Точечная микросварка: Ультрабюджетная точечная сварка литиевых аккумуляторов дома / Хабр

Точечная электросварка за $4, без расчленения микроволновок

Довольно давно собирался обзавестись агрегатом для точечной сварки. С интересом прочитал обзор коллеги yurok с раскурочиванием микроволновки, но остановила боязнь сетевого напряжения. Можете считать это паранойей, но от 220 вольт в розетке я стараюсь держаться подальше.

Ну и опять же искать добротный транс от микроволновки по свалкам и гнуть толстую медь для вторичной обмотки на много ампер не хотелось. В конце концов, я собираюсь сваривать максимум десяток литиевых АКБ в год, заводить для этого дома отдельный немаленький девайс не хочется.

Ведь могучий низковольтный источник тока дома уже имеется — это б.у. АКБ от машины. Завести машину в глубокий мороз ему уже не под силу, но дури в нём всё ещё предостаточно.

На Instructables уже есть готовый рецепт изготовления умного сварочника из 12-вольтовой АКБ: www.instructables.com/id/DIY-Arduino-Battery-Spot-Welder/ Автор запараллелил восемь мощных MOSFET и коммутирует короткие сварочные импульсы тока по команде с Arduino.

Мне этот вариант не понравился сложностью и дороговизной (необходимо заказывать плату, да и сами элементы дороги).

Вариант на параллельных MOSFET

Затем пришла в голову мысль использовать старое доброе реле. Останавливало только то, что обычные автомобильные реле на 12 вольт рассчитаны максимум на 100 ампер, а токи короткого замыкания при сварке в разы больше. Есть риск, что якорь реле просто приварится.

И тогда на просторах Али я наткнулся на мотоциклетные реле стартера. Подумалось, что если эти реле выдерживают ток стартера, причём много тысяч раз, то и для моих целей сгодится. Окончательно убедило вот это видео, где автор испытывает аналогичное реле:

Моё реле было куплено за 253 рубля (минус семь процентов) и доехало до Москвы меньше, чем за 20 дней. Прямая ссылка на лот:

aliexpress.com/item/12V-Starter-Relay-Solenoid/32681191278.html

Характеристики с сайта продавца:

• Предназначено для мотоциклов с двигателем 110 или 125 кубов
• Номинальный ток — 100 ампер сроком до 30 секунд
• Ток возбуждения обмотки — 3 ампера
• Рассчитано на 50 тыс. циклов
• Вес — 156 граммов

Реле приехало в аккуратной картонной коробочке и при распаковке отдало дикой вонью китайской резины. Виновник — резиновый кожух поверх металлического корпуса, запах не выветривается уже третий день как.

Агрегат порадовал качеством — под контакты выведены два медных (!) резьбовых соединения, все провода — залиты компаундом для водонепроницаемости.

На скорую руку собрал «тестовый стенд», контакты реле замыкал вручную. Провод использовал одножильный, сечением 4 квадрата, зачищенные наконечники фиксировал клеммником. Для подстраховки снабдил одну из клемм к АКБ «страховочной петлёй» — если бы якорь реле решил бы пригореть и устроить короткое замыкание, я бы успел сдёрнуть клемму с АКБ за неё:

Испытания показали, что машинка работает на твёрдую пятёрку. Якорь очень громко стучит, а электроды дают чёткие вспышки. Чтобы не тратить никелевую полосу и не практиковаться на опасном литии, мучил лезвие канцелярского ножа. На фото вы видите несколько качественных точек и несколько передержанных:

Передержанные точки видны и на изнанке лезвия:

Едем дальше. Как показал эксперимент на лезвии, выдержать необходимую длину импульса для сварки вручную невозможно, надо делать управление от тактовой кнопки или на микроконтроллере.

Сначала нагородил простую схему на мощном транзисторе, но быстро вспомнил, что соленоид в реле хочет кушать аж 3 ампера. Порылся в ящике и нашёл взамен транзистору MOSFET IRF3205 и набросал простую схему с ним:

Схема довольно нехитрая, MOSFET, два резистора — на 1К и 10К, да диод, предохранающий цепь от индуцированного соленоидом тока в момент обесточивания реле. Ардуину ещё не подключал, тестирую с обычной тактовой кнопкой. Когда Ардуина появится, она будет подключена через простейшую оптопару, чтобы не испытывать помех от основной цепи.

Сначала пробуем схему на фольге (с радостными щелчками жжёт дырки насквозь через несколько слоёв), потом достаём из загашника никелевую ленту для соединения аккумуляторных сборок. Коротко жмём кнопку, получаем громкую вспышку, и рассматриваем прожжённую дыру. Блокноту тоже досталось — прожгло не только никель, но и пару листов под ним 🙂

Даже сваренную двумя точками ленту разделить руками не выходит.

Очевидно, что схема работает, дело за тонкой настройкой «выдержки и экспозиции». Если верить экспериментам с осциллографом того же дядьки, у которого я подсмотрел идею с реле стартера, то на срыв якоря уходит около 21мс — от этого времени и буду плясать.

Пользователь Ютуба AvE тестирует скорострельность реле стартера в сравнении с SSR Fotek на осциллографе

Дань традиции — домашнее животное проводит проверку сечения меди:

Аппарат точечной сварки с питанием от ионисторов

В последнее время довольно часто появляются обзоры, где авторы либо делают аппараты контактной сварки, либо используют их в своих работах при сборке аккумуляторных батарей. Вот и я обзавелся подобным устройством, хотя и заметно отличающимся от тех, которые я встречал ранее.

Сразу хочу сказать спасибо моему постоянному читателю, который в данном случае выступил спонсором данного обзора, заказав для меня все необходимое для того чтобы собрать небольшой сварочный аппарат, ну а от меня, как это обычно водится, обзор.

Рассказ буду вести в хронологическом порядке, так как все оказалось не так просто, как предполагалось изначально.

Чаще всего аппараты для точечной сварки делают на базе трансформаторов от микроволновки, это дешево и относительно просто, а с контроллером от автора Yurok еще и относительно просто, я сам помогал делать товарищу пару таких аппаратов.
Но есть при сборке таких аппаратов пара сложностей, необходимость перемотки трансформатора и большой вес конструкции, потому я не спешил собирать его себе, кроме того пользоваться мне пришлось бы не очень часто, соответственно и хранить его где-то надо было бы. Есть конечно варианты на базе мощного инвертора, т.е. блока питания с малым напряжением и большим током, но но они сложны в сборке.

И вот некоторое время мне стали попадаться на глаза компактные сварочники на базе высокотоковых аккумуляторов, а еще через какое-то время вместо аккумуляторов стали применять мощные ионисторы и здесь мне стало совсем любопытно.

В общем был заказан относительно недорогой и простой комплект для сборки подобного устройства. Покупался он на Таобао и стоил около 20 долларов (11 плата и 2х4.5 за пару ионисторов) без учета доставки.

На самом деле это конечно не сварочный аппарат, а лишь необходимые компоненты для его сборки, плата, гаечки, винтики, провода, пищалка, сварочные контакты, пара термоусадочных трубок для них и кусочек никелевой ленты.

В комплекте идет четыре провода длиной по 27см, при этом одна пара уже оконцована с обоих сторон, а вторую предлагается оконцевать самому, для чего дали клеммы.
Провода сечением 10AWG (5.26мм.кв) в силиконовой изоляции, многопроволочные, потому очень мягкие. Количество проволок считать не буду, но их реально очень много.
А вот контакты для сварки совсем не понравились, по сути просто медная трубка в которую с одной стороны запрессован провод, а с другой контакт. При этом один контакт влез полностью в трубку, соответственно в таком виде пользоваться им невозможно.

Ну и конечно контроллер в виде небольшой платки с жменькой компонентов.

На плате видно чип контроллера, стабилизатора питания, кнопки выбора режима и конечно ключевых транзисторов, которых здесь четыре штуки.

За выбор режима отвечает одна кнопка, за индикацию светодиод и пищалка. Однократное нажатие переключает четыре режима — 1-2-3 импульса и выключено.
Зарядное устройство на плате отсутствует, также как и балансир, на странице товара так и написано, что это уже проблема пользователя.

А транзисторы на плате стоят весьма интересные, судя по даташиту они имеют сопротивление в открытом состоянии 0.77мОм (типовое 0.53мОм при 100А) и максимальный длительный ток в 300А, т.е. четыре штуки будут иметь сопротивление около 0.2мОм и ток до 1200А.

Но не менее интересны ионисторы, которых для данного аппарата надо минимум две штуки, либо другое количество кратное двум.

Габарит внушает уважение, размер каждого составляет 155х55х55мм без учета клемм, емкость 3000 Фарады, напряжение 2.8 вольта, вес пары 1.36кг вместе с перемычкой, т.е. каждый весит около 650 грамм.
Судя по описанию и по внешнему виду ионисторы БУ, сняты с какого-то электротранспорта, но внешне выглядят на 5 баллов.

Перемычка также приличных размеров, прикручена болтами и местами залита герметиком.

1, 2. При получении был небольшой разбаланс по напряжению. Кстати настоятельно рекомендую применять платы балансиров так как даже если их зарядить одинаково, то через время все равно напряжение будет разным.

3, 4. ESR на частоте 1кГц составляет 0.22мОм для одного или около 0.47мОм для пары.

Естественно я не удержался чтобы не протестировать их, а точнее, попытаться измерить эквивалентную емкость, для чего подключил к тестеру батарей EBC-A40L с максимальными током заряда/разряда в 40А.
Подключаться крокодилами очень неудобно, пришлось один измерительных проводов цеплять прямо на силовой.

При разряде с 2.7 вольта до 0.8 (ограничение нагрузки) ионисторы отдали примерно одинаковую емкость, 1355 и 1365мАч или 2294 и 2304 мВтч.

При разряде с 2.8 вольта емкость была немного выше. Заметно что нагрузка свои 40А обеспечивает только до напряжения в 1.4 вольта, а дальше ток падает.

Зарядная кривая также линейная с резким спадом в конце заряда, ниже график для 2.7 вольта.

А вот если заряжать до 2.8 вольта, то картина становится совсем другой, ток в конце заряда не всегда снижался ниже установленных 100мА и заряд не прекращался, потому я рекомендую при заряде ограничивать напряжение на уровне 2.7 вольта, большой разницы в емкости вы не получите, а вот служить ионисторы будут дольше и надежнее.

Чтобы что-то делать дальше, требовалось сначала отремонтировать контактную группу. Я взял тонкий пинцет, бокорезы и аккуратно вытащил вдавленных контакт. Сначала шло очень туго, но потом он вылез очень легко, второй контакт вылез еще легче.
Здесь я понял, что надежно усадить на место его будет сложно, да и вообще пользоваться такими держателями очень неудобно, так как для них надо иметь две руки, а еще как-то надо держать сам аккумулятор.

