Hausgemachtes Schweißen. DIY DC-Schweißgerät: mein Diagramm

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Installation

Wenn eine Person einen Auftritt plant Lebensbedingungen kleine Mengen von jedem einfachen Schweißarbeiten, kann er ganz einfach ein Schweißgerät mit seinen eigenen Händen herstellen, ohne Geld für den Kauf einer Fabrikeinheit auszugeben.

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Um eine Schweißeinheit aus leicht verfügbaren Materialien und Teilen herzustellen, ist es notwendig, die wichtigsten Funktionsprinzipien klar zu verstehen und erst dann mit der Montage zu beginnen. Zunächst sollten Sie sich für die aktuelle Leistung Ihres selbstgebauten Schweißgeräts entscheiden. Zum Verbinden massiver Bewehrungen ist natürlich eine hohe Stromstärke erforderlich, zum Schweißen dünner Metallprodukte (nicht mehr als 2 mm) eine niedrigere.

Der aktuelle Indikator steht in direktem Zusammenhang damit, welche Elektroden verwendet werden sollen. Das Schweißen von Blechen und Konstruktionen mit einer Dicke von 3 bis 5 mm erfolgt mit 3–4 mm-Stäben und bei einer Dicke von weniger als 2 mm mit 1,5–3 mm-Stäben. Wenn Sie Vier-Millimeter-Elektroden verwenden, beträgt die Stromstärke selbstgemachte Installation sollte 150–200 A betragen, drei Millimeter – 80–140 A, zwei Millimeter – 50–70 A. Für sehr dünne Teile (bis 1,5 mm) ist jedoch ein Strom von 40 A völlig ausreichend.

Die Bildung eines Lichtbogens zum Schweißen aus Netzspannung wird in jedem Schweißgerät durch den Einsatz eines Transformators erreicht. Dieses Gerät umfasst in seinem Design:

Wicklungen (primär und sekundär);
Magnetkreis

Es ist einfach, einen Transformator selbst zu bauen. Der Magnetkern wird beispielsweise aus Transformatorstahlplatten oder anderem Material zusammengesetzt. Die Sekundärwicklung wird direkt für Schweißarbeiten benötigt und die Primärwicklung wird an ein 220-Volt-Stromnetz angeschlossen. Professionelle Geräte verfügen zwangsläufig über einige zusätzliche Geräte, die die Qualität des Lichtbogens verbessern und verbessern und eine stufenlose Anpassung der Stromstärke ermöglichen.

Selbstgebaute Schweißgeräte werden in der Regel ohne zusätzliche Geräte hergestellt. Die Leistung des Transformators wird anhand der Stromstärke ausgewählt. Um die berechnete Leistung zu erhalten, müssen Sie den zum Schweißen verwendeten Strom mit 25 multiplizieren. Das resultierende Produkt, multipliziert mit 0,015, ergibt den erforderlichen Durchmesser des Magnetkerns. Und um den erforderlichen Wicklungsquerschnitt (Primärwicklung) zu berechnen, sollte die Leistung durch zweitausend geteilt und mit 1,13 multipliziert werden.

Die Bestimmung des Querschnitts der Sekundärwicklung wird etwas länger „leiden“ müssen. Sein Wert hängt von der Dichte des verwendeten Schweißstroms ab. Bei einer Stromstärke von etwa 200 A beträgt die Dichte 6 A/Quadratmillimeter, von 110 bis 150 A - 8, unter 100 A - 10. Um den erforderlichen Querschnitt der Sekundärwicklung einzustellen, benötigen Sie:

Teilen Sie den Schweißstrom durch seine Dichte.
Multiplizieren Sie den resultierenden Wert mit 1,13.

Die Anzahl der Verdrahtungswindungen kann bestimmt werden, indem die Querschnittsfläche des Magnetkreises durch 50 geteilt wird wichtiger Punkt, was diejenigen wissen müssen, die es wissen wollen Eigenproduktion Bei einem Schweißgerät kann der Schweißprozess „weich“ oder „hart“ sein, abhängig von der Spannung, die an den Ausgangsklemmen (an den Klemmen) des Geräts anliegt.

Die angegebene Spannung legt die Merkmale der äußeren Eigenschaften des Schweißstroms fest, der sowohl sanft oder steil abnehmend als auch ansteigend sein kann. Experten raten bei Selbstmontage-Schweißgeräten zum Einsatz von Stromquellen, die sich durch eine flache oder steil abfallende Kennlinie auszeichnen. Sie zeigen minimale Stromänderungen, wenn der Lichtbogen oszilliert, was optimal für das Schweißen zu Hause ist.

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Nachdem wir nun die Hauptfunktionen des Schweißgeräts kennen, können wir mit dem Zusammenbau einer selbstgebauten Schweißmaschine beginnen. Mittlerweile gibt es im Internet viele Diagramme und Anleitungen zur Durchführung einer solchen Aufgabe, die es ermöglichen, nahezu jede Ausrüstung zum Schweißen zu erstellen – Wechselstrom und Gleichstrom, gepulst und Wechselrichter, automatisch und halbautomatisch.

Wir gehen nicht auf komplexe technische „Wildnis“ ein und erklären Ihnen, wie Sie eine Schweißmaschine des einfachsten Transformatortyps herstellen. Es wird mit Wechselstrom betrieben und sorgt für eine effiziente und hinsichtlich der Nahtqualität recht ordentliche Schweißverbindung. Mit einer solchen Einheit können Sie alles ausführen Haushaltsarbeit, die das Schweißen von Metall- und Stahlprodukten erfordern. Für die Herstellung benötigen Sie folgende Materialien:

ein paar Dutzend Meter dickes (vorzugsweise Kupfer-)Kabel (Draht);
Eisen für den Kern Transformatorgerät(Eisen muss eine ausreichend hohe magnetische Permeabilität haben).

Am bequemsten ist es, den Kern aus einem Stab in traditioneller U-Form zu machen. Grundsätzlich ist es auch möglich, einen anders geformten Kern zu verwenden, beispielsweise einen runden vom Stator eines beliebigen Brenners Elektromotor, aber seien Sie darauf vorbereitet rundes Design Wicklungen sind viel schwieriger zu wickeln. Die empfohlene Querschnittsfläche des Kerns für ein selbst hergestelltes Standard-Haushaltsschweißgerät beträgt etwa 50 Quadratzentimeter.

Dieser Bereich reicht für die Installation aus, um Stäbe mit einem Durchmesser von 3–4 Millimetern zu verwenden.

Es macht keinen Sinn, den Querschnitt zu vergrößern, da das Gerät dadurch deutlich schwerer wird, man erzielt aber keinen wirklichen technischen Effekt. Sollten Sie mit der empfohlenen Querschnittsfläche nicht zufrieden sein, können Sie deren Wert anhand des Diagramms im ersten Teil unseres Artikels selbst berechnen.

Die Primärwicklung muss aus Kupferdraht mit hoher Wärmebeständigkeit bestehen (beim Schweißen ist die Wicklung hohen Temperaturen ausgesetzt). Dieser Draht muss außerdem über eine Baumwoll- oder Glasfaserisolierung verfügen. Als letzten Ausweg ist die Verwendung eines Drahtes in einem Gummigewebe- oder gewöhnlichen Gummi-Isoliermantel zulässig, auf keinen Fall jedoch in einem Polyvinylchlorid-Mantel.

Übrigens können Sie die Isolierung auch selbst herstellen, indem Sie zwei Zentimeter breite Streifen aus Baumwolle oder Glasfaser zuschneiden. Mit diesen Streifen umwickeln Sie ein Kupferkabel und imprägnieren den Draht dann mit einer selbstgemachten Isolierung mit einem beliebigen Elektrolack. Glauben Sie mir, eine solche Isolierung überhitzt nicht, wenn 6-7 Schweißstäbe verwendet werden (wenn diese während der durchschnittlichen Dauer der Schweißarbeiten verbrannt werden).

Die Querschnittsflächen der Wicklungen werden nach den zuvor beschriebenen Prinzipien berechnet. Es scheint, dass Sie mit diesen Berechnungen keine Probleme haben werden. Typischerweise wird die Querschnittsfläche des „sekundären“ Drahts auf der Ebene von 25–30 Quadratmillimetern angenommen, die des „primären“ Drahts auf 5–7 (Werte für selbstgebaute Einheiten, die mit Stäben mit einem Durchmesser arbeiten). von 3–4 Millimetern).

Auch die Länge eines Stücks Kupferdraht und die Anzahl der Windungen für beide Wicklungen lassen sich leicht ermitteln. Und dann beginnen sie, die Spulen aufzuwickeln. Ihr Rahmen wird entsprechend den geometrischen Parametern des Magnetkreises hergestellt. Die Abmessungen sind so gewählt, dass der Magnetkreis problemlos auf den Kern aus Textolith oder Karton aus der Elektrotechnik passt.

Die Wicklung der Spulen weist eine kleine Besonderheit auf. Die Primärwicklung wird zur Hälfte gewickelt, dann wird die Hälfte der Sekundärwicklung darauf gelegt. Anschließend wird der zweite Teil der Spule auf ähnliche Weise bearbeitet. Um die Isoliereigenschaften zu verbessern, empfiehlt es sich, zwischen den Schichten Pappstreifen, Glasfaser oder dickes Papier zu verlegen.

