Come costruire una puntatrice elettrica

scritto da Gino - in data 03/Maggio/2013
#lamiera #saldare #saldatrice
Salve,
chiunque si diletti a costruire oggetti in ferro avrà sicuramente nel proprio garage-officina una saldatrice ad arco ovvero le comuni saldatrici ad elettrodo rivestito.
Potrebbe però capitarci di dover unire tra loro dei pezzi di sottile lamiera da 1mm o anche meno.

Bene, a prima vista si potrebbe pensare che la saldatrice tuttofare possa esserci di aiuto.
Purtroppo però basta avvicinare l'elettrodo al sottilissimo foglio di lamiera per vedere quest'ultima sciogliersi e bucarsi da una parte all'altra in meno di un secondo!
Il motivo è abbastanza semplice, le lamiere sottili richiedono una saldatura particolare detta a punti da realizzarsi con apposita macchina....la puntatrice.

Nella comune saldatrice un arco elettrico si innesca tra i pezzi da saldare e l'elettrodo.
E' lui che contiene il materiale d'apporto e quindi si consuma durante la saldatura.
L'elevata temperatura raggiunta dall'arco di oltre 1500 °C trasforma piano piano l'elettrodo in goccioline di ferro liquido che vanno a depositarsi formando la saldatura vera e propria.

Nella saldatura a punti invece i due pezzi vengono sovrapposti e pressati tra due grossi puntali di rame. Se facciamo passare una corrente molto elevata e per di più applicata tutta in un unico punto rapidamente i pezzi fonderanno assieme senza nessun arco elettrico o luce accecante.
Per di più i puntali non prendendo parte alla saldatura non si consumano e non richiedono di essere sostituiti.
Tutto qui! Facile vero?

Dobbiamo però trovare qualcosa in grado di erogare, anche se per pochi secondi, una corrente molto elevata, di valore davvero insolito per le applicazioni domestiche, diciamo di almeno 250 Ampere.

Siccome a noi serve solo corrente, tanta corrente, è nostro interesse che la tensione sia la più bassa possibile, intanto per non dissipare una potenza esagerata ma soprattutto per motivi di sicurezza in quanto dovremo poter tenere con le nostre mani i pezzi da saldare (ovviamente metallici quindi conduttori) senza.....restarci secchi.
Una tensione di qualche Volt sarà più che sufficiente.

Scartate subito le batterie al piombo-acido da automobile che in verità fornirebbero correnti ben più alte al prezzo però di notevole surriscaldamento e rischio di esplosione, un tantino pericolosa anche per via dell'acido:) non resta che procurarsi questa corrente da qualche altra parte. Una buona idea sarebbe dalla rete elettrica di casa alla tensione di 220V.

Ma abbiamo detto che vogliamo pochi Volt quindi sarà necessaro abbassare la tensione!
Le macchine elettriche che modificano il valore della tensione sono i TRASFORMATORI.
Molto brevemente un trasformatore appare come un pezzo di ferro realizzato con tanti lamierini tenuti assieme e da due avvolgimenti di filo di rame. Il primo avvolgimento detto PRIMARIO andrà collegato alla rete elettrica a 220V mentre l'altro, il SECONDARIO fornirà la corrente che serve a noi.
Da notare che non c'è nessun collegamento elettrico tra i due avvolgimenti che sono anche fisicamente distinti e separati quindi la corrente che otterremo non avrà nulla a che fare con quella della rete elettrica di casa (che è pericolosa), questo a tutto vantaggio della nostra sicurezza.

Nei trasformatori vale la regola che se vogliamo una tensione elevata dovremo avvolgere tante spire di filo di rame mentre se vogliamo un elevata corrente dobbiamo usare un filo molto grosso.
Se lo spazio a disposizione è sempre quello le due cose sono in contrapposizione.

Non fate caso ai numeri perchè sono indicativi!