Пообщавшись с человеком, который прислал набор, пришли к решению заказать нормальную держалку, подпружиненную, более прочную и удобную.
Выбор был очень большой, но свелось все к трем вариантам:
Первая за 12.5 доллара — ссылка
Вторая за 7.6 доллара без коробки и проводов — ссылка
Третья за 12.76 — ссылка

В итоге остановились на третьем варианте, как более удобном, при этом заказали простой набор, есть вариант с проводами, стоит он 18.15, но провода уже были, хотя и более тонкие.

В комплект положили запасной переключатель, гнездо для разъема и моток никелевой ленты.

Ручка ощутимо тяжелая, 272 грамма, моток ленты я взвесил скорее на всякий случай, весит он 20.6 грамма.

Ручка оказалась действительно удобной, причем на выбор есть несколько цветов. На фото плохо видно, но пластмассовая часть напечатана на 3D принтере, хотя на мой взгляд основную ценность представляет контактная группа.

Для подключения проводов предусмотрели пару болтов М8, с обратной стороны соответственно сварочные контакты.
Внутри цельные медные шины, 15х3мм, также наружу выведен провод с разъемом, при прижатии контактов срабатывает конечный выключатель, разъем при этом подключается к сварочному аппарату для активации после нажатия. В данном случае выключатель можно убрать, так как плата не поддерживает такую функцию, а жаль.

1, 2. Около сварочных контактов видны две пружины и конечный выключатель. Ход до срабатывания выключателя 3мм, полный около 5мм.
3. Держатель контактов не так прост как кажется, имеется прорезь с прижимным винтом, потому можно заменять контакты по мере их износа.
4. А вот контакты хоть и обточены, но торцы сделаны как попало, я в итоге потом их немного обточил, придав форму трапеции. Сильно обтачивать и пытаться сделать иглу не надо, достаточно просто сделать их более ровными.

На странице товара предлагается вариант комплектации с проводами, но такой вариант заметно дороже и тяжелее, следовательно доставка также выйдет дороже.

Попутно в другом магазине заказал клеммы, так как после замены ручки родных не хватило бы по количеству, стоят по 3 цента за штучку.

Диаметр отверстия под винт 6.5мм, для провода — 3мм и здесь я просчитался, оказалось что для моих проводов этого отверстия мало, хотя сами по себе клеммы понравились, паяются отлично просто с флюсом из припоя.

Обижмать такое провода мне нечем, потому я взял мощный паяльник и припаял их, обжав клеммы после этого плоскогубцами. Попутно выяснил что изоляция проводов качественная, она не то что не плавилась от паяльника, а и даже не пыталась слезть, в общем проводам 5 баллов.
Дальше подключаем провода сначала к плате, затем к ручке, как показано на фото, входные провода — красный (плюс) и черный (минус).
Оказалось что винты для крепления к клеммам ионисторов очень длинные, другие искать было лень, но под руку попались соответствующие гайки, которые я в итоге и накрутил чтобы укоротить резьбовую часть.

При подключении проводов необходимо соблюдать некоторые правила.
1. Нежелательно вести провод так, чтобы он шел над элементами контроллера, электромагнитные наводки при таких токах очень существенные и могут сбить работу контроллера.
2. Кроме того, нельзя использовать клеммы расположенные друг напротив друга, при таком подключении основная нагрузка будет приходится на тот транзистор, который ближе к подключенным клеммам и он может выйти из строя.
3, 4. Для того чтобы ток был распределен равномерно между транзисторами, надо либо выводить провода попарно сводя в один, либо по диагонали, например к левому верхнему и правому нижнему или наоборот.

Если коротко, то вверху как не надо делать, внизу как должно быть правильно.

Перед тем как подключить всё, я запаял пищалку, причем создалось ощущение, что производитель немного ошибся с расстоянием между контактами и она не села полностью.
Подключаем, соблюдая меры предосторожности, а лучше вообще это делать при разряженных ионисторах так как КЗ в таком варианте просто испарит дорожки с платы, не говоря о КЗ при подключении к самим ионисторам.

После подачи питания должен засветиться светодиод, нажатием на кнопку выбираем количество импульсов от 1 до 3, четвертое нажатие переводит плату в спящий режим, также плата «засыпает» сама через несколько минут независимо от того, пользуетесь вы сваркой или нет.

Сначала решил потренироваться «на кошках», а точнее, на проводе сечением 0.22мм.кв и выяснил, что плата умеет контролировать замыкание. Т.е. импульсы подаются не случайным образом, а подаются примерно через 0.7 сек после замыкания контактов, что оказалось довольно удобным. Работы выглядит так: прижали клеммы к ленте, через небольшое время пошел ток, чтобы получить повторный импульс надо разомкнуть и заново прижать контакты.

Ну что сказать, провод 0.22мм сварка пережигает даже почти не замечая.

С аппаратом можно сказать разобрались, можно перейти к практическим экспериментам, но сначала думаю имеет смысл разобраться что за ленту прислали.
А получил я четыре мотка ленты, небольшой слева шел в комплекте с первым набором, правый дали в комплект к мощной ручке, посередине два тестовых образца куплены в другом магазине.

1. Тот что дали с первым набором, ширина 6мм, толщина 0.1мм
2. Этот дали в довесок к ручке, ширина 7мм, толщина 0.12мм

А эти куплены здесь, по ссылке предлагается много вариантов шириной от 6 до 50мм и толщиной 0.1-0.5мм.
1. Лента 7мм, толщина 0.125мм
2. Лента 8мм, толщина 0.15мм, соответствует заявленному.

1. Тот что дали с первым набором имеет длину 63см, явно экономили.
2. Вместе с ручкой дали приличный моток ленты с длиной 3м, да и лента с оптимальным сечением, зачет.
3, 4. Тестовые куски купленные отдельно имеют длину ровно один метр.

Проверку материала из которого изготовлены ленты буду проводить путем измерения их сопротивления, перед тестов проверил точность измерения миллиомметра.

Подобный способ измерения я описывал в этом обзоре, чистый никель должен иметь сопротивление 87мОм при сечении 1мм и длине 1м, второй распространенный материал, из которого делают ленты, сталь, у неё сопротивление заметно выше.

1. Первая лента, 122мОм на длине 60см при сечении 0.6мм.кв, для сечения 1мм.кв и длины 1м сопротивление будет все те же 122мОм. Это не никель, а сталь с покрытием.
2. Вторая лента, 135.9мОм при длине 99см и сечении 0.84мм, для 1мм.кв и 1м сопротивление будет 115мОм, явно сталь
3. Первая лента из магазина, 92.2мОм при длине 99см и сечении 0.875мм, для 1мм.кв и 1м сопротивление будет 81,5мОм, это больше похоже на никель, хотя сопротивление ниже чем у чистого никеля.
4. Вторая лента из магазина, 70мОм при длине 99см и сечении 1,2мм, для 1мм.кв и 1м длины будет соответственно 84мОм, здесь все соответствует чистому никелю.

Первые две ленты явно стальные, купленные в магазине скорее всего чистый никель, хотя сопротивление показало чуть меньше, возможно имеется ошибка измерения, но в любом случае они явно ближе к 87мОм заявленных для никеля, да и гнутся по другому, сталь более пружинящая.

Первый тест проводился с той лентой, которая шла в комплекте к ручке, 7х0.12мм.

Я пробовал приварить одну ленту к другой с разным количеством импульсов.
1-4, При 1 и 2 импульса лента вообще можно сказать что и не приваривалась, кусочки спокойно разделялись руками без заметного сопротивления.
5, 6. При трех импульсах стало немного походить на сварку, хотя все равно держало ну очень слабо.

Перед тестами я забыл замерить напряжение на ионисторах, вспомнил уже на этом этапе, за 12 часов до экспериментов они были заряжены примерно до 2.5 вольта на ячейку, после предварительных тестов было 4.86 общее.

Так как меня результаты экспериментов совсем не устроили, то решил немного поднять ток путем переключения провода от держателя напрямую к клемме ионистора, а не через клемму на плате. Т.е. фактически я уменьшил общую длину проводов на 1/4.
При таком варианте подключения плюсовой провод идущий к плате можно ставить небольшого сечения.

Дальше все эксперименты были при трех импульсах и могу сказать что после переключения клеммы аппарат начал варить, я без проблем соединил две ленты.

Чтобы разорвать их пришлось приложить приличное усилие и на фото видно, что в одном месте ленту даже прожгло насквозь.

А вот теперь практические тесты с аккумуляторами. Для теста использовались ячейки Sanyo NCR18650GA оставшиеся после других экспериментов, потому их уже не жалко и испортить.

Сначала экспериментировал со стальной лентой и могу сказать что варит отлично, оторвать у меня получалось только при помощи плоскогубцев и после приличного усилия, при этом местами рвалась лента в месте сварки.

В обоих экспериментах результат был идентичен, оторвать реально очень тяжело.

После этого попробовал никелевую ленту 0.15мм и здесь увы, аппарат её почти не проваривает, в одном месте прихватило нормально, но чаще получалась «холодная» сварка.

С последним никелевым кусочком толщиной 0.12мм ситуация была получше, хотя и не сильно, оторвал руками, но с некоторым усилием.
В данном случае могло сказаться то, что контакты аккумуляторов немного пострадали от предыдущих экспериментов.

После показанных выше экспериментов напряжение на ионисторах снизилось с 4.86 до 4.45 вольта.

Так как ионисторы уже прилично разрядились, то решил попробовать еще раз, но зарядив их опять до 5 вольт.
По ощущениям, разницы между 4.45 и 5 вольт я не заметил, либо она очень небольшая. На краю ленты варит, но немного дальше от края и уже не держит.

Так как ток зависит от длины проводов, то я решил еще уменьшить их длину, подключив плату так чтобы минус был соединен с непосредственно клеммой ионистора.

Вообще простой расчет показывает, что при сопротивлении провода сечением 10AWG 3.28мОм на метр каждые 27см уменьшают сопротивление цепи на 0.9мОм без учета падения на клеммах. Т.е. изначально было (очень грубо):
0.47мОм ESR двух ионисторов
0.22мОм транзисторы
3.5мОм провода
Думаю что около 1-2мОм всякие клеммы и соединения

Итого общее сопротивление не менее (а скорее даже более) 5-6мОм, при напряжении 4.5 вольта ТКЗ должен составить около 800А, реально много дает падение на контактах, плате, непосредственно контакте где происходит сварка. Но в любом случае уменьшение паразитного сопротивления в виде кабеля должно увеличить сварочный ток.

И действительно, варить стало немного получше, по крайней мере ленту к ленте, но к аккумулятору варить стало не сильно крепче.

Уже совсем расстроившись я вспомнил что у меня остались кусочки ленты от обзора и там была никелевая лента толщиной 0.1мм, попутно когда заезжал к товарищу, взял старых аккумуляторов, оставшихся от замены в батареях.