Nach dem Zusammenbau einer Do-it-yourself-Schweißanlage muss diese angepasst werden. Dazu müssen Sie es an das Netzwerk anschließen und die Spannung an der Sekundärwicklung messen. Sein Wert sollte 60–65 V betragen. Wenn die Spannung unterschiedlich ist, müssen Sie einen Teil der Wicklung aufwickeln (oder aufwickeln). Solche Vorgänge müssen durchgeführt werden, bis der angegebene Spannungswert erreicht ist.

Die Primärwicklung des zusammengebauten Transformators wird an ein internes Verlegekabel (IRP) oder an eine zweiadrige Schlauchleitung (SHRPS) angeschlossen, die an ein 220-Volt-Netz angeschlossen wird. Die Sekundärwicklung (ihre Leitungen) wird mit isolierten PRG-Drähten verbunden, einer davon kommt dann mit dem zu schweißenden Produkt in Kontakt und am zweiten wird der Schweißstabhalter befestigt. Das selbstgebaute Schweißgerät ist fertig!

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In seiner Praxis muss jeder Funkamateur oft das eine oder andere Teil stark erhitzen oder sorgfältig schweißen. Der Einsatz eines herkömmlichen Schweißgerätes ist für diese Zwecke sinnlos, da man auch ohne dieses ganz einfach und ohne Aufwand eine Hochtemperaturströmung erzeugen kann.

Wenn Sie einen alten Spartransformator herumliegen haben, der früher zur Regelung der Versorgungsspannung sowjetischer Lampenfernseher verwendet wurde, können Sie ihn leicht anpassen, um ihn herzustellen Voltaischer Lichtbogen. Dazu müssen Sie Graphitelektroden zwischen den Anschlüssen anschließen. Eine solch einfache Konstruktion ermöglicht die Durchführung einfacher Schweißarbeiten, zum Beispiel die folgenden:

Reparatur oder Herstellung von Thermoelementen: Mit einem Schweißgerät aus einem Spartransformator können Sie Thermoelemente reparieren, bei denen die sogenannte „Kugel“ bricht, und andere Geräte für ähnliche Zwecke Reparatur existiert einfach nicht;
Verbinden der Leistungsbusse mit dem Filamentelement eines herkömmlichen Magnetrons;
Schweißen von Drähten und Kabeln;
Erhitzen von Strukturen aus Federn und ähnlichen Teilen auf hohe Temperaturen;
Härten von Geräten aller Art (sie werden mit einem Lichtbogen erhitzt und dann in Maschinenöl getaucht).

Wenn Sie sich für die Herstellung eines Schweißgeräts auf Basis eines Spartransformators entscheiden, müssen Sie äußerst vorsichtig damit umgehen, da es keine galvanische Trennung vom Stromnetz aufweist. Damit ist Missbrauch gemeint selbstgemachtes Gerät kann zu einem Stromschlag führen.

Um alle oben genannten „kleineren“ Arbeiten auszuführen, wird empfohlen, einen automatischen Transformator mit einer Spannung (Ausgang) von 40–50 Volt und geringer Leistung (ca. 200–300 Watt) zu verwenden. Ein solches Gerät kann einen Betriebsstrom von 10–12 Ampere liefern, was zum Schweißen von Drähten, Thermoelementen und anderen Elementen völlig ausreicht. Die Elektroden für das beschriebene Mini-Schweißgerät sind gewöhnliche Bleistiftminen.

Besser ist es, wenn sie weich sind, es eignen sich aber auch mittelharte und harte Stifte. Halterungen für solche Graphitstäbe können aus alten Klemmenblöcken hergestellt werden, die an allen elektrischen Geräten zu finden sind. Der Halter wird über einen der vorhandenen Anschlüsse mit der Wicklung (wie Sie wissen, sekundär) des Spartransformators verbunden, und das zu schweißende Produkt wird ebenfalls daran angeschlossen, jedoch über einen anderen Anschluss.

Der Griff des Elektrodenhalters kann problemlos aus einer gewöhnlichen Glasfaserscheibe oder einem anderen hitzebeständigen Element hergestellt werden. Nehmen wir abschließend an, dass der Lichtbogen eines Spartransformators an einem Schweißgerät nicht sehr lange brennt. Das ist einerseits schlecht, andererseits sehr gut, da durch die kurze Betriebsdauer die Gefahr einer Überhitzung des Transformatorgerätes ausgeschlossen ist.

Eine gute Schweißmaschine erleichtert alle Metallarbeiten erheblich. Es ermöglicht das Verbinden und Schneiden verschiedener Eisenteile, die sich in ihrer Dicke und Stahldichte unterscheiden.

Moderne Technologien bieten eine riesige Auswahl an Modellen, die sich in Leistung und Größe unterscheiden. Zuverlässige Designs sind mit relativ hohen Kosten verbunden. Budgetoptionen, in der Regel, haben kurzfristig Betrieb.

Unsere Materialpräsentationen detaillierte Anleitung wie man mit eigenen Händen ein Schweißgerät herstellt. Bevor Sie mit dem Arbeitsprozess beginnen, empfiehlt es sich, sich mit der Art der Schweißausrüstung vertraut zu machen.

Arten von Schweißmaschinen

Die Geräte dieser Technologie gibt es in verschiedenen Ausführungen. Jeder Mechanismus weist einige Merkmale auf, die sich in der durchgeführten Arbeit widerspiegeln.

Moderne Schweißmaschinen werden unterteilt in:

Modelle Gleichstrom;
mit Wechselstrom
Drei Phasen
Vektor

Das AC-Modell gilt als das am häufigsten verwendete Modell einfacher Mechanismus, was Sie ganz einfach selbst erledigen können.

Mit einer einfachen Schweißmaschine können Sie komplexe Arbeiten mit Eisen und dünnem Stahl durchführen. Um eine solche Struktur zusammenzubauen, müssen Sie über bestimmte Materialien verfügen.

Diese beinhalten:

Draht zum Wickeln;
Kern aus Transformatorstahl. Es ist zum Aufwickeln des Schweißgeräts erforderlich.

Alle diese Teile können in Fachgeschäften erworben werden. Eine ausführliche Beratung durch Spezialisten hilft Ihnen, die richtige Wahl zu treffen.

AC-Design

Erfahrene Schweißer nennen diese Konstruktion einen Abwärtstransformator.

Wie baut man ein Schweißgerät mit eigenen Händen?

Das erste, was Sie tun müssen, ist die korrekte Herstellung des Hauptkerns. Für dieses Modell wird empfohlen, ein Stangenteil zu wählen.

Für die Herstellung benötigen Sie Platten aus Transformatorstahl. Ihre Dicke beträgt 0,56 mm. Bevor Sie mit der Montage des Kerns beginnen, müssen Sie dessen Abmessungen beachten.

Wie berechnet man die Parameter eines Teils richtig?

Alles ist ganz einfach. Die Abmessungen des zentralen Lochs (Fensters) müssen die gesamte Wicklung des Transformators aufnehmen. Das Foto der Schweißmaschine zeigt ein detailliertes Diagramm der Montage des Mechanismus.

Der nächste Schritt besteht darin, den Kern zusammenzubauen. Nehmen Sie dazu dünne Transformatorplatten, die auf die erforderliche Dicke des Teils miteinander verbunden werden.

Als nächstes wickeln wir einen Abwärtstransformator, der aus dünnen Drahtwindungen besteht. Machen Sie dazu 210 Windungen aus dünnem Draht. Auf der anderen Seite erfolgt eine Wicklung mit 160 Windungen. Die dritte und vierte Primärwicklung sollten 190 Windungen enthalten. Anschließend wird eine dicke Platinschicht auf die Oberfläche aufgebracht.

Die Enden des gewickelten Drahtes werden mit einem Bolzen gesichert. Ich markiere seine Oberfläche mit der Nummer 1. Die folgenden Enden des Drahtes werden auf ähnliche Weise mit den entsprechenden Markierungen befestigt.

Beachten Sie!

IN fertiges Design Es sollten 4 Schrauben mit unterschiedlicher Windungszahl vorhanden sein.

Im fertigen Design beträgt das Wicklungsverhältnis 60 % zu 40 %. Dieses Ergebnis gewährleistet den normalen Betrieb des Geräts und eine gute Qualität der Schweißbefestigung.

Kontrollieren Sie die Versorgung elektrische Energie möglich durch Umschalten der Drähte auf erforderliche Menge Wicklungen Es wird nicht empfohlen, den Schweißmechanismus während des Betriebs zu überhitzen.

Gleichstromgerät

Mit diesen Modellen können Sie komplexe Arbeiten an dicken Stahlblechen und Gusseisen durchführen. Der Hauptvorteil dieses Mechanismus ist seine einfache Montage, die nicht viel Zeit in Anspruch nimmt.

Der Schweißinvektor ist eine Sekundärwicklungskonstruktion mit einem zusätzlichen Gleichrichter.

Beachten Sie!

Es wird aus Dioden bestehen. Sie müssen wiederum einem elektrischen Strom von 210 A standhalten. Hierfür sind Elemente mit der Kennzeichnung D 160-162 geeignet. Solche Modelle werden häufig für Arbeiten im industriellen Maßstab eingesetzt.

Der Hauptschweißinjektor besteht aus Leiterplatte. Dieses halbautomatische Schweißgerät hält Stromstößen im Langzeitbetrieb stand.

Die Reparatur eines Schweißgeräts ist nicht schwierig. Hier reicht es aus, den beschädigten Bereich der Mechanik auszutauschen. Im Falle einer schwerwiegenden Störung ist ein erneuter Einbau der Primär- und Sekundärwicklung erforderlich.

