Сделать сварку точечную своими руками: Точечная сварка своими руками из аккумулятора и сварочника

Контактная сварка своими руками из микроволновки

Для выполнения домашних хозяйственных работ постоянно требуются различные инструменты и приспособления. В их число входит и сварочная аппаратура, доступная не каждому хозяину по причине высокой стоимости. Поэтому многие народные умельцы предпочитают самостоятельно изготавливать все необходимое. Наиболее простым вариантом считается контактная сварка своими руками из микроволновки, для которой не требуется каких-либо дорогих или труднодоступных материалов.

Содержание

Принцип действия контактной сварки

Контактная или точечная сварка работает по очень простой схеме. Между латунными или медными электродами расположены металлические заготовки, прижатые друг к другу. Под действием электрического тока, пропускаемого через них, место сварки нагревается докрасна. В результате, детали приобретают пластичность, а место стыка переходит в жидкое состояние. Диаметр этой области составляет примерно 12 мм. Под влиянием давления обе жидкие среды перемешиваются и, таким образом, детали оказываются сваренными между собой.

Процесс подачи тока и последующий разогрев выполняются импульсом. После его воздействия обе детали остаются зафиксированными в изначальном положении, до того момента пока они не начнут остывать. Данная схема является основой работы контактной сварки. Она успешно применяется при самостоятельном изготовлении. К основным преимуществам данного вида сварки можно отнести экономичный режим работы, соединения с высокой прочностью, простое устройство аппарата, возможность автоматизировать технологический процесс при больших объемах работ. Существенным минусом является отсутствие герметичности швов, хотя в некоторых случаях это необязательное требование.

Продолжительность сварочного процесса при необходимости должна изменяться. В точке сварки создается значительное давление, которое максимально увеличивается к концу нагрева. Материал для электродов должен иметь высокую тепло- и электропроводность. На рабочем конце электрода площадь контакта как правило ниже размеров сварочного шва примерно в 2-3 раза.

Подготовка материалов и сборка трансформатора

При рассмотрении принципа работы выяснилось, что с помощью ручной контактной сварки обеспечивается нагревание деталей в точке соединения до температуры плавления. Каждый аппарат отличается индивидуальной мощностью нагрева, поэтому нужно заранее определить, с какими целями будет в дальнейшем применяться то или иное устройство.

Для сборки понадобится сам трансформатор, материал для электродов, провод в изоляции, диаметром не менее 10 мм. Также, нужно подобрать подходящие наконечники, выключатель, болты крепления. В зависимости от конструкции корпуса и сварочных клещей, возможно будут нужны деревянные бруски и фанера. В большинстве случаев самодельная контактная сварка из микроволновки изготавливается в настольном варианте. Часто применяется переносная сварка, по своим качествам не уступающая стационарным устройствам.

Для самодельной точечной сварки лучше всего подходит трансформатор от микроволновой печки, мощность которого составляет от 700 до 1000 ватт. Предпочтение отдается трансформаторам с более высокой мощностью. У микроволновок эта деталь выполнена в виде сварной конструкции.

В обязательном порядке с трансформатора удаляется вторичная обмотка. Это связано с тем, что по умолчанию она выдает примерно 2000В при очень незначительной силе тока. Такие параметры совершенно не подходят для проведения сварочных работ. Вместо вторичной обмотки наматывается толстый изолированный провод в количестве 2-3 витков, плотно входящий в проем между первичной обмоткой и сердечником. При отсутствии нужного провода может использоваться изолированная медная шина. С помощью готового устройства мощностью 1 кВт, можно сваривать пластины толщиной около 3 мм.

Мощность сварочного аппарата зависит от трансформатора, применяемого в его конструкции. Увеличение мощности возможно за счет использования двух одинаковых преобразователей напряжения, подключаемых параллельно между собой. С этой целью в схему контактной сварки включаются две одинаковые вторичные обмотки, в которых одноименные выводы соединяются на входе и выходе. За счет этого мощность и сварочный ток увеличиваются в 2 раза, а напряжение остается неизменным.

