Как варить клещами контактной сваркой

Сварочные клещи. Соединяем металл в одно касание

Для контактной сварки важным фактором считается геометрическая точность места выполнения сварного соединения. Эту, а также ряд других функций – например, удобство фиксирования заготовок — успешно выполняют сварочные клещи. Сегодня, мы расскажем вам о принципе работы и критериях выбора этого инструмента.

Конструкция и виды клещей

Ручные сварочные клещи для контактной сварки включают в себя:

1. Корпус, в которым рассматриваемая оснастка подключается к сварочному трансформатору.
2. Поворотный рычаг с зажимом для верхнего электрода.
3. Зажимной узел нижнего электрода.
4. Ручку, на которой смонтированы органы управления. Для более мощных типоразмеров клещей предусматривается педальное включение. Вторая, боковая, ручка предназначается для удержания инструмента во время сварки.
5. Система контроля и управления на базе различного типа реле — прерывателей сварочного тока.
6. Удлинитель или передник, если требуется производить сварочные работы на некотором удалении от трансформатора.

Хотя электроды и не входят в комплект, но все технические характеристики выпускаемых сварочных клещей ориентируются на определённый тип и диаметр расходного материала.
Наличие такого инструмента существенно снижает трудоёмкость производства сварки, поскольку при работах, производимых в различных местах, нет необходимости передвигать массивный сварочный трансформатор. Именно поэтому сварочные клещи для контактной сварки особенно популярны в авторемонтных мастерских, выполняющих кузовные ремонтные работы.

Классифицируются сварочные клещи по следующим признакам:

• По способу установки. Подвесные клещи популярны при промышленном выполнении контактной электросварки в больших объёмах, в то время как ручные, более компактные, лучше для сварки в труднодоступных местах.
• По приводу зажима электродов, который может быть ручным или пневматическим.
• По принципу привода. Автоматические клещи срабатывают по управляющему сигналу от реле, которое включается при достижении определённого усилия сжатия электродов. Механизированные исполнения приводятся в действие педалью или нажатием кнопки на рукоятке.
• По способу охлаждения электрододержателя. Используя для контактной сварки большие сварочные токи, эффективнее использовать воду, в остальных случаях охлаждение производится при помощи воздушной струи.
• По производительности. Сварочные клещи с водяным охлаждением способны обеспечить темп работы сварщика на уровне 500…700 точек в час, а клещи с воздушным охлаждением – не более 60…70.

Разновидностью сварочных клещей являются споттеры – приспособления, обеспечивающие ручной зажим электродов. Они применяются при контактной сварке небольших деталей.

Как работать со сварочными клещами?

Наличие сварочных клещей устраняет основную проблему контактной сварки – необходимость подвода к рабочей зоне больших значений тока при одновременном обеспечении мобильности передвижения сварщика. Сварочная проволока в подобных ситуациях неприемлема, поэтому следует использовать только электроды.
Особые требования предъявляются к корпусу: он должен обеспечивать безопасную передачу мощности, надёжность фиксации обеих зажимных узлов и удобство пользования. Поэтому сварочные клещи промышленного применения обычно снабжаются крепёжным узлом, при помощи которого они прикрепляются к более жёсткой из свариваемых деталей.

Подготовку к сварке с использованием сварочных клещей начинают с установки электродов в зажимных узлах. Чаще используется клеммный, более надёжный зажим. Важнейшей характеристикой оснастки является вылет – расстояние от оси поворота подвижного зажима до оси электрода. Величина вылета определяет максимальное расстояние от кромки свариваемого изделия. В большинстве конструкций оснастки вылет является величиной переменной, и варьируется в пределах 125…500 мм. Это повышает функциональность приспособления.

Вылет может регулироваться плавно и ступенчато. В более дешёвых конструкциях величина вылета изменяется переустановкой электрододержателей в требуемые пазы или отверстия на корпусе. В сварочных клещах с автоматическим приводом регулировка вылета иногда производится при помощи плунжера, выдвигаемого при помощи сжатого воздуха. Популярности у сварщиков такие устройства, однако, не получили: клещи становятся тяжелее, а для стабильности подачи воздуха требуется ресивер, что делает оснастку более громоздкой.

