Схема таймера для точечной сварки

Сварочный инвертор своими руками. Таймер реле времени для точечной сварки Таймер для контактной сварки на ардуино nano

Для точечной сварки нужен импульс тока в несколько сотен ампер. Часто в качестве источника тока используют трансформатор от микроволновки. Я не хотел связываться с трансформаторами из-за их гигантского размера и веса, а в качестве источника возьму пару ионисторов емкостью 3000 Фарад.

Мощность сварки выбирается в зависимости от толщины никелированной ленты. Для соединения аккумуляторов используют лены толщиной 0.1 мм — 0.3 мм.

Схема точечной сварки на ионисторах и мосфетах.

Одновибратор на таймере 555 по нажатию на зеленую кнопку формирует одиночный импульс. Переменный резистор на 10к позволяет регулировать длительность импульса от 10 до 35 мс. Импульс с большей длительностью вызывает локальный перегрев места сварки и ухудшает качество соединения.

Сформированный импульс поступаем на драйвер силовых транзисторов TC4420, может резко открыть или закрыть сборку из силовых ключей IRF1324.

Вольт-амперная характеристика транзистора IRF1324

По вольт-амперной характеристике понятно, что при напряжении 5 В один транзистор может выдать ток более 100 А. Сборка из 4-х мосфетов выдаст токи примерно в 500 А.

Для более резкого срабатывания силовых ключей на затворах желательно формировать напряжение 10 — 12В. Это сокращает переходные процессы и уменьшает нагрев транзисторов.

Для повышения напряжения с 5 В до 12 В возьму готовый DC-DC бустер. На выходе бустера обязательно нужен конденсатор на 470 — 1000 мкФ. Именно он питает схему в момент сварки, а диод, расположенный в бустере не дает конденсатору быстро разрядится при замыкании сварочных электродов.

Блок питания на 5 В 3 А подзаряжает ионисторы в перерывах между сварочными импульсами.

Прототип платы, собранный на макетной плате.

CapWelder — точечная сварка на ионисторах своими руками

Для точечной сварки нужен импульс тока в несколько сотен ампер. Часто в качестве источника тока используют трансформатор от микроволновки. Я не хотел связываться с трансформаторами из-за их гигантского размера и веса, а в качестве источника возьму пару ионисторов емкостью 3000 Фарад.

Мощность сварки выбирается в зависимости от толщины никелированной ленты. Для соединения аккумуляторов используют лены толщиной 0.1 мм — 0.3 мм.

Схема точечной сварки на ионисторах и мосфетах.

Одновибратор на таймере 555 по нажатию на зеленую кнопку формирует одиночный импульс. Переменный резистор на 10к позволяет регулировать длительность импульса от 5 до 30 мс. Импульс с большей длительностью вызывает локальный перегрев места сварки и ухудшает качество соединения.

Сформированный импульс поступает на драйвер силовых транзисторов TC4420, который может резко открыть или закрыть сборку из силовых ключей IRF1324.

Вольт-амперная характеристика транзистора IRF1324

По вольт-амперной характеристике понятно, что при напряжении 5 В один транзистор может выдать ток более 100 А. Сборка из 4-х мосфетов выдаст токи примерно в 500 А. А при 7.5В более 1000 А

Для более резкого срабатывания силовых ключей на затворах желательно формировать напряжение 7 — 12В. Это сокращает переходные процессы и уменьшает нагрев транзисторов.

Для повышения напряжения с 5 В до 12 В возьму готовый DC-DC бустер. На выходе бустера обязательно нужен конденсатор на 470 — 1000 мкФ. Именно он питает схему в момент сварки, а диод, расположенный в бустере не дает конденсатору быстро разрядится при замыкании сварочных электродов.

Блок питания на 5 В 3 А подзаряжает ионисторы в перерывах между сварочными импульсами.

Прототип платы, собранный на макетной плате.

Принцип работы

Данное реле времени для точечной сварки сможет осуществлять включение и выключение устройства в заданном режиме с определенной периодичностью на постоянной основе. Если говорить попроще, то оно осуществляет смыкание и размыкание контактов. При помощи датчика поворота производится настройка промежутков времени в минутах и секундах по истечению, которого необходимо включить или отключить сварку.

Дисплей служит для отображения информации о текущем времени включения, периоде воздействия на метал сварочного аппарата, количестве минут и секунд до включения или выключения.