Подобная конструкция позволяет выполнять сварку пластин толщиной около 5 мм. Самое главное – правильно подключить выводы, в противном случае может произойти короткое замыкание. По окончании сборки сварочного аппарата трансформаторы закрепляются на основании корпуса, после чего их нужно заземлить.

Электроды, клещи, провода

Основным рабочим элементом контактной сварки являются электроды, сделанные из медных стержней. Для небольших устройств подойдут жала, установленные в мощном паяльнике. В процессе работы происходит постепенная потеря формы электродов, поэтому они требуют периодического подтачивания. В связи с этим следует изначально давать определенный запас по толщине. В самих стержнях сверлятся отверстия, через которые они соединяются с вторичной обмоткой с помощью болтов.

Электроды должны обладать высокой тепло- и электропроводностью, сохранять прочность при достижении рабочей температуры, легко обрабатываться механическим путем. Такие свойства более всего присущи медным сплавам, в которые добавляется вольфрам, хром или бронза. Эффективны сплавы с содержанием кобальта и кадмия. Нижний электрод фиксируется в неподвижном положении, а верхний устанавливается на верхний рычаг сварочных клещей.

Клещи, которые использует контактная сварка из микроволновки, могут изготавливаться разными способами. В наиболее распространенном варианте на концы сварочных клещей, изолированных между собой, устанавливаются наконечники, куда в свою очередь, помещаются электроды. Для рычагов используются деревянные бруски, а сам корпус изготавливается из фанеры. Нижний рычаг неподвижно закрепляется на основании, а верхний может перемещаться и сжимать заготовки. Сила сжатия должна быть максимальной, особенно при сваривании металлических листов большой толщины.

На верхнем рычаге устанавливается пружина, возвращающая электроды в исходное разомкнутое состояние. Для выполнения работ в домашних условиях вполне достаточно прижатия, не превышающего 30 кг. Длина рукоятки может достигать 60 см, а крепление электродов осуществляется ближе к оси вращения. Таким образом получается плечо в пропорции 1:10. В условиях промышленного производства прижатие деталей выполняется с помощью пневматических и гидравлических приспособлений с регулируемым усилием.

Выключатель сварочного аппарата выводится на рукоятку клещей. Он подключается к первичной обмотке с небольшим значением тока. В некоторых конструкциях для управления сваркой используется ножная педаль, приводящая в действие магнитный пускатель.

Провода, используемые для подключения к электродам должны иметь минимальную длину. Их соединение с наконечниками осуществляется методом пайки. Необходимо спаивать и отдельные жилы проводов, так как большой ток может вызвать окисление контактов и потерю мощности. Не рекомендуется обжимать наконечники, во избежание появления дополнительного сопротивления в местах контакта.

Технология применения контактной сварки

Самодельная точечная сварка из микроволновой печи имеет ряд специфических особенностей, которые необходимо учитывать в процессе эксплуатации. Следует помнить, что при сварке электроды должны быть прижаты, в противном случае они просто подгорят. Основными параметрами являются сила тока, продолжительность импульса, сила прижатия электродов, их форма и размеры.

Максимальная степень сжатия возникает во время прохождения тока и в течение короткого периода после этого. Таким образом, металл быстро кристаллизуется, усиливая прочность соединения. Для охлаждения аппарата рекомендуется использовать вентилятор. Также, нужно контролировать температуру проводов, электродов и трансформаторных обмоток. В случае опасного повышения температуры работу необходимо прервать.

Аппарат точечной сварки из трансформатора микроволновой печи

Точечная сварка своими руками: как сделать?

Точечная сварка своими руками заинтересует тех, кому необходим сварочный аппарат, но кто не хочет тратить на него много денег.

В этом случае контактная точечная сварка – лучший вариант, т.к. собрать такой аппарат можно буквально из подручных средств.

В статье вы узнаете о том, как собрать аппарат в домашних условиях, какие инструменты и средства для этого потребуются, а также плюсы и минусы этого вида сварки.