Но мне этого показалось мало и я решил «гулять, так гулять» и зарядил ионисторы почти до полного напряжения.

При попытке сварить одну ленты с другой выяснилось что аппарат её легко прожигает насквозь, с аккумулятором также вышло уже куда лучше, правда вылезла другая проблема, когда лента прожигается, то иногда она налипает на сварочные контакты, потому их надо чистить.

Далее попробовал опять ленту 0.12мм, с которой экспериментировал ранее.
При сварке ленты к ленте также получилось прожечь её насквозь, с аккумуляторов ситуация как в предыдущем эксперименте, ближе к краям может даже прожечь ленту, но есть места, которые не провариваются нормально, хотя прогресс явно есть.

Теперь о разных дополнениях, нюансах и прочем.
Для начала балансиры, продаются в виде отдельных плат, но напряжение только до 2.5 вольта. Как по мне, то ионисторы из-за повышенного тока утечки при напряжении выше 2.7 вольта и сами относительно неплохо балансируются, кроме того так вы получите только 5 вольт вместо 5.4, что может быть существенным.

Контроллеры.
В обзоре самый простой вариант контроллера, опций минимум, зато силовые транзисторы встроенные, но есть куда более продвинутые варианты.

Они уже содержат зарядное и схему балансировки, правда силовую плату надо покупать отдельно.

Силовые платы также бывают разные, под разное количество транзисторов и под разные их типы, обычно их можно купить там же, где и контроллеры.

У тех же продавцов есть и ионисторы, обычно с разборки, причем иногда у одного и того же продавца они могут отличаться по цене, например за 5 долларов и за 6.5.

Там же предлагаются медные шины для соединения ионисторов по схеме 2S2P, это поможет как продлить время автономной работы, так и отдаваемый ток.

Вот теперь самое главное, выводы и разные мысли.
1. Аппарат варит, хотя называть эту плату таким громким словом сложно, так как это всего лишь плата и ионисторы
2. Родные сварочные контакты гадость, лучше сразу искать плату без них и покупать нормальный
3. Со стальными лентами справляется влёт, приваривает так что зубами не отдерешь.
5. С никелевыми лентами проблема, варит только тонкие 0.1-0.12мм и только при удалении лишних проводов и почти полном заряде ионисторов.
5. Ионисторы реально класс, куда как лучше аккумуляторов.
6. Автоматика подачи тока работает странно, судя по всему там простая RC цепочка так как задержка может быть 0.5 секунды, а может быть и 1 секунду, зависит от времени паузы между прикосновениями контактов.
7. Думаю что при желании можно доработать схему так, чтобы задержка была не от замыкания контактов, а от замыкания конечного выключателя.
8. Чтобы реально можно было варить все подряд, надо брать более мощную плату, менять провода к сварочным контактам и возможно ставить четыре ионистора, а не два.
9. В принципе хватает и возможностей платы, три режима, переход в спящий режим, но я бы сейчас наверное уже смотрел в сторону полноценного контроллера.

Теперь коротко.
Сам метод сварки имеет право на жизнь, но требует некоторой доработки. Из преимуществ: при желании можно варить хоть в «чистом поле», правда не очень долго. Заряжать можно как от блока питания, так и от повербанка, но чтобы нормально работать, я бы порекомендовал подключить на постоянную работу блок питания (а точнее зарядное с режимом СС) 5-5.5 вольта и на ток 1-2А, этого более чем достаточно.

Я же пока буду еще экспериментировать, но чувствую что обозреваемая плата уже работает близко к максимуму, по крайней мере менять провода не рискую, так как они частично ограничивают ток КЗ и увеличив их можно легко спалить транзисторы если коротнуть непосредственно сами клеммы.

особенности, преимущества и недостатки технологии

Контактная точечная сварка позволяет быстро сварить металл в определённых точках. Многие мастера отдают предпочтение именно данному виду благодаря его практичности, простоте и высокой точности. Точечная сварка позволяет быстро и беспроблемно сварить даже толстые материалы.

Особенности

Точечная сварка — одна из разновидностей контактной и отличается от неё тем, что соединение выполняется всего одним касанием и движением. Сварная точка имеет достаточно небольшие размеры, может использоваться для соединения даже небольших элементов. Выполнение точечной сварки возможно не только в промышленных условиях, но также и в домашних.

Данный вид сварочных работ используется при выполнении разнообразных задач в быту и в промышленности с 1877 года. Уже почти полтора века данный вид сварочных работ популярен при выполнении разнообразных задач в различных отраслях. Важно изучить технологические особенности процедуры, так как именно от соблюдения всех требований зависит надежность стыка, а также безопасность.

Суть процесса

Контактная сварка, к которой относится и точечная разновидность, выполняется путем нагрева металла током, проходящим через него. Ток поступает от электродов и воздействует на конкретную точку благодаря небольшой деформации поверхности под воздействием зажимов. Благодаря своей простоте сварочные работы точечным способом используются в промышленности гораздо чаще, чем аналогичные разновидности контактной сварки.

Возможность применения точечной сварки практически не ограничена. Особенности самого процесса позволяют снизить себестоимость изготовления конечной детали.

Варка точечным способом происходит при определенных параметрах:

• времени воздействия в течение 0,2-2 секунд;
• невысоком сетевом напряжении — 2-5В;
• высоком токе при выполнении сварки — более 1000А;
• сжимающей силе в месте сварки до нескольких сотен кг.

Надежность и точность варки зависит от многих параметров. В первую очередь на качество крепления влияет площадь поверхности, на которой будут производиться сварочные работы. Вторым фактором, который существенно влияет на качество шва, являются параметры сварочного тока и длительность выполнения работ. Если свариваются достаточно тонкие материалы, то необходимо одно усилие, а в случае сварочных работ на толстом материале потребуются совершенно иные усилия.

Технологические особенности

Технология достаточно проста для понимания. При сварочных работах необходимо соединить детали, которые в дальнейшем будут свариваться, при помощи надежных механизмов, отличающихся устойчивостью к электрическому току. Очень важно правильное закрепление, чтобы элементы не съезжали.

Далее с двух сторон к заготовке подводится ток при помощи электродов. В местах, где происходит контакт, образовывается высокая температура, при которой металл плавится. При хорошей точечной сварке образуется ядро, которое может составлять от нескольких миллиметров до пары сантиметров в зависимости от толщины самого материала.

Металл низкого качества может соединяться без образования сварочного ядра, но такой шов считают некачественным и может впоследствии разойтись. Низкокачественная сталь, которая используется при сварочных работах, позволяет начинающему мастеру хорошо набить руку. Спустя буквально пару десятков швов мастер может хорошо набить руку и выполнять дальнейшие сварочные работы высокой точности.

Этапы процесса

Процесс соединения свариваемых элементов достаточно простой.

Подготовительный

Подготовительный этап состоит из трех основных действий:

1. Подготовки поверхности к варке. Кромки обязательно должны быть зачищены для хорошего сцепления поверхностей. С поверхности металла необходимо удалить остатки лакокрасочных покрытий или разнообразных пятен от масла. После очищения поверхности металла необходимо зафиксировать при помощи тисков либо струбцин в нужном положении для последующей варки.
2. Организации рабочего места. Пространство должно быть подготовлено согласно нормам, так как от этого зависит безопасность самого мастера. На рабочих плоскостях не должно быть различных посторонних инструментов или предметов.
3. Соблюдении требований к форме мастера. Сварщик обязательно должен быть одет в специальный костюм и сварочную маску, которая защитит глаза от искр и яркого света.

Сварка деталей

Далее происходит непосредственно варка детали. Для выполнения сварочных работ элемент должен быть зафиксирован между электродами, затем на них подается ток. Как только появилось ядро ток необходимо снять, а деталь плотно сжать между собой. В процессе варки создаётся надёжная точка, которая в дальнейшем застывает и образовывается ядро. Таким образом происходит точечная сварка высокого качества.

Если мастер понимает саму суть сварочных работ, то он может легко выполнить поставленную задачу. Очень важно соблюдать следующий принцип крепления деталей — после образования импульсом расплавленного металла необходимо несколько секунд подержать изделие под давлением для того, чтобы ядро успело застыть и скрепиться.

На каждый миллиметр общей толщины детали потребуется от 3 до 5 киловатт мощности. В отдельных случаях необходимы установки с показателями мощностью до 400 кВт. В зависимости от настроек и характеристик аппарата 1 мм толщины металла сваривается в среднем за 0,1-1 мм, что важно при сварке толстых деталей.

Распространенные дефекты

Как и при выполнении любых работ могут возникнуть различные дефекты сварки точечным способом. Для того чтобы не возникали различные дефекты, требуется знать их и обращать дополнительное внимание на место возможного его появления. К самым распространённым дефектам относят:

1. Непровар поверхности частично либо полностью. Чаще всего непроваривание происходит по причине низкокачественных электродов, невысокой силы тока либо чрезмерным сжатием. Чаще всего дефект виден при осмотре, при помощи спец приборов можно понять насколько некачественный шов. Также при помощи прибора можно определить наличие непроваренных мест даже в визуально нормальном шве.
2. Трещины. Это достаточно распространенные дефекты, которые появляются из-за использования высокого тока либо неочищенных деталей.
3. Разрывы у кромок. Данный дефект является не очень распространённым, но также может встречаться. При расчёте, где будет сварочная точка, необходимо учитывать расстояние, которого хватит для создания качественного шва. На материалах различной толщины это расстояние будет разным.
4. Внутренний выплеск. Такой дефект не всегда можно заметить сразу же после завершения варки. Дефект образовывается из-за того, что жидкий материал при варке выходит за пределы ядра, из-за чего между деталями появляется зазор. Главной причиной, по которой возникает такой дефект, является подача длительного импульса на большом токе, что приводит к чрезмерному расплавлению ядра. Если это вызвано тем, что аппарат совершенно новый, то стоит попробовать выполнить несколько точек на ином материале для наладки инструмента.
5. Наружные выплески. Достаточно очевидный дефект, который появляется по причине плохого зажатия металлических частей. Из-за отсутствия момента ковки отсутствует возможность соединить заготовки и расплавленная масса появляется снаружи металлического элемента.
6. Появление вмятин. Чрезмерное сжатие заготовки либо использование электродов небольшого диаметра приводит к появлению вмятин. Также из-за этих факторов может увеличиваться зона плавки, что приводит к возникновению дефектов на готовом шве.
7. Прожиг. Это самый распространённый дефект. Причин появления данного дефекта может быть несколько, но чаще всего прожиг появляется по причине загрязненных поверхностей свариваемых частей либо кончика проводника.

