Конденсаторная сварка – ГОСТ и прочие требования

В соответствии с правилами и стандартами, принятыми в стране, в процессе сварки необходимо соблюдать следующие правила:

1. регулярно подавать короткие импульсы тока длительностью менее 5 мс
2. следить за тем, чтобы оборудование могло быстро восстановить заряд для следующей подачи. Время паузы должно быть, как можно меньше.
3. устанавливайте проводники так, чтобы лист был надежно закреплен. Они также должны иметь возможность быстрой резки.
4. Для сварки выбирается медный стержень, толщина которого должна в три раза превышать постоянную самой тонкой части детали.
5. перед сваркой детали должны быть тщательно очищены от следов ржавчины, жировых загрязнений и коррозии.
6. скорость потока должна быть регулируемой для любой рабочей техники. Самодельное оборудование работает непрерывно только при наличии двух источников питания.
7. предусмотреть средства защиты сварщика от поражения электрическим током.

Область применения конденсаторной сварки

Такая технология используется в следующих отраслях промышленности и народного хозяйства:

1. автомобильная промышленность. Конденсаторная сварка широко распространена в цехах кузовного ремонта автомобилей. В отличие от дуговой сварки, конденсаторная сварка не способствует прожогу или деформации кромок обрабатываемых элементов. Соединение не требует дополнительной последующей механической обработки.
2. беспроводное электронное оборудование. Конденсаторный метод используется для пайки компонентов, которые невозможно соединить стандартными методами или которые выходят из строя после длительного нагрева.
3. ювелирное производство, производство медицинского оборудования и приборов, телекоммуникационных шкафов.
4. строительство. Конденсаторные методы используются при прокладке трубопроводов, возведении зданий и мостов.

Перед началом работ важно выбрать подходящий метод сварки. Все методы используются для соединения определенных типов деталей. Если метод сварки выбран неправильно, то качество сварки ухудшится.

Точечный метод

Этот вариант используется для соединения компонентов различной толщины. Точечная сварка конденсаторов применяется в радиоэлектронике и измерительной технике. Для формирования сварного шва подаются короткие импульсы тока, которые быстро расплавляют металл. Этот способ универсален и прост в исполнении.

Роликовый метод

Принцип действия практически такой же, как и в предыдущем случае. Однако точки располагаются не на большом расстоянии друг от друга, а частично перекрываются. Герметичные соединения не пропускают влагу и загрязнения. Валковая технология используется при производстве мембран и вакуумных изделий.

Технология соединения

Методы сварки существенно отличаются от двух ранее рассмотренных технологий. Под действием электрического разряда расплавляется не поверхность металла, а кромки деталей. Затем они соединяются встык для создания надежного соединения. Согласно описанию, стыковая сварка считается наиболее сложной.

Отличия конденсаторной сварки от других видов сварки

В классической технике используется сложное оборудование, специальный электрод. При приложении этого электрода к соединяемым деталям возникает электрическая дуга, которая расплавляет металл. Жидкий материал проникает в сварочную ванну, образуя прочный шов. Этот процесс может выполняться только квалифицированными мастерами. Газы и излучение, выделяемые при сварке, вредны для организма человека. Кроме того, трудно соединить мелкие детали обычными методами.

Конденсаторная сварка не выделяет вредных газов. На поверхности не остается следов теплового удара. Низкое потребление электроэнергии и не требуется периодического охлаждения. Процесс сварки не занимает много времени. Основными преимуществами конденсаторной технологии перед другими методами являются высокая точность и эстетичность шва. Конденсаторные сварочные аппараты отличаются компактными размерами.

Принцип работы технологии

Метод основан на прочном соединении деталей двумя проводниками, к которым прикладывается электрический импульс. Такой процесс способствует возникновению дуги, которая расплавляет металл. После импульса наблюдается сжатие нагруженного объекта.