Схема и видео помогут вам выполнить весь процесс самостоятельно и получить качественный продукт, который прослужит не один год.

Как работает этот вид сварки?

Содержание:

• Как работает этот вид сварки?
• Этапы создания
• Так выглядит схема трансформатора.
• Клещи для трансформатора
• Выключатель сварочного аппарата

Точечное сваривание вовсе не дилетантский вид работы, который используют только в домашнем пользовании – он распространен как в промышленных масштабах, так и в частном производстве.

Точечная сварка – это контактная работа по соединению двух элементов в нужном положении. Этот вид сварки похож на шовную и аналоговую, но все же имеет свои отличия и нюансы.

Самый значительный плюс точечной сварки в том, что сделать аппарат для нее (в том числе и из старых деталей микроволновки) под силу любому человеку, более или менее знакомому с электротехникой.

К тому же, такой аппарат не будет ни в чем уступать машинам, произведенным на заводе – разница в том, что домашний можно использовать только в локальных масштабах, но для личных нужд большего и не нужно.

Если контактная сварка – это новый для вас процесс, то лучше сначала немного вникнуть в этот процесс и понять, как работает аппарат. В этом случае собрать его будет гораздо проще.

Сварка элементов происходит следующим образом: сначала нужно закрепить металлические детали в том положении, которое вам нужно и поместить их между электродов аппарата.

Затем детали нагреваются так, чтобы они стали пластичны и затем соединяются между собой.

Нагреваются детали посредством импульса электричества, длительность которого не более 1 сек.

Его задача – расплавить части деталей и сделать на месте, куда он направлен, что-то вроде жидкой ванночки, диаметр которой 12 мм.

После завершения работы импульса детали должны еще некоторое время оставаться зафиксированными в нужном вам положении, чтобы успеть остыть и лучше соединиться между собой.

Плюсы точечного сваривания очевидны: это низкая цена на производство самого аппарата (его собирают практически из подручных средств и своими руками), значительная экономия электричества, высокая прочность швов и автоматизация процесса (на производстве используются аппараты, способные производить до 600 точек/мин).

Минус у этого вида сварки только один – вы не сможете сделать герметичный шов, хотя полученные варианты будут вполне прочными и долговечными.

Схема сварки поможет вам лучше понять, как это работает.

Как видно из процесса работы, главная задача аппарата – нагревание деталей до температуры плавления.

Сила нагрева разных аппаратов отличается и нужно знать, какая мощность и продолжительность нужна именно вам.

Например, для нержавеющей стали лучше использовать непродолжительный нагрев, а для углеродной – наоборот.

Кроме того, машина для сварки должна обеспечивать значительное давление соединяемых деталей, пик которого достигается при окончании нагрева. Без этого качественное соединение частей не получится.

Хорошие электроды точечной сварки подразумевают высокую тепло- и электропроводимость и не имеют проблем с механической обработкой, поэтому для изготовления подойдет не всякий материал.

Можно использовать: бронзу с примесью кобальта или кадмия, электролитическую медь и сплавы на ее основе с вольфрамом и хромом.

Чтобы собрать аппарат своими руками лучше всего использовать сплавы меди марки ЭВ.

При изготовлении важно помнить, что диаметр наиболее тонкого элемента аппарата не должен превышать размер места плавления (его диаметр должен быть в 2-3 раза меньше).

Смотрите видео о том, как использовать точечную сварку для домашнего пользования.

Видео:

Этапы создания

Как уже говорилось, точечную сварку своими руками можно собрать буквально из подручных средств.

Начинать работу нужно со сборки инвертора. Использование инвертора сделает возможным функционирование всего устройства.

Для его сборки используйте детали, изготовленные в СССР:

• диоды;
• конденсаторы;
• дроссели;
• трансформаторы.

В случае использования этих частей, сложная дополнительная настройка не потребуется.

Чаще всего аппарат делают из деталей старой микроволновки, которая, возможно, есть у вас в доме или же у знакомых. Такая точечная сварка из старых деталей микроволновки имеет мощность около 800 Ампер.