Трансформатор

Трансформатор взят от усилителя мощности звука на 500 ватт. Площадь сечения магнитопровода — 23 см/2. При небольших размерах трансформатор имеет значительную мощность. Вторичную обмотку необходимо перемотать. Она должна состоять из 2 метрового провода сечением 35мм/2 (10 мм изоляцией). Размеры окна 46.5 х 9,5 мм позволили уместить четырех витка провода. Они дают 2.6 В и почти 1000 А тока короткого замыкания. Этот трансформатор в сравнении с трансформатором от микроволновой печи имеет то преимущество, что нет необходимости в установке вентилятора охлаждения. Многочисленные отверстия в корпусе обеспечивают пассивное охлаждение.

Изготовление механической части

Силовая часть самодельной точечной сварки готова, теперь можно приступать к изготовлению механической части (клещи). В принципе большая часть материалов у меня валялись в гараже, поэтому как говорится, лепил из чего было. В качестве основы был использован стеклотекстолит толщиной 5 мм. Для изготовления клещей был использован латунный шестигранник.

Электродами для самодельной точечной сварки послужило жало от паяльника диаметром 6мм (более тонкое использовать нет смысла, поскольку оно быстро перегорает), заточенное на конце.

Электроды в латунном шестиграннике фиксируются болтами М6.

Особое внимание необходимо уделить всем контактам, они должны быть очищены от окислов и надежно соединены.

Надеясь на то, что самодельный аппарат точечной сварки готов, я решил проверить его работоспособность. Вставил крест-накрест два прутка из нержавейки диаметром 3 мм., включил аппарат, но чуть передержав, проволока просто напросто переплавилась. Я понял что, для моих целей этого не достаточно и аппарат необходимо снабжать реле времени, который бы включал аппарат на заданное время.

Сборка

Корпус изготовлен из корпусных деталей ATX блок питания. На концах проводов вторичной обмотки установлены медные кольца зажимов. Рычаг их алюминиевого уголка 2 x 2 см, он играет очень важную роль в процессе отвода тепла от электродов — это позволяет выполнять больший по протяжённости шов за определённый отрезок времени. Электроды соединены с обмоткой медными проводами около 3,5 мм в диаметре. Это прямое соединение обеспечивает хороший электрический контакт. Электроды могут быть установлены под любым углом, провода могут быть несколько увеличенной длины. Способ крепления предотвращает сдвиг или смещение электродов даже под сильным давлением. Рабочая длина рычага — 24 см.

Электрическая схема макет печатной платы

Два синих светодиода, соединенные последовательно, начинают светится как раз при напряжении в 5 В. Из них получился индикатор готовности аккумуляторов. Я добавил желтый индикатор контакта электродов. Сделал схему и развел плату в редакторе EasyEDA

Схема на SMD компонентах

Точечный сварочник своими руками

Точечная сварка – очень удобная штука в хозяйстве. С помощью этого аппарата можно легко и быстро сваривать листовой металл, крепить контакты к батарейкам и многое другое. Сваривание происходит за счет двух электродов, которые при замыкании в точке касания образуют настолько высокую температуру, что плавится даже сталь. В этой инструкции мы рассмотрим, как сделать небольшой аппарат для точечной сварки. Размерами он небольшой, все элементы поместились внутри компьютерного блока питания. Электроды у автора установлены таким образом, что при сваривании образуется сразу две точки. Собирается все довольно просто, а материалы легко доступны.
В качестве основы используется трансформатор, а также таймер-модуль. При нажатии на кнопку пуска устройства таймер включает сварку на короткое время, в итоге получается сварочная точка. При желании вы можете настроить прибор на любой промежуток времени, если металл толстый, таймер можно отрегулировать на более продолжительное время. Итак, приступим.

Материалы и инструменты, которые использовал автор: Список материалов:

— таймер-модуль; — трансформатор (у автора на 800 Ватт); — винтовые зажимы для проводов; — медный провод толщиной 1.7 мм; — силовой провод (8 мм); — блок питания на 12В, 0.5А; — выключатель; — старый блок питания от компьютера; — термоусадка; — крепежные уголки; — деревянный брусочек; — пружина; — пластиковые хомуты; — винтики с гайками и другие мелочи.

Процесс изготовления сварочного аппарата:

Шаг первый. Подготовка корпуса

В качестве корпуса автор использовал старый компьютерный блок питания. Весь его разбираем и извлекаем все содержимое. Вам нужно будет оставить только одну «розетку», с помощью нее будет подавать питание.

В завершении установите выключатель, автор его монтирует в то место, где раньше была розетка. Крепим изнутри выключатель с помощью горячего клея.