Преимущества и недостатки

К плюсам сварки данным способом можно отнести:

• достаточно «чистый» способ варки;
• не нужно использовать дополнительные составляющие в виде газов флюсов и другого;
• отсутствие разнообразных отходов и шлаков;
• так как сварка происходит без использования газа, то не выделяются вредные вещества и сварщик более защищен в этом вопросе;
• сварка точечным способом имеет высокий КПД;
• при необходимости выполнения большого количества работ возможно использование различных автоматизированных агрегатов;
• высокое качество стыков за очень короткий промежуток времени.

При соблюдении всех норм и стандартов при выполнении точечной сварки можно получить шов высокого качества, который будет предельно аккуратен и надежен.

Недостатки точечной сварки:

• сложно реализуемое скрепление при сварке разных металлов;
• при превышении подачи импульса возможно разбрызгивание металла;
• сложности конструкции при варке нескольких точек одновременно;
• усложнение конструкции электродов и их использования при многоточечной сварке.

Режимы выполнения сварочных работ и применяемые электроды

Основными режимами выполнения сварки является жесткий и мягкий. При выполнении сварочных работ жестким способом выполняется существенное давление на электрод. В среднем этот показатель равен 3-8 килограмм на каждый квадратный миллиметр. Также при жёсткой сварке используется ток с высокими показателями плотности — 120-300А на квадратный миллиметр. При варке жестким способом ток обычно подается в течение очень короткого времени, которое составляет 0,1-1,5 секунды. Данный режим обеспечивает высокую производительность и скорость, но имеет отдельные недостатки:

• требует использования исключительно мощных сварочных аппаратов;
• на электросети оказываются высокие нагрузки;
• при выполнении сварочных работ используется повышенная мощность.

Жёсткий способ варки отлично подходят для соединения высоколегированных сталей, элементов с различной толщиной, медных листов с алюминием.

Мягкий режим сваривания происходит дольше, но поверхность нагревается более плавно. Точечная сварка мягким способом длится в течение 0,5-3 секунд. Мягкая технология особо востребована для сварки металлов, которые склонны к закалке.

На качество сварных швов напрямую влияет качество электродов. Среди наиболее распространенных электродов выступают медные, которые имеют наиболее благоприятные характеристики для соединения стальных элементов. При сварке точечным способом в домашних условиях необходимо учитывать, что качество шва напрямую зависит от сечения электрода. Обязательно учитывать, что самая тонкая часть электрода должна быть в 2-3 раза меньше, чем диаметр ядра.

Аппарат для точечной сварки

Существуют разнообразные приборы для сварки точечным способом, но все сварочные аппараты имеют схожую конструкцию. Независимо от того, для чего предназначен прибор, основные конструктивные элементы будут практически одинаковыми.

В простом приборе может отсутствовать регулятор силы. В таком случае мастер самостоятельно регулирует силу сжатия и длительность воздействия на металл. Очень важно контролировать в процессе состояние электродов.

Многие мастера используют самодельную точечную сварку, которая изготавливается всего за 20-30 минут. Благодаря несложной конструкции аппарат можно сделать самостоятельно.

Основной частью самодельного аппарата является трансформатор. Чаще всего умельцы используют трансформатор от микроволновки. Тип трансформатора не столь важен, главное — мощность. Оптимальным параметром является показатель 0,9-1 кВт. От трансформатора потребуется только магнитопровод и первичная обмотка, поэтому все лишние детали могут выбиваться либо выковыриваться любыми подручными способами.

Вторичную обмотку потребуется сделать самостоятельно. Для этого берётся медный провод большей толщины, диаметр которого составляет не менее 1 см. После переделки аппарат может выдавать до 1000А, что позволит качественно сварить не толстые металлические листы. Для увеличения мощности агрегата можно объединить несколько однотипных трансформаторов в один.

Итоги

Точечная сварка — отличный способ соединить металлические детали различной толщины. Даже если нет под рукой профессионального аппарата, то легко изготовить самодельный. Немного усилий и деталей от микроволновой печки, и практичный агрегат будет готов.

Используемая литература и источники:

• Поведение водорода при сварке плавлением / В.В. Фролов. — Москва
• Технология и оборудование газопламенной обработки металлов / Г.Л. Петров, Н.Г. Буров, В.Р. Абрамович. — М.: Машиностроение
• Статья на Википедии

Аппарат для точечной микросварки своими руками » Полезные самоделки

Внешний вид сварочного аппарата показан на 3-й с. вкладки (вверху). Масса силового блока аппарата — около 8 кг, габариты-225х135Х120 мм. Как видно из принципиальной электрической схемы, (рис.1) аппарат состоит из двух основных узлов: электронного реле на тринисторе V9 и мощного сварочного трансформатора Т2.

 

 

Рис.1 Электронная схема аппарата для точечной сварки

К одному из выводов его низковольтной вторичной обмотки подключен сварочный электрод, второй вывод надежно соединяют с более массивной из двух свариваемых деталей. Сетевая обмотка сварочного трансформатора подключена к сети через диодный мост V5-V8, в диагональ которого включен тринистор V9 электронного реле. Маломощный вспомогательный трансформатор Т1 питает цепь управления тринистором (обмотка ///) и лампу HI подсветки места сварки (обмотка //). Аппарат работает следующим образом. При замыкании контактов выключателя S1 «Вкл.» напряжение питания 220 В поступает на первичную обмотку трансформатора Т1 узла управления тринистором. Конденсатор С1, подключенный через замкнутые контакты переключателя S3 «Импульс» к выпрямительному мосту V1-V4, заряжается. Первичная обмотка сварочного трансформатора Т2 обесточена, так как тринистор V9 закрыт. При нажатии на кнопку переключателя S3 заряженный конденсатор С1 подключается к управляющему электроду тринистора V9 через переменный резистор R1. Разрядный ток конденсатора открывает тринистор, и напряжение сети поступает на первичную обмотку сварочного трансформатора Т2. Если вторичная обмотка сварочного трансформатора соединена со свариваемыми деталями, то в ней возникает мощный импульс тока, который вызывает сильный разогрев металла а точке касания сварочного электрода. Длительность импульса тока зависит от параметров времязадающей цепи R1C1. При номиналах элементов этой цели, указанных на схеме, максимальная длительность импульса tи (без учета внутреннего сопротивления тринистора) примерно равна 0,1 с. За это время ток во вторичной обмотке может достигать 300…350 А. Этого вполне достаточно для прочного приваривания к массивным конструкциям деталей из фольги толщиной до 0,15 мм, например из легированной стали 1Х18Н10Т.

Возврат устройства в исходное состояние происходит автоматически по окончании разряда конденсатора С1. Оптимальный режим сварки устанавливают подстроечным резистором R1 «Режим». Конструктивно сварочный аппарат состоит из двух частей: силового блока и сварочного пистолета, которые соединяются между собой гибким кабелем с помощью многоконтактного разъема. На шасси силового блока размещены почти все элементы устройства. Конструкция шасси и его основные размеры показаны на кладке.

 

 

Рис.2. Кожух силового блока

 

 

Рис.3. Конструкция силового блока

На основании шасси 3 размещены сварочный трансформатор 4 и планки с диодами V1-V8. К передней панели шасси прикреплен кронштейн 8 с установленными на нем вспомогательным трансформатором 5, конденсатором 6 и тринистором 7. На передней панели монтируют одну из частей разъема (в прямоугольном отверстии) соединительного кабеля, переменный резистор установки режима, сетевой тумблер, штыревую часть разъема сетевого шнура и зажим для подключения -более массивной из свариваемых деталей. Кожух 1 изготовлен из дюралюминия толщиной 2,5 мм и снабжен ручкой 2 для переноски.

Устройство сварочного пистолета показано на рисунке.

 

 

Рис.4. Устройство сварочного пистолета

Корпус 7 пистолета изготовлен в виде двух одинаковых по форме частей, выфрезерованных из листового текстолита толщиной 12 мм. В корпусе смонтированы держатель 3 сварочного электрода 2. лампа 8 подсветки с кнопочным выключателем 4 «Подсветка», микропереключатель 6 «Импульс». Соединительным кабелем 5 служит гибкий 24-х проводный кабель в резиновой изоляции наружным диаметром 11 мм и сечением каждого провода 0,75 мм кв. Пять проводов кабеля использованы для подключения микропереключателя и лампы подсветки, а остальные девятнадцать запаяны непосредственно в держатель 3 электрода. Держатель изготавливают из медного бруска прямоугольного или квадратного сечения. Электродом 2 служит медный пруток диаметром 8 мм. Электрод должен быть надежно зафиксирован в держателе. Вместе с этим должна быть предусмотрена возможность смены электрода. Для приваривания фольги жало электрода затачивают конусом, переходящим в сферу диаметром 1…1.5 мм. Для сваривания проволоки применяют электрод с плоским рабочим горцем.

Монтаж пистолета начинают с разделки кабеля. Девятнадцать проводников кабеля тщательно зачищают, скручивают вместе, облуживают и запаивают в отверстие держателя 3 электрода. Оставшиеся пять проводов обрезают до необходимой длины и припаивают к микропереключателю 6 и лампе 8 подсветки. Второй конец кабеля заводят во вставку штепсельного разъема типа А на 20 контактов (кабельная конструкция, см. фото на вкладке). В пистолете использованы микропереключатель МПЗ-1Т, лампа подсветки СМ-34 на 6 В, 0,25 А с арматурой, снабженной небольшой линзой, кнопка включения лампы подсветки — от настольной лампы.

На лицевую панель шасси силового блока устанавливают ответную часть разъема соединительного кабеля. Пять соответствующих контактов разъема подключают к тем или иным цепям устройства, а остальные соединяют параллельно и подключают к одному из выводов вторичной обмотки сварочного трансформатора.

 

 

Рис.5. Внешний вид аппарата

Магнитопровод этого трансформатора набирают из пластин Ш40, толщина набора 70 мм. Первичная обмотка содержит 300 витков провода ПЭВ-2 0,8. Вторичная обмотка этого трансформатора состоит из 10 витков изолированного провода или шины сечением не менее 20 кв.мм (в описываемой конструкции эта обмотка выполнена из двух многожильных проводников диаметром 4 мм, наматываемых одновременно). Такого же сечения изготовляют «заземляющий» соединительный проводник вторичной обмотки. Его длину не следует выбирать большей 2…2,5 м.
Трансформатор Т1 может быть любым, обеспечивающим на вторичных обмотках напряжения 8…10 В (для заряда конденсатора С1) и 3…6 В (для питания лампы). В данной конструкции был применен магнитопровод от трансформатора детской железной дороги (сечение 10х10, Г-образные пластины). На нем размещают сетевую обмотку /, содержащую 8000 витков провода ПЭВ-2 0,08, обмотку //-330 витков провода ПЭВ-2 0,3 и обмотку ///-350 витков провода ПЭВ-2 0,2.

