2 минуты. Заряд, который скапливается в высокоемкостном конденсаторе пройдёт через приварной крепёж и поверхность материала. В результате он плавится. Когда эти действия проделаны, можно приступать к последующим шагам и сваривать остальные части металла.
Перед сварочными работами в домашних условиях, стоит приготовить такие материалы, как наждачная бумага, болгарка, нож, отвертка, любой зажим или пассатижи.
Вывод
Конденсаторную сварку очень широко применяют как дома, так и в промышленной зоне, как мы видим, она очень удобна и проста в применении, плюс ко всему имеет большое количество преимуществ. С помощью приведённой информации, Вы сможете вывести свои знания на новый уровень и удачно примените точечную сварку на практике.
Конденсаторная точечная сварка – Контактная и точечная сварка
Привет всем.
Для контактной сварки конденсаторы дорогие, там токи приличные и не у всякого конденсатора ноги выдержат, фольга от ног отваливается. Собственно поэтому тема у любителей загнулась.
Мне приходилось ремонтировать Советские контактные сварки.Там были самые обычные бумажные конденсаторы МБГЧ и подобные емкостью по 10 – 20-50 мкф.Вот только стояло их там огромное количество .Каждый конденсатор подключался короткими проводками к сборным медным шинам.Было несколько групп конденсаторов , переключением их последовательно-параллельно изменялась мощность сварки.Шкаф с конденсаторами и переключателями был по размеру как не большой советский холодильник.Конденсаторы заряжались от трехфазного выпрямителя через ограничительный резистор.И проблем с конденсаторами там почти не было.
С намагничиванием трансформатора там боролись переменой полярности на трансформаторе.Был вариант, где у трансформатора была первичка с отводом от середины и два тиристора.Конденсаторы были одним концом подключены к отводу.А второй конец батареи поочередно подключался к одному или другому концу обмотки.Это чередовалось на каждой последующей точке сварки.
Был вариант, где батарея была из двух половин, которые заряжались с разной полярностью и разряжались поочередно .Коммутация то же двумя тиристорами.Этот аппарат долбил точки сварки как пулемет.Потому что пока одна половина батареи варит точку-вторая заряжается.
Воспроизвести такой аппарат сейчас думаю достаточно просто.Этих конденсаторов полно и стоят копейки.
Вот только всякие контроллеры в таком аппарате ни к чему кроме проблем не приведут.Там достаточно простейшей схемы с парой реле времени.А мощность сварки проще регулировать коммутацией батареи или заряжать ее от выпрямителя, с регулируемым напряжением.
виды, сборка аппарата своими руками, технический процесс
Конденсаторную сварку используют для сплавления металла кратковременными импульсами тока продолжительностью в тысячные доли секунды. Этого времени достаточно, чтобы необходимое для сваривания тепло распространилось на малую глубину. Конденсаторная сварка эффективна для листов толщиной менее 2 мм: возникает несоответствие частоты импульса и глубины провара. Для заготовок толще 2 мм применяют контактные сварочные машины.
Применяются две технологии:
- Без использования трансформатора – когда конденсаторы разряжаются на деталь непосредственно.
- С трансформатором – разрядка происходит на первичную обмотку, вторичная цепь – заготовки для сваривания.
Виды конденсаторной сварки
По методу образования шва способ подразделяется на такие виды, как:
- Стыковая – производится оплавлением или сопротивлением:
- в первом случае между деталями возникает электрический разряд, вызывающий дугу. Под её воздействием место соединения оплавляется;
- во втором – разряд и сваривание заготовок происходит при их соприкосновении.
- Точечная используется в приборостроении, предпочтительна для соединения тонких изделий с толстыми.
- Роликовая – применяют для сваривания мембран и электровакуумных приборов. Роль электродов выполняют ролики, шов получается сплошным и герметичным.
Точечная конденсаторная сварка своими руками
Пример сборки аппарата:
- берут 8 конденсаторов на 25 вольт, ёмкостью 15 000 микрофарад;
- для удобства работы конденсаторы склеивают между собой так, чтобы получилось два ряда по четыре штуки;
- соединяют их двумя отрезками медной проволоки последовательно, проволоку припаивают к контактам, соединяют в цепь;
- один конец цепи соединяют с аккумулятором, который будет давать зарядку конденсаторной батарее;
- второй – к миниатюрному электроду с двумя контактами в виде вилки с пластиковой изолирующей ручкой.
Установка готова.
Ещё один пример изготовления настольного сварочного аппарата:
- берут блок питания от старого компьютера;
- вентилятор крепят снаружи корпуса;
- оставляют разъём для подключения сети 220 вольт;
- в электрическую цепь устанавливают трансформатор на 150 ватт от старого усилителя;
- из трансформатора идёт 12 вольт, дальше – умножитель на 4, на выходе – 48 вольт;
- далее в цепи 6 конденсаторов по 10000 микрофарад на 50 вольт;
- конденсаторы устанавливают на текстолитовую площадку, снизу – спайка в батарею;
- для соединения с электродом используют гибкий многожильный звуковой провод в пластиковой изоляции;
- с батареи напряжение идёт на 4 тиристора ТПС-12;
- тиристоры открываются с помощью батарейки на 1,5 вольта;
- делают кнопку, лучше на длинном проводе, достающем до пола, чтобы нажимать ногой;
- на конце звукового провода – два отрезка толстой медной проволоки в качестве электродов.
Закрывают корпус – аппарат готов к работе
Технический процесс
Сначала, если есть необходимость, проводят подготовку свариваемых поверхностей. Затем прикладывают электрод в месте соединения, нажатием кнопки подают на него импульс. Через 1-2 секунды контакт убирают от детали, сваривают следующее звено. Длина промежутков между точками зависит от толщины изделий, обычно шаг сварки от 20 до 60 мм.
Главные преимущества технологии:
- возможность сваривать тонкие, почти как фольга, листы металла;
- простота – работать может неподготовленный человек;
- минимальные затраты электроэнергии;
- используемая сила тока безопасна для работающего.
Процесс точечной сварки состоит из трёх этапов:
- предварительное сжатие изделий между электродом и плоскостью заготовок;
- нагрев деталей до температуры плавления;
- охлаждение места сварки при увеличенном усилии сжатия.
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Сварочный аппарат для контактной сварки конденсаторного типа
Приветствую всех читателей сайта «Вольт-Индекс», иногда делая те или иные проекты на основы литиевых аккумуляторов, многие читатели часто критикуют, что литиевые батарейки нельзя паять. Это конечно так, но если паять очень быстро и не нагревать чрезмерно – можно. Входе этой статьи мы постараемся сделать аппарат для контактной сварки конденсаторного типа.
На самом деле в интернете очень много вариантов построения таких аппаратов, но мы остановимся на самом простом и безотказном. Это бестрансформаторная или ударная контактная сварка, чтобы потом не путаться хочу сказать, что трансформатор на нашей схеме.
Все же есть, он предназначен для зарядки конденсатора. Но есть сварочные аппараты, где емкость конденсатора разряжается на месте сварки не напрямую, а через разделительный трансформатор.
Такие аппараты называют трансформаторными.
В отличие от обычных аппаратов контактной сварки, у которых процесс происходит нагреванием двух металлов, конденсаторная сварка не нагревает деталь из-за очень кратковременного процесса сварки. Это особенно хорошо для пайки аккумуляторов.
В схеме S3 подключается на массу. В архиве на схеме, все исправлено.
Принцип работы следующий.