Определившись с величиной вылета, клещи устанавливают в необходимом месте и включают подачу тока. Реле обеспечит подачу тока к электродам при обеспечении требуемого усилия сжатия. Поставив очередную сварочную точку, педалью или рукояткой отключают питание, после чего перемещают инструмент в новое положение.

Как выбирать типоразмер сварочных клещей?

Промышленно производимые конструкции ориентированы на строго определённое напряжение – 220 В или 380 В также параметрами выбора служат:

• Ориентировочная часовая производительность контактной сварки.
• Максимально допустимый вес сварочных клещей (от 7…8 до 12…15 кг; в последнем случае конструкцией предусматривается крепление оснастки).
• Конструкция узла зажима электродов (клеммный зажим надёжнее резьбового).
• Способ охлаждения. Например, клещи с водяным охлаждением снабжаются внешней охлаждающей камерой, которая увеличивает габариты устройства.
• Характеристики электродов, на которые рассчитывается инструмент.
• Способ подсоединения к кабелю.

Стоит упомянуть о ряде предлагаемых опций, которые функциональность клещей не повышают. В частности, предлагаемый иногда контроллер длительности времени дугового разряда сварщиками используется редко, зато увеличивает трудоёмкость подготовки всего комплекта оборудования к работе. При выборе стоит обратить внимание на суммарное энергопотребление: если оно превышает 400…450 кВт, то целесообразно остановить выбор не менее энергоёмком варианте.

При большом производстве лучше выбирать сварочные клещи для контактной сварки, которые позволяют одновременно производить сварку нескольких десятков точек. Такой инструмент выпускается двух типов – последовательного и параллельного. Производительность повышается также и при использовании сварочных клещей подвесного типа.

Из практики известно, что ручные сварочные клещи целесообразнее использовать для контактной сварки листов толщиной до 1…1,2 мм, а с механизированным зажимом электродов – для более толстолистовых изделий.

Источник

Конструкция и принцип работы клещей для контактной сварки

Сварочные клещи являются наиболее распространенным инструментом для сварки. Существует множество различных соединений, но предпочтительнее всего использовать этот вариант, ведь он имеет определенные преимущества. К примеру, нет необходимости использовать профессиональное оборудование и прибегать к покупке специфических элементов. Технология самого процесса является простой: от специалиста требуется осуществить нагревание металла, используя лишь электрический ток. При пропускании электричества через некоторую зону для обеспечения сварки изделия соединяются между собой, образуя прочное и надежное устройство.

Разновидности сварочных клещей.

Сварочные клещи требуют соблюдения следующих условий:

1. Качественная подготовка поверхностей, которые требуется соединить. Осуществляется она еще до проведения основных работ.
2. Расчет силы электрического тока, необходимой для совершения действия.
3. Время, в течение которого осуществляется воздействие на нужную поверхность в целях ее быстрого скрепления с другим объектом.
4. Сила, с которой необходимо сжимать свариваемые детали для лучшей их сцепки.

В такой ситуации клещи для контактной сварки представляют собой отличный вариант, ведь только они сочетают в себе все необходимые характеристики.

Устройство

Устроены они достаточно просто и состоят из следующих деталей и узлов:

• трансформаторный источник рабочего тока;
• захват, который дает возможность подведения электродов с двух сторон свариваемых деталей;
• контактные электроды;
• провода;
• система управления.

Трансформатор преобразует сетевое напряжение, понижая его. Его вторичная обмотка состоит из нескольких витков из толстой медной шины, выдерживающей ток в тысячи ампер. Напряжение с вторичной обмотки подается на массивные электроды, имеющие заостренные концы. Они прикладываются с двух сторон к соединяемым листовым заготовкам и плотно прижимаются к ним вручную или пневмоприводом.