- Se abbiamo tante spire di filo sottile avremo ALTA TENSIONE ma BASSA CORRENTE
(es. 2000 spire con filo da 0.5mmq => 2000V 1A)
- Se abbiamo poche spire di cavo grosso avremo BASSA TENSIONE ma ALTA CORRENTE
(es. 3 spire con filo da 50mmq => 3V 500A)

Evidentemente a noi interessa la seconda soluzione.
Costruire un trasformatore non è per niente facile, farselo costruire potrebbe risultare molto costoso.
La cosa migliore è recuperarne uno da qualche ferrovecchio e modificarlo a nostro piacimento!
Tanto ormai abbiamo capito che cosa dobbiamo fare giusto?
La migliore fonte di trasformatori che fanno al caso nostro sono i vecchi forni a microonde.
Si trovano a costo zero e il trasformatore (detto MOT) è agevolmente modificabile.

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Recuperato il MOT la prima cosa da NON FARE è collegarlo alla rete elettrica per provarlo!
Esso fa parte della 1° categoria di trasformatori con uscita in alta tensione di circa 2000V, una tensione del genere risulta pericolosissima con effetti quasi sicuramente LETALI in caso di contatto accidentale.
A NULLA SERVE IL SALVAVITA che è collegato alla rete 220 che è un circuito totalmente separato dal secondario a 2000V. Il salvavita vede il trasformatore come un semplice carico e non riesce a vedere cosa sta succedendo oltre.
Ne consegue che se il secondario del MOT sta alimentando il forno a microonde oppure sta friggendo qualcuno per il salvavita quello è in ogni caso un carico regolarmente funzionante che sta assorbendo una corrente normale senza alcuna necessità di intervento!

Fatte le dovute raccomandazioni senza troppi giri di parole e premesso che la semplice lettura di questo articolo solleva il sottoscritto da qualsiasi responsabilità circa danni a cose o persone procediamo rimuovendo immediatamente l'avvolgimento secondario servendoci di un seghetto o flessibile facendo attenzione a non danneggiare il primario. Sono da rimuovere anche i pezzi di lamiera tra i due avvolgimenti e l'avvolgimento ausiliario di colore rosso solitamente.

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A questo punto procuriamoci un cavo di sezione più alta possibile basta che passi nel nucleo del trasformatore e facciamo due o tre spire. Un 50mmq è l'ideale. La lunghezza del cavo al di fuori del trasformatore deve essere la minima possibile per arrivare ai puntali, ogni centimetro in più sarà dannoso opponendo inutile resistenza al passaggio della forte corrente.

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I puntali sono la parte più importante della puntatrice, il punto di contatto con il pezzo da saldare.
E' opprtuno che siano di rame pieno il quale non si trova facilmente. In alternativa due pezzi di tubo per termosifoni piegato, schiacciato e appuntito funzionerà ugualmente. I puntali hanno bisogno di essere fissati da qualche parte in modo da poter esercitare una certa pressione sui pezzi da saldare che facilita la saldatura.
Io ho riciclato una vecchia tappabottiglie opportunamente modificata.
Le foto chiariranno meglio di mille parole.
Il puntale inferiore è collegato elettricamente alla massa metallica della tappabottiglie che con un filo è collegata a terra per la nostra sicurezza. Il trasformatore è da chiudersi, per evitare contatti con parti elettriche sotto tensione di rete a 220V, in un contenitore metallico con delle fessure per la ventilazione, anche la carcassa di questo contenitore dovrà essere collegata a terra (il contatto centrale della spina).
La 220V sarà applicata al primario del trasformatore interrompendo il circuito con un interruttore a pulsante (magari a pedale) che azioneremo per erogare la corrente.
E' consigliabile applicare la corrente quando i puntali sono già stretti sui pezzi da saldare e quindi il circuito è già chiuso, questo per evitare scintille.

Concludo con un video che mostra di cosa è capace di fare una simile corrente applicata ad una moneta da 10 cent e infine un altro video con le foto che spiegano passo passo la modifica del trasformatore, il test su un chiodo d'acciaio che si illumina come una lampadina alogena e infine diventa liquido :D e la prova su due pezzi di lamiera da 1mm.