Зажим, соединяемый с нижним (по схеме) выводом вторичной обмотки трансформатора Т2, монтируют на шасси без изоляционных прокладок.
При изготовлении трансформаторов необходимо иметь в виду, что от качества изоляции их обмоток зависит безопасность работающего с аппаратом. Поэтому поверх первичных (сетевых) обмоток трансформаторов следует наложить не менее 4-6 слоев лакоткани или бумаги, пропитанной парафином.
В сварочном аппарате использованы подстроечный резистор ППЗ-11, конденсатор К50-3, сетевой тумблер ТП1-2. Следует отметить, что применение тринистора ПТЛ-50 обусловлено исключительно желанием обеспечить высокую надежность аппарата и безотказную работу в тяжелых климатических условиях и при больших колебаниях сетевого напряжения. С некоторым ухудшением качества сварки в аппарате могут быть использованы тринисторы серии КУ202 с индексами К, Л, М или Н. При этом необходимо уменьшить сопротивление резистора R1 до 50 Ом, а емкость конденсатор С1 увеличить вдвое.

Правильно собранный аппарат начинает работать сразу, без какого-либо налаживания. Качество сварного шва (точки) проверяют следующим образом. Полоску стальной фольги шириной 10…12 мм приваривают к очищенной от окалины поверхности стального бруска тремя-пятью точками, а затем отрывают с помощью пассатижей. В точках сварки на фольге должны остаться отверстия диаметром 0,5…0,8 мм, что свидетельствует о том, что отрыв происходит не по месту сварки, а вокруг него. Если же фольга отрывается в месте сварки, подбирают сварочный ток подстроечным резистором «Режим». При подборе тока необходимо учитывать, что качество шва ухудшается при увеличении давления на электрод.
Следует отметить также, что по справочным данным постоянное напряжение, которое необходимо подавать на управляющий электрод тринистора ПТЛ-50 для его открывания, равно 8 В. Однако качество шва значительно улучшается, если это напряжение увеличить до 12…15 В (напряжение заряженного конденсатора С1).

 

Порядок работы с аппаратом

В первую очередь «заземляют» кожух сварочного аппарата и конструкцию, к которой нужно приварить деталь. Работающий со сварочным аппаратом должен надеть защитные резиновые перчатки и стоять на резиновом коврике. Включают аппарат, привариваемую деталь прикладывают к конструкции и плотно прижимают жалом сварочного электрода пистолета в том месте, где нужно получить точку сварного шва. Нажимают на «спусковой крючок» пистолета (на кнопку микропереключателя), через 1…1.5 с снимают пистолет с детали и устанавливают жало на следующую точку. В тех случаях, когда это необходимо, включают лампу подсветки.

При эксплуатации аппарата на производстве он обязательно должен быть принят местной комиссией по технике безопасности.
В заключение следует указать, что возможности аппарата могут быть значительно расширены. Если использовать, например, омедненный графитовый электрод диаметром 6…8 мм, можно сваривать медные луженые проводники диаметром до 0,3 мм. Очень хорошо такие проводники привариваются к любым луженым и посеребренным деталям, а также к медной нелуженой фольге. Можно, например, приваривать тонкие проводники к фольге печатной платы без применения флюса. Хорошие результаты получены при сваривании листов очень тонкой медной фольги. В этом случае необходимо опытным путем подобрать длину и форму жала графитового электрода.

Если необходимо сваривать детали из более толстых листовых металлов, сварочный трансформатор придется заменить более мощным. Например, для соединения стальных листов толщиной 0,5…0,7 мм необходим трансформатор сечением магнитопровода не менее 65…70 кв.см. Первичная обмотка такого трансформатора должна содержать 160-165 витков провода ПЭТВ диаметром 1,62… 1,7 мм, а вторичная — 4,5 витка медной шины сечением не менее 90 кв.мм (из расчета на сварочный ток 1400…1800 А). Диаметр электрода нужно увеличить до 18…20 мм. При этом в первичной обмотке трансформатора в момент сварочного импульса протекает ток около 45 А. Поэтому диоды V5-V8 нужно будет заменить более мощными, например ВЛ-50.

Тринистор V9 также должен быть рассчитан на прямой ток не менее 50 А. Опыт, однако, показывает, что для сваривания стальных листов толщиной до 0,5…0,7 мм вполне допустимо использование тринистора ПТЛ-50 без дополнительного радиатора, поскольку сварочный импульс очень короток.
Для того чтобы обеспечить номинальный режим при сваривании металлов различной толщины (от 0,08 до 0,7 мм), в аппарате необходимо предусмотреть более широкое регулирование сварочного тока. Наиболее целесообразно вместо конденсатора С1 использовать набор из трех конденсаторов емкостью по 1000 мкф каждый, коммутируемых переключателем либо последовательно (для тонколистовых металлов), либо параллельно.

РАДИО N 12, 1978 г. с.47-48

виды, сборка аппарата своими руками, технический процесс

Конденсаторную сварку используют для сплавления металла кратковременными импульсами тока продолжительностью в тысячные доли секунды. Этого времени достаточно, чтобы необходимое для сваривания тепло распространилось на малую глубину. Конденсаторная сварка эффективна для листов толщиной менее 2 мм: возникает несоответствие частоты импульса и глубины провара. Для заготовок толще 2 мм применяют контактные сварочные машины.

Применяются две технологии:

1. Без использования трансформатора – когда конденсаторы разряжаются на деталь непосредственно.
2. С трансформатором – разрядка происходит на первичную обмотку, вторичная цепь – заготовки для сваривания.

Виды конденсаторной сварки

По методу образования шва способ подразделяется на такие виды, как:

1. Стыковая – производится оплавлением или сопротивлением:

• в первом случае между деталями возникает электрический разряд, вызывающий дугу. Под её воздействием место соединения оплавляется;
• во втором – разряд и сваривание заготовок происходит при их соприкосновении.

2. Точечная используется в приборостроении, предпочтительна для соединения тонких изделий с толстыми.
3. Роликовая – применяют для сваривания мембран и электровакуумных приборов. Роль электродов выполняют ролики, шов получается сплошным и герметичным.

Точечная конденсаторная сварка своими руками

Пример сборки аппарата:

• берут 8 конденсаторов на 25 вольт, ёмкостью 15 000 микрофарад;
• для удобства работы конденсаторы склеивают между собой так, чтобы получилось два ряда по четыре штуки;
• соединяют их двумя отрезками медной проволоки последовательно, проволоку припаивают к контактам, соединяют в цепь;
• один конец цепи соединяют с аккумулятором, который будет давать зарядку конденсаторной батарее;
• второй – к миниатюрному электроду с двумя контактами в виде вилки с пластиковой изолирующей ручкой.

Установка готова.

Ещё один пример изготовления настольного сварочного аппарата:

• берут блок питания от старого компьютера;
• вентилятор крепят снаружи корпуса;
• оставляют разъём для подключения сети 220 вольт;
• в электрическую цепь устанавливают трансформатор на 150 ватт от старого усилителя;
• из трансформатора идёт 12 вольт, дальше – умножитель на 4, на выходе – 48 вольт;
• далее в цепи 6 конденсаторов по 10000 микрофарад на 50 вольт;
• конденсаторы устанавливают на текстолитовую площадку, снизу – спайка в батарею;
• для соединения с электродом используют гибкий многожильный звуковой провод в пластиковой изоляции;
• с батареи напряжение идёт на 4 тиристора ТПС-12;
• тиристоры открываются с помощью батарейки на 1,5 вольта;
• делают кнопку, лучше на длинном проводе, достающем до пола, чтобы нажимать ногой;
• на конце звукового провода – два отрезка толстой медной проволоки в качестве электродов.

Закрывают корпус – аппарат готов к работе

Технический процесс

Сначала, если есть необходимость, проводят подготовку свариваемых поверхностей. Затем прикладывают электрод в месте соединения, нажатием кнопки подают на него импульс. Через 1-2 секунды контакт убирают от детали, сваривают следующее звено. Длина промежутков между точками зависит от толщины изделий, обычно шаг сварки от 20 до 60 мм.

Главные преимущества технологии:

• возможность сваривать тонкие, почти как фольга, листы металла;
• простота – работать может неподготовленный человек;
• минимальные затраты электроэнергии;
• используемая сила тока безопасна для работающего.

Процесс точечной сварки состоит из трёх этапов:

• предварительное сжатие изделий между электродом и плоскостью заготовок;
• нагрев деталей до температуры плавления;
• охлаждение места сварки при увеличенном усилии сжатия.

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Точечная сварка — 110 фото воздействия металлов и их характеристики

Точечная сварка применяется для приваривания мелких деталей, например, это могут быть болты, зажимы, заклепки или для соединения нескольких деталей между собой. В основном аппарат для точечной сварки применяется в строении самолетов, поездов, машин и в других направлениях промышленности.

Название такого вида сварки получилось от того, что элементы соединяются между собой не полностью, а только в определенных точках. Эффективность соединения в этих местах в основном зависит от их размера. Прочность самих точек зависит от качества электродов и материала.

Краткое содержимое статьи:

Принцип работы аппарата

Способов точечной сварки существует несколько, но принцип их всех заключается в одном. Сварка происходит в результате воздействия электродов на материал. Между электродами проходит ток, и детали под горячим воздействием плавятся.

Сварочная точка получается там, где металлы соприкасаются, зависит она от силы тока. Чем сильней сила тока, тем прочнее будет сварка и тем толще элементы можно соединить.

Материал для сварки можно использовать с толщиной от 0,05 до 0,8 см.

Перед началом работы со сваркой, детали нужно обязательно очистить от всех загрязнений и выбрать подходящий режим, от этого зависит качество в конечном результате работы.

Для проверки качества шва на производстве, разрушают несколько экземпляров. При качественной работе, на одном элементе останется кратер, а на другом ядро сварки. Чтобы легче это понять, посмотрите фото точечной сварки для наглядности.

Если этого не произошло, сварка выполнена не правильно, нужно увеличить время или силу сжатия. Ядро при хорошей работе должно быть в три раза толще более тонкой детали.

Если размер меньше, то элементы проварены не до конца.

Режимы точечной сварки

В продаже имеется много моделей аппаратов для точечной сварки, у каждой есть свои плюсы и минусы. Также каждая модель аппарата предназначена для определенных материалов, в инструкции точечной сварки каждой модели это указано. Но все модели можно разделить на две большие группы.

Подача жесткого тока с большой плотностью, примерное время сварки 0.3-1.6 секунды. Электрод должен быть толще на 0.4 см, чем сам свариваемый элемент.

Подача мягкого тока с небольшой плотностью, примерное время сварки 3-4 секунды. Электроды могут быть такого же размера, как толщина свариваемого элемента.

Режимы воздействия

Выделяют 2 вида воздействия на металлические элементы:

Двухсторонний. Сваркой соединяются сразу с 2 сторон большие детали, открытые соединения. Делается это с применением щипчиков, которые крепко держат деталь. Шов в результате образуется крепким, но при таком воздействии есть ограничение по размеру щипцов.