По команде оператора система управления через реле замыкает цепь, и на электроды полается короткий импульс. Ток начинает течь через электроды и обе заготовки, быстро разогревая и оплавляя тонкий металл в зоне контакта. Под действием усилия зажима оплавленные зоны соединяются в единое целое и кристаллизуются.На заготовках образуется точечное соединение.

Сварочные зажимные клещи переносят к следующей точке сварки и процесс повторяется. Так формируется линия шва точечной сварки. Диаметр проплавленного пятна определяется размером электрода, силой тока и временем импульса.

Устройство и принцип работы

По принципу строения клещи для сварки схожи с обычными плоскогубцами, только к зажимным пластинам добавлены электроды, а к ручкам — провода. Сварочные клещи любого образца состоят из:

• Источника тока.
• Пускового механизма.
• Электродов.
• Двух проводников из кусков кабеля большого сечения.
• Поворотного рычага с зажимным механизмом.

Для питания такого устройства требуется мощный источник электротока, который работает от напряжения 380 В. С этой функцией справляется обычный трансформатор, иногда с усиленной вторичной обмоткой.

Не менее важной составной частью инструмента для работы с контактной сваркой являются электроды. Изготавливают их из сплавов на основе меди, легированной хромом, кобальтом, кадмием или другими химическими элементами. Такие электроды обладают требуемой прочностью, термоустойчивостью и довольно низкой электропроводностью, что обеспечивает добротное выполнение точечных соединений.

Чтобы образовать плотную сварочную точку клещами для сварки, необходимо после подачи электротока с усилием сжать ручки устройства. Для удобства сжатия ручки клещей часто бывают длинные.

Преимущества оборудования

Клещи для точечной сварки дают следующие преимущества:

• большая скорость работы;
• отсутствие необходимости в расходных материалах: плавящихся электродах, присадочных прутках, защитных газах;
• высокая прочность шва;
• малая масса и габариты сварочного аппарата;
• возможность создания герметичного соединения путем размещения по линии шва перекрывающихся сварочных пятен.

Контактную сварку широко используют для соединения тонколистовых заготовок, создании корпусов, сеток из арматуры, воздуховодов, емкостей для сыпучих продуктов и сосудов низкого давления. Применяет такая технология и при сборке и ремонте автомобильных кузовов. Самые миниатюрные сварочные клещи используют при сборке кожухов в приборостроении.

Своими руками

Клещи для контактной сварки металла удовольствие не из дешевых. Цена как на ручные, так и на автоматические клещи варьируется от 7-10 тысяч рублей и выше. Но не все хотят тратить даже такую сумму. В этом случае можно изготовить инструмент своими руками. Для этого следует выполнить несколько шагов:

• Из металлической арматуры или тонких полосок металла сформировать сами щипцы. В качестве центральной оси разместить сильный диэлектрик, чтобы предотвратить возможное замыкание контакта.
• Просверлить отверстия под крепления электродов.
• Сделать или выточить сами электроды, например, использовать жала старых паяльников.
• Протянуть и закрепить необходимые на устройстве провода. Обязательно использование кабеля большого сечения.

• Обеспечить безопасность работы с агрегатом. Ручки обмотать изоляционным материалом.
• Подобрать блок питания. Для этого пойдет любой трансформатор. Можно параллельно установить два трансформатора, что позволит, в свою очередь, увеличить мощность агрегата вдвое.
• Сделать пусковой механизм. На корпусе ручных клещей устанавливается включатель. Для подвесных моделей характерно крепление пускового механизма к прижимной рукояти.
• Проверить все крепления и соединения, чтобы убедиться в качестве проделанной работы и избежать неприятных ситуаций.

Данные пояснения к процессу самостоятельного изготовления клещей для сварки помогут избежать возникновения опасных ситуаций при создании и последующей работе с конструкцией.

Сварочные клещи для точечной сварки — полезное и довольно простое по конструкции оборудование. Перед покупкой следует внимательно изучить все характеристики выбранной разновидности. Необходимо помнить, что высокая цена не гарантирует желаемое качество. Агрегат для контактной сварки станет отличным подспорьем в работе, а приобрести его можно как в магазине, так и изготовить самостоятельно из подручных материалов.