Foto einer selbstgebauten Schweißmaschine

Beachten Sie!

Ein Schweißgerät ist ein hochspezialisiertes Gerät, aber fast jeder Mann musste mehr als einmal in seinem Leben nach einem ähnlichen Gerät suchen, um Haushaltsgeräte oder ein Auto zu reparieren. Es ist ganz einfach, eine Schweißmaschine mit eigenen Händen herzustellen, aber Sie sollten verstehen, dass die Ausrüstung für Arbeiten an kleinen Strukturen geeignet ist. Dabei handelt es sich um Lichtbogenschweißen mit einer Wechsel- oder Gleichstromquelle.

Argon- und Gasschweißen erfordern spezielle Kenntnisse und Ausrüstung. Sie können einen Gasgenerator zu Hause herstellen, aber wenn der Meister keine spezielle Ausbildung hat, besteht ein hohes Risiko, einen Fehler zu machen. Es ist einfacher, ein Argon-Lichtbogenschweißgerät zu mieten; es kostet ein Vielfaches weniger, als die Ausrüstung selbst herzustellen.

Schweißgerät für Heimgebrauch- Dies ist ein vereinfachtes Design mit den einfachsten Komponenten und einem einfachen Montageplan. Der Hauptbestandteil ist ein Schweißtransformator, den Sie selbst herstellen oder als Einheit verwenden können Haushaltsgerät(zum Beispiel ein Mikrowellenherd).

Das Inverter-Schweißgerät ist nach folgendem Schema aufgebaut:

Stromversorgung;
Gleichrichter;
Wandler

Sie können einen Transformator selbst herstellen, indem Sie Altdrahtkabel und Kupferband der erforderlichen Länge verwenden.

Wenn der Transformator runden Kupferdraht verwendet, ist der Betrieb des Gerätes auf 2-3 Schweißstäbe beschränkt. Zur Kühlung wird Transformatorenöl verwendet.

Die Naht an den zu verbindenden Teilen entsteht durch Hitze, deren Quelle ein Lichtbogen ist, der zwischen zwei Elektroden entsteht. Eine der Elektroden ist das zu verschweißende Material. Ein Kurzschluss, der zum Aufheizen der Elektrode (Kathode) erforderlich ist, führt zu einer stabilen Entladung mit einer Temperatur von bis zu 6000°C. Unter seinem Einfluss beginnt das Metall zu schmelzen. Dies ist eine grobe Beschreibung des Schweißprozesses für Laien, die im Alltag einfach schnell das gewünschte Profil oder Teil reparieren müssen.

Produktinhalte

Schweißinverter werden selten unabhängig hergestellt. Dieses elektronische Gerät erfordert wiederholte Tests sowie spezifische Kenntnisse und Erfahrung. Es ist einfacher, ein hausgemachtes Produkt auf Basis eines Transformators herzustellen, und da es über ein Haushaltsnetz (normalerweise 220 V) betrieben werden muss, reicht dieses Gerät für kleinere Reparaturen zu Hause völlig aus.

Der Schweißwechselrichter für ein 220-V-Netz wird nach dem Schema zusammengebaut, das für Geräte im Industriebetrieb verwendet wird Dreiphasennetz. Sie müssen wissen, dass diese Geräte einen um 60 % höheren Wirkungsgrad haben als Geräte, die für ein einphasiges Netzwerk angepasst sind.

Der Transformatorschweißer wird ohne zusätzliche Komponenten hergestellt, im Lieferumfang sind enthalten:

Transformator (Sie können ihn selbst herstellen);
Isoliermaterial;
Schweißstabhalter;
PRG-Kabel.

Mehr komplexe Produkte Wechselrichter sind ausgestattet mit:

Transformator;
Wandler;
Belüftungssystem;
Ampere-Regler.

Nach der Montage wird die Spannung der Sekundärwicklung gemessen: Die Werte sollten die Parameter 60-65 V nicht überschreiten.

Stromversorgung für ein einfaches Schweißgerät

Selbstgebaute Schweißtransformatoren sind einfache Geräte für seltene Reparaturen. Der Stator kann als Magnetkern dienen. Die Primärwicklung wird an das Netzwerk angeschlossen, die Sekundärwicklung ist für die Aufnahme eines Lichtbogens und die Verrichtung von Arbeit ausgelegt. Die Transformatorwicklung besteht aus Kupferdraht oder -band (bis zu 30 Meter).

Die Primärwicklung besteht aus Kupferband mit Baumwollisolierung. Sie können einen „nackten“ Magnetkreis verwenden und diesen separat isolieren. Der Draht ist in Baumwollstoffstreifen gewickelt und mit einem beliebigen Lack für Elektroarbeiten imprägniert. Die Sekundärwicklung wird gewickelt, nachdem die Primärwicklung isoliert wurde. Der Querschnitt der Primärwicklung beträgt 5-7 Quadratmeter. mm, Sekundärteil - 25-30 qm. mm. Nach der Isolierung werden die Parameter geprüft: Möglicherweise ist eine größere Windungszahl erforderlich.

Ein Inverter-Schweißgerät verfügt über ein komplexeres Gerät, kann mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden und bietet eine bessere Schweißqualität. Aber wenn Sie im Alltag nur etwas tun müssen Punktschweißen(zum Beispiel bei Reparaturen Haushaltsgeräte), dann ist die Herstellung eines Inverterschweißgeräts unpraktisch. Wenn Sie einen Transformator aus einem Staubsauger oder einem Mikrowellenherd verwenden, ist es wichtig, die Primärwicklung nicht zu beschädigen. In 80 % der Fälle muss die Sekundärwicklung entfernt und erneuert werden, damit das Gerät nicht überhitzt.

Gleichrichterblock

Die Gleichrichtereinheit wandelt die AC-Signalspannung in ein DC-Signal um und besteht aus wenigen Kleinteilen:

Diodenbrücken;
Kondensatoren;
Gaspedal;
Spannungsanhebung.

Der Gleichrichter ist nach dem Prinzip einer Brückenschaltung aufgebaut, bei der am Eingang Wechselstrom zugeführt wird und an den Ausgangsklemmen Gleichstrom austritt. Beide Geräte – ein Transformator und ein Gleichrichter für ein Schweißgerät – sind mit einer Zwangskühlung ausgestattet. Sie können einen Kühler aus der Stromversorgung des Computers verwenden.

Wechselrichterblock

Die Wechselrichtereinheit wandelt Gleichstrom vom Gleichrichter in Wechselstrom um und erzeugt eine Spannung von bis zu 40 V und einen Strom von bis zu 150 A.

Der Wechselrichter arbeitet nach folgendem Schema:

Von der Steckdose wird Wechselstrom (Frequenz 50-60 Hz) dem Gleichrichter zugeführt, wo die Frequenz ausgeglichen wird. Der Strom wird an Transistoren geliefert, wo das konstante Signal mit einer Erhöhung der Schwingungsfrequenz auf 50 in Wechselstrom umgewandelt wird kHz.
Reduzierung der Spannung des Hochfrequenzflusses am Abwärtstransformator von 220 auf 60 V. Gleichzeitig erhöht sich der Strom. Aufgrund der Frequenzerhöhung wird in der Wechselrichterspule nur die minimal zulässige Windungszahl verwendet.
Am Ausgangsgleichrichter erfolgt die endgültige Umwandlung des elektrischen Stroms in einen konstanten Strom mit großer Kraft und Niederspannung, was optimal für hochwertiges Schweißen ist.

Zusätzlich zu den Hauptstufen passt das Schweißgerät die Stromstärke an und sorgt für eine optimale Belüftung. Sie können einen Wechselrichter anhand eines detaillierten Diagramms selbst herstellen.

Erforderliches Werkzeug

Für den Zusammenbau und die Fertigung der Schweißmaschine benötigen Sie folgende Werkzeuge und Geräte:

Säge;
Befestigungselemente;
Lötkolben;
Messer, Meißel, Pinzette und Schraubendreher;
Blech für den Rahmen;
Elektroden;
Montageelemente für einen Transformator, Asynchronstator.

Die Teile des Geräts sind auf einer Textolith-Basis montiert; für den Körper werden Bleche aus Aluminium oder Industriestahl verwendet.

Herstellung

Alle Teile des Schemas zur Herstellung eines Transformatorschweißgeräts zu Hause werden in der folgenden Reihenfolge angeordnet:

Gleichrichter;
Netzwerkfilter;
Konverter;
Transformator;
Leistungsgleichrichter.

Sie können den Netzfilter und den Gleichrichter vom Stromkreis ausschließen, aber der Lichtbogen wird schlecht kontrolliert und die Naht ist von schlechter Qualität (uneben, mit großen abgerissenen Kanten, die gereinigt werden müssen).

Montageschritte:

Wicklungstransformatorspulen. Für ein Inverter-Schweißgerät, das mit Wechsel- und Gleichstrom betrieben wird, benötigen Sie einen Hochfrequenztransformator mit Umwandlungsmodul.
Lackieren der Wicklungsisolierung.
Zusammenbau des Magnetkreises. Die beste Option- asynchroner Stator aus einem Elektromotor mit einer Leistung von 4-5 kW.
Löten der Anschlüsse der Spulen und des Ausgangs.
Überprüfung des Transformators.
Zusammenbau der Diodenbrücke und Anschluss im Stromkreis. Sie benötigen 5 Dioden der Klasse KVRS5010 oder B200.
Installation eines Kühlkörpers an jeder Diodenbrücke.
Montage des Induktors auf derselben Platine wie der Gleichrichter.
Installation des Stromreglers am Bedienfeld.
Sicherstellung der Belüftung der gesamten Struktur. Ventilatoren sind um den Umfang des Schweißmaschinengehäuses herum installiert.
Der Ausgang zu den Arbeitselektroden und der Halterung ist an der Vorderwand montiert, das Netzkabel befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite.
Es wird empfohlen, zwischen der Platine mit dem Netzteil und dem Netzteil eine Schwelle zu installieren. Blech, ein Spannungskondensator, der den Strom im Lichtbogen stabilisiert.