Односторонний. При таком воздействии нет шанса сварки с обеих сторон. Детали могут быть любого размера, ограничений нет.

Для наибольшего качества и прочности при односторонней сварке используют медную пластинку. Но даже при этом, качество шва будет ниже, чем при первом виде точечной сварки.

Чем хороши аппараты точечной сварки

Точечную сварку своими руками может сделать любой человек, для этого не нужно иметь особых знаний, достаточно прочитать инструкцию по эксплуатации и технику безопасности.

Также к преимуществам можно отнести:

• Сварка может проводиться с любыми металлами, даже которые быстро плавятся.
• Шов получается красивый, аккуратный, прочный, качественный в результате.
• Процесс автоматизирован, поэтому высокая производительность.
• Минимальные затраты на электроды и другие нужные аксессуары.

Аксессуары

Приобрести аппарат для сварки мало, чтобы с ним работать, необходимо купить дополнительные элементы (иногда они идут в наборе).

• Электроды и консоли, не совсем такие, как у обычной сварки.
• Клещи и пистолет для сварки, нужны при работе с мелкими элементами или в узких местах, куда трудно добраться.
• Редактирование вмятин.

Для приобретения аппарата точечной сварки нужно знать, где будет проводиться работа и с какими металлами. Этого достаточно, чтобы купить нужную модель сварочного аппарата.

Если вы не уверены в своих силах, то не нужно самому приступать к сварке, лучше обратиться к специалисту.

Фото точечной сварки

Также рекомендуем посетить:

Лучшая цена на аппараты для микро-точечной сварки — отличные предложения на аппараты для микро-точечной сварки от продавцов со всего мира

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для сварщиков микро-точечной сварки. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эти лучшие аппараты для микро-точечной сварки в кратчайшие сроки станут одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели свои микро-точечные сварочные аппараты на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы до сих пор не знаете, что такое аппараты для микро-точечной сварки и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести аппараты для точечной сварки по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Лучшая машина для микро-точечной сварки — Выгодные предложения на машины для микро-точечной сварки от мировых продавцов аппаратов для микро-точечной сварки

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для установки для микро-точечной сварки.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот лучший аппарат для микро-точечной сварки в кратчайшие сроки станет одним из самых популярных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели свой аппарат для микро-точечной сварки на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в аппарате для микро-точечной сварки и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести машины для точечной сварки по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Обзор совместной макро- и микроструктуры, свойств и моделирования процессов

Точечная сварка трением с перемешиванием (FSSW) — очень полезный вариант традиционной сварки трением с перемешиванием (FSW), которая показывает большой потенциал для замены одиночной сварки трением. процессы точечного соединения, такие как контактная точечная сварка и клепка.О FSSW было много отчетов и о некоторых промышленных приложениях. На основе открытых литературных источников были обобщены особенности и варианты процесса, макро- и микроструктурные характеристики, механические свойства полученных соединений и численное моделирование процесса FSSW. Кроме того, были рассмотрены некоторые применения FSSW в аэрокосмической, авиационной и автомобильной промышленности. Наконец, были указаны текущие проблемы и проблемы, которые существовали в FSSW.

1. Введение

В последнее время все чаще используются легкие металлы, такие как алюминиевые сплавы, особенно в аэрокосмической и автомобильной промышленности, где чрезвычайно важна экономия веса [1].Точечная сварка сопротивлением, лазерная точечная сварка и клепка широко используются для сборки листов из алюминиевых сплавов. Однако обычная контактная точечная сварка имеет недостатки, такие как расход инструмента во время соединения, большая тепловая деформация и низкая прочность сварного шва в соединениях; дефектов пористости не избежать лазерной точечной сваркой; клепка увеличивает вес компонентов, а необходимое сверление увеличивает стоимость [2]. Следовательно, для соединения деталей из алюминиевых сплавов требуются новые процессы точечной сварки.

Сварка трением с перемешиванием (FSW) была разработана TWI в 1991 году [3, 4]. Он предлагает различные преимущества, такие как небольшая термическая деформация, хорошие механические свойства, тонкая и однородная микроструктура сварного шва, высокая эффективность сварки и экологически чистый процесс сварки, которому уделяется значительное внимание при сварке алюминиевых сплавов [5–7]. По мере разработки FSW сообщалось об исследованиях FSW других передовых материалов, таких как магниевые сплавы, медные сплавы, титановые сплавы, стали и суперсплавы.

В качестве варианта FSW была предложена точечная сварка трением с перемешиванием (FSSW) для реализации точечной сварки. Он демонстрирует большой потенциал для замены процессов одноточечного соединения, таких как контактная точечная сварка и клепка, и имеет более широкое применение в аэрокосмической, авиационной и автомобильной областях [7]. На сегодняшний день существует множество отчетов о FSSW, в которых основное внимание уделяется процессу, микроструктурным характеристикам, механическим свойствам и численному моделированию. Этот обзор резюмирует эти аспекты о FSSW.

2. Процессы FSSW

Обычный FSSW был изобретен Mazda Motor Corporation в 1993 году [8], он похож по концепции и внешнему виду на своего предшественника FSW. Как показано на рисунке 1, процесс FSSW состоит из трех этапов: погружение, перемешивание и втягивание [9]. Процесс начинается с того, что инструмент вращается с высокой угловой скоростью. Затем инструмент вдавливается в заготовки до тех пор, пока буртик инструмента не коснется верхней поверхности верхней заготовки, образуя точку сварки. Плавное движение инструмента вызывает выталкивание материалов.После погружения начинается этап перемешивания, когда инструмент достигает заданной глубины. На этом этапе инструмент продолжает вращаться в заготовках. Тепло трения генерируется на этапах погружения и перемешивания, и, таким образом, материалы, прилегающие к инструменту, нагреваются, размягчаются и смешиваются на этапе перемешивания, где будет сформировано твердотельное соединение. Когда будет получено приемлемое соединение, инструмент отводится от заготовок. Этот шарнир имеет характерную выемку посередине, которая значительно снижает механические свойства шарнира [9].

Чтобы устранить замочную скважину или повысить прочность соединений, было предложено несколько способов, таких как FSSW заправки, FSSW без штифтов и FSSW с поворотом [8].

2.1. Сменный стержень FSSW

Сменный стержень FSSW был разработан и запатентован Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Германия [10]. Как показано на рисунке 2, процесс повторного заполнения FSSW состоит из четырех фаз: трение, первая экструзия, вторая экструзия и вытягивание. В этом процессе инструмент состоит из трех частей: штифта, втулки и зажима.Зажим плотно удерживает пластины на опоре, а также ограничивает поток материала во время процесса. В то время как штифт и втулка начинают вращаться в одном направлении, они могут независимо перемещаться в осевом направлении. Штифт и втулка движутся в противоположном направлении (то есть один погружается в материал, а другой движется вверх), создавая пространство, в котором находится пластифицированный материал. После достижения заданной глубины врезания штифт и втулка перемещаются обратно к поверхности пластины, заставляя перемещенный материал полностью заполнять замочную скважину.Наконец, инструмент извлекается из соединения, оставляя плоскую поверхность с минимальными потерями материала [11].

По этому процессу меньше заявлений из-за сложных процедур, длительного времени ожидания и высокой стоимости. Однако замочную скважину можно исключить и повысить прочность сварного шва.

2.2. Бесштыревой FSSW

Бесштыревой FSSW был изобретен Tazokai. В этом процессе в 2009 г. был предложен инструмент без зонда, но со спиральной канавкой на его плечевой поверхности [1, 12].Этот вид бесштифтового инструмента имеет много преимуществ, более простой процесс и лучший внешний вид с неглубокой замочной скважиной или без нее. Этот процесс схематично показан на рисунке 3. Недавно предварительные данные показали, что этот подход может быть использован для получения высокопрочных сварных швов с коротким временем выдержки [12, 13].

2.3. Качели FSSW

Качели FSSW были разработаны TWI, Великобритания. В этом процессе инструмент после врезания движется по заданной траектории (Рисунок 4). Этот процесс увеличивает фактическую площадь сварного шва и прочность соединений [14], но не может устранить замочную скважину.

2.4. Другой новый процесс FSSW

Чтобы получить сварное соединение без замочной скважины, Sun et al. [15–17] использовали новую технику FSSW. Этот процесс состоит из двух этапов (рис. 5), на первом этапе для обычных FSSW используется специально разработанная задняя пластина с круглой вмятиной. После первого шага в стыке образуется замочная скважина вместе с выступом на нижнем листе из-за перетекания материала в вмятину. На втором этапе используется инструмент без штифта и плоская задняя пластина, чтобы успешно удалить как замочную скважину, так и выступ.Этот новый процесс был применен в алюминиевых сплавах 6061 и 5052 [16].

3. Макроструктура и микроструктура стыков FSSW

3.1. Макроструктура стыков FSSW

Ван и Ли [18] исследовали макроструктуру сварных точечных швов трением с перемешиванием в образцах алюминия 6061-T6, работающих на сдвиг внахлест. В ходе их исследования на верхней поверхности сварного шва наблюдалась капля. Толщина материала верхнего листа под выступом уступа уменьшилась под действием сжимающего действия инструмента, что, следовательно, привело к расширению верхнего листа.Однако лист был изогнут по внешней окружности уступа уступа под давлением соседнего материала. И было показано, что выдавленный материал накапливался.

Моделирование нейронной сети для прогнозирования геометрии сварного шва при лазерной микросварке

Лазерная микросварка была важным инструментом с репутацией быстрого и точного соединения миниатюрных металлических деталей. В промышленных приложениях точное прогнозирование геометрии сварного шва требуется в системах автоматизации для повышения производительности лазерной микросварки.Настоящая работа была проведена для создания интеллектуального алгоритма построения упрощенной взаимосвязи между параметрами процесса и геометрией сварного шва, который можно легко использовать для прогнозирования геометрии сварного шва с широким диапазоном параметров процесса с помощью искусственной нейронной сети (ИНС) в лазере. микросварка тонкого стального листа. Обратное распространение с алгоритмом обучения Левенберга-Марквардта использовалось для обучения модели нейронной сети. Точность модели нейронной сети была проверена путем сравнения смоделированных данных с фактическими данными экспериментов по лазерной микросварке.Прогнозы модели нейронной сети показали отличное согласие с экспериментальными результатами, что указывает на то, что модель нейронной сети является эффективным средством прогнозирования геометрии сварного шва. Кроме того, было проведено сравнение нейронной сети и математической модели. Было обнаружено, что разработанная модель нейронной сети имеет лучшие возможности прогнозирования по сравнению с моделью регрессионного анализа.

