0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Делаем сварочный аппарат самостоятельно

2 варианта сборки простого сварочного аппарата

В наше время трудно представить любые работы с металлом без использования сварочного аппарата. При помощи данного устройства Вы с легкостью можете соединять или резать железо различной толщины и габаритов. Естественно для выполнения качественных работ Вам потребуются определенные навыки в этом вопросе, но в первую очередь Вам необходим сам сварочник. В наше время его естественно можно купить, как в принципе и нанять сварщика, но в данной статье речь пойдет о том, как сделать сварочный аппарат своими руками. Тем более, что при всем богатстве различных моделей, надежные стоят достаточно дорого, а дешевые не блещут качеством и долговечностью. Но даже если Вы решили купить сварочник в магазине – знакомство с данной статьей поможет выбрать необходимый аппарат, так как Вы будете знать основы их схемотехники. Сварочники бывают нескольких типов: постоянного тока, переменного, трехфазные и инверторные. Для того чтобы определится какой вариант Вам необходим, рассмотрим конструкцию и устройство первых двух типов, которые можно без специфических навыков собрать своими руками в домашних условиях.

На переменном токе

Данный вид сварочных аппаратов, является одним из наиболее распространенных вариантов, как в промышленности, так и в частных хозяйствах. Он прост в эксплуатации, по сравнению с остальными его довольно легко можно сделать в домашних условиях, что подтверждает фото ниже. Для этого вам необходимо иметь провод для первичной и вторичной обмоток, а также сердечник из трансформаторной стали для намотки сварочника. Простыми словами сварочный аппарат переменного тока – это понижающий трансформатор большой мощности.

Оптимальное напряжение при работе сварочного аппарата, собранного в домашних условиях — 60В. Оптимальный ток 120-160А. Теперь несложно посчитать, какое сечение должно быть у провода для того, чтобы сделать первичную обмотку трансформатора (ту, которая будет подключаться к сети 220 В). Минимальная площадь сечения медного провода должна быть 3-4 кв. мм, оптимальная же — 7 кв. мм, ведь необходимо учитывать перепады напряжения и возможную дополнительную нагрузку, а также необходимый запас прочности. Получаем, что оптимальный диаметр медной жилы для первичной обмотки понижающего трансформатора должен быть 3 мм. Если Вы решите взять алюминиевый провод для того, чтобы сделать сварочный аппарат своими руками, то сечение для медного провода нужно умножить на коэффициент 1,6.

Важно, чтобы провода были в тряпичной оплетке, нельзя использовать проводники в ПВХ изоляции – она при нагреве проводов расплавится и произойдет короткое замыкание. Если у вас нет провода необходимого диаметра, то можно использовать более тонкие жилы, наматывая их параллельно. Но тогда следует учитывать, что толщина обмотки увеличится, а соответственно и габариты самого аппарата. Нужно иметь ввиду, что ограничивающим фактором может являться свободное окно в сердечнике и провод может попросту не поместиться там. Для вторичной обмотки можно использовать толстый многожильный медный провод – такой же, как и жила на держателе. Его сечение следует выбирать исходя из тока во вторичной обмотке (напомним, что мы ориентируемся на 120 – 160А) и длинны проводов.

Первым делом необходимо изготовить сердечник трансформатора самодельного сварочного аппарата. Оптимальным вариантом будет сердечник стержневого типа как показано на рисунке 1:

Этот сердечник нужно сделать из пластин трансформаторной стали. Толщина пластин должна быть от 0,35 мм до 0,55 мм. Это необходимо для уменьшения токов Фуко. Прежде чем собирать сердечник нужно просчитать его размеры, делается это следующим образом:

  • Во-первых, рассчитывается величина окна. Т.е. размеры с и d на рисунке 1 необходимо выбирать такими, чтобы поместить все обмотки трансформатора.
  • Во-вторых, площадь крена, которая вычисляется по формуле: Sкрена=a*b, должна быть не меньше 35 кв. см. Если Sкрена будет больше – тогда трансформатор будет меньше нагреваться и соответственно дольше работать, и Вам не надо будет часто прерываться для того, чтобы он остыл. Лучше, чтобы Sкрена была равна 50 кв. см.

Далее приступаем к сборке пластин самодельного сварочного аппарата. Необходимо взять Г-образные пластины и складывать их, как показано на рисунке 2, пока не получится сделать сердечник необходимой толщины. После чего скрепляем его болтами по углам. В завершении необходимо надфилем обработать поверхность пластин и заизолировать их, обмотав тряпичной изоляцией, чтобы дополнительно защитить трансформатор от пробоя на корпус.

Далее приступаем к намотке сварочного аппарата из понижающего трансформатора. В начале, наматываем первичную обмотку, которая будет состоять из 215 витков, как это показано на рисунке 3.

Целесообразно сделать ответвление от 165 и 190 витка. Сверху трансформатора прикрепляем толстую текстолитовую пластину. Концы обмоток закрепляем на ней при помощи болтового соединения пометив что первый болт – это общий провод, второй – ответвление от 165 витка, 3-й – ответвление от 190 витка и 4-й – от 215-го. Это даст возможность впоследствии регулировать силу тока при сварке, путем переключения между разными выводами Вашего сварочного устройства. Это очень важная функция, и чем больше ответвлений вы сделаете, тем более точной у вас получится регулировка.

После приступаем к намотке 70-и витков вторичной обмотки, как показано на рисунке 4.

Меньшее количество витков наматывают на ту сторону сердечника – куда намотана первичная обмотка. Соотношение витков нужно сделать примерно 60% к 40%. Это способствует тому, что после того, как Вы поймаете дугу и начнете сварку, вихревые токи частично отключат работу обмотки с большим количеством витков, что приведет к уменьшению тока сварки, а соответственно улучшит качество шва. Таким образом дуга будет легко ловиться, но слишком большой ток не будет мешать качественно варить. Концы намотки также закрепим при помощи болтов на текстолитовой пластине. Можно не прикреплять их, а провести провода напрямую к держателю электродов и крокодилу на массу, это уберет соединения, где потенциально может быть просадка по напряжению и нагрев. Для лучшего охлаждения крайне желательно установить вентилятор для обдува, например от холодильника или микроволновки.

Теперь Ваш самодельный сварочный аппарат готов. Подключив держатель и массу к вторичной обмотке, необходимо подключить сеть к общему проводу и проводу, отходящему от 215-го витка первичной обмотки. Если вам необходимо увеличить силу тока, то можно сделать меньшее количество витков первичной намотки, переключив второй провод на контакт с меньшим количеством витков. Уменьшить ток можно при помощи сопротивления выполненного из изогнутой в виде пружины куска трансформаторной стали, подключенной к держателю. Всегда необходимо следить, чтобы сварочный аппарат не перегревался, для этого регулярно проверяйте температуру сердечника и обмоток. Для этих целей можно даже установить электронный термометр.

Вот таким образом можно сделать сварочный аппарат из понижающего трансформатора своими руками. Как Вы видите, инструкция не слишком уж сложная и даже неопытный электрик сможет самостоятельно собрать прибор.

На постоянном токе

Для некоторых видов сварки необходим сварочник на постоянном токе. Таким инструментом можно варить чугун и нержавеющую сталь. Сделать сварочный аппарат постоянного тока своими руками можно не больше, чем за 15 минут, переделав самоделку на переменном токе. Для этого к вторичной обмотке необходимо подключить выпрямитель, собранный на диодах. Что касается диодов, они должны выдерживать ток в 200 А и иметь хорошее охлаждение. Для этого подойдут диоды Д161.

Выравнивать ток нам помогут конденсаторы С1 и С2 со следующими характеристиками: емкость 15000 мкФ и напряжение 50В. Далее собираем схему, которая указанна на чертеже ниже. Дроссель L1 необходим для регулировки тока. Контакты х4 — плюс для подключения держателя, а х5 — минус для подачи тока на свариваемый участок детали.

Трехфазные сварочные аппараты используются для сварки в производственных условиях, на них установлены двухэлектродные держатели, поэтому в данной статье мы рассматривать их не будем, а инверторы изготавливаются на основе печатных плат и сложных схем с большим количеством дорогостоящих радиодеталей и сложным процессом настройки с использованием специального оборудования. Однако мы все же рекомендуем Вам ознакомиться с инверторной конструкцией на видео ниже.