Напряжение с сетевого трансформатора выпрямляется двухполупериодным выпрямлителем и заряжает электролитический конденсатор большой емкости. Целесообразно использовать батарею из параллельно соединенных конденсаторов одинакового напряжения и емкости.
Если честно, емкости могут отличаться, но важно чтобы конденсаторы имели одинаковое расчетное напряжение.
В момент сварки вся емкость конденсатора разряжается на определенной точке, к которой подключаются съемные контакты. Притом в качестве этих контактов иногда могут быть использованы сами детали, которые нужно сварить вместе.
Моментальный разряд емкости мощных конденсаторов вызывает огромный скачок тока, процесс очень кратковременный, но токи могут доходить до десятков тысяч ампер в зависимости от емкости и напряжения конденсаторной батареи. Кратковременный разряд такой емкости приводит к моментальному плавлению металла под электродами.
Давайте более подробно рассмотрим систему.
Напряжение было выбрано порядка 40 вольт. Такое напряжение полностью безопасно для человека, хотя все зависит от физиологии индивида. Для кого-то и 12 вольт максимум.
Но, во всяком случае, 40 вольт не смертельно. Поскольку аппарат планировался с питанием от сети нужно использовать понижающий трансформатор для зарядки конденсаторов.
В нашем случае был использован трансформатор, выдающий на вторичке около 30 вольт при токе в 1.5 ампера, что отлично подходит для наших целей.
После выпрямителей напряжение на конденсаторах будет порядка 40 вольт. Естественно из-за нестабилизированного источника это напряжение может отклоняться в ту или иную сторону в зависимости от напряжения в сети.
В принципе подойдет любой трансформатор мощностью свыше 50 ватт, которое обеспечивает на выходе нужное напряжение. От тока вторичной обмотки будет зависеть время зарядки конденсаторов.
Для ограничения тока заряда конденсатора использован 10 ваттный резистор проволочного типа с сопротивлением 10-15 Ом.
Если же не ограничивать ток заряда, то система будет потреблять колоссальные токи, в следствие чего может сгореть диодный мост.
В аппарате предусмотрен тиристорный замыкатель.
При нажатии слаботочной кнопки сработает мощный тиристор, который разрядит всю емкость конденсаторной батареи, то есть произойдет короткое замыкание. В нашем случает был взят тиристор Т 171-320.
Кратковременный ударный ток в нашей системе может доходить до 4 000 ампер.
Для того, чтобы этот «монстр» сработал нужно подать на управляющий электрод напряжение от 3.5 – 12 вольт. Указанное напряжение можно получить путем использования делителя напряжение на базе двух резисторов на 0.5 -1 ватт. Их подбором в средней точке нужно получить раннее указанное напряжение.
В качестве диодного выпрямителя был использован готовый мост на 10 Ампер, напряжение моста не менее 100 вольт, хотя такие мосты делают на 400 и более вольт. Мост в ходе работы не нагревается, но желательно посадить его на теплоотвод.
Цепочка из резистора, светодиода и стабилитрона представляет собой индикатор заряда конденсаторов и при достижении на них около 40 вольт светодиод загорается, что свидетельствует, о том, что аппарат готов к использованию.
Можно также использовать цифровой вольтметр.
При отсутствии стабилитронов на 40 вольт можно использовать несколько штук меньших номиналов.
Светодиод можно взять любой, а ограничительный резистор 0.25 ватт.
Конденсаторы были взяты с напряжением в 50 вольт – желательно на 63 либо 100 вольт. Общая емкость батареи составила 41 000 мкф.
Конечно можно увеличить емкость конденсатров лишь бы тиристор справился, а увеличение емкости даст возможность варить более крупные детали.
Конденсаторы были запаяны на общую плату, дорожки были дополнительно усилены. Также парралельно к конденсаторам был запаян 5 ваттный резистор на 1.5 кОм. Для разряда последних после выключения прибора. Также была предусмотрена кнопка для экстренного разряда емкости. Здесь принцип тот же – разряд через резистор только в этом случае он низкоомный.
Для запуска тиристора можно использовать абсолютно любой низковольную кнопку.
В первичной цепи трансформатора можно внедрить простой диммер. Это позволит регулировать напряжение на конденсаторах и выбрать оптимальное напряжение для сварки деталей из определенных металлов.
Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ.
Автор: АКА КАСЬЯН
Сбой недели: точечная сварка суперконденсаторов
[Джулиану] нужно было приварить немного никеля к стали, и он решил использовать технику точечной сварки. Конечно, у него не было точечного сварщика. Поскольку это довольно простые аппараты, [Джулиан] решил построить установку для точечной сварки с использованием заряженного суперконденсатора. Похоже, что все основные принципы есть – суперконденсатор – это блок на 100 Фарад и с зарядом 2,6 В, который работает до 300 джоулей, но он просто не работает.
Проблема в том, как направляется энергия разряда. Простое использование конденсатора вызовет утечку заряда в виде искры, когда вы приблизитесь к точке разряда. Чтобы бороться с этим, [Джулиан] поместил микровыключатель между конденсатором и медным наконечником, который он собирался использовать в качестве сварочного наконечника. Конечно, микровыключатель, вероятно, не лучший вариант для переноса сильного скачка тока, поэтому мы подозреваем, что это может быть частью того, почему он не добился хороших результатов.
Еще мы заметили, что он использовал одну точку и использовал заготовку в качестве возврата на землю.Большинство точечных сварщиков используют две точки рядом друг с другом или с каждой стороны детали. Ток от конденсатора, вероятно, просто поглощается относительно большим куском металла.
На втором видео ниже от [American Tech] показан конденсатор емкостью 500 Ф, который выполняет точечную сварку немногим более двух проводов, и, похоже, он работает. Собственный Hackaday [Шон Бойс] даже сделал одну из колоссальных крышек 3000F. Это действительно сработало, хотя он добивается улучшений.
Базовые знания о машине для точечной сварки с емкостным разрядом
Базовые знания о машине для точечной сварки с емкостным разрядомБазовые знания Емкостной разряд Точечный сварщик (CD Welder) Сварочные аппараты
Применение при сварке сопротивлением емкостным разрядом конденсаторы для хранения энергии для быстрого высвобождения.На рисунке 1 показан типичный конденсатор. кривая разряда. Емкостные сварочные аппараты сопротивлением, также называемые емкостным разрядом или сварочные аппараты с компакт-диском, имеют много преимуществ по сравнению с другими типами сварщиков. Сварной самородок формирование происходит в течение первых нескольких миллисекунд сварочного процесса. Сварочный аппарат CD обеспечивает чрезвычайно быстрое выделение энергии при больших пиковых токах. Более энергии идет на формирование сварного шва и меньше на нагрев окружающей среды. материал. Зона термического влияния, в которой были выявлены свойства металла. изменяется быстрым нагревом и охлаждением, локализуется на небольшой площади вокруг точка сварного шва.Высокая скорость разряда сварочных аппаратов CD также позволяет электрически и свариваемые теплопроводные материалы, такие как медь или алюминий. Емкостные сварочные аппараты обеспечивают повторяемость сварных швов даже при напряжении сети колебания, потому что энергия сварки накапливается перед использованием.