Con questo vi saluto e.....alle prossime!
nik nik - 23/Maggio/2013
ho proceduto come sopra indicato ma non ho avuto alcun risultato......
nelle tre spire non passa corrente .......................
quando collego il primario alla 220 volt nessun risultato.......
cosa può essere????????
Gino Gino - 24/Maggio/2013
Salve, a prescindere da quello che c' è collegato al secondario, il trasformatore una volta attaccato alla 220v dovrebbe emettere un ronzio, segno che è alimentato. Se ciò non accade potrebbe essere che il primario sia interrotto e quindi il trasformatore sia non funzionante (magari è proprio per questo che il forno a microonde è stato buttato via).
La prova da fare è misurare la continuità del primario con un tester, si deve leggere una resistenza molto bassa (qualche ohm) in caso contrario significa che è interrotto. NB il cavo è smaltato quindi bisogna "scorticarlo un po" per avere il contatto elettrico. Che non sia questo il problema?
luciano luciano - 17/Giugno/2013
compltmenti, progetto bellissimo, l'ho costruita in un giorno a prezzo zero.
bravo!
marcel viorel hreceniuc marcel viorel hreceniuc - 11/Dicembre/2013
bravisimo e complimenti spero trovare anche io un forno a microunde un grande saluto ceau
domenico domenico - 19/Dicembre/2013
salve posso sapere che che diametro hai usato di cavo io cavo da 35mm ha un uscita 1,65 volt 3 l ameraggio 250 se allungo il cavo non mi salda invece se sto piu vicino al trasformatore si fammi sapere qualcosa di piu grazie
nicolò nicolò - 20/Dicembre/2013
bravo.
mi chiedevo : l'avvolgimento secondario e quello primario sono separati fra loro?
Gino Gino - 23/Dicembre/2013
Per Domenico, 1,65V sono troppo pochi, praticamente si perdono tutti come caduta di tensione sulla lunghezza del cavo, ecco perchè con i cavi lunghi non salda. La corrente non è sufficiente. Devi cercare di ottenere almeno 2,5V - 3V a vuoto facendo più spire di cavo nel trasformatore e limita la lunghezza dei cavi tra trasformatore e puntali a meno di 1m. Togli anche gli shunt magnetici (quei pezzettini di lamiera) dal nucleo del trasformatore. Sono dannosi al funzionamento come puntatrice.
Gino Gino - 23/Dicembre/2013
Per Nicolò,
Si come in ogni trasformatore gli avvolgimenti primario e secondario sono fisicamente ed elettricamente distinti e separati. Quindi anche se il primario è alimentato a 220Volt, sul secondario e quindi sui puntali nessuna tensione pericolosa si troverà.
daniele daniele - 02/Gennaio/2014
Semplice ed ineccepibile.Complimenti per la chiarezza
vik vik - 11/Gennaio/2014
Scusa la mia ignoranza,se io collego il tester ai capi del primario,quanto dovrò avere di resistenza? Io ho provato a misurare il primario e la lancetta và a fondo scala ossia come se fosse in corto.
vik vik - 15/Gennaio/2014
Gino,non ho avuto ancora una risposta della mia richiesta.
Antonio Antonio - 16/Gennaio/2014
Ciao vik,

Gino in questi giorni è impegnato perciò non può rispondere.
Vedrai che appena avrà un attimo per collegarsi ti risponderà!

Anche noi abbiamo un real ... quindi non sempre è possibile dedicare del tempo alle proprie passioni, hobby ecc...