Наглядные мастер-классы

Итак, если Вы решили сделать сварочный аппарат в домашних условиях, рекомендуем просмотреть видео уроки, предоставленные ниже, которые наглядно покажут, как самому собрать простой сварочник из подручных материалов, а также объяснят Вам некоторое детали и нюансы работы:

Теперь Вы знаете основные принципы конструкции сварочников и можете сделать сварочный аппарат своими руками, как на постоянном, так и на переменном токе, используя инструкции из нашей статьи.

Также читают:

Делаем правильно сварочный аппарат своими силами

Принцип работы сварочного аппарата заключается в создании неразъёмного соединения двух и более деталей. Такое соединения образуется благодаря межатомному слитию материала свариваемых частей. Сварочный аппарат воздействует на металл электрическим током, который разогревает его до необходимой температуры. Сварка может быть вызвана местным воздействием, или точечным, общим нагревом деталей, пластической деформацией либо комбинированием представленных эффектов.

  1. Немного о самодельном продукте
  2. Что необходимо для сборки
  3. Схема мини — сварочника
  4. Сборка поэтапно
  5. Советы специалиста

Самодельный сварочник

Сварочный аппарат одновременно технически сложное и очень просто устройство. Для его создания необязательно иметь инженерного, и вообще, какого-либо технического образования. Нужно только желание и немного теории, ну и конечно, готовность потрудится и потратить немного денег.

Затраты при создании самодельной сварки будут значительно меньше чем купить готовую в магазине, но и конечно, качество и эстетический вид в большинстве случаев у магазинных товаров будет несколько выше.

В сегодняшней статье мы расскажем вам о том как сделать мини сварочный аппарат своими руками, напишем список необходимых материалов и инструментов, которые вам необходимо будет собрать. Распишем этапы сборки и дадим некоторые советы, которые помогут вам в этой деле. Прочитав статью, вы сможете сделать простую самодельную сварку в домашних условиях, сэкономив неплохие деньги.

Необходимый материал и инструменты

Первое что необходимо сделать, чтобы процесс сборки шёл максимально эффективно и быстро, собрать все составляющие механизма и инструменты, которые потребуются для сборки. Чтобы облегчить вам задачу, и не дать вам насобирать или купить лишних деталей, мы составили список необходимых компонентов. Итак, приступаем к сбору нужных нам деталей и инструментов:

  • Для сборки трансформатора, нам будут необходимы листы сердечника, О- , Ш- или П- образной формы. Если такие отсутствуют в наличии, их можно купить в любом магазине электротоваров .
  • Провод из меди или алюминия. Мы советуем использовать именно медный, так как он способен проводить более высокое напряжение и выдерживать температуры выше, чем алюминиевый.
  • Статор от двигателя, асинхронный.
  • Изоляция для обмоток например лако- или стеклоткань.
  • Электроды для сварочных работ.
  • Детали для радиотехники.
  • Самый простенький паяльник.
  • Мелкие инструменты: зубило, напильники, пинцет с лупой.
  • Припой для паяльника.

Подготовив все необходимые детали, можно начинать собирать сварочный аппарат своими руками.

Разберём необходимую нам схему

Самая простая мини схема сварочного аппарата заключается в том, что входящий ток попадает на сварочный трансформатор. Далее, с помощью стабилизирующих и выпрямляющих составляющих элементов конструкции сварочный ток стаёт контролируемым и пригодным для работы.

Конечно, устройство может состоять только из трансформатора, но тогда дуга будет мене стабильная и работоспособная, хотя в умелых руках будет работать довольно хорошо и выполнять поставленные задачи.

Источник питания дуги, имеет следующую последовательность прохождения тока:

  1. Напряжение попадает на сварочный трансформатор.
  2. Потом попадает на дроссель, катушку сопротивления.
  3. В катушке тока поддаётся активному сопротивлению, после чего попадает на диодный мост.
  4. Затем проходит через регулятор тока, с помощью которого устанавливается необходимая сила дуговой сварки.
  5. Начинается сварочный процесс при соприкосновении электрода с деталью.

Этапы сборочного процесса мини сварки

Собрав все необходимые элементы и ознакомившись с нашей схемой, можно приступать к поэтапной сборке устройства. Работать несложная, но очень кропотливая и однообразная. Приготовьтесь провести много часов за однообразным сидением и выполнением одних и тех же движений руками.

Самой большой популярности приобрели трансформаторы круглой формы, но их самостоятельная сборка несколько сложней, поэтому мы будем использовать в нашей схеме П- образный сердечник. Такая форма трансформатора лидирует среди самодельных образцов, благодаря своей простоте.

Приступим к описанию этапов сборки:

  1. Первое что нам необходимо сделать, это основание для обмоток. Можно использовать пластиковые платины, деревянные, в общем, всё что является диэлектриком. Очень хорошо подойдут пластины из текстолита. Разобравшись с материалом, приступаем к созданию формы. Она будет состоять из двух крышек, верхней и нижней и центральных перегородок. В каждой крышке проделываются отверстия, диаметр подбирать исходя из размеров пластин, которые будут устанавливаться вовнутрь.
  2. Необходимо сделать изоляцию каждой детали термостойкой изолентой, в 1-2 слоя. Затем собираем и начинаем укладывать обмотку. Используемый медный провод, лучше брать сразу в стеклянной изоляции, способной выдерживать повышенные температуры. Таким образом, вы обезопасите себя от перегрева устройства, но это обойдётся немного дороже, чем использование обычной обмотки. Каждый слой обмотки необходимо тщательно без пропусков заизолировать, а уже потом приступать к следующему шару. Исходя из того, какая мощность вам необходима, делаете отводы на нужных уровнях обмотки. Закончив последний шар, изолируем его в 2-3 слоя, для большей безопасности.
  3. Следующим этапом будет сборка магнитопровода для сварочного трансформатора. Используем материал, специально предназначенный для такого вида устройств. Он имеет, необходимы индукционные свойства, которые подобраны специально для сварочных аппаратов. Собрав все платины в цельную конструкцию необходимо проверить каждую обмотку с помощью тестера, на наличие ошибок и прочего.
  4. Собираем диодный мост и подсоединяем к нашему устройству. Диоды брать с серии В200 либо КВРС5010. Каждый такой диод может выдерживать 50А и эта цифра суммируется. Поэтому для самодельного аппарата мощностью 220А, необходимо установить 5 таких диодов.
  5. Для диодов необходим радиатор, для отвода температуры. Соединять диоды вместе с дросселем.
  6. Для улучшения системы охлаждения, в корпусе можно установить кулер , которые будет вытягивать горячий воздух из корпуса.

Инверторный аппарат делается по тому же типу, только вместо трансформатора, необходимо установить высокочастотный сварочный трансформатор. Подача тока будет происходить не напрямую в трансформатор, а через модуль преобразования, которые будет переделывать переменный ток в постоянный с увеличением его частоты.

Также следует добавить автоматические выключатели, которые защитят устройство от чрезмерных скачков напряжения. Такое устройство будет иметь значительно меньший размер и вес, благодаря облегчённой структуре используемого трансформатора.

Стоит ли устройство вашего времени и денег

С точки зрения работоспособности, то самодельная сварка будет ничуть не хуже чем магазинная. Единственное что у вас скорей всего не получится установить, так это дополнительные системы типа антизалипание или быстрый старт. Но при должном умении и их можно добавить. Во всём остальном они смогут выполнить абсолютно аналогичные функции.

Цена на самодельное устройство может быть абсолютно разной, всё зависит от того, покупаете ли вы все детали или собираете из того что есть в вашем гараже. В случае покупки всех составляющих, цена будет примерно раз в 8-10 меньше чем у магазинных моделей. При этом вам необходимо будет потратить 1-2 дня на сборку всей конструкции.

Подведём итог

Сделать самодельный сварочный аппарат в домашних условиях довольно легко, достаточно ознакомиться с теорией и иметь в запасе несколько свободных дней. Процесс довольно муторный и однообразный, большая часть работы, это цикличные движения руками. Но затраченное время стоит того, ведь вы экономите значительную сумму, при этом получаете устройство ничуть не хуже чем в магазине.

Рекомендации по сборке сварочного аппарата своими руками: что нужно учитывать?

Аппарат для сварки применяют при некоторых видах кузовных работ для соединения металлических деталей. Однако работы с использованием данных устройств производят обычно при наличии серьезных повреждений кузова, которые встречаются сравнительно редко. Поэтому приобретать новый относительно дорогостоящее устройство для разового использования нецелесообразно. Для бытового применения можно сделать сварочный аппарат своими руками.