Ее хватит, чтобы сварить достаточно тонкие листы металла. Как правило, для домашнего использования большей мощности и не нужно.

Старайтесь выбрать большие, а не маленькие микроволновки, т.к. в больших моделях имеется более мощный трансформатор, который и будет основой вашего сварочного аппарата.

Трансформатор выглядит следующим образом: это сердечник с двумя обмотками, первая из которых сделана толстым проводом с меньшим количеством витков.

Трансформатор держится за счет сварных швов, поэтому чтобы добраться до его обмоток, нужно убрать их (это можно сделать ножовкой или болгаркой).

Извлеченный трансформатор должен содержать неповрежденную обмотку и разделенный на 2 части сердечник, очищенный от бумаги и клея, которые фиксировали обмотки.

Далее нужно намотать вторую обмотку трансформатора. Вам понадобится кабель, соответствующий прорези в трансформаторе (примерно 7 мм), который нужно намотать в два витка.

Трансформатор нужно прикрепить к основанию, сделать это можно эпоксидной смолой – для этого сожмите механизм тисками и оставьте на некоторое время, чтобы материал смог склеиться.

Ниже на видео показана сварка на трансформаторе микроволновки.

Видео:

Благодаря вторичной обмотке, мощность трансформатора будет примерно 2 Вт.

Если вы хотите, чтобы мощность аппарата была выше, то вам понадобится еще один трансформатор из микроволновки, который нужно будет присоединить к первому.

Так выглядит схема трансформатора.

Когда обе обмотки аппарата будут соединены, нужно проверить силу тока.

Она не должна быть выше 2000 Ампер, иначе возможны значительные скачки напряжения не только в вашей квартире, но и у всех соседей.

Присоединить трансформатор можно с помощью вторичной обмотки.

При этом количество тока сварки увеличится в два раза – если было 220, то станет около 500.

Для соединения используйте провода диаметром 10 мм. Схема соединения поможет вам сделать все правильно, если же технология будет нарушена, то велика вероятность короткого замыкания.

Напряжение будет выходить на первую обмотку, а на выходе нужно включить вольтметр, который сможет работать с переменным напряжением.

Выбирать направление работы обмоток нужно исходя из следующих вариантов: есть напряжение в приборе или оно отсутствует.

В первичной цепи можно наблюдать наличие обмоток, имеющих разноименные выводы.

Напряжение этих обмоток обычно равно ½ от входного напряжения, его увеличение и трансформация произойдут в следующих за этой обмотках, но коэффициенты будут одинаковыми.

Ниже схема, как сделать пистолет для точечной сварки.

После включения вторичных обмоток, нужно сложить разность полученных потенциалов – тогда вольтметр будет показывать удвоенное значение разности для каждой из обмоток.

Если же аппарат показывает «0», то получаемые значения будут равны, но с противоположными знаками.

Следовательно, каждая соединенная пара обмотки будет иметь аналогичные выводы.

Посмотрите на видео, как правильно удалить и собрать трансформатор для точечной сварки.

Видео:

Клещи для трансформатора

Чтобы аппарат работал, вам нужен не только трансформатор, но и клещи. Клещи являются механической частью машины.

Поэтому точечная сварка обязательно требует сделать клещи и электроды, без которых работа аппарата невозможна.

Чтобы сделать клещи, нужно заточить стержни электродов, которые вы будете использовать, т.к. иначе они деформируются. Электроды не могут работать вечно и со временем теряют свои свойства.

Провод, который соединяет электроды и токовый преобразователь не нужно делать длинным, иначе будет неудобно работать. Также не должно быть много соединений, т.к. каждое из них будет забирать мощность.

На концах провода лучше всего сделать медные наконечники, которые смогут соединить электроды с проводом.

Наконечники спаиваются так, чтобы прилегание было максимально плотным, т.к. плохо спаянное соединение будет причиной значительной потери мощности аппарата и даже его поломки.

Спаять наконечник и провод своими руками будет не так просто из-за значительного диаметра, поэтому при работе используйте наконечники под пайку, они облегчат работу.