porta pazienza .. vedrai che ti risponderà ;)
Gino Gino - 16/Gennaio/2014
Ciao Vik, scusa per il ritardo. Come ha detto Antonio in questi giorni sono stato impegnato. Per la tua richiesta, il primario misurato con il tester deve dare una resistenza molto bassa, circa 3-4 ohm quindi lancetta a fondoscala è ok, quasi un cortocircuito. E' normale ed è segno che il primario è buono o quantomeno non è interrotto. Per la 220 che è alternata a 50Hz quello non è un corto ma un carico reattivo quindi non va a fuoco niente quando è collegato alla rete. Misura anche l'isolamento con la carcassa tra uno dei due capi del primario e i lamierini di ferro del trasformatore con il tester alla massima sensibilità (x10K o x100K), la lancetta non si deve muovere. Così sei sicuro che non ci sono dispersioni di 220V sulla massa del trasformatore, che comunque va messa a terra per sicurezza.
Se le prove sono OK puoi andare avanti.
Per ogni dubbio chiedi pure.
Ciao!
nevio nevio - 29/Gennaio/2014
Complimenti ho preso spunto da questo progetto,purtroppo non ho trovato nemmeno un microonde buttato,in compenso ho recuperato un trasformatore da un elettromedicale,che come avvolgimento primario il filamento molto fine come un capello,il secondario di 2 o forse più millimetri,all'inizio ho messo due spire di filo per la massa come hai usato tu,le lamiere le arroventava ma non attaccava.Poi stesso filo eliminato l'avvolgimento l'ho fatto doppio e quindi sono riuscito ad ottenere il buon risultato. Ancora complimenti.Nevio
Michele Michele - 04/Febbraio/2014
Il filo grosso di quale diametro deve essere? Grazie..
Gino Gino - 05/Febbraio/2014
Salve Michele, quello che ho usato io ha diametro esterno (guaina compresa) di 1cm.
Michele Michele - 07/Febbraio/2014
Buongiorno, io ho un filo di diametro 0,70 cm posso lavorare con 2 fili assieme (doppio)?
2 spirali?
Gino Gino - 11/Febbraio/2014
Si Michele eventualmente è possibile, se non si ha del cavo adeguato fare due avvolgimenti invece che uno solo es. 2 avvolgimenti da 2 spire ciascuno quindi uscire con 4 capi di cavo e poi metterli a due a due in parallelo per raddoppiare la corrente. Il parallelo deve essere fatto con un certo criterio però, vanno usati appositi morsetti e capicorda, niente fili intrecciati a mano perchè la forte corrente li farebbe surriscaldare subito. Conviene se possibile usare un unico cavo. Prova con quello che hai da 0.7cm di diametro (dovrebbe essere un 35mmq) a farci 3 spire e vedi come salda, se non sei soddisfatto serve cavo piu grosso (50mmq) oppure provare a fare un altro avvolgimento con lo stesso cavo e poi metterli assieme come hai detto tu.
Ciao!
pierlanciano pierlanciano - 17/Febbraio/2014
Ho realizzato la puntatrice come da tuo tutorial, tutto ok. Il cavo usato da me è da 14 mm compreso guaina, quindi mi sembra piu che sufficiente. La mia domanda è:(A parte che sostituirò i due terminali con due elettrodi di rame ( adesso sono in ferro, due bulloni) ,come fare per aumentare la potenza, voglio dire quando si vedono le puntatrici professionali che con un clic punta due lamiere, mentre con questa occorrono diversi secondi...Grazie
Gino Gino - 19/Febbraio/2014
Salve pierlanciano, il cavo è più che sufficiente anche perchè la sezione massima è limitata dalla larghezza disponibile nel nucleo del trasformatore. La lunghezza deve essere la piu breve possibile. I puntali di ferro non vanno bene! Il ferro è 6 volte meno conduttivo per la corrente elettrica rispetto al rame. Ottima idea sostituirli, dovresti già vedere un miglioramento, inoltre rame con ferro non si attaccano. Aumentare la potenza ai livelli di una puntatrice professionale è impossibile con un trasformatore che è un cubetto di 10cm di lato. Le puntatrici professionali utilizzano trasformatori decisamente più potenti (decine di kVA) oltre che alimentati a 380V, i puntali sono raffreddati con apposito liquido refrigerante che circola al loro interno altrimenti fonderebbero data la corrente in gioco.