Читать еще:  Может ли пенопласт быть вредным для здоровья человека

Особенности

Нужно учитывать, что изготавливать сварочный аппарат самостоятельно выгодно только при наличии некоторых исходных составляющих. Это объясняется тем, что, хотя собрать простейшую модель рассматриваемого устройства несложно, материалы, требуемые для этого, весьма дорогостоящие. Поэтому если приобретать их по отдельности специально для изготовления данного прибора своими руками, по итоговой стоимости он может оказаться близок к новому фирменному инструменту, который, конечно, будет превосходить по техническим характеристикам самодельный сварочный аппарат.

Конструкция

Основу рассматриваемого инструмента составляет трансформатор, служащий источником энергии. Он представляет собой две катушки медного провода, намотанные на сердечник из металла. Причем катушки различаются по количеству витков. Та из них, которая подключается к электросети, называется первичной. Во вторичной катушке при этом возникает ток меньшего напряжения, но большего ампеража благодаря индукции.

Нужно учитывать, что сварочный аппарат, имеющий малую силу тока, производит низкокачественную сварку, в то время как чрезмерно большая сила тока приводит к сжиганию электродов и резке металла.

Сварочный аппарат можно оснастить трансформатором, например, от СВЧ-печи. Однако так как на его вторичной обмотке возникает напряжение около 2000 вольт, необходимо внести некоторые изменения в конструкцию своими руками с целью понижения напряжения, а именно сократить число витков.

Для понижения напряжения вторичную обмотку распиливают в двух местах и вытаскивают из катушки. При этом нужно соблюдать осторожность, чтобы не повредить первичную обмотку. Затем вторичную обмотку перематывают более толстым проводом либо проводом ПЭВ с эмалевой изоляцией или термобумагой толщиной 0,05 мм. Желательно использовать третий вариант, так как это позволяет избежать возникновения скин-эффекта, проявляющегося в случае применения обычного провода. Он состоит в вытеснении высокочастотных токов, что приводит к перегреву проводника.

Созданную обмотку покрывают тонкоизоляционным лаком. Такие параметры, как количество витков и толщина, вычисляют для каждой модели трансформатора. Однако выведены и оптимальные значения: толщина обмотки — 0,3 мм, ширина — 40 мм, толщина провода — 0,5-0,7 мм.

Если в наличии отсутствует трансформатор от СВЧ-печи или какого-либо другого прибора, можно собрать его своими руками. Для этого потребуется сердечник с поперечным сечением 25-55 см² из трансформаторного железа, отличающегося высокой магнитной проницаемостью, медный провод длиной в несколько десятков метров, изоляционные материалы.

Что касается провода, наилучшим вариантом считают термостойкий провод из меди со стеклотканевой, х/б или в крайнем случае резиновой изоляцией. Можно сделать изоляцию своими силами. Для этого нужно нарезать изоляционный материал полосками по 2 см и обернуть ими провод.

Окончательный этап – пропитка электротехническим лаком. Чем качественнее изоляция, тем ниже возможность перегрева инструмента. Параметры обмотки рассчитывают на основе технических характеристик прибора. Выходное напряжение холостого хода самодельного сварочного аппарата колеблется от 60 до 65 В, рабочее напряжение — от 18 до 24 В. При самой высокой мощности и электроде диаметром 4 мм мощность во вторичной обмотке составляет 3,5-4 кВт, в первичной — около 5 кВт, с учетом потерь. Ток при этом составляет около 25 А.

Количество витков определяют на основе напряжения с учетом площади сечения сердечника магнитопровода в 2 см. На 1 В при качественном проводе приходится 0,9 — 1,1 витков. Общее количество получают путем деления уровня напряжения на частоту. Таким способом рассчитывают показатели для обеих обмоток. На основе этого можно определить требуемую длину провода путем умножения длины одного витка на их общее количество. При этом нужно взять некоторый запас.

Перед намоткой катушек нужно сделать каркасы из текстолита или электротехнического картона, которые свободно надеваются на сердечник. Между первичной и вторичной намотками необходимо проложить изоляцию в виде стеклоткани, электротехнического или обычного картона.

Корпус

Сварочный аппарат следует оснастить корпусом, в который помещают трансформатор для сохранения от воздействия внешних факторов. При его выборе или изготовлении нужно учитывать, что из-за электромагнитного излучения для этого подходят не все материалы. Наилучшими вариантами считают цельновыгнутый жесткий стальной корпус либо корпус из диэлектрических материалов. Второй вариант сложнее найти или собрать своими руками, к тому же он менее прочен, однако позволяет избежать вибрации и потери энергии в конструктивных элементах трансформаторов, вызываемых вихревыми токами, которые возбуждаются сильными магнитными полями рассеивания вблизи обмоток.

В корпусах из прочих материалов данные отрицательные явления можно несколько снизить (на 30-50 % в зависимости от конструкции и материала корпуса), если сделать на корпусе продольные рассечки.

Большинство самодельных сварочных инструментов не имеет цельного корпуса. Это позволяет избежать таких проблем, связанных с ним, как вибрации, вихревые токи и потери энергии. Однако в таком случае сварочный аппарат подвержен воздействию внешних факторов, что приводит к резкому снижению надежности и безопасности работ. К тому же нужно учитывать, что вышеупомянутые потери составляют несколько процентов, что почти незаметно на фоне сопротивления в линиях электропередач и флуктации напряжения в сети.

Кроме того, желательно оснастить аппарат регулировкой вторичного напряжения для плавного регулирования сварочного тока. Это позволит скомпенсировать потери в проводах большой длины, что особо актуально при работе вдали от питающей сети. В фирменных инструментах присутствует ступенчатая регулировка напряжения путем переключения обмоток. Домашний электросварочный аппарат можно оснастить схемой выпрямления напряжения, построенной на тиристорах.

Вопрос надежности

Сварочный аппарат, сделанный своими руками, в большинстве случаев оказывается не таким надежным, как фирменный аналог. Поэтому при изготовлении следует принять некоторые меры по ее повышению.

Основным фактором, приводящим к преждевременному выходу из строя рассматриваемых устройств, считают перегрев. Для снижения возможности его возникновения, прежде всего, необходимо сделать эффективную изоляцию. Для этого требуются надежные обмоточные провода с плотностью тока до 5-7 А/кв.мм. Однако этого может оказаться недостаточно.

Для быстрого охлаждения провода нужно обеспечить взаимодействие с воздухом. Для этого в обмотках нужно сделать щели. После первого слоя провода и через каждые два последующих с внешних сторон вставляют гетенаксовые или деревянные планки 5-10 мм.

Таким образом обеспечивают контакт каждого слоя провода с воздухом с одной стороны. Если сварочный аппарат не имеет вентиляторов, щели ориентируют вертикально для обеспечения постоянной циркуляции воздуха. В таком случае снизу поступает холодный воздух, теплый уходит вверх.

Более эффективным вариантом обеспечения охлаждения трансформатора сварочного аппарата, естественно, является вентилятор. Его обдув почти не сказывается на скорости нагрева, но значительно ускоряет охлаждение. Однако нужно учитывать, что для трансформатора с закрытыми обмотками проблема перегрева не решится даже при установке мощного вентилятора. В таком случае его возможно избежать лишь умеренным режимом работы.

Существует еще один вариант решения проблемы перегрева трансформатора. Он состоит в погружении его в трансформаторное масло. Данная жидкость не только отводит тепло, но и является дополнительным изолятором. В таком случае корпус трансформатора должен представлять герметичную емкость.

Наиболее проблемными с точки зрения перегрева являются тороидальные трансформаторы. Они быстро нагреваются и медленно охлаждаются. Также достаточно серьезной проблемой самодельных трансформаторов считают вибрацию, возникающую при работе вследствие притяжения металлических элементов создаваемым ими переменным магнитным полем. Из-за этого возникает трение проводов, которое приводит к разрушению изоляции, а также разрушение и продавливание обмоток на углах каркаса. Для снижения последствий воздействия вибрации необходимо сделать качественную изоляцию. Также нужно прочно закрепить все неподвижные элементы.

Следует избегать хранения и использования сварочного аппарата в условиях повышенной влажности. Вода, конденсирующаяся в щелях изоляции, является проводником тока. Перед использованием инструмент нужно проверить. Если напряжение выходит за пределы 60 — 65 В, увеличивают или уменьшают обмотку.