1. Введение

Лазерная микросварка имеет большой потенциал в развитии производства стыков.Ожидается, что эта технология микросоединения удовлетворит спрос на высококачественные и быстрые методы соединения тонких металлических листов. Преимущества лазерной микросварки, такие как прецизионный контроль подводимого тепла, глубокий провар и минимальная деформация, обеспечивают более высокую скорость сварки по сравнению с обычным методом сварки. Низкая стоимость производства сделала лазерную микросварку незаменимой в различных отраслях промышленности, включая электронику, медицинские инструменты и автомобильную промышленность. В процессе объединения микропродуктов требуется технический прогресс в области мониторинга и контроля.Следовательно, концентрацию необходимо уделять контролю факторов, влияющих на процесс лазерной микросварки.

Прежде всего, необходимо построить и протестировать правильную модель, прежде чем применять для онлайн-контроля. Требование прогнозировать геометрию сварного шва в зависимости от характеристик сварки при лазерной микросварке стало более важным, чтобы обеспечить основу для компьютерной системы управления в будущем. Параметры процесса определяют геометрию сварного шва, поскольку комбинация этих параметров регулирует подвод тепла [1].Влияние параметров процесса на геометрию сварного шва можно изучить с помощью разработки математических моделей. Было проведено множество исследований для разработки различных математических моделей для прогнозирования геометрии сварного шва [2–4]. Однако применить этот традиционный метод к практическим ситуациям непросто, потому что взаимосвязь между процессом сварки и геометрией сварного шва является очень сложной.

В последнее время нейронные сети широко используются для решения проблем, которые не могут быть удовлетворительно решены с помощью традиционных аналитических подходов.К преимуществам нейронной сети относятся экстремальные вычисления, мощная память и быстрое обучение. Более того, он может предсказать выходной параметр с точностью, даже если взаимодействие входных параметров не совсем понятно [5, 6]. Сообщалось, что реализация нейронной сети может минимизировать затраты времени и средств в процессе обработки [7]. Эти возможности делают нейронную сеть полезным инструментом прогнозирования, который может быть успешно реализован в исследованиях и разработках лазерной сварки [8], лазерной формовки [9], лазерной резки [10] и лазерной поверхностной закалки [11].

В настоящей работе была сделана попытка разработать модель нейронной сети для точного прогнозирования геометрии сварного шва в процессе лазерной микросварки путем изменения мощности лазера, скорости сканирования и диаметра пятна. Экспериментальная работа проводилась на тонком листе из нержавеющей стали с использованием одномодового волоконного лазера непрерывного действия с высокоскоростной системой сканирования для сбора данных для обучения и проверки эффективности модели нейронной сети. Возможности прогнозирования модели нейронной сети также сравниваются с производительностью модели статистической регрессии, которая была разработана на основе тех же наборов экспериментальных данных, которые использовались для модели нейронной сети.

2. Экспериментальная работа

Схематическая диаграмма экспериментальной установки показана на рисунке 1. В этом исследовании использовался одномодовый волоконный лазер непрерывного действия на Yb с длиной волны 1090 нм. Лазер доставлялся по оптоволокну и фокусировался телецентрическим объективом с фокусным расстоянием 100 мм. Вместо обычного движущегося предметного столика был использован сканер Galvano для достижения высокоскоростного лазерного сканирования. Расширитель устанавливался между изолятором и поворотным зеркалом для изменения диаметра лазерного пятна.Основные параметры процесса, использованные в исследовании, приведены в таблице 1. Кроме того, сварочные эксперименты проводились в защитном газе азота при постоянном давлении 100 кПа. В качестве образца использовалась аустенитная нержавеющая сталь SUS304. Размеры каждого образца составляли 30 мм в длину, 15 мм в ширину и 50 мкм в толщину м. После лазерной сварки сваренные образцы вырезали перпендикулярно направлению сканирования для измерения геометрии сварного шва с помощью оптического микроскопа.На рис. 2 показан профиль сварного шва соединения «валик-пластина», выполненного лазерной сваркой.

Параметр Значение Мощность лазера, Вт 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 Скорость сканирования , м / с 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 Диаметр пятна, м 17,5, 35,0

3.Искусственная нейронная сеть

Искусственная нейронная сеть (ИНС) широко используется в исследованиях искусственного интеллекта (ИИ), где для аппроксимации функции требуется нелинейное отображение между входными и выходными параметрами [12]. Для моделирования используются различные типы ИНС, такие как многослойный персептрон (MLP), радиальная базисная функция (RBF) и самоорганизующаяся карта (SOM). MLP с алгоритмом обратного распространения ошибки широко используется из-за его простоты и большой способности прогнозирования при моделировании сварных швов [13].Блок-схема процедуры моделирования с помощью нейронной сети с обратным распространением сигналов показана на рисунке 3. В этом исследовании моделирование ИНС проводится в два этапа: первый этап — обучение сетевой модели, а второй этап — проверка сетевой модели. с данными, которые не использовались для обучения.

3.1. Архитектура нейронной сети

Выбор оптимальной сетевой архитектуры — один из сложных шагов в моделировании нейронной сети. На рисунке 4 показана архитектура нейронной сети, использованная в этом исследовании.Нейронная сеть обратного распространения (BPNN) имеет три уровня: входной, скрытый и выходной. Поскольку имеется три входа и два выхода, количество нейронов на входном и выходном уровнях должно быть равно 3 и 2 соответственно. Во многих приложениях достаточно архитектуры обратного распространения с одним скрытым слоем [14]. Поэтому в этом исследовании использовался только один скрытый слой. Чтобы найти оптимальную архитектуру, было рассмотрено разное количество нейронов в скрытом слое и рассчитана ошибка прогноза для каждой сети.BPNN основан на правиле обучения исправлению ошибок. Таким образом, работу модели нейронной сети можно разделить на два основных этапа: прямое вычисление и обратное обучение [9].

3.1.1. Прямые вычисления

При прямых вычислениях входные шаблоны, применяемые к нейронам первого уровня, являются просто стимулом для сети. С другой стороны, во входном слое нет вычислений. Как показано на рисунке 5, каждый нейрон в скрытом слое определяет чистое входное значение на основе всех своих входных соединений.Эти узлы связаны друг с другом, так что значение одного узла влияет на значение другого. Относительное влияние одного узла на другой определяется «весом», который назначается каждому соединению. Чистый вход рассчитывается путем суммирования входных значений, умноженных на их соответствующий вес. Как только чистый вход рассчитан, он преобразуется в значение активации. Вес связи от th нейрона в переднем слое к th нейрону обозначен как.Выходное значение нейрона вычисляется по следующему уравнению: где — линейная комбинация каждого из значений, умноженных на, — константа, известная как смещение, — это количество входов в th нейрон, и — это активация нейрона. В этом исследовании скрытый слой с функцией активации логарифмической сигмовидной формы (S-образные кривые) используется для прогнозирования геометрии сварного шва. Функция активации логарифмической сигмоиды представлена ​​в

3.1.2. Обратное обучение

При обратном обучении сгенерированный выходной сигнал сети сравнивается с желаемым выходом, и для каждого выходного нейрона вычисляется ошибка. Вектор ошибок между желаемыми значениями и выходным значением сети определяется как где — выходное значение th выходного нейрона и — желаемое значение th выходного нейрона. Затем ошибки передаются назад от выходного уровня к каждому нейрону в прямом слое. Процесс повторяется слой за слоем.Веса соединений обновляются каждым нейроном, чтобы заставить сеть сходиться. Сеть была обучена с помощью алгоритма обучения Левенберга-Марквардта. Данный алгоритм обучения был выбран из-за его высокой точности в приближении аналогичных функций. Корректировка весов и смещений выполняется в соответствии с передаточной функцией. где — матрица Якоби вывода каждой ошибки, — скаляр и — функция ошибок.

3.2. Обучение модели нейронной сети

Разработка и обучение сети проводились с использованием MATLAB Neural Network Toolbox [15].Входные и выходные данные модели показаны на рисунке 4. На входном уровне сети есть три нейрона, которые представляют собой мощность лазера, скорость сканирования и диаметр пятна. Выходной слой имеет два нейрона, которые определяют глубину и ширину сварного шва. Наборы данных входных и выходных параметров не могли быть обучены нейронной сетью в их исходной форме из-за большого диапазона значений среди них. Чтобы стать возможными нейронами, все значения во входных нейронах должны были быть предварительно обработаны путем нормализации и преобразования в диапазоне от -1 до +1.Нормализованное значение () для каждого набора исходных входных и выходных данных () рассчитывалось как где и — максимальное и минимальное значения необработанных данных соответственно.

В качестве данных обучения и тестирования использовались зависимости 70 комбинаций между геометрией сварного шва и параметрами процесса, полученными в результате экспериментов. Они случайным образом делятся на два набора данных, 63 из которых использовались для обучения, а 7 — для тестирования или проверки. Конфигурация нейронной сети для обучения создается и формулируется в MATLAB со спецификацией, приведенной в таблице 2.Чтобы определить оптимальную архитектуру сети, важно определить количество нейронов в скрытом слое. Поэтому количество нейронов было выбрано от 4 до 20 нейронов в скрытом слое. Точность сети оценивалась по среднеквадратической ошибке (MSE) и коэффициенту множественной детерминации,. Как видно из таблицы 3, MSE в процессе обучения не имеет прямого отношения к увеличению количества нейронов. Можно отметить, что в скрытом слое небольшое количество нейронов, и производительность обучения сети неудовлетворительна.Однако увеличение числа нейронов сверх 14 не приводит к значительному улучшению производительности сетей. Из Таблицы 3 видно, что сеть с 14 нейронами в скрытом слое показывает минимальную MSE и максимальную в процессе обучения. На рисунке 6 показана производительность сети 3-14-2 в конце обучения. По мере увеличения количества эпох ошибка уменьшалась и приближалась к значению примерно 0,00109 после 1000 эпох. Расчетная геометрия сварного шва при обучении сети 3-14-2 подтверждается корреляцией с экспериментальными данными, как показано на рисунке 7.Видно, что существует высокая корреляция между расчетными и измеренными значениями геометрии сварного шва.

20 (с шагом 2) Параметр Спецификация Количество нейронов во входном слое 3 Количество нейронов в скрытом слое Число нейронов в выходном слое 2 Функция обучения Levenberg-Marquardt (trainlm) Функция производительности Среднеквадратичная ошибка (MSE) Функция активации logsig Максимальная эпоха (время обучения) 1000 Цель производительности Скорость обучения 0.05 Нормализованный диапазон −1 до 1

9027 Ошибка 900-295 1,4 Сетевая архитектура Глубина валика Ширина валика 3-4-2 0,03152 0,9907 2,584 6.891 3-6-2 0,01451 0,9908 2,577 4,070 3-8-2 0,01143 0,9939 2,094 2,094 -2 0,00859 0,9931 2,228 2,881 3-12-2 0,00792 0,9940 2,077 2,832 300109 0,9991 0,822 0,989 3-16-2 0,00227 0,9979 1,239 1,366 1,239 1,366 3-1810-2 2,027 3-20-2 0,00571 0,9958 1,749 2,420

4.Разработка математических моделей

Также были разработаны математические модели зависимости между параметрами процесса и геометрией сварного шва. В общем случае функцию отклика можно представить следующим образом: где — геометрия сварного шва, — мощность лазера, — скорость сканирования, — диаметр пятна. Полиномиальное уравнение второго порядка, используемое для представления поверхности отклика для трех факторов, может быть выражено следующим образом: где — константа уравнения регрессии, коэффициенты, и — линейные члены, коэффициенты, и — члены взаимодействия, а коэффициенты, и — квадратичные члены.

