Soudage par points dans l'atelier à domicile

Variétés et classification du soudage

Le soudage est le processus d'obtention d'une connexion intégrale des pièces en raison de la formation de liaisons interatomiques dans la soudure. De telles liaisons se produisent sous l'influence d'un échauffement local ou général des pièces à souder, ou sous l'influence d'une déformation plastique, ou les deux.

Le soudage est le plus souvent utilisé pour assembler des métaux et leurs alliages, pour assembler des thermoplastiques et même en médecine. Mais le soudage de tissus vivants dépasse le cadre de cet article. Considérez donc brièvement types de soudage utilisés dans la technologie.

Le développement moderne de la technologie de soudage est tel qu'il permet d'effectuer le soudage non seulement dans des conditions de production, mais aussi à l'air libre et même sous l'eau. Ces dernières années, le soudage en tant qu'expérience a déjà été réalisé dans l'espace.

Pour la production de soudure, différents types d'énergie sont utilisés. Tout d'abord, c'est un arc électrique ou la flamme d'un brûleur à gaz. Des sources plus exotiques sont les ultrasons, le rayonnement laser, un faisceau d'électrons et le soudage par friction.

Toutes les opérations de soudage sont associées à un risque d'incendie élevé, à une contamination des gaz par des gaz nocifs, au rayonnement ultraviolet et simplement au risque de choc électrique. Par conséquent, la réalisation de travaux de soudage nécessite le strict respect des règles de sécurité.

Toutes les méthodes de soudage, selon le type d'énergie et la technologie d'utilisation, sont divisées en trois classes principales: classe thermique, classe thermomécanique et classe mécanique.

Le soudage de classe thermique est réalisé par fusion grâce à l'utilisation de l'énergie thermique. C'est surtout connu soudage à l'arc électrique et soudage au gaz. Le soudage de classe thermomécanique est effectué en utilisant l'énergie thermique et la pression mécanique. Pour le soudage de classe mécanique, l'énergie de pression et de friction est utilisée. Toutes les divisions de soudage en classes sont effectuées conformément à GOST 19521-74.

Soudage par points

Le soudage par points fait référence à la catégorie des soudures dites de contact. En plus de cela, le soudage bout à bout et la couture y appartiennent également. Dans les conditions d'un atelier à domicile, les deux derniers types sont pratiquement impossibles à mettre en œuvre, car l'équipement est trop compliqué à répéter dans des conditions artisanales. Par conséquent, soudage par points.

Selon la classification ci-dessus, le soudage par points appartient à la classe thermomécanique. Le processus de soudage comprend plusieurs étapes. Tout d'abord, les pièces à souder, préalablement combinées dans la position souhaitée, sont placées entre les électrodes de la machine à souder et pressées les unes contre les autres. Ensuite, ils sont chauffés à un état de plasticité, puis à une déformation plastique conjointe. Lors de l'utilisation d'un équipement automatique dans des conditions industrielles, une fréquence de soudage de 600 points par minute est atteinte.

Brève technologie de soudage par points

Les pièces sont chauffées en fournissant une impulsion à court terme du courant de soudage. La durée d'impulsion varie entre 0,01 ... 0,1 s en fonction des conditions de soudage. Cette impulsion à court terme assure la fusion du métal dans la zone des électrodes et la formation d'un noyau liquide commun pour les deux parties. Une fois l'impulsion de courant supprimée, les composants sont maintenus sous pression pendant un certain temps pour refroidir et cristalliser le noyau fondu.

Le pressage des pièces au moment de l'impulsion de soudage fournit la formation autour du noyau fondu de la bande d'étanchéité, ce qui empêche les éclaboussures de la matière fondue de la zone de soudage. Par conséquent, des mesures supplémentaires pour protéger le point de soudure ne sont pas nécessaires.

La force de compression des électrodes doit être supprimée avec un certain retard après la fin de l'impulsion de soudage, ce qui fournit les conditions d'une meilleure cristallisation du métal en fusion. Dans certains cas, au stade final, il est recommandé d'augmenter la force de serrage des pièces, ce qui assure le forgeage du métal et l'élimination des inhomogénéités à l'intérieur de la soudure.