Самодельный сварочный аппарат

Сварочные аппараты сделанные своими руками в основной своей массе обладают выраженной спецификой перед своими собратьями промышленного изготовления. На первое место здесь зачастую ставится не тщательность расчета параметров конструкции и соблюдение технологии изготовления, а возможность достать тот или иной компонент будущей конструкции самодельного сварочного аппарата. Делать трансформатор чаще всего приходится из того, что есть, а не из того, из чего хотелось бы. Многие конструкции отличаются особой оригинальностью компоновки, собираются из материалов, ничего общего до того со сварочным делом, а то и с трансформаторами вообще не имевшими. Параметры элементов конструкции некоторых образцов сварочных трансформаторов могут сильно выходить за рамки рекомендуемых стандартными методиками значений.

Тем не менее большинство самодельных сварочных аппаратов вполне оправдывают свое существование. Их сварочные характеристики находятся на приемлемом рабочем уровне, а в случае необходимости могут быть подправлены.

То, что разные трансформаторы по-разному варят, сварщикам известно хорошо. В одном случае дуга зажигается и горит стабильно, швы ложатся ровно, работать таким аппаратом легко — сварщики говорят: «варит мягко». В другом же случае наоборот: удерживать дугу тяжело, она часто гаснет, металл сильно разбрызгивается, и швы получаются какими-то рваными и размытыми, притом что трансформатор развивает необходимый ток, даже вроде бы обладает запасом по мощности и с выходным напряжением у него тоже все в порядке. В чем же дело? А причина как раз в способности трансформатора стабильно держать рабочий ток, что характеризуется таким показателем, как внешняя вольт-амперная характеристика (ВАХ) источника питания. Про неё подробно написано в статье Типы сварочных аппаратов. Если в двух словах — ток короткого замыкания не должен сильно отличаться от тока сварки. Ток должен быть ограничен либо увеличенным магнитным рассеянием трансформатора, либо балластным сопротивлением, либо дросселем, либо другим способом.

О качестве внешних характеристик сварочных трансформаторов судят на практике. Если с трансформатором работать легко, дуга горит стабильно, а наплавленный металл ложится равномерно — значит, все в порядке.

Надежность сварочного трансформатора

Злейшим врагом сварочных трансформаторов является перегрев. Самым действенным средством против перегрева являются надежные обмоточные провода с плотностью тока не более 5-7 А/мм 2 . Чтобы провод быстро охлаждался, он должен иметь хороший контакт с воздухом. Для этого в обмотках делаются щели. Сначала мотается первый слой и с внешних сторон вставляются деревянные или гетенаксовые планки толщиной 5-10 мм, потом планки вставляются через каждые два слоя провода: так каждый слой имеет контакт с воздухом с одной стороны.

Если трансформатор делается без вентилятора, то щели должны ориентироваться вертикально. Тогда через них постоянно будет циркулировать воздух: теплый поднимается вверх, а снизу засасывается холодный. Еще лучше, если трансформатор постоянно обдувается вентилятором. Вообще-то принудительный обдув мало влияет на скорость нагрева трансформатора, зато заметно ускоряет его охлаждение. Быстрее всего греются и хуже всего охлаждаются тороидальные трансформаторы. У сильно греющегося сварочного трансформатора с закрытыми обмотками даже мощный обдув не решит этой проблемы, и здесь придется удерживать температуру обмоток разве что очень умеренным режимом работы.

Если предстоит варить много и быстро, а ваш сварочный трансформатор намотан не ахти какими проводами и катастрофически быстро греется и т.д., здесь можно применить одно кардинальное средство борьбы с перегревом. Перегрева можно не так бояться, если весь трансформатор полностью погрузить в трансформаторное масло. Обладая значительной теплопроводностью, масло не только отводит тепло из обмоток, но и является дополнительным изолятором. В простейшем виде это просто ведро с маслом с утопленным в нем трансформатором, откуда выходят только четыре провода — такое «чудо» иногда можно увидеть на дворах в сельской местности.

В режиме сварки трансформатор создает мощное переменное магнитное поле, которое притягивает к нему стальные элементы, вызывая вибрацию. Вибрируют не только стальные корпуса сварочных аппаратов, но и вообще все детали, соединенные с трансформатором и находящиеся внутри магнитопровода. Особенно подвержены вибрациям подвижные части регулирующих устройств мощности, если таковые имеются. К подвижным элементам (большей частью промышленных аппаратов) могут относиться: сердечники, магнитные шунты, подвижные обмотки, т.е. элементы, с помощью передвижения которых изменяется рабочий ток трансформатора и которые невозможно закрепить совершенно жестко. Эти части связаны с неподвижными элементами трансформатора посредством винтов, направляющих и других элементов, деформирующихся под действием переменных сил. Вибрации подвержены и закрепленные жестко элементы конструкции. Амплитуды и действие вибрации зависят от множества конструктивных факторов, которыми во многом и определяется надежность сварочного трансформатора. Нередки случаи, когда из-за недоработки конструкции или некачественной сборки, вследствие вибрации быстро выходят из строя даже трансформаторы промышленного изготовления. Для самодельных конструкций эта проблема стоит еще более остро, особенно когда используются обмоточные провода в тонкой лаковой изоляции. От постоянной вибрации и трения друг о друга витков, лак на некоторых участках может разрушаться, что неизбежно приведет к межвитковому замыканию. Поэтому изоляция между слоями провода здесь обязательна. Также необходимо предусмотреть, чтобы под действием вибрации не произошло разрушение или продавливание на углах каркаса обмоток или (в тех конструкциях, где его вообще нет) слоя изоляции между катушками и железом магнитопровода. Можно без всякого, преувеличения сказать, что вибрация наравне с перегревом является одной из основных причин преждевременного выхода из строя сварочных трансформаторов.

При эксплуатации и тем более хранении сварочного аппарата, следует опасаться сырых подвалов и вообще мест с повышенной влажностью. Постепенно обмотки впитывают в себя влагу, которая, попадая в мельчайшие щели и трещины изоляции, долго не высыхает, становясь хорошим проводником тока.

Чаще всего проблемы бывают с первичной катушкой высокого напряжения. Первичная катушка содержит большее количество витков, обычно она сильнее греется, ее более тонкий провод больше подвержен влиянию разрушающих механических воздействий, нежели провод вторичной цепи. Эта катушка находится под опасным напряжением, и при повреждении изоляции ее провода высокое напряжение может попасть на корпус или магнитопровод трансформатора. Если сварочный трансформатор не имеет корпуса, то повреждения обмоток могут происходить от случайных ударов, а также опрокидываний и падений тяжелого трансформатора. Разрушающее воздействие на изоляцию оказывает вибрация, особенно для провода в лаке, перегрев обмоток и влага. Если произошел пробой на корпус или магнитопровод, которые не заземлены, или повреждена внешняя изоляция провода первичной обмотки, то при прикосновении человек попадет под высокое напряжение. От пробоя на корпус спасает заземляющий провод. Однако заземление на самодельных конструкциях делается нечасто.

Другой вариант пробоя первичной обмотки, когда она пробивает на вторичную катушку внутри трансформатора. В этом случае ничего не подозревающий сварщик и его помощники могут попасть под высокое напряжение сети со всеми вытекающими отсюда последствиями. Это может предотвратить надежная изоляция первичной и вторичной обмоток друг от друга. Напряжение вторичной катушки может повыситься, даже если ее изоляция не нарушена. Напряжение на выходе вторичной катушки зависит от количества витков первичной катушки. Так, при межвитковом замыкании первичной катушки достаточно большое количество ее витков может «вылететь» из работы: в результате напряжение на выходе сварочного трансформатора повысится.

Корпус для самодельного сварочного аппарата

При установке сварочного трансформатора в корпус особое внимание надо уделять его материалу и возможности протока воздуха для охлаждения, при этом верх должен быть закрыт, предохраняя трансформатор от возможного дождя. Корпуса или хотя бы некоторые их части лучше делать из не магнитных материалов: латунь, дюраль, гетенакс, пластмассы. Если корпус сделан из жести или напротив оси первичной обмотки привинчены стальные панели, то при работе вся эта конструкция будет втягиваться внутрь и вибрировать. Звук при этом иногда бывает такой, что его можно сравнить разве что с работой пилы — мощной «циркулярки». Поэтому устанавливать сварочный трансформатор можно либо в цельновыгнутый жесткий стальной корпус, который не так поддается вибрациям, или делать панели напротив хотя бы первичной обмотки из немагнитных материалов.