Те же наборы данных, что и в модели нейронной сети, были использованы для разработки математических моделей. Значения коэффициентов в полиномиальном уравнении были рассчитаны с использованием программного обеспечения статистического анализа MINITAB. Чтобы гарантировать надежность модели, коэффициенты были определены с использованием процедуры обратного исключения, в которой несущественные члены были исключены на основе уровня значимости ≤0,05. После оценки коэффициентов разрабатываются окончательные формы математических моделей глубины и ширины сварного шва, которые приводятся в (8) и (9) соответственно.

5 Spots II от Katana Games S.L., белые пятна от дубления от белых пятен от дубления и др.

Пятна для микросварки

5 точек II 3.4.16.19 Katana Games S.L.

5 Spots II — игра, разработанная Katana Games S.L. и распространяется KatGames.com. KatGames.com является собственностью Katana Games S.L.
5 Spots II — продолжение игры 5 Spots . Эта игра «Найди отличия» была дополнена новыми игровыми режимами: Super Fun Classic, Find the monkey, Leisure и Puzzle. Super Fun Classic — это режим.Скачать бесплатно 5 Spots II 3.4.16.19, размер 0 б.

Пятна коровы Новинка Weatherly Systems, Inc.

Cow- Spots — это символ TTF, который был создан для того, чтобы помочь вам изменить общий вид ваших цифровых документов. Все, что вам нужно сделать, это загрузить шрифт на свой компьютер, а затем использовать его при написании документов, чтобы посмотреть, как он изменит их внешний вид.

Чтобы установить его, вы можете просто щелкнуть файл правой кнопкой мыши и выбрать Установить .. Скачать бесплатно Cow-Spots New, размер 0 б.

Kinect Spots 0.3 Альфа Catcradl

Kinect Spots — это небольшое приложение, предназначенное для отображения стилизованного изображения пузырьков на основе входных данных с камеры Microsoft Kinect.

Kinect Spots сделает изображения с Kinect более оригинальными и интересными. Попробуйте и посмотрите, что он может для вас сделать!

. Бесплатная загрузка Kinect Spots 0.3 Alpha, размер 0 б.

100 туристических мест в Европе 2.0 Кай Шиен Чеонг

100 туристических мест в Европе 1 (бесплатно)

iChild World travel — лучший путеводитель для путешественников по всему миру, по мнению путешественников со всего мира.Лучшая и удобная справочная информация, которую вы должны знать.

Когда вы в последний раз отдыхали с семьей? Вы привезли их с собой на отдых прошлым летом? Бесплатная загрузка 100 туристических мест в Европе 2.0, размер 30,83 Мб.

100 мест для отдыха в Европе 2 2.0 Лин Лин Вонг

100 Vacation Spots in Europe 2 (Free)

iChild World travel — лучший путеводитель для путешественников со всего мира, по мнению путешественников со всего мира. Лучшая и удобная справочная информация, которую вы должны знать.

Когда вы в последний раз отдыхали с семьей? Вы привезли их с собой на отдых прошлым летом? Бесплатная загрузка 100 мест отдыха в Европе 2 2.0, размер 30,51 Мб.

4 точки 1.0 Кириакос Лейвадас

4 Пятна — Игра Найди отличия

В «4 Пятнах» вам представлены два изображения, которые на первый взгляд кажутся идентичными.

Однако у каждой пары изображений есть четыре отличия, и вы должны их найти!

Но действовать нужно быстро: это может быть сложнее, чем кажется, поскольку постоянно сокращающийся лимит времени работает. Бесплатная загрузка 4 Spots 1.0, размер 79,90 Мб.

АББ Споты 1.0,11 ABB Ltd.

ABB Spots — это реестр всех посещений ABB по всему миру. Это позволяет:
— просматривать офисы в странах
— искать офисы по названию, городу или улице
— просматривать офисы на интерактивной карте
— находить инструкции по проезду
— копировать контактные данные офиса в адресную книгу устройства. Бесплатная загрузка ABB Spots 1.0.11, размер 25.48 Мб.

AZ Рыболовные места v2 2.0 Потрясенный

AZ Fishing Spots — идеальное приложение для городских и / или диких рыболовов в Аризоне! Если вам нравится рыбалка в Аризоне и вы хотите знать, где можно что-нибудь поймать, то это приложение для вас!

AZ Fishing Spots предоставляет вам:

* Местонахождение и описания текущих озер Городской рыболовной программы.Включает карты местности. Бесплатная загрузка AZ Fishing Spots v2 2.0, размер 26,63 Мб.

Как леопард получил свои пятна с помощью видео / записи голоса.2.0 приливы

Эта прекрасно иллюстрированная история рассказывает нам о том, как охотник и леопард вместе ищут животных в лесу. Как у леопарда появились пятна адаптировано из рассказа британского лауреата Нобелевской премии Редьярда Киплинга. Киплинг родился в Индии и провел там первые шесть лет своего детства. Примерно через десять лет в Англии он вернулся в. Бесплатная загрузка книги «Как леопард получил свои пятна» с помощью видеозаписи / записи голоса.2,0, размер 19,40 Мб.

Как у Вселенной появились свои пятна (Жанна Левин) 2.4.2 Blackstone Audio, Inc

КАК ВСЕЛЕННАЯ получила свои ТОЧЕК , созданная Жанной Левин (без сокращений), представлена ​​Blackstone Audio и поставляется с, пожалуй, лучшим приложением для аудиокниг (см. ОСОБЕННОСТИ ниже).

Оригинальный, ясный и даже поэтический труд молодой талантливой космологи Жанной Левин задается целью выяснить размеры Вселенной, вплетаясь в нее. Скачать бесплатно How the Universe Got its Spots (by Janna Levin) 2.4.2, size 207,62 Мб.

Я амстердам QR-пятна 1.0 XS2TheWorld

Изучение мест в Амстердаме с QR-кодами:

Iamsterdam только что представил новый способ познакомиться с историческими сокровищами Амстердама с помощью этого бесплатного приложения в роуминге. Откройте для себя истории, скрывающиеся за фасадами, с новым проектом интерактивных вывесок Iamsterdams.

История становится интерактивной:

Всего будет более 150 знаков. Бесплатная загрузка I a Amsterdam QR Spot 1.0, размер 49,49 Мб.

Мои места для рыбалки 0.0.3 Виджаянто Вьякуласами

Отличное приложение для рыбалки точек , которое не только позволяет вам легко управлять рыбалкой и сохранять точек , но и направляет вас к ней! Это единственное приложение на рынке, которое направит вас к месту назначения, показывая азимут и расстояние до места.Незаменим для рыбаков в открытом море.
Сохраните свою рыбалку точек из вашего. Бесплатная загрузка My Fishing Spots 0.0.3, размер 18,87 Мб.

Катар Споты 1.1 Фейсл АЛХАТЕМИ

Катар Spots — это самый простой и лучший способ найти места в Катаре.Qatar Spots — это первый онлайн-каталог карт Катара. Независимо от того, находитесь ли вы в Катаре или за его пределами, вам понравится снова и снова посещать Катар Spots .. Бесплатная загрузка Qatar Spots 1.1, размер 5.03 Мб.

1 сайт (LITE) 2016.6,8 Визуальное зрение

Ведущий профессиональный и простой в использовании интегрированный веб-редактор и инструмент веб-публикации. Вы можете быстро создавать модные веб-сайты и интернет-страницы, так как они включают в себя все необходимое для создания и поддержки деловых или личных веб-сайтов.

С 1SITE вы сможете быстро и эффективно создавать Интернет-страницы. Это:
— продуктивно, быстро и легко. Бесплатная загрузка 1site (LITE) 2016.6,8, размер 1.98 Мб.

Умный PaintBall 1.12 GameYard.com

Smart Paintball — это по-настоящему захватывающая аркада, в которой ваша задача — расчистить с доски точек разного цвета.Это достигается за счет побольше краски из тюбика. Новые точек упадут, если вы промахнетесь. Установщик и деинсталлятор включены. Эта игра работает в любой 32-битной операционной системе Windows (Win95 / 98, NT, ME, 2000, XP) и не работает. Бесплатная загрузка Smart PaintBall 1.12, размер 1.54 Мб.

Рыболовный приятель 6.0 RB59.com Программное обеспечение

Идеальная компьютерная программа для рыбаков, которая отслеживает уловы рыбы и находит лучшие места для рыбалки мест . Эта программа поможет вам легко рассчитать, какие дни будут удачными для рыбалки, после нескольких прошлых записей о рыбалках! Эта программа позволяет записывать подробную информацию о каждом из ваших уловов, например: Местоположение ,. Бесплатная загрузка Fishing Buddy 6.0, размер 892.93 Кб.

Микро-точечная сварка | Продукты и поставщики

Продукты и услуги

• Все
• Новости и аналитика
• Продукты и услуги
• Библиотека стандартов
• Справочная библиотека
• Сообщество

ПОДПИСАТЬСЯ

АВТОРИЗОВАТЬСЯ

Я забыл свой пароль.

Нет учетной записи?

Зарегистрируйтесь здесь. Дом Новости и аналитика Последние новости и аналитика Аэрокосмическая промышленность и оборона Автомобильная промышленность Строительство и Строительство Потребитель Электроника Энергия и природные ресурсы Окружающая среда, здоровье и безопасность Еда и напитки Естественные науки Морской Материалы и химикаты Цепочка поставок Пульс360 При поддержке AWS Welding Digest Товары Строительство и Строительство Сбор данных и обработка сигналов Электрика и электроника Контроль потока и передача жидкости Жидкая сила Оборудование для обработки изображений и видео Промышленное и инженерное программное обеспечение Промышленные компьютеры и встраиваемые системы Лабораторное оборудование и научные инструменты Производственное и технологическое оборудование Погрузочно-разгрузочное и упаковочное оборудование Материалы и химикаты Механические компоненты Движение и управление Сетевое и коммуникационное оборудование Оптические компоненты и оптика Полупроводники Датчики, преобразователи и детекторы Специализированные промышленные товары Контрольно-измерительное оборудование Все каталоги продукции Сервисы Строительные услуги Бизнес-услуги Услуги по калибровке и тестированию Контрактное производство и изготовление.