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Saldatura a punti nell'officina domestica
Varietà e classificazione della saldatura
La saldatura è il processo per ottenere una connessione integrale delle parti a causa della formazione di legami interatomici nella saldatura. Tali legami derivano dall'influenza del riscaldamento locale o generale delle parti da saldare, o dall'influenza della deformazione plastica o di entrambi.
La saldatura viene spesso utilizzata per unire metalli e loro leghe, per unire materiali termoplastici e persino in medicina. Ma la saldatura di tessuti vivi va oltre lo scopo di questo articolo. Pertanto, considerare brevemente solo quelli tipi di saldatura utilizzati nella tecnologia.
Il moderno sviluppo della tecnologia di saldatura è tale da consentire la saldatura non solo in condizioni di produzione, ma anche all'aperto e persino sott'acqua. Negli ultimi anni, la saldatura come esperimento è già stata effettuata nello spazio.
Per la produzione di saldatura, vengono utilizzati vari tipi di energia. Prima di tutto, è un arco elettrico o una fiamma di un bruciatore a gas. Fonti più esotiche sono ultrasuoni, radiazioni laser, un fascio di elettroni e saldatura per attrito.
Tutte le operazioni di saldatura sono associate ad alto rischio di incendio, contaminazione da gas nocivi, radiazioni ultraviolette e semplicemente il rischio di scosse elettriche. Pertanto, l'esecuzione di lavori di saldatura richiede il rigoroso rispetto delle norme di sicurezza.
Tutti i metodi di saldatura, a seconda del tipo di energia e della tecnologia del suo utilizzo, sono suddivisi in tre classi principali: classe termica, classe termomeccanica e classe meccanica.
La saldatura di classe termica viene eseguita mediante fusione a causa dell'uso di energia termica. È per lo più ampiamente conosciuto saldatura ad arco elettrico e saldatura a gas. La saldatura di classe termomeccanica viene eseguita utilizzando energia termica e pressione meccanica. Per la saldatura di classe meccanica, viene utilizzata l'energia della pressione e dell'attrito. Tutte le suddivisioni della saldatura in classi sono realizzate in conformità con GOST 19521-74.
Saldatura a punti
La saldatura a punti si riferisce alla categoria della cosiddetta saldatura a contatto. Oltre a questo, appartengono anche la saldatura di testa e saldatura. Nelle condizioni di un'officina domestica, gli ultimi due tipi sono praticamente impossibili da implementare, poiché l'attrezzatura è troppo complicata per essere ripetuta in condizioni artigianali. Pertanto, solo ulteriormente saldatura a punti.
Secondo la classificazione sopra, la saldatura a punti appartiene alla classe termomeccanica. Il processo di saldatura è costituito da più fasi. Innanzitutto, le parti da saldare, precedentemente combinate nella posizione desiderata, vengono posizionate tra gli elettrodi della saldatrice e premute l'una contro l'altra. Quindi vengono riscaldati ad uno stato di plasticità e successiva deformazione plastica articolare. Quando si utilizzano apparecchiature automatiche in condizioni industriali, si ottiene una frequenza di saldatura di 600 punti al minuto.
Breve tecnologia di saldatura a punti
Le parti vengono riscaldate fornendo un impulso a breve termine della corrente di saldatura. La durata dell'impulso varia tra 0,01 ... 0,1 sec a seconda delle condizioni di saldatura. Questo impulso a breve termine assicura la fusione del metallo nella zona degli elettrodi e la formazione di un nucleo liquido comune per entrambe le parti. Dopo che l'impulso corrente è stato rimosso, le parti vengono mantenute sotto pressione per un po 'di tempo per raffreddare e cristallizzare il nucleo fuso.
La pressatura delle parti al momento dell'impulso di saldatura fornisce la formazione attorno al nucleo fuso della striscia di tenuta, che impedisce lo spruzzo del fuso dalla zona di saldatura. Pertanto, non sono necessarie ulteriori misure per proteggere il punto di saldatura.
La forza di compressione degli elettrodi deve essere rimossa con un certo ritardo dopo la fine dell'impulso di saldatura, che fornisce le condizioni per una migliore cristallizzazione del metallo fuso. In alcuni casi, nella fase finale, si consiglia di aumentare la forza di serraggio delle parti, che garantisce la forgiatura del metallo e l'eliminazione delle disomogeneità all'interno della saldatura.