Das Gewicht des zusammengebauten Gerätes für kleinere Reparaturen beträgt ab 10 kg. Zur Gewichtsreduzierung empfiehlt es sich, die Diodenbrücke mit Drossel in einem separaten Gehäuse zu fertigen. Dieses Gerät muss an das Schweißgerät angeschlossen werden aus Edelstahl. Bei wechselnder Netzspannung sind Halbautomaten zum Schweißen von Eisenprofilen, Karosseriereparaturen oder Punktklemmen praktisch nicht erforderlich.

Wechselstrom

Ein selbstgebautes Schweißgerät, das mit Wechselstrom betrieben wird, hat folgende Vorteile:

Zuverlässige Naht. Bei Wechselstrom weicht der Lichtbogen nicht von seiner ursprünglichen Achse ab, was Anfängern hilft, eine gleichmäßige und hochwertige Naht zu erstellen.
Eine einfache Möglichkeit, das Gerät zusammenzubauen.
Budgetkosten der Komponenten.
Es muss lediglich an ein einphasiges Netz angeschlossen werden; eine Haushaltssteckdose reicht aus.

Der Hauptnachteil einer Widerstandsschweißmaschine ist die Metallspritzer während des Betriebs aufgrund der Unterbrechung des Sinuslichtbogens und der schnellen Überhitzung des Transformators. Zum Schweißen von Teilen mit einer Dicke von bis zu 2 mm sollte der Elektrodendurchmesser 1,5 bis 3 mm betragen. Das Schweißen von Blechen ab 4 mm erfolgt mit 3-4 mm Stäben bei einem Maschinenstrom von mindestens 150 Ampere.

Gleichstrom

Selbstgebaute Gleichstromgeräte werden häufig für den Heimgebrauch verwendet, der Zusammenbau erfordert jedoch Geschick, Zeit und mehr Kleinteile. Zu den Vorteilen der Ausrüstung gehören:

ein stabiler Lichtbogen ermöglicht das Schweißen komplexer und dünnwandiger Strukturen;
Fehlen nicht erfasster Bereiche;
Es entstehen keine Metallspritzer, das Abtrennen von Graten und das Reinigen von Nähten ist nicht erforderlich.

Es empfiehlt sich, das komplette Gleichstromschweißgerät vor dem Hauptbetrieb im Testmodus mehrmals mit eigenen Händen auf Überhitzung von Transformator, Kondensator und Diodenbrücke zu überprüfen.

Das Design selbstgebauter Schweißmaschinen kann verändert und ständig verbessert werden. Sie können ein Gerät herstellen, das mit Gleichstrom betrieben wird, ein minimalistisches Design, das mit einem Wechselsignal mit einer Mindestleistung von bis zu 40 A betrieben wird, oder ein massives stationäres Gerät für die Installation in einer Werkstatt.

Abbildung 1. Diagramm eines Brückengleichrichters für eine Schweißmaschine.

Schweißmaschinen gibt es in Permanent- und Wechselstrom.

S.A. Gleichstrom wird zum Niederstromschweißen von dünnen Blechen (Dachstahl, Automobil usw.) verwendet. Der Gleichstrom-Schweißlichtbogen ist stabiler; direktes und umgekehrtes Schweißen ist möglich. Sie können Gleichstrom mit Elektrodendraht ohne Beschichtung und Elektroden schweißen, die sowohl für das Schweißen mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom ausgelegt sind. Um den Lichtbogen bei niedrigen Strömen stabil brennen zu lassen, ist eine erhöhte Spannung wünschenswert müßige Bewegung Uxxwelding-Wicklung (bis 70 - 75 V). Zur Gleichrichtung von Wechselstrom werden einfachste „Brücken“-Gleichrichter auf leistungsstarken Dioden mit Kühlkörpern verwendet (Abb. 1).

Um Spannungswelligkeiten zu glätten, ist einer der Ausgänge von S.A. Und sie sind über die Induktivität L1 mit dem Elektrodenhalter verbunden, bei der es sich um eine Spule mit 10 - 15 Windungen eines Kupferbusses mit einem Querschnitt von S = 35 mm 2 handelt, die beispielsweise auf einen beliebigen Kern gewickelt ist. Um den Schweißstrom gleichzurichten und stufenlos zu regulieren, werden komplexere Schaltungen mit leistungsstarken gesteuerten Thyristoren verwendet. Eine der möglichen Schaltungen auf Basis von Thyristoren des Typs T161 (T160) ist im Artikel von A. Chernov „Es wird geladen und geschweißt“ (Model Designer, 1994, Nr. 9) beschrieben. Die Vorteile von Gleichstromreglern liegen in ihrer Vielseitigkeit. Der Bereich ihrer Spannungsänderungen liegt zwischen 0,1 und 0,9 Uxx, wodurch sie nicht nur zur stufenlosen Einstellung des Schweißstroms, sondern auch zum Laden verwendet werden können Batterien, Stromversorgung von elektrischen Heizelementen und anderen Zwecken.

Abbildung 2. Diagramm der fallenden äußeren Kennlinie der Schweißmaschine.

Reis. 1. Brückengleichrichter für Schweißgerät. Anschluss dargestellt S.A. zum Schweißen dünner Bleche mit „umgekehrter“ Polarität - „+“ an der Elektrode, „-“ am zu schweißenden Teil U2: - Ausgangswechselspannung des Schweißgeräts

Wechselstromschweißgeräte werden beim Schweißen mit Elektroden verwendet, deren Durchmesser mehr als 1,6 - 2 mm beträgt und die Dicke der geschweißten Produkte mehr als 1,5 mm beträgt. In diesem Fall ist der Schweißstrom beträchtlich (mehrere zehn Ampere) und der Lichtbogen brennt ziemlich gleichmäßig. Es werden ausschließlich Elektroden zum Schweißen mit Wechselstrom verwendet. Für normale Operation Schweißgerät, das Sie benötigen:

Stellen Sie eine Ausgangsspannung für eine zuverlässige Lichtbogenzündung bereit. Für Amateur S.A. Uxx = 60 - 65 V. Eine höhere Leerlauf-Ausgangsspannung wird vor allem aus Gründen der Betriebssicherheit nicht empfohlen (Uxxindustrial-Schweißgeräte - bis 70 - 75 V).
Stellen Sie die für ein stabiles Brennen des Lichtbogens erforderliche Schweißspannung Usv bereit. Abhängig vom Durchmesser der Elektrode - Usv = 18 - 24 V.
Geben Sie den Nennschweißstrom Iw = (30 - 40) de an, wobei Iw der Wert des Schweißstroms A ist; 30 - 40 - Koeffizient je nach Art und Durchmesser der Elektrode; dе - Elektrodendurchmesser, mm.
Begrenzen Sie den Kurzschlussstrom Isk, dessen Wert den Nennschweißstrom nicht um mehr als 30 - 35 % überschreiten sollte.

Ein stabiles Lichtbogenbrennen ist möglich, wenn das Schweißgerät eine fallende äußere Kennlinie aufweist, die das Verhältnis zwischen Stromstärke und Spannung im Schweißkreis bestimmt (Abb. 2).

S.A. zeigt, dass für eine grobe (stufenweise) Überlappung des Schweißstrombereichs das Umschalten sowohl der Primär- als auch der Sekundärwicklung erforderlich ist (was aufgrund des darin fließenden großen Stroms strukturell schwieriger ist). Um den Schweißstrom innerhalb des ausgewählten Bereichs stufenlos zu ändern, werden außerdem mechanische Vorrichtungen zum Bewegen der Wicklungen verwendet. Wenn die Schweißwicklung relativ zur Netzwicklung entfernt wird, nehmen die magnetischen Verlustflüsse zu, was zu einer Verringerung des Schweißstroms führt.

Abbildung 3. Diagramm eines stabförmigen Magnetkreises.

Beim Entwurf einer Amateur-SA sollte man nicht danach streben, den Bereich der Schweißströme vollständig abzudecken. Es empfiehlt sich, im ersten Schritt ein Schweißgerät für das Arbeiten mit Elektroden mit einem Durchmesser von 2 - 4 mm zusammenzustellen und im zweiten Schritt, wenn mit niedrigen Schweißströmen gearbeitet werden muss, dieses durch ein separates Gleichrichtergerät mit zu ergänzen stufenlose Regelung des Schweißstroms. Amateur-Schweißgeräte müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen, von denen die wichtigsten die folgenden sind: relative Kompaktheit und geringes Gewicht; ausreichende Betriebszeit (mindestens 5 - 7 Elektroden dе = 3 - 4 mm) aus einem 220V-Netz.

