Аппарат точечной сварки своими руками

Хочу поделиться своим опытом создания аппарата точечной сварки своими руками. Как и большинство подобных самоделок, исходниками послужили трансформатор микроволной печи и медный кабель для стартера.

Для включения я использовал полупроводниковое реле Fotek SSR-40DA DC. Первое с чего нам нужно начать, это извлечь трансформатор из микроволновой печи и заменить вторичную обмотку.

Итак микроволновая печь (около 1050 Вт потребляемая мощность) препарирована. В дополнение к трансформатору(слева), я получил еще несколько полезных в хозяйстве вещей.
Вторичная обмотка распилена. На фото вы видите еще одну(красная) я ее удалю позже. После распила старая обмотка легко удаляется зубилом, но будьте осторожны, не повредите сердечник.

Скажу на перед, первоначальные испытания с использованием 700 Вт 12 V автомобильного кабеля не дали удовлетворительных сварных швов. Основную толщину там составляет не медь(как может показаться по фото) а изоляция.

Возможно, мне стоило поискать другой кабель, но я решил обходиться тем что есть под рукой и просто удалил большую часть изоляции. Минимизация резистивных потерь для нас является ключевым фактором.

 

После доработки, мой кабель удалось обернуть еще в несколько витков. Это увеличило напряжение и уменьшило резистивные потери. При тестировании я получил 4.6v на вторичке.

Один конец вторичного кабеля уходит на корпус, где он будет заземлен на теле сварщика, а затем переходит к неподвижной части. Верхняя часть клещей подвижна. Для уменьшения износа вторичного кабеля он закручен в форме спирали. Пластиковая ручка изолирует рабочую часть от пользователя.

Вид споттера с другой стороны. Я не нашел медных трубок, которые бы идеально подходили, поэтому это не идеальное решение. Кабель идет внутри трубок почти по все длине для уменьшения потерь. Для использования я рекомендую продумать установку сменных медных электродов.

Установлен 230 V AC вентилятор для охлаждения. Работает на выдув.
Я хотел автоматизировать время сварки, поэтому я сделал простую регулировку длительности импульса из некоторых компонентов, которые уже были у меня в наличии.

Список деталей:

• Резистор 1 кОм (R4)
• Резистор 9 кОм (R1)
• Резистор 40 кОм (R2)
• Переменный резистор 10 кОм (VR1)
• 3x Конденсатор 10 V 10 мкФ (можно поставить дополнительную конденсатор параллельно с С2, чтобы сделать импульс больше) (C1, C2)
• CD4093BC Триггер Шмидта с двумя логическими входами

Переменный резистор VR1 контролирует тайминги. Высокое разрешение резистора необходимо для больших импульсов сварки, при которых VR1 близко к R2. R1 и R2 используются для настройки диапазона делителя напряжения. Конденсатор С2 также заряжается через R1. Диапазон делителя напряжения должны быть такими, чтобы на максимуме, сварка работала непрерывно (удерживая кнопку нажатой) и на минимуме давала самый коротки импульс, который нужен. Если получаемые короткие импульсы сварки слишком большие, емкость конденсатора С2 можно увеличить. Это также позволит делать очень длинные импульсы, если нужно. Удвоение емкости должны удвоить время.

Грубое выражение, как напряжение на конденсаторе С2 поднимается после нажатия кнопки в момент времени t = 0 определяется по формуле:

где R сопротивление и С емкость элемента. RVR1 является номинальным сопротивлением переменного резистора, а не текущим значением. Первая половина переменного сопротивления VR1 и вторая половина VR1 + резистор R2 выступать в качестве делителя напряжения, который питает разделенный VC2 на триггер Шмитта(который номинально 3,3 V) для окончания импульса.

Первоначальная версия схемы требовала около секунды, чтобы восстановиться для следующего импульса. Резистор R4 был добавлен, чтобы исправить эту ситуацию. Это быстро разряжает конденсаторы, когда кнопка отключает цепь от источника питания.

Для безопасности схема получает питание через кнопку. Это позволяет контролировать работу, даже если IC или другая часть схемы выйдет из строя. Шум в схеме может быть проблемой для длительных импульсов, где может влиять на время сварки. Таймер не синхронизирован с AC, так что время импульса может также изменяться под воздействием работы твердотельного реле.

Сборка продолжается. Подумав, я заземлил все открытые участи корпуса.

Добавлено управляющее реле(справа) и блок питания на 5V.

Сварочный аппарат готов. Добавлю, что для качественной сварки нагрузка на свариваемые детали должна быть ~70кг + необходимо предусмотреть использование сменных сварных электродов. Но для не регулярного использования результат меня вполне устроил.