Il est à noter que pour obtenir une soudure de haute qualité, les surfaces à souder doivent être préalablement préparées, notamment nettoyées des films d'oxyde épais ou simplement rouille. Pour le soudage de tôles minces suffisent, jusqu'à 1 ... 1,5 mm, le soi-disant soudage par condensateur.

Les condensateurs se chargent en continucourant suffisamment faible, consommant une puissance négligeable. Au moment du soudage, les condensateurs sont déchargés à travers les pièces à souder, offrant le mode de soudage nécessaire.

De telles sources sont utilisées pour souder des pièces miniatures et subminiatures dans les industries de fabrication d'instruments, d'ingénierie électronique et radio. Dans ce cas, le soudage de métaux ferreux et non ferreux est possible, et même dans diverses combinaisons.

Avantages et inconvénients du soudage par points

Comme tout dans le monde, le soudage par points a ses avantages et ses inconvénients. Tout d'abord, les avantages comprennent une rentabilité élevée, la résistance mécanique des soudures par points et la possibilité d'automatiser les processus de soudage. L'inconvénient est le manque d'étanchéité des soudures.

Conceptions maison de machines de soudage par points

Dans les conditions d'un atelier à domicile, le soudage par points peut être simplement nécessaire, de nombreux appareils ont été développés et adaptés à l'autoproduction à domicile. Une brève description de certains d'entre eux sera donnée ci-dessous.

L'une des premières conceptions de l'appareil de soudage par points a été décrite dans la revue RADIO N 12, 1978 p. 47-48. Le schéma de circuit de l'appareil est illustré à la figure 1.

Figure 1. Schéma de la machine de soudage par points

Un tel dispositif ne diffère pas par une puissance accrue, avec son aide, il est possible de souder des tôles jusqu'à 0,2 mm d'épaisseur ou du fil d'acier avec un diamètre jusqu'à 0,3 mm. Avec ces paramètres, le soudage est tout à fait possible thermocoupleainsi que le soudage de pièces minces en feuille sur des substrats massifs en acier.

L'une des applications possibles est le soudage de feuilles minces de feuille avec des jauges de contrainte préencollées aux pièces testées. Étant donné que les pièces à souder sont petites, la force de serrage pendant le soudage est faible, par conséquent, l'électrode de soudage est réalisée sous la forme d'un pistolet. Le serrage des pièces se fait à la main.

Le circuit de la machine à souder est assez simple. Son objectif principal est de créer une impulsion de soudage de la durée requise, qui offre différents modes de soudage.

L'unité principale de l'appareil est un transformateur de soudage T2. Une électrode de soudage est connectée à son enroulement secondaire (selon le schéma d'extrémité supérieure) à l'aide d'un câble flexible multiconducteur, et une partie soudée plus massive est connectée à l'extrémité inférieure. La connexion doit être suffisamment fiable.

Le transformateur de soudage est connecté au réseau via le pont redresseur V5 ... V8. Un thyristor V9 est inclus dans une autre diagonale de ce pont; lorsqu'il est ouvert, la tension du secteur à travers le pont redresseur est appliquée à l'enroulement primaire du transformateur T2. Le thyristor est commandé à l'aide du bouton S3 «Impulse» situé dans la poignée du pistolet de soudage.

Lorsqu'il est connecté au réseau à partir d'une source auxiliaire, le condensateur C1 est immédiatement chargé. La source auxiliaire est constituée d'un transformateur T1 et d'un pont redresseur V1 ... V4. Si nous appuyons maintenant sur le bouton "Impulsion" S3, alors le condensateur C1 par son contact fermé et sa résistance R1 sera déchargé à travers la section de l'électrode de commande - la cathode du thyristor V9, ce qui conduira à l'ouverture de ce dernier.

Le thyristor ouvert fermera la diagonale du pont V5 ... V9 (courant continu), ce qui conduira à l'inclusion d'un transformateur de soudage T1.Le thyristor sera ouvert jusqu'à ce que le condensateur C1 soit déchargé. Le temps de décharge du condensateur, et donc le temps d'impulsion du courant de soudage, peut être contrôlé par une résistance variable R1.