Va notato che per ottenere una saldatura di alta qualità, le superfici da saldare devono essere pre-preparate, in particolare, pulite da film di ossido spesso o semplicemente ruggine. Per la saldatura di fogli sottili sono sufficienti, fino a 1 ... 1,5 mm, i cosiddetti saldatura a condensatore.
I condensatori si caricano continuamentecorrente sufficientemente piccola, che consuma energia trascurabile. Al momento della saldatura, i condensatori vengono scaricati attraverso le parti da saldare, fornendo la modalità di saldatura necessaria.
Tali fonti vengono utilizzate per la saldatura di parti miniaturizzate e subminiaturizzate nelle industrie di costruzione di strumenti, elettronica e radio. In questo caso, è possibile saldare sia metalli ferrosi che non ferrosi, e anche in varie combinazioni.
Vantaggi e svantaggi della saldatura a punti
Come tutto il mondo, la saldatura a punti ha i suoi vantaggi e svantaggi. Innanzitutto, i vantaggi includono elevata redditività, resistenza meccanica delle saldature a punti e capacità di automatizzare i processi di saldatura. Lo svantaggio è la mancanza di tenuta delle saldature.
Disegni fatti in casa di macchine per saldatura a punti
Nelle condizioni di un'officina domestica, la saldatura a punti potrebbe essere necessaria, quindi sono stati sviluppati molti dispositivi adatti all'autoproduzione domestica. Di seguito verrà fornita una breve descrizione di alcuni di essi.
Uno dei primi progetti dell'apparato per la saldatura a punti fu descritto nella rivista RADIO N 12, 1978 p. 47-48. Uno schema dell'apparato è mostrato in Figura 1.
Figura 1. Schema della saldatrice a punti
Tale dispositivo non differisce per una maggiore potenza, con il suo aiuto è possibile saldare lamiere fino a 0,2 mm di spessore o filo d'acciaio con un diametro fino a 0,3 mm. Con questi parametri, la saldatura è del tutto possibile termocoppieoltre a saldare parti sottili di lamine su massicci substrati di acciaio.
Una delle possibili applicazioni è la saldatura di sottili fogli di pellicola con estensimetri pre-incollati alle parti testate. A causa del fatto che le parti da saldare sono piccole, la forza di serraggio durante la saldatura è piccola, quindi l'elettrodo di saldatura è realizzato sotto forma di una pistola. Le parti di serraggio vengono eseguite a mano.
Il circuito della saldatrice è abbastanza semplice. Il suo scopo principale è quello di creare un impulso di saldatura della durata richiesta, che fornisca varie modalità di saldatura.
L'unità principale del dispositivo è un trasformatore di saldatura T2. Un elettrodo di saldatura è collegato al suo avvolgimento secondario (secondo il circuito dell'estremità superiore) mediante un cavo flessibile multipolare e una parte saldata più massiccia è collegata all'estremità inferiore. La connessione dovrebbe essere abbastanza affidabile.
Il trasformatore di saldatura è collegato alla rete tramite il ponte raddrizzatore V5 ... V8. Il tiristore V9 è incluso in un'altra diagonale di questo ponte, quando viene aperto, la tensione di rete attraverso il ponte raddrizzatore viene applicata all'avvolgimento primario del trasformatore T2. Il tiristore viene controllato mediante il pulsante "Impulse" S3 situato nell'impugnatura della pistola per saldatura.
Quando è collegato alla rete da una fonte ausiliaria, il condensatore C1 viene immediatamente caricato. La sorgente ausiliaria è costituita da un trasformatore T1 e un ponte raddrizzatore V1 ... V4. Se ora premiamo il pulsante “Impulse” S3, il condensatore C1 attraverso il suo contatto chiuso e la resistenza R1 verrà scaricato attraverso la sezione dell'elettrodo di controllo - il catodo del tiristore V9, che porterà all'apertura di quest'ultimo.