Формирование сварного шва
Точечная сварка основана на удельном сопротивлении металла (сопротивление) нагреванию и плавлению металла. Через работу пропускается большой ток штучный металл.Энергия рассеивается из-за сопротивления металла в виде тепло, которое плавит и расплавляет сварочные материалы. Есть две фазы плавления. процесс. Сварщик должен преодолеть как сопротивление контакта материала, так и сопротивление объемная прочность материала. На рисунке 2 показан пример микромасштаба. профиль поверхности. В микромасштабе поверхность материала шероховатая и только контакт в ограниченном количестве мест. В первые несколько миллисекунд сварки образование металлических мостов с высоким сопротивлением, плавление, позволяющее появиться другим мостам в контакт, чтобы продолжить процесс плавления.Когда все мосты слились контактное сопротивление равно нулю. Тогда объемное сопротивление металла играет решающую роль. заключительная роль в формировании шва.
Несколько других факторов играют роль в Контактное сопротивление. Чем больше контактное сопротивление, тем горячее результирующее сопротивление. сварка. В микромасштабе контактное сопротивление уменьшается, когда больше металлических мостиков или образуются контактные точки (см. рисунок 2). Использование большего давления электрода создает больше металлических мостов.Это приводит к более низкому контактному сопротивлению и более холодный сварной шов. И наоборот, легкое давление электрода приводит к меньшему контакту с металлом, более высокое сопротивление и более горячий сварной шов. Соответствующее давление должно использоваться для обеспечения хорошей прочности сварного шва.
Давление сварки
Сопротивление одностороннего контакта можно контролировать за счет давления сварочных электродов. Высокое давление на электроде снижает контактное сопротивление, потому что давление создает больше металлических мостиков или контактов точек (рисунок 2).При уменьшении контактного сопротивления снижается мощность сварки. расходуется на границе раздела материалов, поэтому сварной шов становится холоднее. Наоборот, меньшее сварочное давление приводит к более высокому контактному сопротивлению и более горячей сварке. Давление электрода также способствует прочности сварного шва. Приложенное давление объединяет жидкий металл во время процесса сварки и позволяет металлу смешать и затвердеть. Следует использовать соответствующее давление для обеспечения правильное формирование сварного шва.В таблице 1 показано, как давление электрода влияет на формирование сварного шва.
Конфигурации сварного шва
На рисунке 3 показаны несколько конфигураций электродов. используется при контактной сварке. Рисунок 3а называется прямым сварным швом. Текущий пройден от одного электрода, через обе детали и через противоположный электрод. На рис. 3b показана конфигурация ступенчатого электрода. Эта конфигурация используется, когда имеется доступ только к одной стороне заготовки, и электрод можно размещены на обоих материалах.Рисунок 3c представляет собой последовательную конфигурацию. Электроды могут размещать только на одной металлической поверхности с одной стороны. Ток делится между две части. Эта конфигурация сварного шва требует больше энергии сварного шва.
Сварочный аппарат емкостного разряда с суперконденсатором 350 Фарад
по snm, 14 января 2018 г.
Суперконденсаторымогут обеспечивать высокий ток, что позволяет использовать их при точечной сварке, в частности, при сварке емкостным разрядом .
Supercap
Использовал этот конденсатор: Maxwell Technologies Inc. CAP 350F 2.7V. При впечатляющих 350 фарадах, низком напряжении 2,7 В, но эквивалентном последовательном сопротивлении 3,2 миллома, это устройство может похвастаться отличной мощностью. Электроника в двух словах ϟ писал об этом же конденсаторе здесь: Зарядка ультраконденсатора Maxwell 350F !.
Зарядите его до 2,7 В, когда ток упадет, закоротите провода с помощью провода и посмотрите, как он расплавится. Работает концептуально, теперь, чтобы сделать его общедоступным.
Другой конденсатор, всего 1 фарад, также 2,7 В, но с сопротивлением 4 Ом: Nichicon CAP 1F 20% 2,7 В ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЕ. Емкость или напряжение можно увеличить, подключив несколько таких конденсаторов параллельно или последовательно, но высокое эквивалентное последовательное сопротивление является проблемой для быстрого сброса большого тока. Закорочил, ничего интересного не происходит. Придерживаемся 350 фарадов.
Бак
Купил регулируемый понижающий преобразователь, чтобы точно понизить до 2,7 В, а также ограничить ток: DC CC Max 9A 300 Вт понижающий понижающий преобразователь 5-40 В в 1.Модуль питания 2-35 В для светодиодного драйвера Arduino XL4016 с низкой выходной пульсацией. Прибыл и выглядит как на фото:
Винтовые клеммы для ввода / вывода слева и регулируемые потенциометры для напряжения и тока справа. На оборотной стороне шелкография:
Подключите входные клеммы к нерегулируемой настенной бородавке 12-24 В. Измерьте выход мультиметром, отрегулируйте верхний потенциометр, пока напряжение не станет меньше 2,7 В.
Для контроля напряжения конденсатора, не выламывая мультиметра, и для отображения во время зарядки: DC mini 0.36-дюймовый цифровой красный светодиодный дисплей 0–100 В вольтметр, 3 провода, измеритель напряжения, тестер напряжения для тестирования автомобильного аккумулятора, скидка 40%. Поскольку они стоили всего 87 ¢ каждый, заказанные три таких вольтметра также могут быть полезны для многих других проектов. Здесь я подключаю его к плате ARM, которую можно увидеть на плате разработки STM32 Blue Pill ARM. Первый взгляд: от Arduino до программирования на «голом металле» : черный – земля, красный – +5 В, желтый – +3,3 В:
Обратите внимание, что для этих дисплеев требуется 4-30 В на красный провод (источник питания), 3.3 В недостаточно. Некоторые платы, такие как плата ESP32 в Espressif IDF IoT Development Framework на WEMOS LOLIN32 ESP32 для управления OLED-дисплеем SSD1305 через SPI без Arduino , принимают вход USB, но не имеют разорванного вывода +5 В, что делает это неудобным, поскольку он не может питаться от 3,3 В, так как он ниже минимального 4 В. Но поскольку я поставляю понижающий преобразователь с входом ~ 16 В, этого достаточно для питания обоих дисплеев вольтметра, я подключил по одному к каждому входу и выходу:
Подключите выход к суперкапсу.Напряжение резко падает, и светодиод понижающего преобразователя загорается красным, что указывает на ограничение тока (который регулируется до 8 ампер, я установил его ниже):
Выходное напряжение увеличивается по мере заряда конденсатора почти до 2,7 В. На более поздних этапах зарядки ток падает, поэтому понижающий преобразователь перестает ограничивать, и светодиод становится синим:
Теперь его можно использовать для сварки. Отключите понижающий преобразователь (чтобы мы не закоротили его – хотя он все равно ограничивал бы ток), затем протяните несколько проводов от конденсатора, который вы хотите сварить.Между ними происходит короткое замыкание, и через них проходит сильный ток, нагревая их до тех пор, пока они не станут красными, а затем испарятся. Если их ненадолго держать вместе, они нагреваются и соединяются – это сварной шов.
Требуются некоторые силовые кабели для передачи такого высокого тока. Провода 28 AWG, которые я спас от старого телефонного кабеля CAT3, не выдерживают даже этого тока. Согласно закону Ома, при 2,7 вольтах, разделенных на 3,2 миллома, мы можем ожидать до 843,75 ампер!