Важные параметры выбора

Выбирая аппарат, необходимо принимать во внимание их основные характеристики:

1. Рабочий ток. Он определяет толщину соединяемых заготовок. При максимальном токе 3500А толщина соединяемых деталей до 1 мм. Ток в 6000А позволит иметь дело с заготовками до 4 мм.
2. Вылет электродов. Определяет размеры заготовки со стороны шва и отстояние линии шва от края.
3. Материал электродов. Применяются медные сплавы с присадками: Be, Cd, Cr и другими. Они способствуют увеличению срока службы электрода, повышая его прочность и снижая необходимость частого затачивания.
4. Масса устройства. Сварочные клещи для выполнения точечной сварки рассчитаны на частое применение, поэтому слишком массивный агрегат будет приводить к быстрому утомлению работника и снижать производительность его труда.

Важно также учитывать тип привода прижима электродов, возможность их охлаждения, ток холостого хода, диапазон настройки длительности импульса и некоторые другие параметры.

Особенности выбора

Перед тем, как решиться купить инструмент для контактной сварки, необходимо знать критерии выбора качественного агрегата:

• Рабочее напряжение и силу электротока. Все устройства рассчитаны на определенное напряжение — 220 В или 380 В.
• Вылет электродов — расстояние между электродами и корпусом агрегата. Чем он больше, тем дальше от края можно сваривать детали.
• Тип зажима электродов. Клеммное крепление или резьбовое.
• Вес сварочного агрегата.
• Производительность.

Помимо этого стоит обратить внимание на энергопотребление конструкции и возможные дополнительные свойства, которые не всегда добавляют пользы.

Определившись с указанными параметрами, а также тщательно изучив желаемую модификацию устройства, можно смело оформлять покупку.

Установлено, что для работы с тонким листовым металлом эффективнее применять ручные клещи, а с толстыми листами — механизированные.

Питание

В качестве источника рабочего тока применяются мощные понижающие трансформаторы. Они преобразуют сетевое напряжение переменного тока 220 или 380 вольт. Вторичная обмотка представляет собой толстую медную шину или разрезной диск из меди. Напряжение холостого хода равно 2-5 вольтам.

Рабочий ток для разных моделей колеблется от 2 до 35 тысяч ампер.

Несмотря на большой вес сварочного источника, его размещают в одном корпусе с аппаратом на минимальном расстоянии от электродов. Это делается для того, чтобы избежать потерь энергии при передаче сверхмощного тока на значительное расстояние.

Наиболее мощные устройства работают со специального подвеса, их масса уже не имеет такого решающего значения, как для ручных устройств.

Разновидности оборудования

Устройства принадлежат к одному из следующих видов:

Ручные клещи для контактной сварки имеют ограниченную мощность и внешним видом напоминают плоскогубцы с электродами на рабочих концах. К ним подходят мощные провода от источника тока. Изолированные рукоятки взводят расположенную на оси спиральную пружину, которая прижимает электроды с заданной силой. Такой аппарат можно подносить к заготовкам под различными углами.
Такие клещи имеют небольшую массу до полутора килограммов, источник тока весит около 15-ти. Это позволяет свободно перемещать их вдоль заготовки и по цеху. Их используют и при ремонте кузовов транспортных средств.

Настольные модели крепятся на рабочих столах. Заготовка подносится к ним той стороной, где нужно выполнить точечный шов.

Подвесные сварочные аппараты устанавливаются на прочных кронштейнах. Подвес имеет несколько степеней свободы и уравновешен мощными пружинами. Это освобождает сварщика от удержания на весу больших масс оборудования.

Электроды для контактной сварки

Для формирования качественной контактной сварки необходимо использовать специфические сварочные атрибуты (электроды), без которых невозможно выполнить процесс. Для этой цели лучше всего применять прямые электроды, которые позволят создать идеальное контактное соединение. Изготавливаются они из тонких прутов, имеющих диаметр 12-40 мм. Хвостики таких изделий могут быть двух типов: в виде цилиндров и конусов. Одинаково хорошо применяются и те и другие, ведь их следует зафиксировать в специальном гнезде для рукоятки с помощью особых зажимов или конусных резьбовых соединений.