Il tiristore aperto chiuderà la diagonale del ponte V5 ... V9 (corrente continua), che porterà all'inclusione di un trasformatore di saldatura T1.Il tiristore sarà aperto fino a quando il condensatore C1 non viene scaricato. Il tempo di scarica del condensatore, e quindi il tempo di impulso della corrente di saldatura, possono essere controllati da una resistenza variabile R1.
Per preparare il successivo impulso di saldatura, il pulsante “Impulse” deve essere rilasciato brevemente in modo che il condensatore C1 sia carico. L'impulso successivo verrà generato premendo nuovamente il pulsante: l'intero processo verrà ripetuto, come descritto sopra.
Come trasformatore T1, è adatto qualsiasi bassa potenza (5 ... 10 W) con una tensione di uscita sull'avvolgimento III di circa 15 V. Winding II viene utilizzato per la retroilluminazione, la sua tensione è 5 ... 6V. Con i valori nominali C1 e R1 indicati nel diagramma, la durata massima dell'impulso di saldatura è di circa 0,1 secondi, il che garantisce una corrente di saldatura di 300 ... 500 A, che è abbastanza per saldare le parti di piccole dimensioni sopra menzionate.
Il trasformatore T2 è realizzato su ferro Sh40. Lo spessore del set è di 70 mm, l'avvolgimento primario è avvolto con un filo PEV-2 0,8 e contiene 300 giri. L'avvolgimento secondario viene avvolto immediatamente in due fili e contiene 10 giri. Il filo dell'avvolgimento secondario è incagliato con un diametro di 4 mm. È inoltre possibile utilizzare un pneumatico con una sezione trasversale di almeno 20 mq.
È abbastanza possibile sostituire il tiristore PTL-50 con KU202 con le lettere K, L, M, N. Inoltre, il condensatore C1 dovrà essere aumentato a 2000 μF. Questa è solo l'affidabilità del dispositivo con una tale sostituzione può essere leggermente ridotta.
Saldatrice a punti più potente
L'apparato sopra descritto può essere chiamato macchina per microonde. Uno schema di un apparato più potente è mostrato in Figura 2.
Figura 2. Schema della saldatrice a punti
A un esame più attento, è facile notare che è strutturalmente molto simile al precedente e contiene gli stessi nodi, vale a dire: un trasformatore di saldatura, un interruttore a tiristori a semiconduttore e un dispositivo di ritardo che fornisce la durata dell'impulso di saldatura richiesta.
Questo schema consente di saldare lamiere fino a 1 mm di spessore e fili con un diametro fino a 4 mm. Questo aumento di potenza rispetto al circuito precedente si ottiene attraverso l'uso di un trasformatore di saldatura più potente.
Il circuito generale dell'apparato è mostrato in Figura 2a. L'avvolgimento primario del trasformatore di saldatura T2 è collegato alla rete tramite un contattore di prossimità a tiristori tipo MTT4K. La corrente continua di un tale avviatore è di 80 A, la tensione inversa è di 800 V. Il suo dispositivo interno è mostrato nella Figura 2c.
Il circuito del modulo è abbastanza semplice e contiene due tiristori, collegati in parallelo, due diodi e un resistore. I contatti 1 e 3 commutano il carico mentre i contatti 4 e 5. sono chiusi, nel nostro caso vengono chiusi utilizzando il gruppo di contatti del relè K1. Per proteggersi da situazioni di emergenza, il circuito contiene un interruttore AB1.
Relè a tempo assemblato su un trasformatore Tr1, ponte a diodi KTs402, condensatori elettrolitici C1 ... C6, relè K1 e interruttori e pulsanti di commutazione. Nella posizione mostrata nello schema all'accensione della macchina automatica AB1, i condensatori C1 ... C6 iniziano a caricarsi.
I condensatori sono collegati al ponte a diodi mediante un interruttore P2K con fissazione indipendente, che consente di collegare un numero diverso di condensatori e quindi controllare il ritardo. Il resistore R1 è installato nel circuito di carica del condensatore, il suo scopo è limitare la corrente di carica dei condensatori al momento iniziale della carica. Ciò consente di aumentare la durata dei condensatori. I condensatori vengono caricati attraverso un contatto normalmente chiuso sul pulsante KN1.