Читать еще:  Как рассчитать угол уклона самотечной канализации в частном доме

Для практически всех существующих конструкций сварочных трансформаторов характерны очень сильные магнитные поля рассеивания вблизи обмоток. Эти поля вызывают не только сильные вибрации магнитных материалов, но и заметные потери энергии в кожухах и других конструктивных элементах трансформаторов. Потери энергии обусловлены возбуждением в кожухах вихревых токов. Присутствие вихревых токов, а следовательно, и потери энергии, будут тем меньшими, чем больше расстояние от обмоток трансформатора до стенок металлического корпуса. На потери энергии мало влияют магнитные свойства металлов. Если корпус сделать из немагнитных металлов — латунь, алюминий и т.д., то это мало повлияет на генерацию вихревых токов, ведь здесь важна токопроводимость материала, которая у металлов всегда высокая. Исследования показали, что несколько уменьшить потери в корпусе можно, сделав на нем продольные рассечки, типа вентиляционных щелей, которые, располагаясь на пути вихревых токов с наибольшей плотностью, увеличат сопротивление материала для них. Таким образом можно уменьшить потери на 30-50% в зависимости от конструкции кожуха и использованного на нем металла.

С другой стороны, потери такого рода вообще могут быть сведены на нет, если корпус выполнить из изоляционного материала, тем более что в этом случае сразу удастся избежать и вибраций, вызванных переменными магнитными полями. Однако корпус из диэлектрических материалов сложнее сделать или же подобрать уже готовый, также он имеет худшие показатели прочности. Конечно, проблемы с корпусом, его вибрациями, вихревыми токами и потерями энергии можно вообще избежать, отказавшись от цельного корпуса, как это и принято, наверное, у большинства самодельных сварок. Однако отсутствие корпуса добавит массу других, не менее важных проблем, а также отразится на безопасности и надежности в эксплуатации сварочного аппарата. Тем более что потери на уровне нескольких процентов практически неразличимы на фоне флуктуации напряжения в сети, а также присутствия некоторого сопротивления в линиях электропередачи.

В корпус сварочного аппарата можно установить вентилятор или сделать его герметичным и залить трансформаторным маслом.

Как сделать сварочный аппарат своими руками?

Во время ремонта или строительства часто требуются сварочные работы для соединения металлических конструкций. На сегодняшний день в продаже имеются различные модели аппаратов, не схожих по цене и конструктивным данным. Чтобы сэкономить время и деньги, можно изготовить самодельный сварочный аппарат с созданием определенного типа напряжения.

Технические особенности оборудования

Принцип рабочего действия сварочных аппаратов может быть основан на подаче постоянного и переменного тока.Последний вариант предназначен для малообъемных работ по соединению частей из металла небольшой толщины. Сварочная дуга, имеющая постоянный ток, считается более выносливой, потому как процесс пайки может проводиться на двух полярных полях: обратного и прямого напряжения. Во время сварки можно воспользоваться электродной проволокой без обмотки или применить электроды.

Для стойкости сварочной дуги, имея небольшое напряжение, рекомендовано совершать завышенную подачу тока при холостой сварочной обмотке.

Оборудование для пайки работает от электропитания с выходом в 220 В. Оборудование имеет мощные показатели по электротехническ им данным. Подобные аппараты в своей конструкции имеют магнитную проволоку и весят 9 кг, а их размеры — 150х125 мм. Внутри аппарата есть тор, который содержит ленточное железо, смотанное в рулон. Электронные показатели трансформатора, основанные на магнитном носителе, превышают подобные показатели такого рода пластин в несколько раз. При этом электрозатраты остаются минимальными.

Выбор обмотки

Для первичной обмотки используют медную проволоку толстого диаметра, покрытой изоляционным материалом на основе стеклоткани. Можно применять также провода, имеющие прорезиненную основу. Не рекомендуются к эксплуатации шнуры, которые покрыты полихлорвинилом.

Вторичная обмотка должна состоять из 67-70 витков медной проволоки с насечками в 35 мм. Можно брать многоуровневый сетевой шнур или гибкий многоуровневый кабель. Изоляционный материал должен иметь теплостойкую и надежную основу.

Процесс изготовления оборудования

Чтобы не терять время на поиск тонкого провода, изготовленного из меди, стоит приобрести готовое трансформаторное устройство с выходом в 9А или взять за основу магнитный шнур от неиспользуемого лабораторного трансформатора. Для этого потребуется:

Избавиться от лишней арматуры и заграждений, чтобы добраться до старой обмотки и удалить ее.

Магнитный шнур необходимо отсоединить от обмоточных слоев с помощью электрокартона или лаковой ткани.

Трансформаторное устройство для сварки содержит первичный и вторичный обмоточный ряд. На первом этапе нужно совершить обмотку всего провода. Между обмоточным материалом следует встроить изоляционный материал.

Вторичная обмотка состоит из наматывания медной проволоки, помещенной в хлопчатобумажную ленту. Вторичная обмотка располагается поверх первичной и состоит из 45 витков.

Внутри шнур наматывается плотно друг к другу, а с внешней стороны он должен иметь зазоры. Это необходимо для охлаждения и равномерного распределения.

На создание самостоятельного оборудования понадобится несколько человек. Один человек обязан аккуратно, не зацепив соседних витков, протянуть и закрепить шнур. Напарник в это время должен придержать свободный конец провода, следя за его ровностью. В итоге должен получиться аппарат с выходом тока в 50-185 Ампер.

Если имеется готовый трансформатор на 9 Ампер, его нужно проверить на исправность обмотки — это поможет быстрей собрать сварочный прибор.

Если в качестве первичной обмотки брать готовую медную катушку, то можно в течение часа создать готовый трансформатор с выходом тока в 70-150 Ампер.

Для осуществления быстрого процесса потребуется провести демонтаж ограждений, платы постоянного тока и арматурного крепления. Выходы, имеющие 220В, необходимо пометить маркером. Остальные выходные части провода стоит изолировать и пригнуть к магнитному носителю. Монтаж осуществляется точно так же, как в первом случае, но с применением медной проволоки одинаковой длины и сечением.

Заключительный этап сборки

Готовый трансформатор помещают в специальный защитный кожух с изоляцией. Шнур первичной обмотки подводят к электропитанию в 220В кабелем. В приборе необходимо заранее вмонтировать автовыключатель для остановки аппарата.

Вторичную обмотку соединяют с гибким изолированным электропроводом. К первому проводу подсоединяют электродный держатель, а ко второму — сварочную панель. Второй, в целях безопасности, необходимо заземлить. В обязательном порядке должны быть такого рода элементы, как каска с защитным стеклом, спецодежда и перчатки.

Готовый сварочный аппарат на протяжении всей эксплуатации необходимо защищать от влаги и не допускать перегрева. Как видите, смастерить самодельное сварочное оборудование не так уж сложно, если иметь представление о технологии его изготовления.

Делаем сварочный аппарат самостоятельно

Самый простой способ соединения металлических деталей – сварка. Технология сварки металлов разработана около ста лет назад. С тех пор сварные конструкции вошли в повседневный оборот и часто мы даже их не замечаем.

Оглавление

  1. Характеристики сварочных аппаратоввидео
  2. Трансформаторный сварочный аппарат своими руками
  3. Самодельный инверторный сварочный аппаратвидео

Характеристики сварочных аппаратов

Выделяют несколько видов сварки: дуговая, электрошлаковая, плазменная, электронно-лучевая, лазерная, газовая, контактная, ультразвуковая и другие.

Для подсобного домашнего хозяйства вполне хватает самой простой электродуговой сварки.

Сварочные аппараты для электродуговой сварки выпускают двух типов: трансформаторные и инверторные.

Трансформаторные сварочные аппараты используются переменного и постоянного тока. Они неприхотливы в использовании, надежны, долговечны и тяжелые, чувствительны к перепаду напряжения в сети. Если напряжение падает ниже 200 вольт, работать таким аппаратом очень тяжело, трудно зажечь и держать дугу.

Аппарат переменного тока доукомплектовывается, и мы получим аппарат на постоянный ток.

Инверторные сварочные аппараты – современные аппараты, способны облегчить работу сварщика. Использование электронных компонентов значительно уменьшило их массу до 3-5 кг. Они обладают стабилизацией тока и могут работать при заниженном напряжении сети, очень чувствительны к перегреву. Работать с такими аппаратами нужно с осторожностью, или это повлечет его выход из строя.

Трансформаторный сварочный аппарат своими руками

Трансформаторный сварочный аппарат прост и надежен. Изготовить его самостоятельно под силу каждому. Для изготовления сварочного аппарата нам потребуется старый трансформатор.

Если нет старого трансформатора, то можно купить трансформаторное железо для сердечника трансформатора. Из практического опыта известно, что оптимальная площадь сердечника составляет 40-55см2.

В этом случаи обмотки аппарата не будут греться, и он будет надежно работать.