Также это поможет, когда придет время заменить электроды, т.к. заменить старые стержни новыми не очень удобно.

Соединение, сделанное с использованием наконечника под пайку, проще избавить от участков с окислом.

Электроды можно купить на любом рынке с электроприборами. Они выглядят как небольшие прутья (диаметр чуть больше 1 см). Схема электрода ниже на фото.

Если трансформатор микроволновки имеет плохую сварку, можно воспользоваться электродами с паяльников – для этого нужно снять с них жала.

Присоединяют электроды коротким шнуром без лишних соединений.

Чтобы получить соединение между электродом и трансформатором, проделайте отверстие сверлом или дрелью, но также можно использовать и наконечник из меди.

Для плотного закрепления максимально затягивайте болт, а во избежание процесса окисления, спаяйте провод с наконечником.

Но если вы планируете частое использование сварочного аппарата, то лучше присоединять электроды болтом, т.к. в этом случае их будет проще заменить.

Лучше всего, если соединительный материал будет сделан из меди.

Выключатель сварочного аппарата

Для того чтобы процесс сварки стал возможен, вам понадобится рычаг-выключатель. Для того чтобы детали могли быть соединены, между электродами должна быть обеспечена соответствующая сила сжатия.

Для усиления сжима деталей тело сварочного аппарата нужно оборудовать рычажными зажимами.

Для домашней работы подойдет прибор с рычагом, который выдерживает 30 кг (для сравнения, для промышленной сварки это минимум 50 кг).

Включатель сварочного аппарата монтируют в цепь первичной обработки, однако, если вы оборудовали его рычагом, то прикрепить включатель лучше всего к нему.

Тогда включение машины будет осуществляться путем давления на рычаг – это включит ток, а другой рукой нужно будет фиксировать свариваемые детали.

Сборка точечной сварки не слишком сложный, но достаточно ответственный процесс – нужно быть внимательным к правильному соединению деталей, чтобы избежать замыкания и выхода устройства из строя.

Конденсатор

— Как сделать небольшой точечный сварочный аппарат для сварки рулонной сетки E-cig?

Представьте себе слабое контактное сопротивление, подлежащее сварке (замыкание переключателя после точечной сварки). Первый сварной шов выполняется легко. Каждый последующий сварочный ток распределяется между каждым предыдущим сварным швом по мере приближения зазора.

Никель-хромовая проволока позволяет сделать сопротивление сварного шва значительно меньшим, чем сопротивление между сварными швами.

• Никель-хром сквозной R= 200 мОм, высота = 1/4 диаметра или 50 мОм
• площадь контактной поверхности сварки по высоте должна составлять 100%, в противном случае будут горячие точки, где ток во время работы имеет большее сопротивление и меньший путь к разделению.

Это означает, что сварной шов должен быть непрерывным по высоте фольги, что включает в себя 90-градусный охват провода клеммы из нержавеющей стали.

Представьте себе только 10 точек вместо 20 или 40 точек. Чтобы сопротивление каждого сварного шва было ниже сопротивления нагревателя, оно должно быть меньше 50 мОм/10 или 5 мОм, что должно быть достигнуто на участке площадью 1 мм².

Итак, какая энергия требуется, чтобы поднять пятно Ni-хрома на мм³ с температурой плавления значительно выше 1400°C, чтобы диффундировать в SS с аналогичной температурой плавления?

10 Дж? (маленькая точечная сварка) 100 Дж? 300 джоулей?

Поскольку энергия конденсатора равна \$E=½CV²= I²ESR\$, а максимальный ток должен быть намного больше, чем средний ток связи имеет ESR, который падает с V, поэтому это не просто I=V/R и ограничено Колпачковая решетка СОЭ. Скорее, массив крышек должен быть намного меньше, чем ESR точечной сварки, чтобы не поглощать большую часть накопленной энергии, теряемой в виде тепла.