Afin de préparer la prochaine impulsion de soudage, le bouton «Impulse» doit être brièvement relâché pour que le condensateur C1 soit chargé. L'impulsion suivante sera générée en appuyant à nouveau sur le bouton: tout le processus sera répété, comme décrit ci-dessus.

En tant que transformateur T1, toute faible puissance (5 ... 10W) ​​avec une tension de sortie sur l'enroulement III d'environ 15V convient. L'enroulement II est utilisé pour le rétro-éclairage, sa tension est de 5 ... 6V. Avec les valeurs nominales C1 et R1 indiquées sur le diagramme, la durée maximale de l'impulsion de soudage est d'environ 0,1 s, ce qui garantit un courant de soudage de 300 ... 500 A, ce qui est tout à fait suffisant pour souder les petites pièces mentionnées ci-dessus.

Le transformateur T2 est en fer Sh40. L'épaisseur de l'ensemble est de 70 mm, l'enroulement primaire est enroulé avec un fil PEV-2 0,8 et contient 300 tours. L'enroulement secondaire est enroulé immédiatement en deux fils et contient 10 tours. Le fil de l'enroulement secondaire est toronné d'un diamètre de 4 mm. Vous pouvez également utiliser un pneu avec une section transversale d'au moins 20 mètres carrés.

Il est tout à fait possible de remplacer le thyristor PTL-50 par KU202 par les lettres K, L, M, N. De plus, le condensateur C1 devra être porté à 2000 μF. C'est juste que la fiabilité de l'appareil avec un tel remplacement peut être quelque peu réduite.

Machine de soudage par points plus puissante

L'appareil décrit ci-dessus peut être appelé machine de microsoudage. Un schéma d'un appareil plus puissant est illustré à la figure 2.

Figure 2. Schéma de principe de la machine de soudage par points

En y regardant de plus près, il est facile de remarquer qu'il est structurellement très similaire au précédent et contient les mêmes nœuds, à savoir: un transformateur de soudage, un interrupteur à thyristor semi-conducteur et un dispositif de temporisation qui fournit la durée d'impulsion de soudage requise.

Ce schéma vous permet de souder des tôles jusqu'à 1 mm d'épaisseur, ainsi que des fils d'un diamètre allant jusqu'à 4 mm. Cette augmentation de puissance par rapport au circuit précédent est obtenue grâce à l'utilisation d'un transformateur de soudage plus puissant.

Le circuit général de l'appareil est représenté sur la figure 2a. L'enroulement primaire du transformateur de soudage T2 est connecté au réseau par l'intermédiaire d'un contacteur de proximité à thyristors de type MTT4K. Le courant continu d'un tel démarreur est de 80 A, la tension inverse est de 800 V. Son dispositif interne est représenté sur la figure 2c.

Le circuit du module est assez simple et contient deux thyristors, connectés en parallèle, deux diodes et une résistance. Les contacts 1 et 3 commutent la charge tandis que les contacts 4 et 5. sont fermés dans notre cas par le groupe de contacts du relais K1. Pour se protéger contre les situations d'urgence, le circuit contient un disjoncteur AB1.

Relais temporisé montés sur transformateur Tr1, pont de diodes KTs402, condensateurs électrolytiques C1 ... C6, relais K1 et commutateurs et boutons commutateurs. Dans la position indiquée sur le schéma lors de la mise en marche de la machine automatique AB1, les condensateurs C1 ... C6 commencent à se charger.

Les condensateurs sont connectés au pont de diodes à l'aide d'un commutateur P2K avec verrouillage indépendant, ce qui vous permet de connecter un nombre différent de condensateurs et ainsi de régler la temporisation. La résistance R1 est installée dans le circuit de charge des condensateurs, son but est de limiter le courant de charge des condensateurs au moment initial de la charge. Cela vous permet d'augmenter la durée de vie des condensateurs. Les condensateurs sont chargés via un contact normalement fermé sur le bouton KN1.