Первичную обмотку трансформатора наматывают специальной термостойкой медной проволокой. Изоляция провода должна быть стеклотканевой или хлопчатобумажной. Не рекомендуется использовать провода с резиновой или ПХВ изоляцией.

Мощность на вторичной обмотке, в зависимости от диаметра электрода, составляет 3,5-4кВт, с учетом потерь мощность на первичной обмотке будет 5-5,5кВт. В этом случает ток на первичной обмотке может достигать 25А. Поэтому первичную обмотку трансформатора нужно наматывать проводом 5-6мм2 или большего сечения, что увеличит надежность трансформатора.

Число витков первичной обмотки равно: W1=(k2*S)/U1, где S— площадь сечения сердечника в см2; k2 — постоянный коэффициент.

Для первичной обмотки число витков составит примерно 240. Для возможности регулировать сварочный ток, делают несколько отводов с шагом 20-25 витков.

Вторичная обмотка наматывается медной проволокой сечением 30-35мм2. Количество витков – 65-70. На вторичной обмотке также делают отводы для регулировки тока. Выбору изоляции провода вторичной обмотки следует уделить особое внимание. Она должна быть теплостойкой и надежной. Следует учесть, что вторичную обмотку наматывают на обоих сторонах сердечника двумя разными способами.

Следует помнить, что намотка должна производится в одном направлении. Каждый слой обмотки необходимо изолировать слоем дополнительной хлопчатобумажной изоляции.

Самодельный инверторный сварочный аппарат

Самодельный инвертор можно собрать из старых радиодеталей от телевизора. Но для этого вам потребуется некоторая сноровка и хорошее знание электроники. Схема самодельного инвертора реализована на дешевых и доступных комплектующих.

Инвертор работает на постоянном токе с плавным регулированием от 40 до 130 ампер. Максимальный ток первичной обмотки трансформатора – 20А. для надежной работы рекомендуется использовать электрод не больше 3 мм. Сварочное напряжение включается кнопкой на электрододержателе. Есть возможность варить на обратной полярности, что позволяет соединять тонколистные детали.

Диодный мост VD1-VD4 выпрямляет сетевое напряжение, загорается контрольная лампочка HL1 и заряжается конденсатор С5. Сварку можно начинать, когда погаснет контрольная лампочка.

Использованный в схеме магнитопровод трансформатора Т1 составлен из трех магнитопроводов ПК30х16 из феррита 3000МНС-1. Первичная и вторичная обмотка намотаны медной проволокой ПСД1,68х10,4. Для фиксации обмоток на них накладывают бандаж из медной проволоки диаметром 1 мм на стеклотканевую изоляцию. Ширина бандажа 1см.

Все элементы схемы размещаются на печатной плате. Для лучшего отвода тепла от тринисторов и диодов, они монтируются на теплоотвод, прикрученный к плате. Плату изготавливают из стеклотекстолита толщиной 1,5мм.

Для улучшения охлаждения схемы необходимо использовать дополнительный вентилятор, который устанавливаем непосредственно на корпус, в котором разместится инвертор.

Работать сварочным инвертором намного проще, нежели трансформаторным аппаратом. Шов получается более качественным. Использование сварочного инвертора позволяет варить черные и цветные металлы, тонколистовые заготовки. Думаю, опытному сварщику не понадобятся уроки сварки, чтобы освоить данный аппарат.

Самодельный простой сварочный аппарат

Сварка в домашнем хозяйстве дело нужное, а иногда просто необходимое. Но необходимость эта может возникать редко, а все равно — без сварки никак. Можно просто купить сварочный аппарат, сейчас всего в продаже навалом, только не всегда это финансово целесообразно. Хорошая сварка стоит хороших денег. Второй путь — сделать сварку самостоятельно. Конструкция классической сварки несложная и не требуется экзотических деталей и больших навыков при изготовлении.
Самостоятельно сделать можно и инверторный сварочный аппарат, но это далеко не всем под силу, дорого, трудоемко и наверное нецелесообразно. Никто не разрабатывает и не изготавливал сварочный инвертор ради экономии средств. Все что предлагают на различных сайтах силовой электроники, не говоря уже о сайтах сварщиков, это все не более чем чьи-то амбиции.

Там народ делится на тех кто пытается удовлетворить собственные амбиции и изготовить инвертор, и на тех, кто им мешает своими советами, так как вторые вообще ни чего ни когда не строили, и не собираются строить, в большинстве своем. Те кто строит, конечно-же это творческие люди и заслуживают внимания. Но не один из них не сможет создать инверторный сварочный аппарат дешевле, чем сможет купить в магазине. Имеется ввиду все временные и прямые материальные затраты. А вот сделав самостоятельно обычную сварку, экономия получаеся солидная.

Вначале кратко рассмотрим принцип и теорию сварочного аппарата.

Основным элементом сварочного аппарата является трансформа­тор, предназначенный для питания сварочной дуги, собственно пре­образующий сетевое переменное напряжение и обеспечивающий необходимую величину и качество сварочного тока. В простейшем случае, наиболее распростра­ненном среди самодельных конструкций, источником питания сва­рочной дуги является только один трансформатор, без каких-либо дополнительных элементов. Заключенный в корпус источник пита­ния, оборудованный всем необходимым дополнительным оборудованием: соединительными провода­ми и клемами, выключателями и внешними движками регуляторов, с установленными рукоятками для переноски, а для большего удобст­ва и колесиками, представляет из себя уже полностью завершенную конструкцию — сварочный аппарат, сделанный своими руками.

Сварочный трансформатор понижает сетевое, как правило, одно­фазное напряжение 220 В до необходимого для сварки значения — 50.. .80 В. Работает сварочный трансформатор в специфических усло­виях — дуговом режиме — режиме практически максимальной отда­чи мощности. Поэтому сварочные трансформаторы должны быть по­строены таким образом, чтобы могли безболезненно переносить про­текание больших токов, в бытовых конструкциях до 200 А. Сюда же следует приобщить вибрации и возможность перегрева — тоже след­ствие высокой развиваемой мощности.

Конструкции типовых сварочных трансформаторов весьма разно­образны, часто в их устройство заложены нераздельные элементы, предназначенные для регулирования тока. Разнообразие самодель­ных сварочных трансформаторов еще большее, так как в их конструк­циях часто встречаются решения нестандартные, а то и уникальные вообще — приемы, не нашедшие применения в трансформаторах больше нигде. С другой стороны, самодельные конструкции транс­форматоров максимально просты: практически никогда не содержат в себе дополнительных элементов для регулирования тока, свойст­венных промышленным образцам, таких как использование части магнитопровода трансформатора с дополнительным регулируемым реактивным сопротивлением и передвигающихся обмоток. Регулиро­вание силы сварочного тока в данном случае может осуществляться путем переключения витков катушек или с помощью внешних, суще­ствующих отдельно от трансформатора специальных устройств.

В зависимости от используемого для сварки типа тока, различают сварочные аппараты постоянного и переменного тока. Сварочные аппараты с использованием малых постоянных токов применяют при сварке тонколистового металла, в частности, кровельной и автомобильной стали. Сварочная дуга в этом случае более устойчива и при этом сварка может происходить как на прямой, так и на обратной полярности, подаваемого постоянного напряжения. На постоянном токе можно варить электродной проволокой без обмазки и электродами, которые предназначены для сваривания металлов при постоянном или переменном токе. Для придания горения дуги на малых токах желательно иметь на сварочной обмотке повышенное напряжение холостого хода Uхх до 70. 75 В. Для выпрямления переменного тока, как правило, используют мостовые выпрямители на мощных диодах с радиаторами охлаждения

Мощность сварочного трансформатора в ваттах рассчитывается как

Ртр=25* Iсв , где Iсв — сварочный ток в амперах.

Далее определяют сечение магнитопровода в кв. см:

S>0,015P где Р — в ваттах.

Для магнитопроводов, отличных от тороидального, следует увеличить сечение в 1,3 — 1,5 раза.

Затем вычисляют в мм диаметр провода первичной обмотки:

Диаметр провода вторичной обмотки в мм вычисляют по формуле:

d2>1,13(I/j)2 где j — плотность тока в А/мм2.

Сварочный аппарат своими руками: как сделать его дома

Если у вас есть необходимость выполнения каких-нибудь несложных сварочных работ для бытовых нужд, вовсе не обязательно приобретать дорогостоящий заводской агрегат. Ведь если знать некоторые тонкости, можно без труда собрать сварочный аппарат своими руками, о чем и пойдет речь ниже.