L'unica soluzione se ti occorre una potenza paragonabile ad una macchina professionale è cambiare trasformatore. Potrebbe essere il caso di sperimentare rifacendo il secondario di una vecchia saldatrice ad arco (solitamente l'originale è 40-50Volt 150-200A) con corrente regolabile tramite inserimento di shunt magnetico variabile (i lamierini mobili che si spostano girando la manetta, non so se hai presente come sono fatte). Gli shunt andrebbero tolti completamente o comunque lasciati tutti estratti dal nucleo per avere la max corrente possibile. Per il secondario a occhio due- tre spire di 50mmq dovrebbero bastare. La corrente sarà decisamente piu alta, oltre 1500A sicuramente, andrebbe calcolata.
pierlanciano pierlanciano - 19/Febbraio/2014
Grazie Gino, sei stato gentile a rispondermi subito. Stando così le cose e poichè non sono molto pratico di amperaggi, shunt ecc. lascio le cose come stanno. Dispongo di un trasformatore Rotativo ( credo si dica così?) Si può fare qualche cosa? E con una saldatrice ad arco ( ne ho due ) con leggere modifiche si può fare una puntatrice? Grazie e scusi.
Gino Gino - 25/Febbraio/2014
Se per trasformatore rotativo intendi un VARIAC non serve a niente. Se intendi un TOROIDALE potrebbe andare ma bisogna vedere la potenza, indicativamente se ha un diametro minore di 20cm e pesa pochi kg non va bene, è troppo piccolo (comunque se ha una targa la potenza in VA è scritta). La cosa piu semplice da provare è modificare la saldatrice ad arco. Nella risposta precedente ti ho detto come si fa. Bisogna svolgere il secondario (quello che va ai cavi grossi di massa e elettrodo) che saranno una 50ina di spire di cavo di rame rigido e al suo posto fare due/tre spire di 50mmq da portare ai puntali della puntatrice.
La regolazione della corrente con la manovella davanti continuerà a funzionare. Gli shunt magnetici sono quelle lamiere che si muovono girando la manovella, quelli lasciali come si trovano. Ciao!
pierlanciano pierlanciano - 25/Febbraio/2014
Grazie Gino, credo di aver risolto sostituendo i puntali di ferro con quelli in rame. Vanno decisamente meglio. Rimane un problema che devo risolvere. Poichè i puntali per ragioni di celerità, sono su legno, quando si scaldano forte, lo bruciano. Non volevo usare del ferro per non disperdere calore. Se dovessi mettere del ferro ci potrebbero essere problemi di dispersione? gRAZIE
pierlanciano pierlanciano - 25/Febbraio/2014
Scusa Gino volevo rispondere anche in merito al trasformatore Rotativo Variac/toroidale, credo si tratti di un toroidale perchè è pesantissimo ed ha un diametro di circa 25 cm. A parte questo, non penso di dover modificare la saldatrice ad elettrodi per farne un puntatrice visto che come dicevo prima quello che ho costruito funziona benissimo a parte il legno sotto. ciao e grazie
Gino Gino - 01/Marzo/2014
Pierlanciano allora in merito alla prima domanda ti rispondo: dipende. Questo perchè non so come hai realizzato il pratica la puntatrice, io ho usato una tappabottiglie metallica. Il puntale inferiore l'ho imbullonato alla struttura metallica (che va poi messa a terra). Per quello superiore ovviamente se avessi fatto la stessa cosa avrei creato un cortocircuito attraverso la massa metallica quindi è isolato. Per quanto riguarda il toroidale tienilo pure, può sempre servire, eventualmente se sai già quali sono i capi del primario da collegare alla rete 220 avvolgi 2 spire giusto per prova facendo passare il cavo attraverso la "ciambella". Dai tensione e prova cosa ne esce. Non comportando nessuna modifica invasiva la prova la puoi sempre fare.
Il rame come hai potuto notare è tutt'altra cosa rispetto al ferraccio!
pierlanciano pierlanciano - 05/Marzo/2014
grazie Gino, sei stato gentile a risolvere i miei dubbi.
antonio55 antonio55 - 26/Marzo/2014
complimenti davvero a Gino! Ho visto diversi tutorial sull'argomento ed il suo è l'unico veramente chiaro, esauriente e professionale. Importantissimo aver messo in guardia i più sprovveduti sui pericoli della prova del trasformatore prima della modifica, anche perchè sono convinto che sia la prima cosa che tutti vadano a fare.