Durch die Reduzierung der Leistung können Gewicht und Abmessungen des Gerätes reduziert und durch die Verwendung von Stahl mit hoher magnetischer Permeabilität und hitzebeständiger Isolierung der Wickeldrähte die Betriebszeit verlängert werden. Diese Anforderungen sind leicht zu erfüllen, wenn Sie die Grundlagen der Schweißmaschinenkonstruktion kennen und sich an die vorgeschlagene Technologie für deren Herstellung halten.

Reis. 2. Abfallende äußere Kennlinie der Schweißmaschine: 1 - Kennlinienfamilie für verschiedene Schweißbereiche; Isv2, Isvz, Isv4 – Schweißstrombereiche für Elektroden mit einem Durchmesser von 2, 3 bzw. 4 mm; Uxx – CA-Leerlaufspannung. Ist - Kurzschlussstrom; Ucv – Schweißspannungsbereich (18 – 24 V).

Reis. 3. Magnetkern vom Stabtyp: a - L-förmige Platten; b – U-förmige Platten; c - Platten aus Transformatorstahlbändern; S = axb – Querschnittsfläche des Kerns (Kern), cm 2 s, d – Fensterabmessungen, cm.

Wählen Sie also den Kerntyp. Für die Herstellung von Schweißgeräten werden hauptsächlich stabförmige Magnetkerne verwendet, da deren Konstruktion technologisch fortschrittlicher ist. Der Kern besteht aus Elektrostahlplatten beliebiger Konfiguration mit einer Dicke von 0,35–0,55 mm, die mit vom Kern isolierten Stiften festgezogen werden (Abb. 3). Bei der Auswahl eines Kerns müssen die Abmessungen des „Fensters“ berücksichtigt werden, damit es zu den Wicklungen der Schweißmaschine passt, und die Querschnittsfläche des Kerns (Kern) S =axb, cm 2. Wie die Praxis zeigt, sollten Sie nicht die Mindestwerte von S = 25 - 35 cm wählen, da das Schweißgerät nicht über die erforderliche Gangreserve verfügt und es schwierig wird, eine qualitativ hochwertige Schweißung zu erzielen. Und auch eine Überhitzung des Schweißgerätes nach kurzzeitigem Betrieb ist vorprogrammiert.

Abbildung 4. Diagramm eines toroidalen Magnetkreises.

Der Querschnitt des Kerns sollte S = 45 - 55 cm 2 betragen. Das Schweißgerät wird etwas schwerer sein, aber es wird Sie nicht im Stich lassen! Amateurschweißgeräte mit Ringkernen, die höhere elektrische Eigenschaften haben, etwa vier- bis fünfmal höher als die eines Stabtyps, und bei denen die elektrischen Verluste gering sind, werden immer weiter verbreitet. Die Arbeitskosten für ihre Herstellung sind höher und hängen hauptsächlich mit der Platzierung der Wicklungen auf dem Torus und der Komplexität der Wicklung selbst zusammen.

Mit dem richtigen Ansatz liefern sie jedoch gute Ergebnisse. Die Kerne bestehen aus Transformatorbandeisen, das zu einer torusförmigen Rolle gerollt ist. Ein Beispiel ist ein Kern aus einem 9-A-Spartransformator „Latr“, um den Innendurchmesser des Torus („Fensters“) zu vergrößern innen Einen Teil des Stahlbandes abwickeln und aufwickeln draußen Kern. Doch wie die Praxis zeigt, reicht Latra allein nicht aus, um hochwertige SA herzustellen. (kleiner Abschnitt S). Selbst nach dem Arbeiten mit 1 - 2 Elektroden mit einem Durchmesser von 3 mm kommt es zu einer Überhitzung. Es ist möglich, zwei ähnliche Kerne gemäß dem in B. Sokolovs Artikel „Welding Baby“ (Sam, 1993, Nr. 1) beschriebenen Schema zu verwenden oder einen Kern durch Umspulen von zwei herzustellen (Abb. 4).

Reis. 4. Ringmagnetkern: 1.2 - Spartransformatorkern vor und nach dem Zurückspulen; 3 Design S.A. basierend auf zwei Ringkernen; W1 1 W1 2 - Netzwerkwicklungen parallel geschaltet; W 2 - Schweißwicklung; S = axb – Querschnittsfläche des Kerns, cm 2, s, d – innere und Außendurchmesser s Torus, cm; 4 - Schaltplan S.A. basierend auf zwei verbundenen Ringkernen.

Besondere Aufmerksamkeit verdienen Amateur-SAs, die auf der Basis von Statoren von asynchronen Dreiphasen-Elektromotoren mit hoher Leistung (mehr als 10 kW) hergestellt werden. Die Wahl des Kerns wird durch die Querschnittsfläche des Stators S bestimmt. Gestanzte Statorplatten entsprechen nicht vollständig den Parametern von Elektrotransformatorstahl, daher ist es nicht ratsam, den Querschnitt S auf weniger als 40 zu reduzieren - 45 cm.

Abbildung 5. Schema der Befestigung der Anschlüsse der CA-Wicklungen.

Der Stator wird vom Gehäuse befreit, die Statorwicklungen werden aus den Innennuten entfernt, die Nutbrücken werden mit einem Meißel abgeschnitten, die Innenfläche wird mit einer Feile oder einer Schleifscheibe geschützt, die scharfen Kanten des Kerns werden abgerundet und fest umwickelt und mit Baumwoll-Isolierband abgedeckt. Der Kern ist zum Wickeln von Wicklungen bereit.

Auswahl der Wicklungen. Für Primärwicklungen (Netzwicklungen) ist es besser, einen speziellen Kupferwicklungsdraht aus Kaltstahl zu verwenden. (Isolation aus Glaswolle. Auch Drähte mit Gummi- oder Gummigewebe-Isolierung weisen eine zufriedenstellende Hitzebeständigkeit auf. Drähte mit Polyvinylchlorid (PVC)-Isolierung sind für Arbeiten bei erhöhten Temperaturen ungeeignet (und dies ist bereits in der Konstruktion von Amateur-SA enthalten), da sie schmelzen, aus den Wicklungen austreten und kurzschließen können. Daher muss entweder die Polyvinylchlorid-Isolierung von den Drähten entfernt und die Drähte über die gesamte Länge mit Watte umwickelt werden. mit Isolierband oder entfernen Sie es nicht, sondern wickeln Sie den Draht über die Isolierung. Auch eine andere bewährte Wickelmethode ist möglich. Aber mehr dazu weiter unten.

Bei der Auswahl des Querschnitts der Wickeldrähte sind die Besonderheiten der Arbeit von S.A. zu berücksichtigen. (periodisch) erlauben wir eine Stromdichte von 5 A/mm 2. Bei einem Schweißstrom von 130 - 160 A (Elektrode dе = 4 mm) beträgt die Leistung der Sekundärwicklung P 2 = Isw x 160x24 = 3,5 - 4 kW, die Leistung der Primärwicklung unter Berücksichtigung von Verlusten etwa 5 - 5,5 kW betragen, und daher kann der maximale Strom der Primärwicklung 25 A erreichen. Folglich muss der Querschnitt des Drahtes der Primärwicklung S 1 mindestens 5 - 6 mm betragen. In der Praxis empfiehlt es sich, einen Draht mit einem Querschnitt von 6 - 7 mm 2 zu verwenden. Entweder handelt es sich um eine rechteckige Stromschiene oder um einen Wickeldraht aus Kupfer mit einem Durchmesser (ohne Isolierung) von 2,6 – 3 mm. (Berechnung mit der bekannten Formel S = piR 2, wobei S die Fläche des Kreises ist, mm 2 pi = 3,1428; R der Radius des Kreises, mm.) Wenn der Querschnitt eines Drahtes ist unzureichend, Wicklung in zwei Teile ist möglich. Beim Benutzen Aluminiumdraht sein Querschnitt muss um das 1,6- bis 1,7-fache vergrößert werden. Ist es möglich, den Querschnitt des Netzwerkwicklungsdrahtes zu reduzieren? Ja, du kannst. Aber gleichzeitig S.A. verliert die erforderliche Leistungsreserve, erwärmt sich schneller und der empfohlene Kernquerschnitt S = 45 - 55 cm wird in diesem Fall unangemessen groß. Die Anzahl der Windungen der Primärwicklung W 1 wird aus der folgenden Beziehung bestimmt: W 1 = [(30 – 50):S] x U 1 wobei 30–50 ein konstanter Koeffizient ist; S - Kernquerschnitt, cm 2, W 1 = 240 Windungen mit Biegungen von 165, 190 und 215 Windungen, d.h. alle 25 Umdrehungen.

Abbildung 6. Diagramm der Methoden zum Wickeln von CA-Wicklungen auf einen Stabkern.

Eine größere Anzahl von Netzwicklungsanzapfungen ist, wie die Praxis zeigt, unpraktisch. Und deshalb. Durch die Reduzierung der Windungszahl der Primärwicklung erhöhen sich sowohl die Leistung SA als auch Uxx, was zu einer Erhöhung der Lichtbogenspannung und einer Verschlechterung der Schweißqualität führt. Folglich ist es unmöglich, den Bereich der Schweißströme abzudecken, ohne die Schweißqualität zu verschlechtern, indem einfach die Anzahl der Windungen der Primärwicklung geändert wird. Dazu ist es erforderlich, die Windungen der Sekundärwicklung (Schweißwicklung) W 2 zu schalten.