Читать еще:  Утепление стен: ППУ

Сварочные аппараты: классификация

Любые аппараты для сварки бывают электрическими или же газовыми. Стоит сразу сказать, что самодельные сварочные аппараты не должны быть газовыми. Поскольку они включают в себя взрывоопасные баллоны с газом, держать такую установку дома не стоит.

Поэтому в контексте самостоятельной сборки конструкций речь пойдет исключительно об электрических вариантах. Такие агрегаты также подразделяются на разновидности:

  1. Установки-генераторы — оснащены собственным генератором тока. Отличительная черта — большой вес и габариты. Для домашних нужд такой вариант не подойдет, да и собрать самостоятельно его будет сложно.
  2. Трансформаторы — такие установки, в особенности полуавтоматического типа, очень распространены среди тех, кто делает сварочное оборудование самостоятельно. Питаются от сети в 220 или 380 В.
  3. Инверторы — такие установки просты в применении и идеально подходят для дома, конструкция компактная и мало весит, но электронная схема достаточно сложна.
  4. Выпрямители — эти аппараты просто собирать и применять по назначению. С их помощью даже новичок может выполнять качественные сварные швы.

Как сделать сварочный аппарат инверторного типа

Чтобы в домашних условиях собрать инвертор, потребуется схема, которая позволит соблюсти нужные параметры. Рекомендуется брать детали от старых советских приборов:

  • транзисторов;
  • диодов;
  • дросселей;
  • готовых трансформаторов;
  • конденсаторов;
  • резисторов;
  • тиристоров.

Параметры для аппарата можно выбирать такие:

  • Он должен работать с электродами, диаметр которых не превышает 5 мм.
  • Максимальный показатель рабочего тока равен 250 А.
  • Источник напряжения — сеть бытовая на 220 В.
  • Регулировка сварочного тока варьируется от 30 до 220 А.

Инструмент включает такие компоненты:

  • блок питания;
  • выпрямитель;
  • инвертор.

Начинаем с намотки трансформатора и действуем в такой последовательности:

  1. Возьмите ферритовый сердечник.
  2. Выполните первую обмотку (100 витков посредством провода ПЭВ 0,3 мм).
  3. Вторая обмотка — 15 витков, проводом с сечением 1 мм).
  4. Третья обмотка — 15 витков проводом ПЭВ 0,2 мм.
  5. Четвертая и пятая — соответственно по 20 витков проводами с сечением 0, 35 мм.
  6. Чтобы охладить трансформатор, возьмите вентилятор от компьютера.

Чтобы транзисторные ключи работали непрерывно, напряжение следует на них подавать после выпрямителя и конденсаторов. Блок выпрямителя соберите по схеме на плате, а все узлы прибора закрепите в корпусе. Можно использовать старый корпус от радиоустройства. а можно его сделать и самостоятельно.

С лицевой части корпуса устанавливается светодиодный индикатор. который показывает, что прибор включен в сеть. Здесь же можно поставить дополнительный выключатель, а также защитный предохранитель. Еще его можно установить на заднюю стенку и даже в сам корпус.

Все зависит от его размеров и конструктивных особенностей. Переменное сопротивление устанавливается на лицевой части корпуса, с его помощью можно регулировать рабочий ток. Когда вы собрали все электрические схемы, проверьте аппарат специальным прибором или тестером и можете провести его испытание.

Сварочный трансформатор своими руками

Сборка трансформаторного варианта будет от предыдущей несколько отличаться. Этот агрегат работает на переменном токе, но для сварки постоянным током нужно собрать к нему простую приставку .

Для работы вам потребуется трансформаторное железо для сердечника, а также несколько десятков метров толстого провода или толстой медной шины. Все это можно найти в пункте приема металлов. Сердечник лучше всего делать П-образным, тороидальным либо круглым. Многие также берут статор от старого электромотора.

Инструкция сборки П-образного сердечника выглядит таким образом:

  • Возьмите трансформаторное железо сечением от 30 до 55 с м 2. Если показатель будет больше, аппарат получится слишком тяжелым. А если сечение будет меньше 30, прибор не сможет корректно работать.
  • Возьмите медный обмоточный провод сечением около 5 мм 2. оснащенный термостойкой изоляцией из стеклоткани или хлопка. Изоляция важна, поскольку во время работы обмотка может нагреться до 100 градусов и выше. У обмоточного провода сечение квадратное или прямоугольное сечение. Однако такой вариант отыскать сложно. Подойдет и обычный с аналогичным сечением, но только вам нужно будет снять с него изоляцию, обмотать стеклотканью и тщательно пропитать электротехническим лаком, после чего высушить. В первичной обмотке 200 витков.
  • Вторичная обмотка потребует порядка 50 витков. Провод обрезать не нужно. Включите в сеть первичную обмотку, а на проводах вторичной отыщите место, где напряжение составляет около 60 В. Для поиска такой точки отматывайте или наматывайте дополнительные витки. Провод может быть алюминиевым, но сечение должно быть больше, чем для первичной обмотки, в 1,7 раза.
  • Готовый трансформатор установите в корпус.
  • Чтобы вывести вторичную обмотку, потребуются медные клеммы. Возьмите трубку диаметром 10 мм и длиной около 4 см. Расклепайте ее конец и просверлите отверстие с диаметром в 10 мм, а в другой конец вставьте конец провода, предварительно очищенный от изоляции. Далее, обожмите его легкими ударами молотка. Чтобы усилить контакт провода с трубкой-клеммой, нанесите керном на нее насечки. Самодельные клеммы прикрутите к корпусу гайками и болтами. Детали лучше всего использовать медные. Наматывая вторичную обмотку желательно делать отводы через каждые 5−10 витков, они позволят менять ступенчато напряжение на электроде;
  • Для изготовления электродержателя возьмите трубу с диаметром около 20 мм и длиной порядка 20 см. На концах примерно в 4 см от торцевой части выпилите выемки до половины диаметра. В выемку вставьте электрод и прижмите пружиной на основе приваренного куста проволоки из стали с диаметром 5 мм. Ко второму кону прикрепите такой же провод, который использовался для вторичной обмотки, с помощью гайки и винта. Наденьте на держатель резиновую трубку с подходящим внутренним диаметром.

Готовый аппарат к сети лучше всего подключать с помощью проводов с сечением от 1,5 с м 2 и более, а также рубильника. Ток в первичной обмотке обычно не превышает показатель в 25 А, а во вторичной колеблется в пределах 6—120 А. Во время работы с электродами диаметром 3 мм через каждые 10−15 делайте остановки, чтобы трансформатор остыл. Если электроды более тонкие, это не нужно. Более частые перерывы нужны, если вы работаете в режиме резки.

Мини-сварка своими руками

Чтобы самостоятельно собрать миниатюрный аппарат для сварки, вам потребуется всего лишь несколько часов и такие материалы:

  • стержень графитовый из старой батарейки;
  • бокорезы или пассатижи;
  • нож;
  • сухая тряпка;
  • наждачная бумага;
  • перчатки;
  • 20 см проволоки диаметром 5 мм из алюминия или меди;
  • 6 см проволоки ПЭВ 0,5 из меди;
  • изолента;
  • провод многожильный;
  • любой металлический зажим;
  • трансформатор от блока питания микроволновки с выпрямителем, или старого телевизора или приемника.

Сначала аккуратно разберите старую батарейку и извлеките из нее графитовый стержень. На конце его заострите шкуркой и протрите сухой тряпкой. Кусок толстой проволоки на4−5 см от конца очистите от изоляции и с помощью пассатижей или бокорезов загните петлю. В нее вставьте угольный электрод.

Уберите вторичную обмотку с трансформатора и на ее место намотайте толстую проволоку на 12−16 витков. Теперь все это вставляется в подходящий корпус — и аппарат готов.

Его провода присоединяются к выводам вторичной обмотки, угольный стержень вставляется в петлю и хорошо обжимается. Плюсовый вывод соедините с держателем электрода, а минусовый — со скруткой рабочих деталей. Ручку-держатель можно приспособить для электрода.

Можно применять ручку паяльника или нечто подобное. Включите прибор в бытовую сеть и выполните соединение деталей посредством графита. Должно возникнуть пламя, а на конце деталей образуется шарообразный сварной шов.

Для домашней мастерской наличие сварочного аппарата очень важно. Такие приборы имеют разные конструкции и модификации. Как новички, так и опытные мастера часто предпочитают не заводские, а самодельные аппараты, которые можно модифицировать на свой лад.