Процесс сварки протекает следующим образом:

• В конденсаторе накапливается соответствующее количество энергии, поступающей по первичной цепи;
• Электрод входит в контакт с металлом, и на него переносится поток частиц, способствующий нагреву и плавлению;
• Импульс подается повторно для формирования следующей точки соединения.

Этот метод удобен при работе с элементами толщиной менее 1,5 мм.

Конструкция блока

За фиксацию и перемещение стержня отвечает контактный блок. Простые блочные конструкции предполагают ручное крепление образца. Более сложные варианты фиксируют нижнюю часть, а верхний стержень оставляют подвижным. Готовая конструкция напоминает тиски. Здесь закрепляется короткий тонкий стержень из меди. Он должен свободно перемещаться в вертикальной плоскости. Поэтому в верхней части установлен винтовой регулятор для изменения давления. Мобильная платформа и основание силовой установки изолированы друг от друга. Для удобства работы агрегаты оснащены фонарями.

Особенности точечного метода

При использовании данного метода процесс сварки включает следующие этапы:

1. подготовка детали. Удаление поверхностной пыли, ржавчины и масла.
2. сопряжение элементов. Детали устанавливаются между контактами и фиксируются ими.
3. запуск аппарата с помощью ключа. Формируется первая точка сварки. Вытяните электрод для завершения операции.
4. установите стержень, подайте электрический импульс и соедините детали в следующей точке. Продолжайте работу до достижения желаемого результата.

Самодельное оборудование и схемы

Самодельное оборудование часто используется в домашних мастерских. Для проведения работ достаточно помещения минимальной площади.

Для сборки оборудования используются два типа схем:

1. простая. Это устройство можно использовать для соединения элементов толщиной не более 0,5 мм. В противном случае оно не справится с этой задачей. Устройство может быть собрано в домашней мастерской. Принцип действия основан на генерации импульсов трансформатором. Один конец обмотки подключается к электроду, а другой – к обрабатываемой заготовке.
2. сложность. Электрическая цепь содержит большое количество функциональных элементов. Сборка требует больших затрат времени и материалов. Готовые изделия можно сваривать толщиной 1-1,5 мм.

Плюсы и минусы данной технологии

К преимуществам конденсаторных сварочных аппаратов можно отнести следующие:

• Высокая скорость работы;
• Возможность соединения элементов из различных металлов и сплавов;
• Минимальное тепловыделение;
• Более длительный срок службы;
• Повышенная точность удара; Прочность швов;
• Отсутствие необходимости в приобретении вспомогательного оборудования и материалов.

Несмотря на многочисленные достоинства, этот метод имеет и недостатки:

• Ограниченная толщина соединяемых заготовок; Ограниченная толщина соединяемых заготовок;
• Низкая мощность импульса;
• Помехи в сети из-за работы оборудования.

Эти моменты необходимо учитывать при сборке и эксплуатации оборудования. В противном случае возникнут проблемы и дополнительные затраты.

Как собрать оборудование самостоятельно

Способ сборки оборудования зависит от выбранного метода.

Простая технология

Оборудование для точечной сварки малой мощности может быть собрано следующим образом:

1. подготовка фундамента. Для этого можно использовать трансформатор, первичная обмотка которого подключается к электрической сети. Один ее конец подключается к преобразователю в виде диодного моста, а другой – к тиристору, отвечающему за работу пускового ключа.
2. установить конденсатор для подачи электрического импульса; рекомендуется выбирать элемент емкостью от 1 до 2 000 мкФ. Использование компонентов с меньшими параметрами приводит к более быстрому разряду конденсатора.
3. сформировать вторичную обмотку трансформатора из медного кабеля, намотанного в 10-витковую катушку.
4. установить средства управления – тиристор КУ200 или ПТЛ-50.