Ну а далее собираем все так как на схеме.

Еще вам нужно установить на конце рычага пусковую кнопку. Под нее сверлим отверстие в рычаге и устанавливаем на горячий клей или другим способом. А чтобы провода не болтались, фиксируем их пластиковыми стяжками.

Все, что вам останется, это сделать электроды. Для их изготовления автор использовал провод толщиной 1.7 мм. Электроды нужно скрутить так, как вино на фото. Кончики проводов автор затачивает при помощи дремеля.

Шаг шестой. Аппарат готов, тестируем!
Первым делом вам нужно отрегулировать таймер, чтобы он включался на нужное время. Если этот параметр будет большим, металл будет прожигаться, а если слишком маленьким, сталь будет плохо свариваться.

В качестве демонстрации автор вполне успешно приваривает с помощью устройства контакты к аккумулятору. Также отлично свариваются тонкие стальные пластины. Устройство получилось удобным, простым и стоит затраченных усилий. На этом все, удачи!

Источник

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Корпус и механическая сборка

В собранном виде получился вполне работоспособный аппарат для точечной сварки. Я установил плату управления на сборку из ионисторов.

Заводская плата и смонтированные SMD компоненты
Чтобы скрыть потроха — замоделил крышку корпуса во Fusion360 и напечатал её на 3d принтере. Новая версия немного отличается, т.к. сделана под заводскую плату.

Собранный споттер на ионисторах.

Один ионистор на 3000 Ф обошелся примерно 1900 руб. Весь споттер стоит значительно дешевле даже китайских сварочников.

Функционал споттера достаточен для домашней мастерской. Однако, можно добавить отложенный автозапуск при касании электродами ленты. Также можно добавить дисплей для индикации параметров и выборов режимов работы. Еще можно сделать двойной импульс сварки.

Если вам понравился проект — поддержите автора! Это мотивирует на создание полезных самоделок!

Также вы можете заказ комплект для самостоятельной сборки CapWelder со всеми необходимыми материалами, кроме ионисторов и блока питания. Их можно заказать самостоятельно по ссылке.

Заказать комплект за 1900 руб

или заказать готовую плату на SMD компонентах

Заказать плату SMD за 1490 руб

В посылке с комплектом будут все компоненты, в т.ч. печатная плата, корпус и все элементы кроме ИОНИСТОРОВ и блока питания. Вырученные средства пойдут на на закупку материалов для новых проектов, оборудования для съемки, содержание сайта и доменного имени.

Таймер

Концевой выключатель активируется штырем, прикрепленным к верхней части рычага электрода, который запускает Таймер. Таймер имеет простую схему, содержащуюся в структуре N-канального транзисторного модуля 2N4093. Первый таймер установлен постоянно на 1 секунду. После этого, отпирается второй таймер, который имеет потенциометр для регулировки времени сварки, в RC-цепи. Таймер работал безупречно при моделировании, но в реальности там были проблемы и пришлось сделать небольшие изменения в схеме, которая, в свою очередь, не работает в симуляции. Предполагалось, что BT138 (12 A) слишком слаб для этой работы, но было сделано много пробных сварных швов и он все еще работоспособен.

Безопасность

Во время работы одевайте защитные очки. Даже если ток включается и выключается, когда электроды прижимаются к материалу, всегда есть шанс, что кусок расплавленного металла может брызнуть в каком-то направлении. Корпус изготовлен из металла и является основой для трансформатора и рычага с электродом, однако случайное касание к нему не является опасным. В данном случае я применил двойную изоляцию. Во-первых, симистор изолирован от радиатора, а радиатор крепится к корпусу через пластиковые распорки. Однако, пожалуйста, используйте только заземленную розетку для вашей же собственной безопасности.

Результаты

Сварочный аппарат легко справляется с листами 2 x 0,75 мм – шов не может быть разорван на части, без вырывания металла. Возможно, если электроды будут толще и заостренные на концах, можно будет производить сварку более толстых листов. Алюминиевые кронштейны довольно хорошо проводят тепло от электродов, поэтому сварка может производиться без больших волнений по поводу перегрева и плавления изоляции проводов. Схема, печатная плата, файл прошивки, исходники и т.д. – всё в архиве для скачивания.

Форум по сварочному оборудованию

• САМОДЕЛЬНЫЙ ТОЧЕЧНЫЙ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ
• СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ ИЗ МИКРОВОЛНОВКИ
• АППАРАТ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ ДЛЯ ЛИТИЕВЫХ АКБ