Диод
Чтобы конденсатор не заряжался обратно в понижающий преобразователь, когда он выключен (это необходимо?), Я добавил диод на выходе понижающего преобразователя.Изначально хотел использовать вот такой диод:
, потому что он выглядит круто, но я наблюдал противоречивые результаты при измерении напряжения на нем. Даже не регистрирует диодный режим на мультиметре. По маркировке HVR-1X 3 SK 6301 найдите технический паспорт: HVR-1X-4 Datasheet, это высоковольтный силовой диод, пиковое обратное напряжение 12000 В, максимальное прямое падение напряжения: 11,0 В, ничего себе! Несмотря на номинальные значения в киловольтах, средний прямой ток составляет 500 мА, максимальный обратный ток – 0,3 мкА. Не подходит для этого низковольтного и сильноточного применения.
Переключитесь на кремниевый диод меньшего размера, взял этот, случайно обозначенный «F5408 G1944», если верить этому листу данных: UF5408-2C3A-2CDO-27 Datasheet, то это высокоэффективный выпрямитель на 3,0 А. От 50 до 1000 вольт, низкое прямое падение напряжения, высокая токовая нагрузка, высокая надежность, высокая устойчивость к импульсным токам, мне нравится это звучание. Провод к выходу понижающего преобразователя, измерьте выходное напряжение:
Как и ожидалось, падение напряжения на диоде составляет около 0,7 В, поэтому понижающий преобразователь необходимо отрегулировать в сторону увеличения (чтобы на выходе было немного меньше 2 Ом).7 В после диода для более полного заряда суперконденсатора).
Печатная плата и магнитопроводы
Для поддержки суперкапса я хотел установить его на печатную плату. Нашел немного утилизированной печатной платы, которая подошла, и просверлил отверстия, чтобы конденсатор защелкнулся:
Средняя большая клемма – отрицательная, три внешних клеммы – положительные. Хотя теперь он подходит, на печатной плате есть токопроводящие дорожки:
Их необходимо удалить, чтобы не закоротить компонент.Для этого мы можем использовать уловку, вызывая то, что Луи Россманн называет «попкорнингом» (это процессоры «попкорнинг» в вашем сервисном центре?). Обычно это происходит непреднамеренно, когда кто-то пытается отремонтировать плату, обдувая ее горячим воздухом. Слои расслаиваются, и под следами появляются пузыри. У меня есть термофен, впервые распакованный в предыдущем сообщении в блоге Термовоздушный пистолет Youyue 858D, первый взгляд , поэтому я использовал его для приготовления попкорна, на самом деле, фотография выше была сделана после нанесения горячего воздуха: обратите внимание на пузыри справа.Теперь их легче снять и соскрести ножом, оставив чистую пустую доску:
Переверните плату, вставьте крышку и припаяйте толстые магнитные провода:
, также известный как «эмалированный провод», этот толстый провод малого сечения пришел от сетевого трансформатора, он должен выдерживать ток. С этим проводом нелегко работать, эмаль нужно соскрести, чтобы припаять, иначе он действует как паяльная маска, и он не просто сгорает от тепла, в отличие от более тонкой магнитной проволоки.Но это работоспособно, и я спаял два провода: один на + (центр), а другой на -. Удобно, что на плате есть знак «(+)» возле плюсового вывода (клянусь, чистое совпадение).
Переключатель
Для включения или выключения зарядки можно использовать переключатель. Это нужно (почему бы не отключить зарядное устройство)? Да, потому что, когда зарядка выключена, мы все еще хотим видеть напряжение конденсатора на вольтметре, а для этого требуется мощность (больше, чем низкое напряжение, которое может иметь конденсатор). Сначала я подключил этот переключатель SPST на 120 В последовательно:
, но было несколько проблем.Провод датчика вольтметра был на неправильной стороне переключателя, поэтому он измерял выходное напряжение понижающего преобразователя, когда мы хотим измерить напряжение конденсатора на другой стороне. Исправить:
но потом после некоторых тестов выключатель сдох. Не прямой разрыв, а плохое соединение внутри переключателя, в любом случае он был слишком старым. Замените его более мощным металлическим переключателем, который оказался SPDT:
.Здесь переключатель повернут вправо, замыкая противоположные клеммы (центральная клемма – общая), которая не подключена, поэтому зарядка выключена.Переверните его, и зарядка будет включена, что видно по токоограничивающему понижающему преобразователю (красный светодиод):
Другой ход переключателя пригодится для…
Канализационные резисторы
Я подключил другую сторону переключателя SPDT к кнопке и мощным цементным резисторам, через конденсатор к двум последовательно соединенным 0,47 Ом (да, миллиом), позаимствованным из разборки Pioneer SD-P453S с обратной проекцией (RPTV): внутри винтажного телевизора с большим экраном 80-х годов .Знал, что резисторы пригодятся. От телевизора на 31 000 вольт они должны выдерживать рассеивание мощности от этого суперконденсатора.
Поскольку положение переключателя «зарядка выключено» подключено к резисторам сброса, я последовательно включил дополнительный переключатель, кнопку, которую нужно нажать и удерживать, чтобы сбросить заряд. Возможности пользовательского интерфейса теперь:
Переключатель | Кнопка | Государство | Описание |
---|---|---|---|
Вниз | любой | Зарядка | Блок питания подает питание на суперконденсатор, вольтметр показывает напряжение зарядки |
Вверх | не нажата | Холдинг | Нет питания, вольтметр показывает напряжение заряда суперконденсатора |
Вверх | прессованный | Выгрузка | Энергия медленно рассеивается от суперконденсатора к резисторам |
Клеммы
Что можно надеть на концы проводов, чтобы обеспечить хороший контакт? Шина пропускала ток, но у меня его не было, к счастью, я нашел эти радиаторы, которые были прикреплены к диодам, я их кропотливо снял:
Демонтаж радиатора требует много энергии, просто наберитесь терпения и дайте ему нагреться с помощью паяльника с регулируемой температурой.Накачивая все это тепло, радиаторы можно было снять с диодов. Большой будет хорошей отрицательной клеммой. Я не использую какое-либо профессиональное сварочное оборудование, поэтому чем больше площадь поверхности сварочного вывода, тем лучше, тем более что он не сгорает, не окисляется и не ухудшает контакт. Могу ли я использовать настоящие сварочные провода?
В любом случае для положительного вывода я использовал более крупный жёлтый многожильный провод, который, надеюсь, сгорит раньше, чем более длинные выводы магнитного провода.
Коробка это вверх
Ни один проект не будет полным без кейса. Вот полная схема в открытом виде:
Подходящий футляр (возможно, разработанный с использованием САПР и 3D-печать?) Был бы идеальным, но для прототипа не может быть картона. Повторно использовал оригинальную коробку из . Сборка небольшого нестандартного ноутбука Raspberry Pi Zero в картонной коробке , так как я заменил его в модификациях нестандартного ноутбука : внутренняя макетная плата, индикатор питания и более крупный корпус , и у меня осталась небольшая коробка.Компоненты подходят идеально:
Сверху приклеены вольтметры для блока питания и конденсатора, соответственно, внутри коробки находится понижающий преобразователь (питание идет от сетевого адаптера, провода идут вне коробки), диод с радиатором, сам суперконденсатор, спускные резисторы. На передней панели у обоих переключателей, которые я использовал, удобно есть шайбы и гайки, поэтому я закрепил их через картонную панель: левый переключатель – включение / выключение зарядки, правый – кнопка разрядки.Снаружи сзади идут провода для сварщика.
Закройте коробку, и она аккуратно упакует:
Можно ли сваривать?
Сможет ли этот сварщик сваривать все эти работы? Резонный вопрос.