Предположим, что колпачки должны быть взрывозащищенными и должны быть пластиковыми самовосстанавливающимися Y-образными колпачками или выше. Что лучше high V или high C? Это зависит от ESR каждой части системы (колпачки, нержавеющая сталь, нихром и существующие точечные сварные швы)

Начните со 100 Дж или C = 2 x 100 [Дж] / В² и примите, что CAP ESR < 5 мОм и минимум T = ESR*C

При 1 В, C = 200 фарад с T = 1 секунда и I = 200 А макс. = 1 В/5 мОм

При 10 В, C = 2 фарад с T = 10 мс и I = 2000 А макс

При 100 В, C = 20 мФ с T = 100 мкс и I = 20 000 A макс. несколько секунд, вы можете получить некоторые практические результаты. Но в идеале вы хотите максимизировать ток, но при этом иметь достаточное напряжение, чтобы зажечь дугу. (при 1 кВ/мм необходимо иметь шероховатость поверхности < 1 мкм, чтобы образовалась дуга при 1 В, и чтобы она не была покрыта углеродом с 1-й попытки. ) 1 мкм нереально.

Поэтому вам нужно немного более высокое напряжение около 4 В, чтобы получить > 100 А в течение > 1 секунды.

Другие могут внести свой вклад и рассчитать объем металла площадью 1 мм² и энергию, необходимую для повышения температуры до 1600°C.

Или решите, является ли повышение сопротивления нержавеющей стали до 800 % или около того причиной локализации тепла для непрерывного сварного шва.

Но я все еще думаю, что это делается с помощью ультразвуковых сварочных аппаратов. За 1 очко Cap разрядка, легко. А вот шов сварить, не так просто. В 1979 году я разработал прибор для контроля диффузионного соединения циркониевой прокладки внутри двух трубок из монель-стали при ~10 кА * 4 В. Он охлаждался струей воды при вращении трубы, и мощность должна была увеличиваться по мере уменьшения R по окружности.

Соберите свой собственный сварочный аппарат для точечной сварки литий-ионных аккумуляторов за 65 долларов

Как правило, вы можете сделать устройство самостоятельно намного дешевле, чем купить его на рынке, при условии, что у вас есть две вещи: знания для этого и детали. доступный. На этой неделе я решил, что хочу создать свой собственный сварочный аппарат для сборки литий-ионных аккумуляторов, в частности, элементов 18650. Для соединения ячеек используется аппарат точечной сварки путем приваривания полосы металла между соседними ячейками. Как правило, между литий-ионными элементами используются полоски из чистого никеля, и они также могут иметь соответствующий размер, чтобы действовать как предохранитель для каждого элемента. Например, никелевая полоса может быть подходящей областью для токов не более 10 ампер; после этого полоска сгорит, по сути, отсоединив элемент (ячейки) от остальной части пакета.

Давайте теперь пройдемся по тому, что вам понадобится для сборки собственного аппарата для точечной сварки в домашних условиях:

• Бывшая в употреблении микроволновая печь, желательно более старая, так как вам понадобится трансформатор, а не инвертор. (Бесплатно!)
• 2 фута стальной квадратной трубы для держателей электродов (~10 долларов США)
• 3-дюймовый медный стержень (~ 5 долларов США)
• Launchpad, Arduino или другой микроконтроллер (~15 долларов США)
• Транзистор 2N2222A или эквивалент (~1 доллар США)
• Терминал и лепестковые разъемы (~5 долларов США)
• 2 фута 2 га. проволока или толще, сварочный кабель (~20 долларов США)
• 14 калибр. Провод (~$10)
• Фанерный лом (бесплатно?)

Необходимые инструменты:

• Угловая шлифовальная машина — полировальный круг, отрезные диски
• Набор головок
• Паяльник
• Мультиметр
• Ноутбук
• Доступ к сварщику (если подойти к делу творчески, то можно обойтись и без него)

Шаг 1: Разберите утилизированную микроволновку.