Крепление же сварочных электродов, обладающих сменной рабочей частью, осуществляется с использованием накидных гаек.

Подобные изделия выполняются с применением сплавов на основе меди, имеющих в своем распоряжении довольно большой срок службы и отличные эксплуатационные характеристики. Медь легируется при помощи хрома, кадмия, бериллия и других схожих элементов. Небольшое электрическое сопротивление и жароустойчивость делают электроды такого типа незаменимыми помощниками в любой сварке. Они в полной мере справляются с основными задачами, создавая контакт при сварке двух разных поверхностей.

Подвесная модель

Этот вид оборудования используется в крупных ремонтных центрах и на промышленных предприятиях c серийным производством, выполняющим большое количество однотипных операций.

Самые совершенные модели снабжаются уравновешенным подвесом с гироскопом, стабилизирующим положение устройства в пространстве. В корпусе размещен мощный трансформаторный источник тока и автоматизированный блок управления, контролирующий силу тока, прижимное усилие и продолжительность импульса.

Производительная пневмосистема обеспечивает быстрое подведение электродов к заготовке, прижим с заданной силой и быстрое отведение. Пневмосистема питается от общецеховой магистрали сжатого воздуха или от отдельного компрессора.

Удобная рукоять позволяет точно наводить устройство на место сварки и нажатием кнопки давать команду на импульс.

Производители

Выбирая изготовителя клещей для точечной сварки, нужно учитывать время его присутствия на рынке и общую репутацию. Фирмы с долгой историей дорожат своим добрым именем, используют для производства своей продукции самые передовые научные разработки и технические решения, применяют только качественные материалы.

Такой аппарат будет стоить существенно дороже, если сравнить его с продукцией малоизвестных фирм. Последние для удешевления продукции стремятся максимально упрощать конструкцию в ущерб долговечности и даже безопасности.

Процедурами контроля качества материалов, комплектующих и готовой продукции на этих предприятиях также часто пренебрегают. В результате недорогое изделие служит недолго и требует ремонта или замены. В этот момент выясняется, что сервисная сеть этого поставщика в стране не развита. Если планируется большой объем работ, лучше заплатить дороже и отдать предпочтение продукции проверенных временем поставщиков.

Среди российских производителей выделяется компанию Калибр, среди зарубежных- ESAB, Huter, Tecna.

Самодельные

Начинают изготовление контактных клещей своими руками с основы конструкции. Для этого берут полосовую сталь толщиной 3-5 мм и шириной 20мм или круглый пруток в 12-16 мм. Из нее выгибают две половинки клещей. В середине следует предусмотреть отверстие для оси. Ось должна проходить через непроводящую втулку из гетинакса или фторопласта. Это позволит избежать электрического контакта между держателями электродов.

На концах сверлят отверстия для установки медных электродов. Концы пластин подгибаются таким образом, чтобы электроды сходились, двигаясь по одной линии. С других концов разделываются, обжимаются и пропаиваются кабели.

На рукоятки надевают отрезки резинового шланга. Это изолирует руки сварщика от токоведущих частей и повысит удобство работы.

Если клещи для выполнения контактной сварки планируется установить неподвижно и подносить к ним заготовки, одна ручка фиксируется к рабочему столу, а на другую надевают трубу — удлинитель для усиления прижима.

С трансформатора достаточной мощности снимают вторичную обмотку и заменяют ее двумя-тремя витками сварочного провода или медной жилы подходящего сечения. Управлять сварочным импульсом можно через ножной выключатель, подключенный через силовое реле.

Клещи для сварки, сделанные самостоятельно, позволят расширить возможности домашней мастерской в изготовлении конструкций из тонколистового металла. Необходимо только будет проверить мощность сети электроснабжения. Если мощность окажется недостаточной, работу устройства придется отложить до усиления электропроводки.

Также читайте на нашем сайте статью об устройстве для контактной сварки из трансформатора микроволновки

Источник