Die Sekundärwicklung W 2 muss 65 - 70 Windungen einer isolierten Kupferschiene mit einem Querschnitt von mindestens 25 mm (vorzugsweise 35 mm) enthalten. Passend und flexibel Litzendraht(z. B. Schweißen) und mehradriges Dreiphasen-Stromkabel. Die Hauptsache ist, dass der Querschnitt der Leistungswicklung nicht kleiner als erforderlich sein sollte und die Isolierung hitzebeständig und zuverlässig sein sollte. Reicht der Drahtquerschnitt nicht aus, ist eine Wicklung in zwei oder sogar drei Drähten möglich. Bei Verwendung von Aluminiumdraht muss dessen Querschnitt um das 1,6- bis 1,7-fache vergrößert werden.

Reis. 5. Befestigung der Anschlüsse der CA-Wicklungen: 1 - CA-Gehäuse; 2 - Unterlegscheiben; 3 - Anschlussbolzen; 4 - Nuss; 5 - Kupferspitze mit Draht.

Die Anschaffung von Schaltern für hohe Ströme ist schwierig und die Praxis zeigt, dass es am einfachsten ist, die Schweißwicklungsleitungen durch Kupferfahnen unter Anschlussbolzen mit einem Durchmesser von 8 - 10 mm einzuführen (Abb. 5). Kupferspitzen werden aus hergestellt Kupferrohre mit geeignetem Durchmesser, 25–30 mm lang und durch Crimpen und vorzugsweise Löten an den Drähten befestigt. Konzentrieren wir uns insbesondere auf die Reihenfolge der Wicklungen. Allgemeine Regeln:

Das Wickeln sollte entlang eines isolierten Kerns und immer in der gleichen Richtung (z. B. im Uhrzeigersinn) erfolgen.
Jede Lage der Wicklung ist mit einer Lage Watte isoliert. Isolierung (Glasfaser, Elektrokarton, Pauspapier), vorzugsweise mit Bakelitlack imprägniert.
Die Wicklungsklemmen sind verzinnt, markiert und mit Watte gesichert. Geflecht, zusätzlich Watte auf die Klemmen der Netzwicklung legen. Batist.
Bei Zweifeln an der Qualität der Isolierung kann das Aufwickeln mit einer Baumwollschnur wie bei zwei Drähten erfolgen (der Autor verwendete Baumwollfaden zum Angeln). Nach dem Aufwickeln einer Schicht mit Baumwolle umwickeln. der Faden wird mit Leim, Lack etc. fixiert. und nach dem Trocknen die nächste Reihe aufwickeln.

Abbildung 7. Diagramm der Methoden zum Wickeln von CA-Wicklungen auf einen Ringkern.

Betrachten wir die Reihenfolge der Anordnung der Wicklungen auf einem stabförmigen Magnetkern. Die Netzwicklung kann im Wesentlichen auf zwei Arten positioniert werden. Mit der ersten Methode erhalten Sie einen „härteren“ Schweißmodus. Die Netzwerkwicklung besteht in diesem Fall aus zwei identischen Wicklungen W 1 W 2, die sich auf verschiedenen Seiten des Kerns befinden, in Reihe geschaltet sind und den gleichen Drahtquerschnitt haben. Zur Einstellung des Ausgangsstroms werden an jeder der Wicklungen Abgriffe vorgenommen, die paarweise geschlossen werden (Abb. 6a, c).

Bei der zweiten Methode wird die Primärwicklung (Netzwicklung) auf eine Seite des Kerns gewickelt (Abb. 6 c, d). In diesem Fall hat die SA eine steil abfallende Kennlinie, schweißt „sanft“, die Lichtbogenlänge hat weniger Einfluss auf die Höhe des Schweißstroms und damit auf die Schweißqualität. Nach dem Wickeln der Primärwicklung des CA muss das Vorhandensein kurzgeschlossener Windungen und die Richtigkeit der gewählten Windungszahl überprüft werden. Der Schweißtransformator wird über eine Sicherung (4 - 6A) und vorzugsweise ein Wechselstrom-Amperemeter an das Netzwerk angeschlossen. Wenn die Sicherung durchbrennt oder sehr heiß wird, ist das ein klares Zeichen für einen Kurzschluss. Folglich muss die Primärwicklung neu gewickelt werden, wobei besonders auf die Qualität der Isolierung geachtet werden muss.

Reis. 6. Methoden zum Wickeln von CA-Wicklungen auf einen Stabkern: a – Netzwerkwicklung auf beiden Seiten des Kerns; b - die entsprechende Sekundärwicklung (Schweißwicklung), Rücken an Rücken angeschlossen; c - Netzwerkwicklung auf einer Seite des Kerns; g - die entsprechende Sekundärwicklung, in Reihe geschaltet.

Wenn das Schweißgerät laute Geräusche macht und die Stromaufnahme 2 - 3 A übersteigt, bedeutet dies, dass die Anzahl der Primärwicklungen unterschätzt wird und eine bestimmte Anzahl von Windungen aufgewickelt werden muss. Ein funktionierender CA verbraucht im Leerlauf nicht mehr als 1 - 1,5 A, erwärmt sich nicht und brummt nicht viel. Die Sekundärwicklung CA ist immer auf beiden Seiten des Kerns gewickelt. Bei der ersten Wickelmethode besteht die Sekundärwicklung ebenfalls aus zwei identischen Hälften, die zur Erhöhung der Stabilität des Lichtbogenbrennens (Abb. 6) gegenparallel geschaltet sind, und der Drahtquerschnitt kann etwas kleiner gewählt werden - 15 - 20 mm 2.

Abbildung 8. Anschlussplan für Messgeräte.

Bei der zweiten Wickelart wird die Hauptschweißwicklung W 2 1 auf der wicklungsfreien Seite des Kerns gewickelt und macht 60 - 65 % der Gesamtwindungszahl der Sekundärwicklung aus. Es dient hauptsächlich der Zündung des Lichtbogens und beim Schweißen sinkt die Spannung an ihm aufgrund eines starken Anstiegs des magnetischen Verlustflusses um 80 - 90 %. Auf die Primärwicklung wird eine zusätzliche Schweißwicklung W 2 2 gewickelt. Als Stromquelle hält es die Schweißspannung und damit den Schweißstrom innerhalb der erforderlichen Grenzen. Die Spannung an ihm sinkt im Schweißbetrieb um 20 - 25 % gegenüber der Leerlaufspannung. Nach der Herstellung des SA ist es notwendig, ihn einzurichten und die Schweißqualität mit Elektroden unterschiedlichen Durchmessers zu überprüfen. Der Einrichtungsprozess ist wie folgt. Um Schweißstrom und -spannung zu messen, müssen Sie zwei elektrische Messgeräte kaufen – ein Wechselstrom-Amperemeter für 180–200 A und ein Wechselstrom-Voltmeter für 70–80 V.

Reis. 7. Methoden zum Wickeln von CA-Wicklungen auf einen Ringkern: 1.2 – gleichmäßige bzw. abschnittsweise Wicklung der Wicklungen: a – Netzwerk b – Leistung.

Ihr Anschlussplan ist in Abb. dargestellt. 8. Beachten Sie beim Schweißen mit unterschiedlichen Elektroden die Werte des Schweißstroms Iw und der Schweißspannung Uw, die innerhalb der erforderlichen Grenzen liegen müssen. Wenn der Schweißstrom klein ist, was am häufigsten vorkommt (die Elektrode bleibt hängen, der Lichtbogen ist instabil), werden in diesem Fall entweder durch Umschalten der Primär- und Sekundärwicklung die erforderlichen Werte oder die Anzahl der Windungen eingestellt Die Sekundärwicklung wird umverteilt (ohne sie zu erhöhen), um die Anzahl der Windungen zu erhöhen, die auf die obere Wicklung des Netzwerks gewickelt sind. Nach dem Schweißen können Sie einen Bruch machen oder die Kanten der geschweißten Produkte absägen, und die Qualität der Schweißnaht wird sofort deutlich: die Eindringtiefe und die Dicke der abgeschiedenen Metallschicht. Es ist sinnvoll, eine Tabelle basierend auf den Messergebnissen zu erstellen.

Abbildung 9. Diagramm von Schweißspannungs- und Strommessgeräten und Aufbau eines Stromwandlers.

Wählen Sie anhand der Daten in der Tabelle die optimalen Schweißmodi für die Elektroden aus verschiedene Durchmesser, wobei zu beachten ist, dass beim Schweißen mit Elektroden, beispielsweise mit einem Durchmesser von 3 mm, Elektroden mit einem Durchmesser von 2 mm geschnitten werden können, weil Der Schneidstrom ist 30-25 % höher als der Schweißstrom. Die Schwierigkeit, die oben empfohlenen Messgeräte zu kaufen, zwang den Autor dazu, auf die Herstellung einer Messschaltung (Abb. 9) zurückzugreifen, die auf dem gängigsten 1-10 mA DC-Milliamperemeter basiert. Es besteht aus Spannungs- und Strommessgeräten, die in einer Brückenschaltung aufgebaut sind.

Reis. 9. Schematische Darstellung von Schweißspannungs- und Strommessgeräten und Aufbau eines Stromwandlers.

Der Spannungsmesser ist an die Ausgangswicklung (Schweißwicklung) SA angeschlossen. Die Einstellung erfolgt mit jedem Tester, der die Schweißausgangsspannung kontrolliert. Mit Hilfe eines variablen Widerstands R.3 wird der Zeiger des Geräts auf die letzte Skalenteilung beim Maximalwert von Uxx eingestellt. Die Skala des Spannungsmessers ist ziemlich linear. Für eine höhere Genauigkeit können Sie zwei oder drei Kontrollpunkte entfernen und das Messgerät für die Messung von Spannungen kalibrieren.