Я попытался сделать несколько сварных швов, но понял, что на самом деле у меня нет ничего, что нужно сваривать. Пайка делает свою работу большую часть времени. Немного поэкспериментировал, и можно было почувствовать какое-то заедание, но я не очень хорошо разбираюсь в технике. Сварщик может, как минимум, расплавить провода и следы от печатной платы.
Это просто случайный эксперимент с сильным током. Другой проект, созданный tatus1969 на форумах eevblog, может быть более практичным и законченным: kWeld – DIY точечная сварка аккумуляторов «нового уровня». Тем не менее, если мне когда-нибудь понадобится низковольтный сильноточный источник, теперь он у меня есть.
Напряжение– Машина для точечной сварки суперконденсаторов – какие конденсаторы использовать?
Я построил аппарат для точечной сварки с использованием большого трансформатора (примерно 4 кВт от старого сварочного аппарата), но теперь мне нужно построить аппарат для точечной сварки с большей мощностью (больший ток.)
Современный точечный сварочный аппарат отлично подходит для стали с никелевым покрытием, но не хватает мощности для точечной сварки меди.
Сварочный аппарат с трансформатором мощностью 4 кВт имеет напряжение холостого хода примерно 8 В. Я использую медный провод 35 мм2, общая длина провода примерно 1 метр (вперед и назад) от трансформатора до электродов точечной сварки.
Я думаю, что использование суперконденсаторов – мой лучший вариант для создания более мощного аппарата для точечной сварки.
Согласно моим исследованиям, мне нужно примерно 3000-4000 ампер тока, чтобы сварить 0.2 мм медь (это моя цель). Время разряда конденсатора должно быть <20 мс, если возможно (чем меньше, тем лучше) PS: это значение силы тока основано на следующем веб-сайте: https://sunstonewelders.com/product / linear-dc / и комментарий под следующим видео, в котором Sunstone комментирует, что для сварки двух пластин из меди 0,25 мм вместе с этим аппаратом вам потребуется около 4000 ампер (видео: https://www.youtube.com/watch?v= 16JOF-bYgWE)
Подходит ли что-то подобное (или комбинация нескольких / многих из них последовательно / параллельно) для этой цели?
https: // www.aliexpress.com/item/32950120538.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.1fc72679PGnQqn&algo_pvid=e5b35dfe-59f6-40ee-92cd-bb0dd81b5685&algo_expid.exe&algo_expid=e5b35d07d6d7d6d7d6d6d7d6d7d6d6d5d6d6d6d6d6d6d6d6d7d6d6d6d6d6d6d6d6d5fcd6d6d6d6d6d6d6d6d6d6d6d6d8 8a1f6cfae7c3 & ws_ab_test = searchweb0_0, searchweb201602_8, searchweb201603_52
При каком напряжении холостого хода я должен стремиться приблизительно для достижения желаемой силы тока? Какое значение емкости подходит для конденсаторной батареи?
Ручка для точечной сварки, которую я буду использовать: https: // www.aliexpress.com/item/4000159606521.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.46332b7duxXLLm&algo_pvid=86b2cbd1-50eb-4bf4-b0f7-9a33915fa1dc&algo_expid=86b2-4cbd7d1-23b2cfcd7d5d5d5d5d5d5d7d8cfcd8cfcd8cfcd8cfd7cd8cfcd7d8cfcbd1cd8cfcbd150d8cfcfcbd8cfcd7cfd7cfcd7cfd7c8 79556c2d2698 & ws_ab_test = searchweb0_0, searchweb201602_8, searchweb201603_52
Любой вклад приветствуется.
Сварочные аппараты емкостным разрядом, Промышленные точечные сварочные аппараты с двумя импульсами, Брошюра с инструкциями
Основы контактной сварки емкостным разрядом
При сварке сопротивлением емкостным разрядом используются конденсаторы для хранения энергии и быстрого высвобождения.На рисунке 1 показана типичная кривая разряда конденсатора. Сварочные аппараты емкостного сопротивления, также называемые аппаратами для сварки емкостным разрядом или компакт-диском, имеют много преимуществ по сравнению с другими типами сварочных аппаратов. Формирование сварных швов происходит в течение первых нескольких миллисекунд процесса сварки. Сварочный аппарат CD обеспечивает чрезвычайно быстрое выделение энергии при больших пиковых токах. Больше энергии уходит на формирование сварного шва и меньше на нагрев окружающего материала. Зона термического влияния, в которой свойства металла изменились в результате быстрого нагрева и охлаждения, локализована на небольшой площади вокруг пятна сварного шва.Высокая скорость разряда сварочных аппаратов CD также позволяет сваривать электрически и теплопроводящие материалы, такие как медь или алюминий. Емкостные сварочные аппараты обеспечивают повторяемость сварных швов даже при колебаниях напряжения в сети, поскольку энергия сварки накапливается перед использованием.
Формирование сварного шва
Точечная сварка основывается на удельном сопротивлении (сопротивлении) металла нагреванию и плавлению металла. Через металл заготовки проходит большой ток.Энергия рассеивается из-за сопротивления металла в виде тепла, которое плавит и плавит сварочные материалы. Процесс плавления состоит из двух этапов. Сварщик должен преодолевать как контактное сопротивление материала, так и его объемное сопротивление. На рисунке 2 показан пример профиля поверхности в микромасштабе. В микромасштабе поверхность материала шероховатая и контактирует только в ограниченном количестве мест. В первые несколько миллисекунд после образования шва высокопрочные металлические перемычки плавятся, позволяя другим перемычкам вступать в контакт для продолжения процесса плавления.Когда все мосты слились, контактное сопротивление равно нулю. В этом случае объемное сопротивление металла играет решающую роль в формировании сварного шва.
Несколько других факторов влияют на сопротивление контакта. Чем больше контактное сопротивление, тем горячее сварной шов. В микромасштабе сопротивление контакта уменьшается, когда образуется больше металлических перемычек или точек контакта (см. Рисунок 2). Использование большего давления электрода создает больше металлических мостиков.Это приводит к более низкому контактному сопротивлению и более холодному сварному шву. И наоборот, легкое давление электрода приводит к меньшему контакту с металлом, более высокому сопротивлению и более горячему сварному шву. Для обеспечения хорошей прочности сварного шва следует использовать соответствующее давление.
Конфигурации сварного шва
На рис. 3 показано несколько конфигураций электродов, используемых при контактной сварке. Рисунок 3а называется прямым сварным швом. Ток проходит от одного электрода, через обе детали и через противоположный электрод.На рис. 3b показана конфигурация ступенчатого электрода. Эта конфигурация используется, когда есть доступ только к одной стороне заготовки, и электрод можно разместить на обоих материалах. Рисунок 3c представляет собой последовательную конфигурацию. Электроды можно размещать только на одной металлической поверхности с одной стороны. Ток делится между двумя частями. Эта конфигурация сварного шва требует больше энергии сварного шва.
Определение энергии сварки
Сварочный аппарат емкостного разряда контролирует напряжение сварочных конденсаторов.Однако энергия, запасенная в конденсаторе, является функцией квадрата напряжения (E = (1/2) * C * V2). Это соотношение утверждает, что небольшая разница в напряжении имеет большое значение для энергии сварного шва. Сварочные аппараты Sunstone CD150DP – CD750DP имеют ручку регулировки напряжения. Мощность, запасаемую в сварочном аппарате, можно найти, обратившись к приведенному выше уравнению или обратившись к Таблице 1.