Lorsque le bouton KN1 est enfoncé, il se ferme normalement - un contact ouvert qui relie le relais K1 aux condensateurs de synchronisation. Normalement - un contact fermé à ce moment, bien sûr, s'ouvre, ce qui empêche la connexion du relais K1 directement au pont redresseur.

Le relais fonctionne, avec ses contacts, il ferme les contacts de commande du relais à thyristors, qui allume le transformateur de soudage.Une fois les condensateurs déchargés, le relais s'éteint, l'impulsion de soudage s'arrête. Pour préparer l'impulsion suivante, le bouton KN1 doit être relâché.

Pour une sélection précise du temps d'impulsion, une résistance variable R2 est utilisée. En tant que relais, K1 convient relais reed type RES42, RES43 ou similaire avec une tension de réponse de 15 ... 20 V. De plus, plus le courant d'actionnement du relais est faible, plus la temporisation est longue. Le courant entre les contacts 4 et 5 du démarreur à thyristors ne dépasse pas 100 mA, donc tout relais à faible courant convient.

Condensateurs C1 et C2 à 47 μF, C3, C4 100 μF, C5 et C6 470 μF. La tension de fonctionnement des condensateurs est d'au moins 50 V. Le transformateur Tr2 convient à toute personne d'une puissance ne dépassant pas 20 W avec une tension secondaire de 20 ... 25 V.Le pont redresseur peut être assemblé à partir de diodes séparées, par exemple, le 1N4007 ou 1N5408.

Le transformateur de soudage est réalisé sur un circuit magnétique à partir d'un LATRA brûlé de 2,5 A. Après avoir retiré l'ancien bobinage, le fer est enveloppé dans au moins trois couches de vernis. Aux extrémités du circuit magnétique, avant d'enrouler le tissu verni, des anneaux de carton électrique mince sont installés, qui sont pliés le long des bords extérieur et intérieur de l'anneau. Cela empêche la destruction du tissu de laque pendant l'enroulement et l'opération ultérieure.

L'enroulement primaire est effectué avec un fil d'un diamètre de 1,5 mm, il est préférable que le fil soit avec une isolation en tissu, ce qui améliore les conditions d'imprégnation de l'enroulement avec du vernis. Pour l'imprégnation, vous pouvez utiliser du vernis KC521 ou similaire. Le nombre de tours est indiqué sur la figure 2b. À l'aide de robinets, vous pouvez effectuer un ajustement approximatif du courant de soudage. Entre les enroulements primaire et secondaire, une couche de ruban de coton est enroulée, après quoi la bobine est imprégnée de vernis.

L'enroulement secondaire est en fil toronné en isolation silicone d'un diamètre de 20 mm et contient 4 ... 7 tours. Zone de fil non inférieure à 300 mm². Aux extrémités du fil, des cosses sont installées, qui doivent être soudées pour un meilleur contact. Il est possible de réaliser un enroulement secondaire avec un faisceau de plusieurs fils plus fins. La surface totale doit être au moins spécifiée et tous les fils doivent être enroulés en même temps. Cette conception du transformateur fournit un courant de soudage jusqu'à 1500 A. La tension en circuit ouvert est de 4 ... 7 V.

Le mécanisme de soudage - contact est réalisé selon la nature du travail effectué selon l 'un des schémas connus. Le plus souvent, ce sont des pinces à souder. La pression créée par le mécanisme est d'environ 20 kg / cm2. Plus précisément, cet effort est sélectionné de manière pratique. Les contacts sont en cuivre ou en bronze au béryllium. En même temps, la taille des plots de contact doit être aussi petite que possible, ce qui garantit une meilleure âme de soudage.

Les conceptions amateurs pour le soudage par points peuvent maintenant être trouvées beaucoup. Tout entre en jeu. Par exemple, l'une des conceptions est basée sur des transformateurs de puissance TS270 d'anciens téléviseurs couleur à tube. Pour créer une telle installation, six transformateurs étaient nécessaires. Même des circuits contrôlés par microprocesseur apparaissent, mais la signification générale des structures reste inchangée: créer une impulsion à court terme du courant de soudage et une force de serrage suffisante sur le site de soudage.

Boris Aladyshkin