Есть несколько важных деталей, которые вам понадобятся из микроволновой печи. Само собой разумеется (а может и нет), что микроволновую печь нельзя включать в розетку, пока вы ее разбираете. Имейте в виду, что в микроволновой печи все еще есть компоненты, которые могут нести заряд еще долгое время после того, как микроволновая печь была отключена от сети (конденсаторы). Первый предмет, который вам понадобится, это трансформатор, и он будет выглядеть примерно так. На изображении ниже вы увидите два набора обмоток, первичную и вторичную. Трансформатор будет использоваться для получения входного сигнала от домашней проводки (110 В переменного тока, 5-10 ампер) и понижения его до низкого напряжения с высоким током, используемым для точечной сварки (1-2 В переменного тока, 550-1100 ампер).

Следующий компонент, который вам понадобится, будет использоваться для управления реле точечной сварки. Микроволновая печь должна иметь печатную плату, которая выглядит примерно так, как показано на рисунке ниже. Скорее всего, она будет различаться в зависимости от возраста/марки микроволновой печи, но основные компоненты должны быть одинаковыми.

Я также обрезал кабель питания, так как он также будет использоваться позже. Теперь, когда у вас есть все необходимое от микроволновки, мы перейдем к построению системы управления реле.

Шаг 2: Общая схема цепи

Прежде чем мы углубимся в создание нашего аппарата для точечной сварки, важно понять, как система будет работать. Базовое блочное представление того, чего мы пытаемся достичь, показано ниже.

Давайте рассмотрим это шаг за шагом. Панель запуска TI (или другой контроллер) используется для управления транзистором 2N2222A, который, по сути, соединяет два провода. Плата управления микроволновой печью содержит схему выпрямления, которая преобразует 110 В переменного тока в 28 В постоянного тока. Также на плате находится реле, которое ранее использовалось в микроволновой печи для управления подключением трансформатора. Используя транзистор и панель запуска, мы, по сути, берем на себя управление платой, когда на микроволновый трансформатор подается напряжение 110 В переменного тока. Затем модифицированный микроволновый трансформатор «преобразовывает» мощность в низкое напряжение и высокий ток. Когда реле срабатывает вашим микроконтроллером, мощность проходит через трансформатор и кончики электродов, создавая точечный сварной шов.

АЛЬТЕРНАТИВ: Вы можете приобрести такую ​​плату для управления реле. Все, что вам нужно сделать, это подключить микроконтроллер и подключить к нему провода 110 В переменного тока.

Шаг 3: Модификация платы управления микроволновой печью

Примечание. Пропустите этот шаг, если вы решили купить готовую релейную плату.

Я пометил несколько ключевых частей платы управления микроволновой печью, показанной ниже. Первое, на что следует обратить внимание, это трансформатор на плате, который преобразует питание из 110 В переменного тока в 28 В постоянного тока.

Здесь вам понадобятся мультиметр и паяльник. С помощью паяльника снимите реле с платы, нагрев его соединение и освободив его. Реле должно выглядеть примерно так, как показано слева. Два верхних соединения предназначены для одного из проводов 110 В переменного тока. Нижние два соединения содержат катушку реле; если вы подаете на катушку 28 В постоянного тока, она соединяет два верхних соединения. Оно работает так же, как автомобильное реле.

Теперь вернитесь к плате управления микроволновкой. Здесь все начинает немного экспериментировать. На обратной стороне платы вам нужно найти первичную обмотку трансформатора (см. изображение выше, красные/зеленые обмотки). Вилку, ранее использовавшуюся в микроволновке, необходимо впаять в две первичные обмотки трансформатора на плате. На конкретной микроволновой печи, которую я использовал, первичная обмотка помечена на печатной плате. Это оказались зеленые обмотки, изображенные выше.

После того, как вы припаяли бытовую вилку к плате, возьмите мультиметр и подключите его к стене. Отойдите и будьте готовы быстро выдернуть вилку из розетки! Если вы сделали что-то не так и не припаялись к надлежащим соединениям, это может привести к короткому замыканию и отключению вашего домашнего выключателя или, что еще хуже, к воспламенению платы.