Ad maiora!
antonio55 antonio55 - 29/Marzo/2014
Salve Gino. Invogliato dalla discussione ho cominciato anch'io a costruirmi la mia puntatrice.Per mia deformazione personale, mi sto concentrando molto anche sulla funzionalità e sull'aspetto professionale del tutto, con esiti per il momento interessanti che magari potrei condividere se di interesse comune. Al momento volevo chiederti due cose: si possono ottenere risultati migliori dosando la corrente applicata? cosa si può usare? volendo determinare il tempo di saldatura, è sufficiente un timer sulla alimentazione del primario? Ciao e grazie.
Vale Vale - 31/Marzo/2014
Ciao Gino.Ho finito un paio d'ore fa di costruire la mia puntatrice che avevo messo in cantiere oramai da parecchi mesi . Dopo diversi esperimenti con vari conduttori per il secondario ho finito per farmelo spellando e riunendo un ventina cavi da 2,5 mmq dentro un termoretraibile. Ho anche recuperato la ventola del microonde e l'ho usata per rinfrescare il trasformatore.
Come elettrodi ho usato una barra di rame da 12 mm di diametro e li ho istallati su una vecchia colonna per trapano isolandoli con dei robusti cilindri di teflon. Nonostante tutte queste precauzioni la puntatrice e fiaccha e fatica a unire i lamierini da 6/10. Eppure la corrente ci deve essere perché sia i conduttori (molto corti) che i puntali si scaldano parecchio. Purtroppo che la mia pinza amperometrica non ci arriva con la scala altrimenti potrei misurarla. La tensione e comunque bassa: 1,8 V per due spire solo di secondario ,di più non ce ne stavano. Se hai qualche suggerimento da darmi mi faresti felice.
Gino Gino - 31/Marzo/2014
Salve antonio55,
l'utilità di dosare la corrente applicata in una puntatrice è un po marginale rispetto a quanto lo sarebbe in una saldatrice ad arco.
Nella saldatrice ad arco diventa fondamentale regolare l'intensità di corrente a seconda del diametro dell'elettrodo impiegato e dello spessore del materiale da saldare.
Nella puntatrice essendo l'effetto termico dovuto direttamente al passaggio di corrente attraverso i pezzi da saldare la regolazione puo essere effettuata in modo piu semplice agendo sul tempo di applicazione della corrente piuttosto che sulla sua intensità.
Tecnicamente sarebbe possibile dosare anche l'intensità di corrente attraverso l'inserimento di shunt magnetici variabili all'interno del nucleo del trasformatore.
Per il tempo di saldatura invece un timer sul primario del trasformatore può essere una soluzione anche se personalmente preferisco regolarmi "ad occhio" dal colore del metallo nella zona di saldatura.
Gino Gino - 31/Marzo/2014
Ciao Vale,
mi pare di intuire che il tuo problema può essere dovuto alla tensione troppo bassa in conseguenza delle sole 2 spire e magari del trasformatore meno potente (non sono tutti uguali). In pratica gli 1,8V si perdono tutti come caduta di tensione su cavi, morsetti e puntali non producendo alcuna potenza utile sui pezzi da saldare.
Hai tolto gli shunt mangetici dal nucleo del trasformatore?
Puoi provare a diminuire la sezione del cavo all'interno del trasformatore (tagliando alcuni fili) in modo da fare un altra spira e vedere se migliora lasciando invariata invece la sezione dei cavi esterni.
Saluti
Gino
Vale Vale - 31/Marzo/2014
Ciao Gino, in effetti il trasformatore ad occhio mi sembra più piccolo
di quelli che vedo in rete, ma forse e solo un'impressione, la targa dichiarava 850 VA, ma vista la probabile provenienza PRC ci sarà da fidarsi? Ho tolto gli shunt,anzi tra primario e secondario ho messo solo uno strato sottile di prespan perché non mi fido completamente del termoretraibile. Dal momento che il cavo che ho ricavato e di circa 50 mmq e già scalda da paura forse mi conviene cercarmi un trasformatore più grosso e performante, il microonde che sto usando attualmente, per esempio, dichiara 1100 W ed è decisamente più veloce di quello vecchio da cui ho ricavato la mia puntatrice.
Ti ringrazio e ti farò sapere gli sviluppi.

Vale

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