Использование двухимпульсных сварочных аппаратов Sunstone
Индикация энергии сварки
На рис. 4 показана передняя панель сварочного аппарата Sunstone Engineering Dual Pulse CD.Сварочное напряжение отображается на ЖК-дисплее с синей подсветкой. Чтобы преобразовать это значение в ватты * секунды (джоули), используйте уравнение. 1 или см. Упрощенный список в таблице 2.
Импульсное управление
Сварочные аппаратыSunstone Dual Pulse имеют две ручки для управления энергией импульса. Каждый импульс можно настроить отдельно или отключить по желанию. Импульс 1 регулируется в пределах от 1% до 50% от общей накопленной энергии.Импульс 2 регулируется в диапазоне от 1% до 100% накопленной энергии. Обратите внимание, что при использовании в режиме двойного импульса уровень энергии импульса 2 представляет собой процент оставшейся мощности. Например, если Импульс 1 был установлен на 25%, настройка Импульса 2 фактически была бы взята из оставшихся 75% энергии уставки.
Регулировка энергии
Каждый сварочный аппарат Sunstone имеет бесступенчатую регулировку между минимальной и максимальной энергией.CD150DP – CD750DP имеют частоту повторения сварных швов до 166 сварных швов / мин (предел, определяемый оборудованием). См. Таблицу 2 для получения дополнительных сведений о частоте повторения сварных швов. Ручка сварочного напряжения используется для установки общего запаса энергии сварщика (см. Таблицу 1 и уравнение 1), а также используется для установки пикового сварочного тока (см. Таблицу 2). Затем ширина импульса регулируется для обеспечения соответствующей энергии сварки, выделяемой во время каждой сварки.
Привод сварного шва
Сварочные аппараты приводятся в действие с помощью внешнего пускового порта, расположенного на задней стороне сварочного аппарата (см. Рисунок 5).Спусковой механизм использует разъем DIN 3 и требует экранированного провода. На рис. 6 показано правильное расположение контактов для нестандартных кабелей внешнего запуска (показано для разъема на задней панели сварочного аппарата). Стандартный разъем для кабеля внешнего запуска – SD-30LP производства CUI Inc.
.Приварные детали
Sunstone Engineering производит множество сварочных наконечников и сварочных головок для различных областей применения.Ручные сварочные приспособления обеспечивают простоту использования и универсальность, в то время как фиксированные сварочные головки обеспечивают контроль и точность. Прокладка кабеля между сварщиком и сварочной головкой важна для определения пикового сварочного тока и настройки времени импульса сварки. В таблице xx указаны настройки импульсов 1 и 2, которые следует использовать с разными кабелями.
Требования к напряжению и мощности
CD150DP – CD750DP используют настенное питание 110 В переменного тока. При использовании сварочного аппарата в стране 220 В переменного тока и т. Д.используется настенная розетка, трансформатор напряжения можно приобрести в Sunstone Engineering. Сварщик использует предохранитель 6 мм x 30 мм на 6 А. Для работы сварщика следует использовать настенный контур мощностью 750 Вт.
Использование функции сварки двойным импульсом
Использование нескольких импульсов тока повышает качество сварки. В режиме двойного импульса сварочные аппараты Sunstone срабатывают дважды при однократном срабатывании. Первый импульс используется для удаления неровностей поверхности и загрязнений.Этот первоначальный всплеск энергии вытесняет масла и прорывает оксидные слои. Импульс также устанавливает сварочные электроды. Второй импульс выполняется с гораздо более высоким уровнем энергии (ватт * секунды) и выполняет фактическую сварку. На рисунке 7 показано, как будет выглядеть кривая разряда сварочного аппарата при использовании настройки двойного импульса, как описано выше.
Настройка импульсов 1 и 2
Энергия импульса 1 должна быть выбрана таким образом, чтобы части прилегали слабо.Чтобы определить импульс 1, выключите импульс 2 и выполните серию пробных сварных швов, начиная с настройки низкой энергии импульса. Увеличивайте энергию импульса на 3-5% при каждом испытании, пока детали не слипнутся. Затем следует уменьшить энергию импульса 1 на 3-5%. Затем следует установить уровень импульса 2 в 4–5 раз больше, чем у импульса 1. Следует выполнить пробный сварной шов и растянуть его, чтобы определить прочность шва. Никелевая полоса для сварного шва из никелированной стали, обычно наблюдаемая при производстве аккумуляторных батарей, должна разъединяться, оставляя отверстия в тонком никелевом металле и оставляя самородки сварного шва на клемме батареи.Более толстые материалы следует вытягивать с учетом особых требований к тяговому усилию.
БЕЗОПАСНОСТЬ
Пожалуйста, следуйте этим пунктам, чтобы обеспечить вам комфорт и безопасность.
- Всегда надевайте защитные очки при работе со сварочными аппаратами и сварочными головками.
- Не прикасайтесь к точкам сварки сразу после завершения сварки, так как они будут горячими.
- Будьте осторожны, чтобы не прищемить пальцы движущимися частями сварочной головки или между сварочными электродами.
- Перед сваркой снимите украшения с рук.
- Все сварные швы выполняются при низком напряжении для повышения безопасности работы.
Технические характеристики сварочного аппарата
Таблица 1: Технические характеристики сварочного аппарата с двойным импульсным сопротивлением Sunstone
Элемент | CD150DP / CD300DP / CD450DP / CD750DP |
Двойной импульс | Есть |
Регулировка энергии импульса 1 (% от заданной энергии) | 1% – 50% |
Регулировка энергии импульса 2 (% от заданной энергии) | 1% -100% |
Пиковый ток | 4000-5000 А |
Таблица 2: Частота повторения сварных швов
Ширина импульса (при максимальной энергии) | Рейтинг репутации CD150DP сварных швов / мин(энергия импульса) | Оценка репутации CD300DP сварных швов / мин(энергия импульса) | Рейтинг репутации CD450DP сварных швов / мин(энергия импульса) | Рейтинг репутации CD750DP сварных швов / мин(энергия импульса) |
5% | 166 (7.5ws) | 166 (15ws) | 166 (23ws) | 166 (38ws) |
25% | 166 (38ws) | 166 (75ws) | 166 (113ws) | 166 (188ws) |
50% | 166 (75ws) | 166 (150 Вт) | 150 (225ws) | 120 (375ws) |
100% | 166 (150 Вт) | 89 (300 Вт) | 59 (450ws) | 36 (750ws) |
Таблица 3: Характеристики импульсов для сварочного аппарата с двойным импульсным сопротивлением Sunstone
Модель | Мин. И Макс. Выход | Конденсаторная батарея | Ширина импульса | Время нарастания (до максимального напряжения) | Мин. Высота импульса | |
CD150DP | 0.2 вс – 150 вс | 800000 мкФ | мин. | 0,1 мс | 0,4 мс | 0,5 В |
Макс | 10 мс | 0.4 мс | 0,5 В | |||
CD300DP | 0,4 WS – 300 WS | 1,600,000 мкФ | мин. | 0,1 мс | 0,4 мс | 0,5 В |
Макс | 20 мс | 0.4 мс | 0,5 В | |||
CD450DP | 0,6 WS – 450 WS | 2,400,000 мкФ | мин. | 0,1 мс | 0,4 мс | 0,5 В |
Макс | 30 мс | 0.4 мс | 0,5 В | |||
CD750DP | 0,6 WS – 750 WS | 2,400,000 мкФ | мин. | 0,1 мс | 0,6 мс | 0,5 В |
Макс | 30 мс | 0.6 мс | 0,5 В |
Таблица 4: Физические характеристики
CD150DP | CD1300DP | CD450DP | CD750DP | |||||
дюймов | см | дюймов | см | дюймов | см | дюймов | см | |
Высота | 10.5 | 26,7 | 10,5 | 26,7 | 10,5 | 26,7 | 10,5 | 26,7 |
Ширина | 12.0 | 30,5 | 12,0 | 30,5 | 12,0 | 30,5 | 12,0 | 30,5 |
Глубина | 13.5 | 34,3 | 13,5 | 34,3 | 13,5 | 34,3 | 13,5 | 34,3 |
Масса | 35 фунтов.(16 кг) | 38 фунтов. (17 кг) | 40 фунтов. (18 кг) | 45 фунтов. (21 кг) |
Конденсаторный микро-точечный сварочный аппарат с открытым исходным кодом для хобби-конструирования
Устройство, которое может пригодиться различным любителям, – это микро-точечный сварочный аппарат, работающий от разряда большого конденсатора. Профессиональные устройства такого типа (Powerstream, MTI Microwelding, Spotco, MacGregor и т. Д.) довольно дороги, так что здесь есть смысл самоваренной конструкции, например, отремонтировать аккумуляторы самостоятельно.