Quando si preme il pulsante KN1, questo si chiude normalmente - un contatto aperto che collega il relè K1 ai condensatori di temporizzazione. Normalmente - un contatto chiuso in questo momento, ovviamente, si apre, il che impedisce il collegamento del relè K1 direttamente al ponte raddrizzatore.
Il relè funziona, con i suoi contatti chiude i contatti di controllo del relè a tiristori, che accende il trasformatore di saldatura.Dopo che i condensatori sono stati scaricati, il relè si spegne, l'impulso di saldatura si interrompe. Per preparare l'impulso successivo, il pulsante KN1 deve essere rilasciato.
Per una selezione accurata del tempo di impulso, viene utilizzato un resistore variabile R2. Come relè, K1 è adatto relè reed tipo RES42, RES43 o simili con una tensione di risposta di 15 ... 20 V. Inoltre, minore è la corrente di attuazione del relè, maggiore è il ritardo. La corrente tra i contatti 4 e 5 dell'avviatore a tiristori non supera i 100 mA, quindi è adatto qualsiasi relè a bassa corrente.
Condensatori C1 e C2 a 47 μF, C3, C4 100 μF, C5 e C6 470 μF. La tensione operativa dei condensatori è di almeno 50 V. Il trasformatore Tr2 è adatto a chiunque abbia una potenza non superiore a 20 W con una tensione secondaria di 20 ... 25 V. Il ponte raddrizzatore può essere assemblato da diodi separati, ad esempio il diffuso 1N4007 o 1N5408.
Il trasformatore di saldatura è realizzato su un circuito magnetico da un LATRA bruciato di 2,5 A. Dopo aver rimosso il vecchio avvolgimento, il ferro viene avvolto in almeno tre strati di vernice. Alle estremità del circuito magnetico, prima di avvolgere il tessuto verniciato, vengono installati anelli di cartone elettrico sottile, che sono piegati lungo i bordi esterno e interno dell'anello. Ciò impedisce la distruzione del tessuto laccato durante l'avvolgimento e le successive operazioni.
L'avvolgimento primario viene eseguito con un filo con un diametro di 1,5 mm, è meglio se il filo è con isolamento in tessuto, che migliora le condizioni di impregnazione dell'avvolgimento con vernice. Per l'impregnazione, è possibile utilizzare la vernice KC521 o simili. Il numero di giri è mostrato nella Figura 2b. Usando i rubinetti, è possibile effettuare una regolazione approssimativa della corrente di saldatura. Tra gli avvolgimenti primario e secondario viene avvolto uno strato di nastro di cotone, dopo di che la bobina viene impregnata di vernice.
L'avvolgimento secondario è realizzato con filo a trefoli in isolamento di silicone con un diametro di 20 mm e contiene 4 ... 7 giri. Area del filo non inferiore a 300 mq. Alle estremità del filo sono installati dei golfari che devono essere saldati per un migliore contatto. È possibile eseguire un avvolgimento secondario con un fascio di più fili più sottili. L'area totale deve essere almeno specificata e tutti i fili devono essere avvolti contemporaneamente. Questo design del trasformatore fornisce una corrente di saldatura fino a 1500 A. La tensione a circuito aperto è 4 ... 7 V.
Il meccanismo di saldatura - contatto viene eseguito secondo la natura del lavoro eseguito secondo uno degli schemi noti. Molto spesso si tratta di pinze per saldatura. La pressione creata dal meccanismo è di circa 20 kg / cm2. Più precisamente, questo sforzo è selezionato in modo pratico. I contatti sono realizzati in rame o bronzo al berillio. Allo stesso tempo, la dimensione dei cuscinetti di contatto dovrebbe essere il più piccola possibile, il che garantisce un migliore nucleo di saldatura.
I progetti amatoriali per la saldatura a punti possono ora essere trovati molto. Tutto entra in gioco. Ad esempio, uno dei progetti si basa sui trasformatori di potenza TS270 di vecchi televisori a colori a tubo. Per creare tale installazione, erano necessari sei trasformatori. Appaiono anche circuiti controllati da microprocessore, ma il significato generale delle strutture rimane invariato: creare un impulso a breve termine della corrente di saldatura e una forza di serraggio sufficiente nel sito di saldatura.
Boris Aladyshkin
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