Теперь предположим, что вы правильно выполнили описанные выше действия. Теперь с помощью мультиметра вам нужно найти точки 28 В постоянного тока на плате. Внимательно осмотрите вторичную сторону бортового трансформатора и измерьте напряжение, пока не найдете источник примерно на 28 вольт. После того, как вы нашли на плате точку +28 В и опорную землю, двигайтесь дальше.

Мы будем использовать источник постоянного тока 28 В для управления питанием реле, которое мы ранее удалили. Отпаяйте провода от источника постоянного напряжения 28 В и подключите их к транзистору 2N222A, как показано ниже.

Подключите реле, трансформатор и пусковую панель, как показано выше. Линии 110 В перем. тока будут разделены между платой управления микроволновой печью, которую вы припаяли ранее, и трансформатором, который будет модифицирован позже. После этого панель запуска может контролировать, подается ли питание на модифицированный микроволновый трансформатор. Для точечной сварки время чрезвычайно важно, поэтому контроль до миллисекунды имеет значение.

Шаг 4: Запрограммируйте и протестируйте схему микроконтроллера

Подключите ваш микроконтроллер к компьютеру, и вам понадобится соответствующая программа для изменения кода на контроллере (Energia, Arduino и т. д.). Конкретная панель запуска, которую я купил (MSP430FR4133), оснащена встроенным дисплеем и кнопками. Я использую одну из кнопок для запуска последовательности сварки.

Мы будем использовать микроконтроллер только для кратковременного включения реле. В приведенном ниже коде я установил контакт «5_0» на плате в качестве цифрового выхода; это означает, что я могу написать его значение высоким (3,3 В) или низким (0 В). Задержки используются для контроля времени работы точечной сварки. В приведенном ниже примере аппарат для точечной сварки запускает первый импульс на 50 мс, выключается и ждет 100 мс, затем второй импульс на 150 мс. Настройки придется корректировать до тех пор, пока вы не получите желаемый точечный сварной шов. Я бы посоветовал написать тестовый код, чтобы убедиться, что реле включается и выключается, как и ожидалось.

Шаг 5: Преобразование микроволнового трансформатора

Самое интересное начинается сейчас, когда вы превращаете микроволновый трансформатор в аппарат для точечной сварки. У основания трансформатора вы заметите два сварных шва с обеих сторон, удерживающих ферритовый сердечник. Возьмите болгарку и аккуратно удалите оба этих сварных шва — может понадобиться некоторое усилие.

Затем снимите оба комплекта витых проводов, стараясь не повредить первичную обмотку. Чтобы увидеть разницу, первичная катушка имеет толстые провода по сравнению со вторичной (нижний набор катушек, как показано на изображении слева).

Как только все будет удалено из трансформатора, возьмите 2 га. (или толще) провода и туго оберните его вокруг двух витков, как показано ниже. Перед этим также можно присоединить клеммные соединители. Магнитный шунт, который ранее был между первичной и вторичной катушками, можно удалить. Позже я удалил их, так как не был уверен в их назначении. Затем возьмите первичную катушку (ранее снятую) и поместите ее поверх новой катушки, которую вы только что намотали. Я расположил его так, чтобы соединения были на противоположной стороне, но это зависит от личных предпочтений.

Затем необходимо снова сварить сердечник трансформатора. Возможно, есть другой способ прикрепить его, но, поскольку у меня есть доступ к сварочному аппарату, этот метод показался мне наиболее надежным.

Шаг 6: Установите компоненты и соберите держатели электродов

Как показано в шаге 3, подключите модифицированный микроволновый трансформатор к реле в соответствии со схемой подключения. Для простоты использования я установил все свои компоненты на лист фанеры и оставил много места. Будущая итерация может включать корпус. Затем вырежьте два держателя электродов из стальной трубы квадратного сечения (или другого материала). Я решил прикрепить вторичные выводы, приварив гайку к квадратной трубе и закрепив ее болтами. Здесь вы можете проявить творческий подход к своему дизайну. Я приварил фланец, чтобы можно было прикрепить каждый вывод к фанере.

На конце квадратной трубы нам нужно установить два электрода, которые будут использоваться для точечной сварки.