Мощные устройства

При сборке такого устройства необходимо сделать следующее:

1. в качестве блока управления использовать бесконтактный пускатель МТТ4К. Он рассчитан на работу с током до 80 А. В блоке установлены резисторы, диоды и тиристоры.
2. в главную цепь входного трансформатора введено реле. Это позволяет регулировать скорость работы блока и интервал между импульсами.
3. несколько конденсаторов объединяются в батарею. Именно в ней накапливается энергия, необходимая для подачи импульсов. При сборке устройства используется система параллельного соединения.
4. первичная обмотка трансформатора формируется из провода сечением 1,5 мм. Вторичная обмотка выполнена из медной шины.

Порядок сварки конденсатора

Перед началом работы необходимо изучить основные этапы операции и хорошо усвоить меры предосторожности.

Меры предосторожности

При работе с оборудованием для конденсаторной сварки соблюдайте следующие правила:

1. не используйте незаземленное оборудование.
2. Перед началом работы проверьте состояние корпуса оборудования. При наличии повреждений повышается риск поражения электрическим током.
3. Работайте с оборудованием только сухими руками. Также убедитесь, что в окружающем пространстве нет влаги.
4. убедитесь, что сварочный пост оснащен кнопкой аварийной остановки.
5. перед началом работы встаньте на диэлектрический коврик и наденьте специальный костюм. Запрещается выполнять сварку в одежде из химических волокон.
6. при замене стержней и установке деталей используйте защитные очки и перчатки для защиты от нагрева.
7. рабочая зона должна быть ограждена. Это предотвращает возникновение пожаров из-за рикошетирующих искр и образования брызг.
8. запрещается устанавливать сварочные аппараты вблизи легковоспламеняющихся жидкостей и материалов.
9. при работе в закрытых помещениях постоянно обеспечивайте вентиляцию.
10. при возникновении каких-либо проблем прекратите сварку и отключите оборудование от сети.

Общие примеры

Алгоритм работы при конденсаторной сварке включает в себя следующие этапы:

1. подготовка свариваемых деталей. Обезжиривание поверхностей, удаление следов коррозии и пыли.
2. подгонка заготовки. Элементы жестко фиксируются в выбранном положении.
3. детали помещаются между стержнями.
4. поднимают контакты.
5. включите сварочный аппарат и подайте необходимую мощность короткими импульсами.
6. верните электрод в исходное положение.
7. снимите элемент и оцените качество сварного соединения.

Во время сварки продолжайте работу тем же способом, если необходимо измените положение элемента.

 

Работа со шпильками

Поместите свариваемый элемент между шпильками. Поднесите шпильку к основной детали и настройте аппарат. При подаче импульса ножка крепежного элемента расплавляется вместе с поверхностью основания. После остывания металла получается прочный сварной шов.

Сварочные гайки

Для крепления крепежного элемента к листовому металлу подается мощный импульс длительностью до 5 мс. Нижняя часть гайки расплавляется вместе с основанием. Крепеж вдавливается в расплав с помощью сварочного пистолета. Получается прочное соединение. Этот метод подходит для приварки крепежа к листовому металлу толщиной 5 мм и более.

Советы эксперта

При сборке и эксплуатации оборудования учитывайте следующие советы опытных сварщиков:

1. для изготовления оборудования простой эксплуатации подходят конденсаторы средней емкости. Сердечник трансформатора должен иметь толщину 5-6 см. Для устройств управления следует использовать тиристор ПТЛ-50.
2. для первичной обмотки достаточно 300 витков медного провода толщиной 6 мм. На вторичной стороне катушки имеется всего 10 витков. Мощность источника тока должна быть не менее 10 Вт.
3. необходима регулярная тонкая настройка. Без тонкой настройки качество соединения будет постепенно ухудшаться.
4. не может быть использован для сварки ответственных конструкций.

Устранение дефектов

При сварке конденсаторов могут возникнуть следующие проблемы

• Отклонение параметров формируемой детали от нормальных значений; отклонение ядра относительно стыка детали;
• Несплошности в шве;
• Изменение физико-химических свойств металла детали, прилегающей к сварному шву.

Основным методом исправления является разделка и повторная сварка элемента. Если это невозможно, то дефектную часть шва следует расточить и залатать. При наличии выступающих дефектов шов следует зачистить.