Контактная точечная сварка на первый взгляд может показаться тривиальной, однако я могу только посоветовать вам забыть о простых конструкции на основе тиристора, которые можно найти в Интернете. Выбор времени импульса (ов) важен для получения хорошего и воспроизводимого полученные результаты. Если сбросить сразу всю энергию конденсатора через тиристор, то либо ее будет слишком мало и стык будет недостаточно прочным или слишком сильным, и вы прожигете отверстие в материале (и, возможно, обожжетесь от капель жидкого металла :-)).С другой стороны, для хобби точно не нужна точная форма импульса, предлагаемая высококлассными профессиональными устройствами. поэтому следующая конструкция кажется мне разумным компромиссом между простотой и стоимостью по сравнению с функциональностью.
Я нашел в Интернете красивую конструкцию, однако она управлялась микроконтроллером PIC,
в то время как я предпочитаю работать с Atmel из-за поддержки GCC для этой архитектуры.
Примечание: этот веб-сайт некоторое время был отключен, поэтому для вашего удобства я привожу здесь схемы и спецификацию материалов сварочного аппарата Ultrakeet, которые я скачал оттуда.Однако обратите внимание, что для новой конструкции необходимо сделать некоторые улучшения в силовой части, ср. примечания ниже и на страницах других людей, которые занимались разработкой подобных сварочных аппаратов, ссылки на которые приведены здесь.
В своей конструкции я, по сути, скопировал силовую часть вышеуказанного проекта со следующими незначительными изменениями, перечисленными ниже (я даже не рисовал новую схему и использовал универсальную печатную плату прототипирования для сборки устройства):
Вместо автомобильного конденсатора Hi-Fi я использовал 20 штук 47000 мкФ / 35 В параллельно, чтобы иметь возможность
перейти к более высокому напряжению, имея около 600 Джоулей энергии, доступной для более тяжелой работы.Конденсаторы защищены стабилитроном от случайного перенапряжения (они недешевы!), А резистор 2 кОм медленно разряжает их, когда они не работают.
Я добавил резистор 1 кОм / 1 Вт между электродами, чтобы клеммы истока полевых транзисторов имели определенный потенциал, когда сварочный электрод отключен.
Я использовал 6 IRFP2907 параллельно, а не 4, чтобы управлять током.
Запитываю прибор от лабораторного блока питания, так как в коробке было так полно конденсаторов
и радиаторы, не оставляя места для собственного источника питания.3А достаточно для сварки, резки
для повторяющихся импульсов потребуется больше. В цепях управления есть дополнительный конденсатор на 10000 мкФ после диода для
мост через периоды более низкого входного напряжения из-за высокой нагрузки источника питания при зарядке основного конденсатора.
5V для логики получаются с помощью LM2575-5, подключенного в соответствии с техпаспортом.
Atmel ATmega16, синхронизируемый кристаллом (с соответственно запрограммированными битами предохранителя), с байпасным конденсатором 100 нФ, используется для управления устройством и отображения состояния на дисплее.
На задней панели (на фото не видно) находится разъем для программирования ISP и TTL-уровня RS232 – штучка банальная, но довольно удобная при разработке прошивки.
Кодер вращения
использует контакты прерывания Atmel, потенциометры подключены к контактам аналого-цифрового преобразователя (см. Комментарии в исходном коде).
Электроды изготовлены из медных стержней диаметром 8 мм, заостренных на одном конце, изолированных термоусадочной трубкой с вырезом обмотки M8 на другом конце.
Они вкручиваются в шляпообразные латунные гайки, к которым припаяны кабели диаметром 6 мм, и затягиваются другой гайкой M8.
Сильноточные соединения внутри устройства выполнены из медной проволоки диаметром 6 мм, сдвоенной там, где это механически возможно.
Стоимость материалов для строительства должна составлять около 300 долларов США (и все еще может быть уменьшена, если вы используете конденсаторы более низкого напряжения – 12 В достаточно для сварки аккумуляторной батареи),
на порядок ниже, чем цена бюджетного профессионального устройства.
Результат можно увидеть ниже, а здесь вы можете скачать
опубликовано под лицензией GPLv3. В исходном коде перечислены подключения контактов ATmega к управляющей и силовой части.В зависимости от версии avr-gcc и заголовков вам может понадобиться заголовок backward.h
Если вы просто хотите собрать его без кросс-компиляции исходного кода, вот шестнадцатеричные файлы для ATMega16 и ATMega32. НОВИНКА: Кто-то попросил у меня гексагон с большей длительностью второго импульса, он здесь для ATMega16 . Предполагается, что внешний кристалл 14,7456 МГц, поэтому не забудьте также соответствующим образом запрограммировать биты предохранителей (я использовал fuse_l = 0x2f и fuse_h = 0xf9).
Цифры на дисплее – это напряжение внешнего источника питания, целевое напряжение, текущее напряжение конденсатора в первой строке;
время первого импульса, задержка между импульсами, время второго импульса в миллисекундах на второй строке.
Вращающийся кодер с нажимным переключателем выбирает напряжение конденсатора (и в будущем микропрограммное обеспечение переключение между различными режимами работы через меню может быть легко реализовано),
три потенциометра определяют время.
После срабатывания триггера фактическая энергия импульса (включая потери на внутреннем сопротивлении) вычисляется и отображается до тех пор, пока педаль триггера не будет отпущена.
Фото внутри и детали электродов здесь.
Советы по микро-точечной сварке аккумуляторной батареи с помощью этого самодельного устройства:
Используйте 0.Полосы из нержавеющей стали толщиной от 075 до 0,12 мм. Рекомендованные для этой цели никелевые
может быть трудно получить на месте
а зарубежные почтовые расходы будут стоить как минимум вдвое дороже материала …
После долгих поисков я нашел листы нержавеющей стали подходящей толщины, производимые www.ksmetals.com, в местном магазине для любителей моделизма. Из этого материала легко вырезать полоски.
Сделайте электроды по-настоящему острыми и плотно прижмите их к соединительной планке, лежащей на верхней части аккумуляторного элемента.
Для толщины 0,075 мм, 6 В и первого импульса 0,5 мс, задержка 2 мс, второй импульс 4 мс подходят для меня лучше всего. Конечно, он может отличаться, в зависимости от того, какое внутреннее сопротивление сварщика вам удастся достичь в своей конструкции.
Схема и печатная плата для точечной сварки
Недавно (2010 г.) коллега из Великобритании построил подобное устройство и согласился опубликовать его схемы и дизайн печатной платы здесь. Вы можете скачать PDF-файл, или файл SCHDOC дизайнера Altium и файл печатной платы.(Если кто-нибудь знает, как преобразовать формат Altium Designer в Eagle, дайте мне знать.) Эта конструкция немного отличается от моей конструкции (в основном блоком питания), но должен быть полностью совместим с моей прошивкой. Однако печатная плата не тестировалась. Также он предложил доработать конструкцию силовой части, разместив разрядные и сварочные выводы на нижней стороне нагрузки (исток к GND, сток к одному электроду, другой электрод к Vcap) и использование полевого транзистора с каналом P для зарядки конденсатора.
Еще одна схема (в Eagle) была добавлена Францем (Tauchsport-Tschur на web.de), Вы можете скачать это здесь; он должен быть совместим с моей прошивкой.
В ноябре 2011 года Тим О’Брайен опубликовал на своей веб-странице конструкцию сварочного аппарата для компакт-дисков, вдохновленную, в частности, этой конструкцией. Он также предложил некоторые улучшения, среди прочего, это лучший способ управления затворами MOSFET для снижения рассеиваемой мощности и обеспечения более коротких и более точно управляемых импульсов. Особенно полезен его опыт работы с автомобильными конденсаторами нескольких производителей, которые часто продают продукцию гораздо худшего качества, чем рекламируется.Его страница очень подробная, содержит много полезной информации и ее определенно стоит прочитать, если вы подумываете о создании аналогичного проекта.
В 2012 году была опубликована конструкция аппарата для точечной сварки, вдохновленная этим дизайном. от Раду Мотисана на его веб-странице, а также на сайте hackaday.com. Он опубликовал схемы и дизайн печатной платы, переписал мою оригинальную прошивку на C ++ и реализовал режим резки. См. Также статью здесь.
Кроме того, если вас интересуют более тяжелые работы, с которыми не может справиться конденсаторное устройство, то вам подойдет трансформаторный сварочный аппарат для точечной сварки. лучший выбор.Очень интересная модификация старинного ручного точечного сварочного аппарата производства ГДР. Хенрика Хафтмана, добавившего управляющую электронику на основе ATtiny, можно найти здесь (на немецком языке), включая схемы с открытым исходным кодом и исходный код прошивки.
В 2014 году Георгий Белев построил сварочный аппарат на основе этой прошивки и опубликовал красивое видео о его работе на YouTube.
Вернуться на мою страницу электроники
Вернуться на страницу моего хобби
Моя главная страница с электронной почтой
TOP
Сборка емкостного сварочного аппарата – Немного более серьезный подход – Общее обсуждение – Форум строителей электрических скейтбордов
Итак, пока жду печатные платы для http: // www.electric-skateboard.builders/t/flexibms-first-prototype-kicad-project-files-released-f flexible-configuration-and-charging-bms/46117/1 для изготовления и отправки. Я разрабатываю еще один инструмент, который мне нужно обновить в моем арсенале, – сварочный аппарат для батарейного отсека.
Если вам интересно, как я борюсь с моим старым сварщиком, обратитесь к моей сборке из 50 ячеек здесь: http://www.electric-skateboard.builders/t/10s5p-battery-pack-build-log- 50-штук-самсунг-35e-ячеек / 23547
В целом, сварщик – это неполноценный аппарат из-за тяжелых аккумуляторов и путаницы с проводами, и я не доволен его работой.Так что же делать? Что ж, сначала давайте посмотрим, что профессионалы используют в более промышленных условиях. Видео начинается со сварочной части аккумуляторной батареи.
Итак, обычно используется один из двух типов источников питания сварщика. Они либо используют конденсаторную батарею, которую они заряжают до определенного напряжения, а затем разряжают ее прецизионным импульсом, либо двойным импульсом, длительность которых настраивается. Или они используют сварочный трансформатор для понижения напряжения переменного тока на стене, чтобы снизить напряжение, но более высокое напряжение.
На видео из-за того, что информация о производителе и модели скрыта лентой на сварочном аппарате, я не могу подтвердить тип питания для этого конкретного аппарата.
Практические примеры обоих: Емкостные передние ручки управления позволяют вам установить напряжение конденсаторной батареи, которое отображается как накопленная энергия в Вт (ватт-секунды), и две ручки для настройки длительности двух импульсов: Сварщики Sunstone
High Power – Micro Resistance – Advanced CD Spot Welder
Sunstone High Power – Advanced – Dual Pulse CD 1200 предлагает множество возможностей, включая мониторинг сварных швов, инструменты SPC и большой емкостный сенсорный экран.Интерфейс с сенсорным экраном обеспечивает легкий доступ ко всем параметрам сварки. Кроме того, …
Цена: 11900 долларов
Трансформатор сварочный. Теперь, если вам случится проверить ссылку на ebay, вы обнаружите, что эта конкретная машина работает в диапазоне от 3000 долларов + то же самое касается емкостных, и я не хочу добавлять что-то подобное. https://www.ebay.co.uk/itm/Pneumatic-Pulse-Battery-Spot-Welder-Welding-Machine-18-Kva-3500-A-Ps300-B-/112415963445?hash=item1a2c837935
Так что же, сделай сам, путь к славе? Хорошо, я знаком с конденсаторами и вижу много плюсов, если сварщик правильно с ними справится.Я беру некоторые концепции и идеи из этой конкретной сборки http://www.zeva.com.au/Projects/SpotWelderV2/, но я стараюсь сделать ее немного более совершенной, но при этом такой же простой и легкой в использовании. собрать по возможности (без пайки толстых проводов). И позвольте ему интегрироваться в систему ЧПУ, как показано на видео.
Я собираюсь собрать сварочную машину из трех основных блоков. Блок конденсаторов, электронный переключатель и плата микроконтроллера. Таким образом, я могу сделать его более модульным и не рисковать полным изменением дизайна того, что не работает в едином интегрированном пакете.
В настоящее время у меня есть конденсаторная батарея и платы электронного переключателя, смоделированные с рисунками ниже.
Плата блока конденсаторов со встроенными TVS-диодами для защиты от скачков индуктивного напряжения, которые могут стать реальной проблемой при высоких токах и паразитной индуктивности в кабелях. Выбор конденсатора тока https://www.digikey.fi/products/en?keywords=25USC47000MEFCSN35X50
Электронный коммутатор. Использует https://www.fairchildsemi.com/datasheets/FD/FDBL86561_F085.pdf мощные МОП-транзисторы с добавленным TVS-диодом для защиты от скачков индуктивного напряжения.
А вот быстрый и грязный рендер блендером установки, скрепленной вместе, без платы микроконтроллера.
С 20 конденсаторами вышеупомянутой модели она будет иметь теоретическую энергию ~ 290 Вт, что является довольно значительным количеством энергии, и добавить больше конденсаторных плат довольно легко с помощью только более длинных шин и двухсторонних плат, которые просто прикручен к шине.
В целом, я хочу построить этот сварочный аппарат, чтобы избавиться от химических источников энергии, таких как батареи AKA.Я считаю, что у них проблемы с воспроизводимостью и ухудшением характеристик со временем из-за химического разложения, происходящего внутри них.
Мысли и дискуссии по этому поводу?
.