Der Aufbau eines Strommessgeräts ist schwieriger, da es an einen selbstgebauten Stromwandler angeschlossen ist. Letzterer ist ein Ringkern mit zwei Wicklungen. Die Abmessungen des Kerns (Außendurchmesser 35-40 mm) sind nicht von grundsätzlicher Bedeutung, Hauptsache die Wicklungen passen. Kernmaterial - Transformatorstahl, Permalloy oder Ferrit. Die Sekundärwicklung besteht aus 600 – 700 Windungen Kupfer Isolierter Draht Marken PEL, PEV, vorzugsweise PELSHO mit einem Durchmesser von 0,2 - 0,25 mm und angeschlossen an einen Stromzähler. Die Primärwicklung ist ein Stromkabel, das im Ring verläuft und mit der Anschlussschraube verbunden ist (Abb. 9). Das Einrichten des Stromzählers erfolgt wie folgt. Zur Power (Schweiß-)Wicklung S.A. Schließen Sie einen kalibrierten Widerstand von dick an Nichromdraht 1 - 2 Sekunden lang laufen lassen (es wird sehr heiß) und die Spannung am SA-Ausgang messen. Es wird der in der Schweißwicklung fließende Strom ermittelt. Zum Beispiel beim Anschluss von Rн = 0,2 Ohm Uout = 30V.

Markieren Sie einen Punkt auf der Instrumentenskala. Drei bis vier Messungen mit unterschiedlicher relativer Luftfeuchtigkeit reichen aus, um das aktuelle Messgerät zu kalibrieren. Nach der Kalibrierung werden die Instrumente gemäß allgemein anerkannten Empfehlungen auf dem CA-Körper installiert. Beim Einschweißen unterschiedliche Bedingungen(starkes oder schwaches Stromnetz, langes oder kurzes Versorgungskabel, dessen Querschnitt usw.) Durch Umschalten der Wicklungen wird der SA angepasst. auf den optimalen Schweißmodus eingestellt und anschließend kann der Schalter in die Neutralstellung gebracht werden. Ein paar Worte zum Widerstandspunktschweißen. Auf dem Weg zum Design von S.A. Für diesen Typ gelten eine Reihe spezifischer Anforderungen:

Die beim Schweißen abgegebene Leistung sollte maximal sein, jedoch nicht mehr als 5-5,5 kW. In diesem Fall wird der aus dem Netzwerk aufgenommene Strom 25 A nicht überschreiten.
Der Schweißmodus muss „hart“ sein und daher die Wicklung der Wicklungen S.A. sollte gemäß der ersten Option durchgeführt werden.
Die in der Schweißwicklung fließenden Ströme erreichen Werte von 1500-2000 A und höher. Daher sollte die Schweißspannung nicht mehr als 2–2,5 V und die Leerlaufspannung 6–10 V betragen.
Der Querschnitt der Primärwicklungsdrähte beträgt mindestens 6-7 mm und der Querschnitt der Sekundärwicklung beträgt mindestens 200 mm. Dieser Drahtquerschnitt wird durch das Wickeln von 4-6 Windungen und deren anschließende Parallelschaltung erreicht.
Es ist nicht praktikabel, zusätzliche Anzapfungen an der Primär- und Sekundärwicklung vorzunehmen.
Aufgrund der kurzen Betriebsdauer des SA kann die Windungszahl der Primärwicklung als berechnetes Minimum angenommen werden.
Es wird nicht empfohlen, einen Kernquerschnitt von weniger als 45-50 cm zu nehmen.
Schweißspitzen und Unterwasserkabel müssen aus Kupfer sein und entsprechende Strömungen zulassen (Spitzendurchmesser 12–14 mm).

Eine besondere Klasse von Amateur-S.A. stellen Geräte dar, die auf Basis von Industriebeleuchtung und anderen Transformatoren (2-3 Phasen) mit einer Ausgangsspannung von 36 V und einer Leistung von mindestens 2,5-3 kW hergestellt werden. Vor der Änderung ist es jedoch erforderlich, den Kernquerschnitt, der mindestens 25 cm betragen sollte, sowie die Durchmesser der Primär- und Sekundärwicklungen zu messen. Es wird Ihnen sofort klar, was Sie von der Neugestaltung dieses Transformators erwarten können.

Und zum Schluss noch einige technische Tipps.

Das Schweißgerät muss mit einem Draht mit einem Querschnitt von 6–7 mm über einen Automaten mit einem Strom von 25–50 A, beispielsweise AP-50, an das Netzwerk angeschlossen werden. Der Durchmesser der Elektrode kann je nach Dicke des zu schweißenden Metalls nach folgender Beziehung gewählt werden: da= (1-1,5)L, wobei L die Dicke des zu schweißenden Metalls in mm ist.

Die Lichtbogenlänge wird je nach Elektrodendurchmesser gewählt und beträgt durchschnittlich 0,5-1,1 d3. Es wird empfohlen, mit einem kurzen Lichtbogen von 2-3 mm zu schweißen, dessen Spannung 18-24 V beträgt. Eine Vergrößerung der Lichtbogenlänge führt zu einer Verletzung der Stabilität seiner Verbrennung, erhöhten Verlusten durch Abfall und Spritzer, und eine Verringerung der Eindringtiefe des Grundmetalls. Je länger der Lichtbogen ist, desto höher ist die Schweißspannung. Die Schweißgeschwindigkeit wird vom Schweißer je nach Güte und Dicke des Metalls gewählt.

Beim Schweißen mit gerader Polarität wird der Pluspol (Anode) mit dem Teil und der Minuspol (Kathode) mit der Elektrode verbunden. Wenn eine geringere Wärmeentwicklung an den Teilen erforderlich ist, beispielsweise beim Schweißen dünner Blechstrukturen, kommt das Schweißen mit umgekehrter Polarität zum Einsatz (Abb. 1). In diesem Fall wird das Minus (Kathode) mit dem zu schweißenden Teil und das Plus (Anode) mit der Elektrode verbunden. Dies sorgt nicht nur für eine geringere Erwärmung des zu schweißenden Teils, sondern beschleunigt auch den Schmelzprozess des Elektrodenmetalls durch mehr hohe Temperatur Anodenzone und größerer Wärmeeintrag.

Schweißdrähte werden über Kupferkabelschuhe unter den Anschlussbolzen an der Außenseite des Schweißmaschinengehäuses mit dem SA verbunden. Schlechte Kontaktverbindungen verringern die Leistungseigenschaften des SA, verschlechtern die Schweißqualität und können zu Überhitzung und sogar zu einem Brand der Drähte führen. Bei kurzen Schweißdrähten (4-6 m) sollte ihr Querschnitt mindestens 25 mm betragen. Bei Schweißarbeiten sind beim Arbeiten mit Elektrogeräten die Brand- und Elektroschutzvorschriften einzuhalten.

Schweißarbeiten sollten mit einer speziellen Maske mit Schutzglas der Klasse C5 (für Ströme bis 150-160 A) und Handschuhen durchgeführt werden. Führen Sie alle SA-Umschaltungen erst durch, nachdem Sie das Schweißgerät vom Netzwerk getrennt haben.

Vor 20 Jahren habe ich ihm auf Wunsch eines Freundes ein zuverlässiges Schweißgerät für den Betrieb am 220-Volt-Netz gebaut. Zuvor hatte er aufgrund eines Spannungsabfalls Probleme mit seinen Nachbarn: Ein Sparmodus mit Stromregelung war erforderlich.

Nachdem ich das Thema in Fachbüchern studiert und das Thema mit Kollegen besprochen hatte, bereitete ich mich vor Elektrischer Schaltplan Steuerung auf Thyristoren, montiert.

Dieser Artikel basiert auf persönliche Erfahrung Ich erzähle Ihnen, wie ich auf der Grundlage eines selbstgebauten Geräts mit meinen eigenen Händen ein Gleichstromschweißgerät zusammengebaut und eingerichtet habe Ringkerntransformator. Es kam in Form einer kleinen Anleitung heraus.

Ich habe immer noch das Diagramm und die Arbeitsskizzen, kann aber keine Fotos liefern: Damals gab es noch keine digitalen Geräte und mein Freund ist umgezogen.

Vielfältige Möglichkeiten und ausgeführte Aufgaben

Ein Freund brauchte eine Maschine zum Schweißen und Schneiden von Rohren, Winkeln und Blechen unterschiedlicher Dicke mit der Möglichkeit, mit 3-5-mm-Elektroden zu arbeiten. UM Schweißinverter Sie wussten es damals noch nicht.

Wir haben uns für das DC-Design entschieden, da es universeller ist und hochwertige Nähte bietet.

Thyristoren entfernten die negative Halbwelle und erzeugten einen pulsierenden Strom, glätteten die Spitzen jedoch nicht auf einen idealen Zustand.

Mit dem Steuerkreis für den Schweißausgangsstrom können Sie seinen Wert von kleinen Werten zum Schweißen bis zu 160-200 Ampere einstellen, die beim Schneiden mit Elektroden erforderlich sind. Sie:

hergestellt auf einem Brett aus dickem Getinax;
mit einem dielektrischen Gehäuse bedeckt;
mit dem Ausgang des Einstellpotentiometergriffs am Gehäuse montiert.

Das Gewicht und die Abmessungen der Schweißmaschine waren im Vergleich zum Werksmodell geringer. Wir haben es auf einen kleinen Wagen mit Rädern gestellt. Um den Job zu wechseln, rollte es eine Person ohne großen Aufwand frei.

Das Netzkabel wurde über ein Verlängerungskabel an den Anschluss der Eingangsschalttafel angeschlossen und die Schweißschläuche wurden einfach um den Körper gewickelt.

Einfaches Design einer Gleichstromschweißmaschine

Basierend auf dem Installationsprinzip können folgende Teile unterschieden werden:

hausgemachter Transformator zum Schweißen;
sein Stromversorgungskreis stammt vom Netzwerk 220;
Ausgangsschweißschläuche;
Leistungsteil eines Thyristor-Stromreglers mit elektronischer Steuerschaltung aus einer Impulswicklung.

Die Impulswicklung III befindet sich in der Leistungszone II und ist über den Kondensator C verbunden. Amplitude und Dauer der Impulse hängen vom Verhältnis der Windungszahlen im Kondensator ab.

So bauen Sie den bequemsten Transformator zum Schweißen: praktische Tipps

Theoretisch können Sie jedes beliebige Transformatormodell verwenden, um das Schweißgerät mit Strom zu versorgen. Die Hauptvoraussetzungen dafür:

Lichtbogenzündspannung im Leerlauf bereitstellen;
dem Laststrom beim Schweißen zuverlässig standhalten, ohne die Isolierung bei längerem Betrieb zu überhitzen;
die Anforderungen an die elektrische Sicherheit erfüllen.

In der Praxis habe ich mich kennengelernt verschiedene Designs hausgemachte oder Fabriktransformatoren. Sie alle erfordern jedoch elektrotechnische Berechnungen.

Ich verwende seit langem eine vereinfachte Technik, die es mir ermöglicht, ziemlich zuverlässige Transformatorentwürfe mittlerer Genauigkeitsklasse zu erstellen. Für den Haushalt und die Stromversorgung von Amateurfunkgeräten reicht das völlig aus.

Es wird auf meiner Website im Artikel „Dies ist eine durchschnittliche Technologie“ beschrieben. Eine Klärung der Sorten und Eigenschaften von Elektroband ist nicht erforderlich. Wir kennen sie meist nicht und können sie nicht berücksichtigen.

Merkmale der Kernfertigung

Handwerker stellen Magnetdrähte aus Elektrostahl mit verschiedenen Profilen her: rechteckig, ringförmig, doppelt rechteckig. Sie wickeln sogar Drahtspulen um die Statoren ausgebrannter leistungsstarker Asynchron-Elektromotoren.

Wir hatten die Möglichkeit, stillgelegte Hochspannungsanlagen mit demontierten Strom- und Spannungswandlern zu nutzen. Sie nahmen Streifen aus Elektrostahl und machten daraus zwei Donut-Ringe. Die Querschnittsfläche jedes einzelnen wurde mit 47,3 cm 2 berechnet.

Sie waren mit lackiertem Stoff isoliert und mit Baumwollband befestigt, so dass sie die Figur einer liegenden Acht bildeten.

Sie begannen, den Draht auf die verstärkte Isolierschicht zu wickeln.

Geheimnisse des Kraftwickelgeräts

Der Draht für jeden Stromkreis muss über eine gute, starke Isolierung verfügen, die dem standhalten kann lange Arbeit wenn es erhitzt wird. Andernfalls brennt es beim Schweißen einfach. Wir gingen von dem aus, was zur Hand war.

Wir erhielten einen Draht mit Lackisolierung, der oben mit einem Stoffmantel bedeckt war. Sein Durchmesser ist mit 1,71 mm klein, aber das Metall ist Kupfer.

Da es einfach keinen anderen Draht gab, begannen sie daraus die Stromwicklung mit zwei parallelen Leitungen zu machen: W1 und W’1 mit der gleichen Windungszahl – 210.

Die Kern-Donuts wurden fest montiert: Dadurch haben sie kleinere Abmessungen und ein geringeres Gewicht. Allerdings ist auch der Strömungsquerschnitt für den Wickeldraht begrenzt. Die Installation ist schwierig. Daher wurde jede Leistungshalbwicklung in ihre eigenen Magnetkreisringe unterteilt.

Auf diese Weise:

der Querschnitt des Stromwicklungsdrahtes wurde verdoppelt;
Platzersparnis im Inneren der Donuts zur Unterbringung der Leistungswicklung.

Drahtausrichtung

Nur mit einem gut ausgerichteten Kern kann eine dichte Wicklung erreicht werden. Als wir den Draht vom alten Transformator entfernten, stellte sich heraus, dass er verbogen war.

Die erforderliche Länge haben wir im Kopf herausgefunden. Natürlich war es nicht genug. Jede Wicklung musste aus zwei Teilen gefertigt und mit einer Schraubklemme direkt am Donut gespleißt werden.

Der Draht war über seine gesamte Länge auf der Straße gespannt. Wir haben die Zange abgeholt. Sie klemmten die gegenüberliegenden Enden fest und zogen mit Kraft in verschiedene Richtungen. Es stellte sich heraus, dass die Vene gut ausgerichtet war. Sie drehten es zu einem Ring mit einem Durchmesser von etwa einem Meter.

Technologie zum Wickeln von Draht auf einen Torus

Für die Kraftwicklung verwendeten wir die Felgen- oder Radwickelmethode, bei der aus dem Draht ein Ring hergestellt wird großer Durchmesser und wird durch Drehung um jeweils eine Drehung im Inneren des Torus aufgewickelt.

Das gleiche Prinzip wird beim Anbringen eines Wickelrings beispielsweise an einem Schlüssel oder Schlüsselanhänger angewendet. Nachdem das Rad in den Donut eingeführt wurde, beginnen sie, es nach und nach abzuwickeln und den Draht zu verlegen und zu befestigen.

Dieser Vorgang wurde von Alexey Molodetsky in seinem Video „Winding a torus on a rim“ gut demonstriert.

Diese Arbeit ist schwierig, mühsam und erfordert Ausdauer und Aufmerksamkeit. Der Draht muss fest verlegt, gezählt, der Füllvorgang des inneren Hohlraums überwacht und die Anzahl der gewickelten Windungen aufgezeichnet werden.

So wickeln Sie eine Leistungswicklung auf

Wir haben es für sie gefunden Kupferkabel geeigneter Abschnitt - 21 mm 2. Wir haben die Länge geschätzt. Sie wirkt sich auf die Anzahl der Windungen aus und von ihnen hängt die Leerlaufspannung ab, die für eine gute Zündung des Lichtbogens erforderlich ist.

Mit dem Mittelterminal haben wir 48 Kurven gemacht. Insgesamt hatte der Donut drei Enden:

Mitte - zum direkten Anschluss des „Plus“ an die Schweißelektrode;
die extremen - zu den Thyristoren und danach zur Erde.

Da die Donuts aneinander befestigt sind und die Leistungswicklungen bereits entlang der Ränder der Ringe darauf montiert sind, erfolgte die Wicklung des Leistungskreises im „Shuttle“-Verfahren. Der ausgerichtete Draht wurde wie eine Schlange gefaltet und bei jeder Drehung durch die Löcher der Donuts geschoben.

Der mittlere Punkt wurde mittels Schraubverbindung ausgelötet und mit Lacktuch isoliert.

Zuverlässiger Schweißstromregelkreis

Die Arbeit umfasst drei Blöcke:

stabilisierte Spannung;
Bildung hochfrequenter Impulse;
Aufteilung der Impulse in Schaltkreise von Thyristor-Steuerelektroden.

Spannungsstabilisierung

An die Leistungswicklung des 220-Volt-Transformators wird ein zusätzlicher Transformator mit einer Ausgangsspannung von ca. 30 V angeschlossen. Er wird durch eine Diodenbrücke auf Basis D226D gleichgerichtet und durch zwei Zenerdioden D814V stabilisiert.

Im Prinzip jedes Netzteil mit ähnlichem Elektrische Eigenschaften Strom und Spannung am Ausgang.

Pulsblockade

Die stabilisierte Spannung wird durch den Kondensator C1 geglättet und über zwei Bipolartransistoren mit direkter und umgekehrter Polarität KT315 und KT203A dem Impulstransformator zugeführt.

Transistoren erzeugen Impulse an die Primärwicklung Tr2. Hierbei handelt es sich um einen Ringkern-Impulstransformator. Es besteht aus Permalloy, es kann jedoch auch ein Ferritring verwendet werden.

Das Wickeln von drei Windungen erfolgte gleichzeitig mit drei Drahtstücken mit einem Durchmesser von 0,2 mm. 50 Umdrehungen gemacht. Die Polarität ihrer Einbeziehung ist wichtig. Es wird im Diagramm durch Punkte dargestellt. Die Spannung an jedem Ausgangskreis beträgt etwa 4 Volt.

Die Wicklungen II und III sind im Steuerkreis der Leistungsthyristoren VS1, VS2 enthalten. Ihr Strom wird durch die Widerstände R7 und R8 begrenzt und ein Teil der Harmonischen wird durch die Dioden VD7, VD8 abgeschnitten. Aussehen Wir haben die Impulse mit einem Oszilloskop überprüft.

In dieser Kette müssen die Widerstände für die Spannung des Impulsgenerators so ausgewählt werden, dass sein Strom den Betrieb jedes Thyristors zuverlässig steuert.

Der Entriegelungsstrom beträgt 200 mA und die Entriegelungsspannung beträgt 3,5 Volt.

Abschnitte