Рубрика: «Электронные самоделки»

Сейчас, бытовой электрический сварочный аппарат не редкость и каждый мастеровитый хозяин предпочитает его иметь у себя дома или в гараже. Такой «джентельменский» набор как электросварка, болгарка и электродрель, очень «развязывает» руки. Если болгарку и электродрель надо покупать в магазине, то сварочный аппарат можно сделать и самому, тем более если есть из чего, и это не так сложно.

Есть несколько конструкций самодельных сварочных аппаратов: трансформаторные, инверторные, импульсные, полуавтоматы, автоматы, на постоянном токе, на переменном токе и т.д. Но, в этой статье рассмотрим самый простой трансформаторный сварочный аппарат переменного тока. Как правило, его хватает для бытовых целей, а если потребуется или есть желание, то можно сделать ещё приставку к нему (диодный мост) и варить на постоянном токе.

Итак, надо будет раздобыть где-то трансформаторное железо, лучше с высокой магнитной проницаемостью, для сердечника, а также несколько десятков метров толстого провода, лучше медного, в виде шины. Можно попытать счастье отыскать что-то на пунктах приема металлолома или у знакомых поспрашивать, проявить смыкалку. Проще всего и удобнее было бы сделать сварочный аппарат с П-образным сердечником, стержневого типа, но, при отсутствии такого, можно использовать и круглый сердечник, тороидального типа, например из латора или статора от электродвигателя. Формулы расчета хотя и похожие, но немного отличаются.

Здесь мы рассмотрим методику изготовления сварочного аппарата классического типа, с П-образным сердечником. Наматывать обмотку на такой трансформатор намного легче, чем на тороидальный, ведь его можно разобрать и без труда поставить или снять катушки.

Для того, чтобы сварочный аппарат использовать в быту, достаточно чтобы он мог «варить» металл электродами диаметром 3-4 мм. Исходя из этих требований и будем делать свои расчеты. Первым делом надо набрать сердечник с поперечным сечением минимум 25-35 см2, а лучше 45-55 см2. Лишнее не надо, потому что аппарат будет тяжелым, а эффекта от этого утяжеления не будет. При площади 45-55 см2 сварочный аппарат будет иметь достаточный запас мощности и не так нагреваться. Рассчитывается площадь поперечного сердечника по формуле S=a*b, см2.

Далее нам необходимо выбрать тип провода и рассчитать сечение и длину первичной и вторичной обмотки. Для первичной обмотки лучше использовать специальный обмоточный термостойкий медный провод в стеклотканевой или хлопчатобумажной изоляции квадратного сечения. Первичной обмотке стоит уделить особое внимание, т.к. перематывать её сложно, а во время сварки температура ее может достигать 100 и белее градусов С. Поэтому провода в полихлорвиниловой изоляции не годятся, а в резиновой или резинотканевой изоляции еще могут подойти. Аппарат должен выдерживать среднюю длительность сварки и не перегреваться при сжигании 5-7 электродов.

Если у вас не найдется провода с нужной изоляцией, но есть провод нужного сечения, то изоляцию можно сделать самому, а ненужную изоляцию снять . Для этого надо заготовить полоски шириной около 2 см из стеклоткани или хлопчатобумажной ткани и обмотать ими провод, а затем пропитать электротехническим лаком. Чтобы аппарат хорошо «варил», надо чтобы выходное напряжение холостого хода (т.е. не во время сварки, без нагрузки) было в пределах 60-65В, это на самодельных сварочных аппаратах с целью безопасности, а на промышленных его делают немного выше — 70-75В. Напряжение во время сварки Uсв должно быть в пределах 18-24В, в зависимости от диаметра электрода.

Далее рассчитаем площадь сечения провода первичной и вторичной обмотки. Будем исходить из максимальной мощности сварочного трансформатора, т.е. при сварке электродом диаметром 4 мм и токе Iсв=130-160 А. P2=Iсв*Uсв, а следовательно мощность во вторичной обмотке будет Р2=160*24=3,5. 4 кВт. А если учесть потери, то первичная обмотка будет потреблять больше — около 5 кВт, а отсюда ток в первичной обмотке сварочного трансформатора может достигать 25 А. Плотность тока в обмотках должна быть не более 5 А/мм2, а отсюда и площадь сечения провода в первичной обмотке 25/5= 5 мм2, а лучше взять с запасом 6-7 мм2 (диаметр 3 мм), во вторичной — 25-30 мм2. И это без учета изоляции.

Далее определяем число витков и длину куска провода. Напряжение для первичной обмотки выбираем немного меньше чем в сети — 210 В, оно уменьшится под нагрузкой. Определяем для начала количество витков на 1 вольт по формуле: n=48 / Sм, где Sм — площадь сечения сердечника магнитопровода в см2, оно должно быть в пределах 45-55 см2 (см. выше). Как видим, при хорошем магнитопроводе n будет равняться примерно 0,9-1,1.

Далее всё просто, определяем количество витков W1=U1/n, делим 210/ 0,9 и у нас получается в зависимости от сечения магнитопровода 200-230 витков. Вторичную обмотку рассчитываем примерно также — W2=U2/n. Длину куска провода для первичной и вторичной обмотки, я думаю вы догадываетесь как рассчитать: измеряем среднюю длину одного витка, на каркасе катушки, и умножаем на число витков, плюс небольшой запас.

Всё, закончив с расчетами, приступаем к намотке катушек. Делаем каркас катушки по размеру магнитопровода так, чтобы он легко одевался на сердечник. Материал используем — электротехнический картон, намотав несколько слоёв на деревянную заготовку (выстрогать по форме магнитопровода) и склеить, или можно сделать прямоугольный или квадратный каркас для катушки (какой получится) из текстолита. Наматываем половину первичной обмотки на один каркас и половину на второй, а сверху, также само, наматываем вторичную обмотку. Между слоями можно проложить (очень желательно), для лучшей изоляции электротехнический картон, электротехническую бумагу или полоски электротехнического картона (для лучшего охлаждения и вентиляции), можно стеклоткань.

Перед намоткой катушки очень желательно внутрь каркаса катушки, вместо сердечника, вставить два деревянные клинья (т.е. деревянную заготовку о которой упоминалось выше распилить вдоль в виде клиньев), по форме сердечника. Т.о. катушку не покарёжет во время намотки, ведь провода толстые, и она легко оденется на магнитопровод.

Хочу сказать, что это примерные расчеты. Для более точных приходится учитывать много чего. Не буду забивать вам этим голову, поскольку на практике расчеты всегда чем-то отличаются от реальных показателей. Поэтому самодельный сварочный аппарат, после сборки, всегда надо подстраивать. Включаем аппарат а электросеть и замеряем напряжение на вторичной обмотке, оно должно быть в пределах 60-65 В. Далее доматываем или сматываем обмотку, добиваясь этого значения.

Что касается первичной обмотки, то здесь неплохо было бы иметь несколько ответвлений под разное напряжение сети. Если вы будете использовать свой сварочный аппарат в разных местах — это вам очень пригодится. Ведь, как показывает практика, напряжение сети колеблется, от 210 В, особенно в селах, до 240 В — в городах.

Второй момент, если вы где-то ошиблись в своих расчетах, неправильно определили, к примеру, магнитную проницаемость трансформаторного железа (а вы его думаю будите покупать не в магазине), и видите, что диск вашего электросчетчика явно крутится быстрее, чем от 2 киловатной электроплитки, значит надо подмотать первичную обмотку, или переключится на большее количество витков, если вы об этом позаботились заранее. Поэтому, пока не сделана настройка самодельного сварочного аппарата, не спешите откусывать излишки провода обмоток.

Важное примечание: если нет провода нужного сечения, можно намотать катушку в два провода, т.е. параллельно, запаралеллить, а концы, естественно, соединить. А при использовании алюминиевых проводов, их сечение надо увеличить в 1,5-1,7 раза.

И не забывайте об электро- и пожаробезопасности, почитайте правила и соблюдайте их! Ведь от искр электросварки легко можно зажечь много чего.

Собранный по данной технологии сварочный аппарат потребляет на холостом ходу около 1 кВт, а в момент сварки 3-5, а то и 6 кВт, в зависимости от диаметра электрода. Чем толще электрод, тем больше ток потребления вашего аппарата. Поэтому, если вы варите четвёркой и у вас выбивает автомат (т.о. ограничивают ток потребления из-за слабой электросети), значит возьмите электрод диаметром 3 мм и проблема исчезнет, или в цепь электрода, во вторичной обмотке, добавьте сопротивление — регулятор тока.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector