Робимо зварювальний апарат самостійно. Зварювальний трансформатор своїми руками

Якщо у вас є необхідний слюсарний та електромонтажний інструмент (нижче ми про нього докладно розповімо), і ви маєте відповідні професійні навички, то цілком зможете виготовитизварювальний трансформатор власноруч.

Витрати у вас, звичайно, будуть, але незрівнянно менші, порівняно з витратами на придбання гаджета заводського виготовлення. Зате скільки ви отримаєте задоволення в процесі улюбленої роботи зі створення саморобки. А захоплення, в момент успішного початку електрозварювання, взагалі ні з чим не порівняємо!

Ми у статті дамо вам масу корисних порад на вибір, розрахунок та виготовленнязварювального трансформатора (далі – СТ), чим допоможемо оптимізувати витрати та зберегти бюджет.

Правильно виготовлений своїми руками апарат — ні чим не гірший за заводський.

У статті буде розказано про два типи зварювальних трансформаторів. Для зварювань:

• дуговий;
• контактної.

Зварювальний трансформатор своїми руками: що нам знадобиться

Асортимент інструменту та обладнання для виготовлення та збирання обох типів СТ ідентичний. Нам буде потрібно таке:

• індикатор електричної напруги. Для контролю відсутності останнього на електричних контактах та забезпечення, тим самим, безпеки при виконанні електромонтажних робіт;
• УШМ(вона ж «болгарка», «вжик-машинка» тощо) з набором дисків (відрізних, шліфувальних тощо);
• електродрильз набором свердел по металу та керном;
• тестер або вольтметр змінного струмуз межею вимірів 400 В;
• будь-яка малюнок». Застосовується під час розмітки по металу;
• слюсарні струбцини. Для фіксації деталей під час розмітки «за місцем»;
• набір електро слюсарного інструменту . Конкретний склад набору залежить від матеріалів, які застосовуватимуться під час виготовлення СТ. У загальному випадку він такий:
  • укомплектований електропаяльник. Пайку виконуватимемо припоєм ПОС-40;
  • викрутки ( різного розміруз прямим та хрестоподібним шліцом);
  • ключі:
    • гайкові;
    • накидні;
    • торцеві;
  • пасатижі, бокорізи і т. д. із ізольованими ручками;
• набір напилків.

Всі роботи зручніше виконувати на слюсарному верстатіз електроізоляційним покриттям, обладнаним слюсарними лещатами.

Для виготовлення СТ необхідні комплектуючі та матеріали, що відрізняються між собою залежно від типу трансформатора. У випадку необхідно наступне:

• захисний кожух . Повинен забезпечувати:
  • захист від ураження електричним струмом;
  • виключати можливість потрапляння будь-яких предметів усередину гаджета;
• магнітопровід. Забезпечує потужний електромагнітний потік, що індукує в обмотках електрорушійну силу (далі – ЕРС);
• провід та дріт. Необхідні для монтажу обмоток;
• каркаси котушок. Там намотуються обмотки;
• контактні колодки. Потужна контактна колодка із затискачами для зварювальних проводів, дрібні колодки – для електромонтажу схеми;
• комутатори (перемикачі). Здійснюють комутацію секцій обмоток при доборі величини зварювального струму;
• матеріал для міжвіткової ізоляції. Зменшує можливість електричного пробою ізоляції обмоток;
• кріпильні вироби (болти, гвинти, гайки, шайби тощо). Вони необхідні монтажу гаджета під час здійснення складальних робіт;
• ізоляційна стрічка(Типу Х / Б).

Важливо: ізоляційну стрічку «ПХВ» не можна застосовувати, тому що при нагріванні вона руйнується.

Саморобний зварювальний трансформатор для дугового зварювання

Перш ніж приступати до подальшій роботіз виготовлення СТ, слід вирішити: що саме ви створюватимете. Вам необхідно:

• вибрати конструкцію та електричну принципову схему майбутнього пристрою;
• зробити електричний і, за потреби, конструктивний розрахунок його параметрів.

Тільки після цього слід підбирати необхідну комплектацію, матеріали та готувати, при необхідності, спеціальний інструмент.

Як розрахувати зварювальний трансформатор. Схема

Питання, як розрахувати зварювальний трансформатор саморобний, дуже специфічне, оскільки він не відповідає типовим схемамта загальноприйнятим правилам. Справа в тому, що при виготовленні саморобок параметри їх компонентів «підганяються» під комплектуючі, що вже є в наявності (в основному — під магнітопровід). Більше того, часто трапляється, що:

• трансформатори збираються не з найкращого трансформаторного заліза;
• обмотки намотуються не найкращим проводом і багато інших негативних факторів.

В результаті, саморобки гріються і «гудуть» (пластини осердя вібрують із частотою електромережі: 50 Гц), але при цьому «роблять свою справу» — зварюють метал.

За формою сердечників розрізняють трансформатори таких основних типів:

• стрижневий;
• броньової.

Пояснення до малюнка:

• а – броньовий;
• б - стрижневий.

Трансформатори стрижневоготипу, порівняно з трансформаторами броньовоготипу, допускають великі густини струмів в обмотках. Завдяки цьому вони мають вищий ККД, але й трудомісткість їх виготовлення значно вища. Проте їх використовують частіше.

На стрижневому осерді застосовують схеми обмоток, наведені малюнку.

Пояснення до малюнка:

• а – мережева обмотка на двох сторонах сердечника;
• б - відповідна їй вторинна (зварювальна) обмотка, включена зустрічно-паралельно;
• в – мережева обмотка однією стороні сердечника;
• г - відповідна їй вторинна обмотка, включена послідовно.

Наприклад виконаємо розрахунок СТ зібраного за схемою «в» - «г». Його вторинна обмотка і двох рівних частин (половинок). Вони розташовані на протилежних плечах магнітопроводу, а між собою з'єднані послідовно. Розрахунки полягають у визначенні теоретичних та виборі дійсних розмірів магнітопроводу.

Визначаємось із потужністю СТ (за величиною струму у вторинній обмотці) з наступних міркувань. Для електрозварювання в побуті найчастіше використовуються покриті електроди Ø, мм: 2, 3, 4. Вибираємо «золоту середину» для самих ходових – 120…130 А. Потужність СТ визначається за формулою:

P = Uх.х. × Ісв. × cos(φ) / η, де:

• Uх.х. - Напруга холостого ходу;
• Ісв. - Струм зварювання;
• φ - кут зсуву фаз між напругою та струмом. Приймаємо: cos(φ) = 0,8;
• η - ККД. Для саморобних СТ: ККД = 0,7.

Якщо зробити розрахунок магнітопроводу за довідником, його перетин для обраного струму дорівнює 28 кв.см. На практиці, переріз магнітопроводу для тієї ж потужності може змінюватись в межах: 25…60 кв.см.

Для кожного перерізу необхідно визначити (довідник) кількість витків первинної обмотки для забезпечення на виході заданої потужності. Ми лише зауважимо, що чим більша площа перерізу магнітопроводу (S), тим менше знадобиться витків обох котушок. Це важливий момент, т. до. велика кількістьвитків може не поміститися у вікно магнітопроводу.

Можливе використання магнітопроводу старого трансформатора (наприклад, від мікрохвильової печі, звичайно, після його реконструкції – заміни вторинної обмотки).

Якщо у вас немає старого трансформатора, то слід придбати трансформаторне залізо, з якого ви виготовите сердечник СТ.

Пояснення до малюнка:

• а – пластини Г-подібної форми;
• б – пластини П-подібної форми;
• в – пластини зі смуг трансформаторної сталі;
• c та d – розміри «вікна», см;
• S = a х b – площа поперечного перерізу сердечника (ярма), кв.

Розрахунок кількості витків первинних обмоток при напрузі живлення мережі 220...240 В, вибраних нами струмах зварювання та параметрах магнітопроводу можна зробити за такими формулами:
N1 = 7440 × U1 / (Sіз × I2). Для обмоток одному плечі (по половині обмотки друг на іншому, з'єднані послідовно);
N1 = 4960 × U1/(Sіз × I2). Обмотки рознесені різні плечі.

Умовні позначення в обох формулах:

• U1 – напруга джерела живлення;
• N1 - кількість витків первинної обмотки;
• Sіз - перетин магнітопроводу (кв.см);
• I2 - заданий зварювальний струмвторинної обмотки (А).

Вихідна напруга вторинної обмотки СТ як холостого ходу у саморобних зварювальних трансформаторів перебуває, зазвичай, не більше 45…50В. За такою формулою можна визначити її кількість витків:
U1/U2 = N1/N2.

Для зручності підбору сили зварювального струму на обмотках роблять відводи.

Намотування зварювального трансформатора та монтаж

Для первинної обмотки трансформатора застосовується спеціальний термостійкий мідний провід, що має бавовняну або склотканинну ізоляцію.

З урахуванням обраної вище потужності електричний струм у первинній обмотці може досягати 25 А. Виходячи з цих міркувань, первинну обмотку СТ слід намотувати дротом, що має переріз ≥ 5...6 кв.мм. Це, крім іншого, істотно збільшить надійність СТ.

Вторинна обмотка виконується мідним дротом, переріз якого: 30...35 кв.мм. Особливу увагу слід приділити вибору ізоляції дроту вторинної обмотки, оскільки по ній протікає великий струм зварювання. Вона має бути дуже надійною – особливу увагу слід приділити теплостійкості.

При монтажі обмоток зверніть увагу на таке:

• намотування проводиться в одному напрямку;
• між рядами обмоток прокладається ізолюючий шар додаткової ізоляції (рекомендуємо – бавовняної).

Зібраний СТ слід помістити у захисний кожух з отворами для вентиляції.

Відео

Подивіться, як було реалізовано завдання збирання апарату:

Контактне зварювання своїми руками із зварювального трансформатора

Контактне зварювання створює зварне з'єднання деталей за рахунок наступних одночасних впливів на них:

• нагрівання області їх зіткнення електричним струмом, що проходить через нього;
• до зони з'єднання прикладається стискаюче зусилля.

Існує три види контактного зварювання:

• точкова;
• стикова;
• шовні.

Ми розповімо про саморобний СТ для найпопулярнішого: точкового контактного зварювання (для двох інших потрібне дуже складне обладнання).

Пояснення до малюнка:
1 – електроди, що підводять зварювальний струм із виробами, що зварюються;
2 – вироби, що зварюються, з нахльостковим з'єднанням;
3 – зварювальний трансформатор.

Для здійснення контактного зварювання, залежно від товщини та теплопровідності матеріалів деталей, що зварюються, вибираються наступні значенняїї основних параметрів:

• електрична напруга в силовій (зварювальної ланцюга), В: 1 ... 10;
• величина зварювального струму (амплітуда зварювального імпульсу), А: ≥ 1000;
• час нагріву (проходження імпульсу зварювального струму), сік: 0,01...3,0;

Крім того, мають бути забезпечені:

• незначна зона розплавлення;
• значне стискаюче зусилля, що додається до місця зварювання.

Схема та розрахунок

Розрахунок СТ контактного зварювання виконується за тим самим алгоритмом, що й для дугової (дивися вище). При виборі даних із довідника (сила струму та напруга вторинної обмотки для точкового зварюваннявибраної марки металу заданої товщини), слід враховувати, що сила струму вторинної обмотки для таких трансформаторів порядку 1000 ... 5000 А. Вторинна обмотка розрахована, як правило, на одиниці вольт і є всього кілька витків (буває, що один) товстого проводу. Тому, для регулювання зварювального струму рекомендується наступна схемапервинної обмотки трансформатора.

Найчастіше, у процесі експлуатації саморобок, з'ясовується, що не вистачає потужності СТ. У цьому випадку можливе підключення другого трансформатора відповідно до запропонованої схеми.

Намотування та монтаж

Ці операції виконуються за тими ж основними правилами та з дотриманням вимог, що й для СТ дугового зварювання. З особливою ретельністю слід закріпити витки вторинної обмотки. Для цього можна використовувати її висновки, пропустивши в термостійкому ізоляторі.

Як електроди застосовуються мідні стрижні.

Потрібно враховуватиЩо більше буде діаметр електрода, тим краще. У жодному разі не допустимо, щоб діаметр електрода був меншим за діаметр дроту. Для малопотужних СТ можна використовувати жала від сильних паяльників.

У процесі експлуатації слідкуйте за станом витратних матеріалів: електроди необхідно періодично підточувати - інакше вони втрачають форму. Згодом вони сточуються повністю та вимагають заміни.

• зварювальнику необхідно стояти на гумовому килимку;
• на руках робітника мають бути гумові рукавички;
• зварювальна маска не обов'язкова, але на обличчі мають бути захисні окуляри.

Висновки

Ми дали вам достатньо інформації для того, щоб зробити саморобний зварювальний трансформатор:

• дугового зварювання;
• контактного зварювання.

Досить часто на практиці будь-якого господаря виникає необхідність з'єднати металеві деталі. Один із таких способів з'єднання – це зварювання. Але що робити, якщо немає зварювального апарату? Звичайно, можна його придбати, але можна і виготовити самий найпростіший апаратсамому, причому практично за півгодини.

Пролог

Найпростіший прототип зварювального апарату – освітлювальний електродуговий проектор – використовувався ще в середині ХХ століття у кіностудіях під час зйомок фільмів.

У домашніх умовах можливо зробити простий раритетний саморобний зварювальний апарат з автотрансформатора потужністю 200 Вт. (Зразкова схема автотрансформатора наведена на малюнку). Вихідна напруга регулюється за рахунок перестановки телебачення в гніздах.

На вторинній обмотці трансформатора необхідно знайти два висновки, на яких напруга буде близько 40 В. До цих висновків залишається під'єднати графітові електроди та зварювальний апарат готовий! Правда потрібно враховувати, що при використанні такого автотрансформатора зварювальною метою бажано добре знати основи електробезпеки, оскільки не забезпечується гальванічна розв'язка з електромережею.

Область застосування такого саморобного зварювального апарату досить широка: від зварювання металевих виробів до загартування робочих поверхонь інструменту.

Приклади застосування Вольтової дуги

У практиці радіоаматорів часом виникає потреба у зварюванні або дуже сильному розігріві дрібних деталей. У разі немає потреби у застосуванні серйозного зварювального апарату, т.к. щоб створити високотемпературну плазму, не обов'язково мати спеціальне обладнання.

Розглянемо кілька прикладів практичного застосування Вольтової дуги.

Зварювання напруження магнетрону з шинами, що живлять.

У цьому випадку зварювання просто необхідне, хоча багато хто, при зустрічі з таким трудом, роблять заміну магнетрона. Адже найчастіше бувають лише дві несправності: обривається розжарення у точці (поз.1) і виходять із ладу через пробою прохідні конденсатори (поз.2).

На малюнку магнетрон від мікрохвильової печі«Kenwood», який працював після ремонту понад двадцять років.

Звичайно, виготовити термопару – справа зовсім безнадійна, проте буває, що її потрібно відремонтувати у разі облома «кульки». Зазвичай такі термопари зустрічаються в мультиметрах, які мають режим виміру температури.

У разі потреби зміни форми пружини або пророблення отвору слід враховувати, що загартована пружина має надто високу твердість для свердління і дуже тендітна для пробивання отвору за допомогою пробійника.

А у разі загартування сталевого інструменту(виготовленого з інструментальної сталі) достатньо нагріти робочу поверхнюдо малинового кольору і охолодити у ванночці з машинним маслом. На малюнку зображено загартоване жало викрутки після механічної обробки робочої кромки.

Дрібні зварювальні роботи можна виконувати за допомогою трансформатора потужністю від 200 Ват та вихідною напругою в діапазоні від 30 до 50 Вольт. При цьому зварювальний струм має бути 10-12 Ампер. Можна не перейматися перегріванням трансформатора, оскільки горіння дуги короткочасне.

Також підійде і звичайний лабораторний автотрансформатор ЛАТР із силою струму від 9 Ампер. Однак потрібно враховувати весь рівень небезпеки у зв'язку з тим, що відсутня гальванічна розв'язка з електромережею.

З метою запобігання пошкодженню графітового ролика струмознімач ЛАТРа бажано ввести обмеження вхідного струму застосуванням плавкої вставки (запобіжника). Тоді випадкове коротке замикання ланцюга електрода вже не страшно.

Електродами можуть бути будь-які графітові стрижні простих олівців (бажано м'які).

Як утримувач для грифеля використовується металева частинаелектромонтажного клемника.

На цьому малюнку показаний приклад тримача із застосуванням клемника, причому один отвір використовується для кріплення ручки, а другий для затиску грифеля в клемі.

З метою запобігання розплавленню одноразового шприца (поз.3) при нагріванні клемника (поз.1) використовуються шайби зі склотекстоліту (поз.2). Для стандартного підключення до кабелю можна застосувати стандартне гніздо від приладу (поз.4).

Отже, схема з'єднання досить проста: один висновок вторинної обмотки з'єднується з утримувачем, а другий висновок приєднується до деталі, що зварюється.

Є ще інший варіант кріплення утримувача електрода із застосуванням електромонтажної клеми. Другий тримач знадобиться у разі зварювання металевих виробів з такою самою температурою плавлення або при необхідності розжарити металевий виріб(Гарт, зміна форми).

Схема підключення до вторинної обмотки трансформатора двох графітових електродів.

Для збереження очей від опіку рогівки та від попадання іскор недостатньо використовувати темні окуляри через малу щільність світлофільтрів. Можна виготовити такий пристрій: як щиток може бути оправа бінокулярних окулярів з віддаленими лінзами; фільтр кріпиться за допомогою канцелярського затиску. Або можна скористатися радіоаматорськими окулярами, які застосовуються в SMD технологіях.

У разі зварювання міді з ніхромом або сталлю знадобиться флюс. При додаванні невеликої кількості води до тетраборату натрію (буру) або в борну кислотувиходить кашка, якою змащуються місця зварювання.

Матеріали для виготовлення флюсу зазвичай можна знайти в господарському магазині. Також можна скористатися засобом боротьби з комахами «Боракс», що містить борну кислоту.

Схема підключення аналогової камеривідеоспостереження до телевізора, комп'ютера

1.1. Загальні відомості.

Залежно від використовуваного для зварювання типу струму, розрізняють зварювальні апарати постійного та змінного струму. Зварювальні апарати з використанням малих постійних струмів застосовують при зварюванні тонколистового металу, зокрема, покрівельної та автомобільної сталі. Зварювальна дуга в цьому випадку більш стійка і при цьому зварювання може відбуватися як на прямій, так і зворотній полярності, що подається постійної напруги.

на постійному струміможна варити електродним дротом без обмазки та електродами, які призначені для зварювання металів при постійному або змінному струмі. Для надання горіння дуги на малих струмах бажано мати на зварювальній обмотці підвищену напругу холостого ходу U хх до 70...75 В. Для випрямлення змінного струму зазвичай використовують мостові випрямлячі на потужних діодах з радіаторами охолодження (Рис. 1).

Рис.1Принципова електрична схема мостового випрямляча зварювального апарату із зазначенням полярності при зварюванні тонколистового металу

Для згладжування пульсацій напруги один із висновків СА приєднують до тримача електродів через Т-подібний фільтр, що складається з дроселя L1 і конденсатора С1. Дросель L1 являє собою котушку з 50...70 витків мідної шини з відведенням від середини перетином S=50 мм 2 намотану на сердечнику, наприклад, від понижуючого трансформатора ВЗО-12, або потужнішого. Чим більший переріз заліза дроселя, що згладжує, тим менш ймовірність того, що його магнітна система увійде в насичення. При входженні магнітної системи насичення при великих струмах (наприклад при різанні) індуктивність дроселя стрибкоподібно зменшується і відповідно згладжування струму відбуватися не буде. Дуга при цьому горітиме нестійко. Конденсатор С1 є батареєю конденсаторів типу МБМ, МБГ або їм подібних ємністю 350-400 мкФ на напругу не нижче 200 В

Характеристики потужних діодів та їх імпортних аналогів можна. Або за посиланням можна завантажити довідник з діодів із серії «На допомогу радіоаматору № 110»

Для випрямлення та плавного регулювання зварювального струму використовують схеми на потужних керованих тиристорах, які дозволяють змінювати напругу від 0,1 хх до 0,9 U хх. Крім зварювання ці регулятори можуть бути використані для заряджання акумуляторних батарей, живлення електронагрівальних елементів та інших цілей.

У зварювальних апаратах змінного струму використовують електроди діаметром понад 2 мм, що дозволяє зварювати вироби завтовшки понад 1,5 мм. У процесі зварювання струм досягає десятки амперів і дуга горить досить стійко. У таких зварювальних апаратах використовують спеціальні електроди, які призначені тільки для зварювання на змінному струмі.

Для нормальної роботизварювального апарату необхідно виконати низку умов. Величина вихідної напруги має бути достатньою для надійного запалення дуги. Для аматорського зварювального апарату U хх = 60 ... 65В. Для безпеки проведення робіт вища вихідна напруга холостого ходу не рекомендується, у промислових зварювальних апаратів для порівняння U хх може становити 70..75 Ст.

Величина напруги зварювання I свмає забезпечувати стійке горіння дуги, залежно від діаметра електрода. Розмір напруги зварювання U св може становити 18...24 У.

Номінальний зварювальний струм повинен становити:

I св =KK 1 *d е, де

I св- Величина зварювального струму, А;

K 1 =30...40- Коефіцієнт, що залежить від типу та розміру електрода d е, мм.

Струм короткого замикання не повинен перевищувати номінальний зварювальний струм більш ніж на 30...35%.

Помічено, що стійке горіння дуги можливе в тому випадку, якщо зварювальний апарат має зовнішню характеристику, що падає, яка визначає залежність між силою струму і напругою в зварювальному ланцюзі. (Рис.2)

Рис.2Зовнішня характеристика зварювального апарату, що падає:

У домашніх умовах, як показує практика, зібрати універсальний зварювальний апарат на струми то 15...20 до 150...180 досить складно. У зв'язку з цим, конструюючи зварювальний апарат, не слід до повного перекриття діапазону зварювальних струмів. Доцільно на першому етапі зібрати зварювальний апарат для роботи з електродами діаметром 2...4 мм, а на другому етапі, у разі необхідності роботи на малих струмах зварювання, доповнити його окремим пристроєм з випрямленням з плавним регулюванням зварювального струму.

Аналіз конструкцій аматорських зварювальних апаратів у домашніх умовах дозволяє сформулювати низку вимог, які мають бути виконані при їх виготовленні:

• Невеликі габарити та вага
• Живлення від мережі 220 В
• Тривалість роботи повинна становити не менше 5...7 електродів d е =3...4 мм

Вага та габарити апарату безпосередньо залежать від потужності апарату і можуть бути знижені завдяки зменшенню його потужності. Тривалість роботи зварювального апарату залежить від матеріалу сердечника та теплостійкості ізоляції обмотувальних проводів. Для збільшення часу зварювальних робітнеобхідно використовувати для осердя сталь з високою магнітною проникністю.

1. 2. Вибір типу сердечника.

Для виготовлення зварювальних апаратів використовують переважно магнітопроводи стрижневого типу, оскільки у виконанні вони більш технологічні. Серце зварювального апарату можна набрати з пластин електротехнічної сталі будь-якої конфігурації товщиною 0,35...0,55 мм і стягнути шпильками, ізольованими від сердечника (Рис. 3).

Рис.3Магнітопровід стрижневого типу:

При підборі осердя необхідно враховувати розміри "вікна", щоб помістилися обмотки зварювального апарату, і площа поперечного осердя (ярма) S=a*bсм 2 .

Як показує практика, не слід вибирати мінімальні значення S=25..35 см 2 оскільки зварювальний апарат не буде мати необхідний запас потужності і буде важко отримати якісне зварювання. А звідси, як наслідок, можливість перегріву апарату після нетривалої роботи. Щоб цього не було, переріз осердя зварювального апарату повинен становити S=45..55 см 2 . Хоча при цьому зварювальний апарат буде дещо важчим, але працюватиме надійно!

Слід зауважити, що аматорські зварювальні апарати на сердечниках тороїдального типу мають електротехнічні характеристики в 4...5 разів вищі, ніж у стрижневого, а звідси й невеликі втрати електроенергії. Виготовити зварювальний апарат з використанням сердечника тороїдального типу складніше, ніж із сердечником стрижневого типу. Це пов'язано, в основному, з розміщенням обмоток на торі та складністю самої намотування. Однак при правильному підході вони дають хороші результати. Серця виготовляють із стрічкового трансформаторного заліза, згорнутого в рулон у формі тора.

Мал. 4Магнітопровід тороїдального типу:

Для збільшення внутрішнього діаметратора ("вікна") з внутрішньої сторонивідмотують частину сталевої стрічки і намотують на зовнішню сторону осердя (Рис. 4). Після перемотування тора ефективний переріз магнітопроводу зменшитися, тому частково доведеться підмотати тор залізом з іншого автотрансформатора до тих пір, поки перетин S не дорівнює як мінімум 55 см 2 .

Електромагнітні параметри такого заліза найчастіше невідомі, тому їх із достатньою точністю можна визначити експериментально.

1. 3. Вибір дроту обмоток.

Для первинних (мережевих) обмоток зварювального апарату краще використовувати спеціальний термостійкий мідний обмотувальний провід у бавовняній або склотканинній ізоляції. Задовільну теплостійкість мають також дроти в гумовій або гумовотканинній ізоляції. Не рекомендується використовувати для роботи при підвищеній температурі проводу в ізоляції поліхлорвінілової (ПХВ) ізоляції через можливе її плавлення, витікання з обмоток і короткого замикання витків. Тому поліхлорвінілову ізоляцію з проводів необхідно або зняти і обмотати дроти по всій довжині бавовняною ізоляційною стрічкою, або взагалі не знімати, а обмотати провід поверх ізоляції.

При підборі перерізу обмотувальних проводів з урахуванням періодичної роботи зварювального апарату допускається густина струму 5 А/мм2. Потужність вторинної обмотки можна розрахувати за формулою P 2 =I св *U св. Якщо зварювання ведеться електродом de = 4 мм, при струмі 130 ... 160 А, то потужність вторинної обмотки складе: Р 2 = 160 * 24 = 3,5 ... 4 кВт, А потужність первинної обмотки з урахуванням втрат складе порядку 5...5,5 кВт. Виходячи з цього, максимальний струм у первинній обмотці може досягати 25 А. Отже, площа перерізу дроту первинної обмотки S 1 повинна бути не менше 5..6 мм 2 .

Насправді площу перерізу проводу бажано взяти трохи більше, 6...7 мм 2 . Для намотування береться прямокутна шина або мідний обмотувальний провід діаметром 2,6...3 мм без урахування ізоляції. Площа перерізу S намотувального дроту в мм2 обчислюють за формулою: S=(3,14*D 2)/4 або S=3,14*R 2 ; D - діаметр голого мідного дроту, виміряний мм. За відсутності дроту потрібного діаметра, намотування можна вести в два дроти відповідного перерізу. При використанні алюмінієвого дротуйого перетин необхідно збільшити у 1,6..1,7 раза.

Число витків первинної обмотки W1 визначається з формули:

W 1 =(k 2 *S)/U 1, де

k 2 - Постійний коефіцієнт;

S- площа перерізу ярма см 2

Можна спростити розрахунок застосувавши для розрахунку спеціальну програму Зварювальний калькулятор

При W1=240 витків роблять відведення від 165, 190 і 215 витків, тобто. через кожні 25 витків. Більша кількість відводів мережної обмотки, як показує практика, є недоцільною.

Це пов'язано з тим, що за рахунок зменшення числа витків первинної обмотки збільшується як потужність зварювального апарату, так і U хх, що призводить до підвищення напруги горіння дуги та погіршення якості зварювання. Зміною лише числа витків первинної обмотки домогтися перекриття діапазону зварювальних струмів без погіршення якості зварювання не вдається. У цьому випадку необхідно передбачити перемикання витків вторинної (зварювальної) обмотки W 2 .

Вторинна обмотка W 2 повинна містити 65...70 витків мідної ізольованої шини перерізом не менше 25 мм2 (краще перерізом 35 мм2). Для намотування вторинної обмотки підходить також гнучкий багатожильний дріт, наприклад, зварювальний, і трифазний силовий багатожильний кабель. Головне, щоб переріз силової обмотки не був меншим за необхідний, а ізоляція проводу була теплостійкою і надійною. При недостатньому перерізі дроту можлива намотування в два і навіть три проводи. При використанні алюмінієвого дроту його переріз необхідно збільшити у 1,6...1,7 раза. Висновки зварювальної обмотки зазвичай заводять через мідні наконечники під клемні болти діаметром 8...10 мм (рис. 5).

1.4. Особливості намотування обмоток.

Існують наступні правиланамотки обмоток зварювального апарату:

• Намотування повинно проводитися за ізольованим ярмом і завжди в одному напрямку (наприклад, за годинниковою стрілкою).
• Кожен шар обмотки ізолюють шаром бавовняної ізоляції (склотканини, електрокартону, кальки), бажано з просоченням бакелітовим лаком.
• Висновки обмоток залуджують, маркують, закріплюють бавовняною тасьмою, а на висновки мережевої обмотки додатково надягають бавовняний кембрик.
• При неякісній ізоляції дроту, намотування можна робити в два дроти, один з яких бавовняний шнур або бавовняна нитка для рибальства. Після намотування одного шару обмотку з бавовняною ниткою фіксують клеєм (або лаком) і тільки після його висихання намотують наступний ряд.

Мережеву обмотку на магнітопроводі стрижневого типу можна розташувати двома основними способами. Перший спосіб дозволяє отримати більш "жорсткий" режим зварювання. Мережева обмотка при цьому складається з двох однакових обмоток W1, W2, розташованих на різних сторонах сердечника, послідовно з'єднаних і мають однаковий переріз проводів. Для регулювання вихідного струму на кожній з обмоток роблять відводи, які попарно замикаються ( Мал. 6 а, б)

Мал. 6.Способи намотування обмоток СА на сердечнику стрижневого типу:

Другий спосіб намотування первинної (мережевої) обмотки представляє намотування дроту на одній зі сторін сердечника ( Мал. 6 в, г). У цьому випадку зварювальний апарат має крутопадаючу характеристику, варить "м'яко", довжина дуги менше впливає на величину зварювального струму, а отже, і на якість зварювання.

Після намотування первинної обмотки зварювального апарата необхідно перевірити наявність короткозамкнутих витків і правильність обраного числа витків. Зварювальний трансформатор включають у мережу через плавкий запобіжник (4...6 А) і є амперметр змінного струму. Якщо запобіжник згоряє або сильно гріється – це явна ознака короткозамкнутого витка. В цьому випадку первинну обмотку необхідно перемотати, звернувши особливу увагу на якість ізоляції.

Якщо зварювальний апарат сильно гуде, а струм, що споживається, перевищує 2...3 А, то це означає, що число витків первинної обмотки занижене і необхідно підмотати ще деяку кількість витків. Справний зварювальний апарат повинен споживати струм на холостому ходіне більше 1..1,5 А, не грітись і сильно не гудіти.

Вторинну обмотку зварювального апарату завжди намотують на двох сторонах осердя. За першим способом намотування вторинна обмотка складається з двох однакових половин, включених для підвищення стійкості дуги зустрічно-паралельно (Рис. 6 б). В цьому випадку переріз дроту можна взяти трохи менше, тобто 15.20 мм 2 . При намотуванні вторинної обмотки по другому способу, спочатку на вільній від обмоток стороні осердя намотується 60 ... 65% від загальної кількості її витків.

Ця обмотка служить в основному для підпалу дуги, а під час зварювання, за рахунок різкого збільшення розсіювання магнітного потоку, напруга на ній падає на 80...90%. Решта кількості витків вторинної обмотки у вигляді додаткової зварювальної обмотки W 2 намотується поверх первинної. Як силова, вона підтримує в необхідних межах напругу зварювання, а отже, і зварювальний струм. Напруга на ній падає в режимі зварювання на 20...25% щодо напруги холостого ходу.

Намотка обмоток зварювального апарату на сердечнику тороїдального типу можна також зробити кількома способами ( Мал. 7).

Способи намотування обмоток зварювального апарату на тороїдальному сердечнику.

Перемикання обмоток у зварювальних апаратах простіше зробити за допомогою мідних наконечників та клем. Мідні наконечники в домашніх умовах можна виготовити з мідних трубок відповідного діаметра довжиною 25...30 мм, закріпивши в них дроти обпресуванням або паянням. При зварюванні в різних умовах (сильна або слаботочна мережа, довгий або короткий кабель, що його підводить, його переріз і т.д.) перемиканням обмоток налаштовують зварювальний апарат на оптимальний режим зварювання, і далі перемикач можна встановити в нейтральне положення.

1.5. Налаштування зварювального апарату.

Виготовивши зварювальний апарат, домашній електрик повинен зробити його налаштування та перевірку якості зварювання електродами різного діаметру. Процес налаштування полягає в наступному. Для вимірювання зварювального струму та напруги потрібні: вольтметр змінного струму на 70...80 В та амперметр змінного струму на 180...200 А. Схема підключення вимірювальних приладівпоказано на ( Мал. 8)

Мал. 8Принципова схема підключення вимірювальних приладів при налаштуванні зварювального апарату

При зварюванні різними електродами знімають значення струму зварювання - I св і напруги зварювання U св, які повинні перебувати в необхідних межах. Якщо зварювальний струм малий, що буває найчастіше (електрод липне, дуга нестійка), то в цьому випадку перемиканням первинної та вторинної обмоток встановлюють необхідні значення, або перерозподіляють кількість витків вторинної обмотки (без їх збільшення) у бік збільшення числа витків, намотаних поверх обмотки.

Після зварювання необхідно проконтролювати якість зварювання: глибину провару та товщину наплавленого шару металу. Для цієї мети розламують або розпилюють кромки виробів, що зварюються. За результатами вимірів бажано скласти таблицю. Аналізуючи отримані дані, вибирають оптимальні режими зварювання для електродів різного діаметра, пам'ятаючи про те, що при зварюванні електродами, наприклад діаметром 3 мм, електродами діаметром 2 мм можна різати, т.к. струм різання більше зварювального на 30...25%.

Підключення зварювального апарата до мережі повинно проводитися дротом 6...7 мм через автомат на струм 25...50 А, наприклад АП-50.

Діаметр електрода, залежно від товщини металу, що зварюється, можна вибрати, виходячи з наступного співвідношення: de = (1 ... 1,5) * В, де В - товщина металу, що зварюється, мм. Довжина дуги вибирається залежно від діаметра електрода та в середньому дорівнює (0,5...1,1)dе. Рекомендується виконувати зварювання короткою дугою 2...3 мм, напруга якої дорівнює 18...24 В. Збільшення довжини дуги призводить до порушення стабільності її горіння, підвищення втрат на чад і розбризкування, зниження глибини проплавлення основного металу. Чим довша дуга, тим вища напруга зварювання. Швидкість зварювання обирає зварювальник залежно від марки та товщини металу.

При зварюванні на прямій полярності плюс (анод) приєднують до деталі та мінус (катод) - до електрода. Якщо необхідно, щоб на деталі виділялося менше тепла, наприклад, при зварюванні тонколистових конструкцій, то застосовують зварювання на зворотній полярності. У цьому випадку мінус (катод) приєднують до деталі, що зварюється, а плюс (анод) - до електрода. При цьому не тільки забезпечується менший нагрівання деталі, що зварюється, але і прискорюється процес розплавлення електродного металу за рахунок більш високої температури анодної зони і більшого підведення тепла.

Зварювальні дроти приєднують до зварювального апарату через мідні наконечники під клемні болти із зовнішнього боку корпусу зварювального апарату. Погані контактні з'єднання знижують характеристики потужності зварювального апарату, погіршують якість зварювання і можуть викликати їх перегрів і навіть займання проводів.

При невеликій довжині зварювальних проводів (4..6 м) площа їх перерізу повинна бути не менше ніж 25 мм 2 .

Під час проведення зварювальних робіт необхідно дотримуватись правил пожежної безпеки, а при налаштуванні апарату та електробезпеки - під час проведення вимірювань електроприладами. Зварювання слід вести обов'язково у спеціальній масці із захисним склом марки С5 (на струми до 150...160 А) та рукавицях. Усі перемикання у зварювальному апараті обов'язково потрібно робити лише після відключення зварювального апарата від мережі.

2. Переносний зварювальний апарат на основі "Латру".

2.1. Особливість конструкції.

Зварювальний апарат працює від мережі змінного струму напругою 220 В. Особливістю конструкції апарату є використання незвичайної форми магнітопроводу, завдяки якій вага всього пристрою становить всього 9 кг, а габарити 125х150 мм ( Мал. 9).

Для магнітопроводу трансформатора використовується стрічкове трансформаторне залізо, згорнуте в рулон у формі тора. Як відомо, у традиційних конструкціях трансформаторів магнітопровід набирається із Ш-подібних пластин. Електротехнічні характеристики зварювального апарату завдяки використанню сердечника трансформатора у вигляді тора в 5 разів вище, ніж у апаратів з Ш-подібними пластинами, а втрати мінімальні.

2.2. Доопрацювання «Латру».

Для сердечника трансформатора можна використовувати готовий "ЛАТР" типу М2.

Примітка.Всі латри мають шестививідну колодку і напругу: на вході 0-127-220, і на виході 0-150 - 250. Є два види: великі та маленькі, і називаються ЛАТР 1М та 2М. Хто з них якийсь я не пам'ятаю. Але для зварювання потрібні саме великий ЛАТР із перемотаним залізом або, якщо вони справні, то намотують шиною вторинні обмотки і після цього первинні обмотки з'єднують паралельно, а вторинки послідовно. При цьому слід враховувати збіг напрямків струмів у вторинній обмотці. Тоді виходить щось схоже на зварювальний апарат, щоправда варить, як і всі тороїдальні, трохи жорсткувато.

Можна використовувати магнітопровід у вигляді тора від згорілого лабораторного трансформатора. В останньому випадку, спочатку знімають з «Латру» огорожу, арматуру і видаляють обмотку, що обгоріла. Очищений магнітопровід при необхідності перемотують (див. вище), ізолюють електрокартоном або двома шарами лакоткані і намотують обмотки трансформатора. Зварювальний трансформатор має лише дві обмотки. Для намотування первинної обмотки використовується шмат проводу ПЕВ-2 довжиною 170 м, діаметром 1,2 мм ( Мал. 10)

Мал. 10Намотування обмоток зварювального апарату:

Для зручності намотування провід попередньо намотують на човник у вигляді дерев'яної рейки 50х50 мм з прорізами. Однак для більшої зручності можна виготовити нескладний пристрій для намотування тороїдальних силових трансформаторів.

Намотавши первинну обмотку, покривають її шаром ізоляції, а потім намотують вторинну обмотку трансформатора. Вторинна обмотка містить 45 витків і намотується мідним проводом у бавовняній або склоподібній ізоляції. Усередині сердечника провід розташовується виток до витка, а зовні - з невеликим проміжком, що необхідно для кращого охолодження. Зварювальний апарат, виготовлений за наведеною методикою, здатний дати струм 80...185 А. Принципова електрична схема зварювального апарату наведена на Мал. 11.

Мал. 11Принципова електрична схема зварювального апарату.

Робота дещо спроститься, якщо вдасться придбати працюючий "Латр" на 9 А. Тоді знімають з нього огорожу, струмознімальний повзунок та кріпильну арматуру. Далі визначають і маркують висновки первинної обмотки на 220, а інші висновки надійно ізолюють і тимчасово притискають до магнітопроводу таким чином, щоб їх не пошкодити при намотуванні нової (вторинної) обмотки. Нова обмотка містить стільки ж витків і тієї ж марки, і того ж діаметра дроту, що і в розглянутому варіанті. Трансформатор у разі дає струм 70...150 А.
Виготовлений трансформатор поміщають на ізольований майданчик у колишній кожух, попередньо просвердливши в ньому отвори для вентиляції (рис. 12))

Мал. 12Варіанти кожуха зварювального апарату з урахуванням "ЛАТРА".

Висновки первинної обмотки підключаються до мережі 220 В кабелем ШРПС або ВРП, при цьому в цьому ланцюзі слід поставити вимикач АП-25. Кожен висновок вторинної обмотки з'єднують із гнучким ізольованим дротомПРГ. Вільний кінець одного з цих проводів кріпиться до тримача електрода, а вільний кінець іншого - до деталі, що зварюється. Цей же кінець дроту необхідно заземлювати для безпеки зварювальника. Регулювання струму зварювального апарату здійснюється включенням послідовно в ланцюг дроту тримача електрода шматків ніхромового або константанового дроту d=3 мм і довжиною 5 м, згорнутих «змійкою». "Змійка" кріпиться до листа азбесту. Усі з'єднання проводів та баластника виробляються болтами М10. Переміщаючи по "змійці" точку приєднання дроту, встановлюють необхідний струм. Регулювання струму можна проводити з використанням електродів різного діаметра. Для зварювання таким апаратом користуються електродами типу Е-5РАУОНІЇ-13/55-2,0-УД1 dd=1...3 мм.

При проведенні зварювальних робіт для запобігання опікам необхідно застосовувати захисний фібровий щиток, з світлофільтром Е-1, Е-2. Обов'язковим є головний убір, спецодяг та рукавиці. Зварювальний апарат слід оберігати від вогкості та не допускати його перегріву. Орієнтовні режими роботи з електродом d=3 мм: для трансформаторів зі струмом 80...185 А - 10 електродів, і з струмом 70...150 А - 3 електрода. після використання зазначеної кількості електродів апарат відключають від мережі мінімум на 5 хвилин (а краще близько 20).

3. Зварювальний апарат із трифазного трансформатора.

Зварювальний апарат, за відсутності "ЛАТРА", можна зробити і на основі трифазного понижуючого трансформатора 380/36, потужністю 1..2 кВт, який призначений для живлення зниженою напругою електроінструментів або освітлення (рис. 13).

Мал. 13 Загальний виглядзварювального апарату та його сердечник.

Тут підійде навіть екземпляр з однією обмоткою, що перегоріла. Такий зварювальний апарат працює від мережі змінного струму напругою 220 або 380 В і з електродами діаметром до 4 мм дозволяє зварювати метал товщиною 1 ... 20 мм.

3.1. Деталі.

Клеми для висновків вторинної обмотки можна зробити з мідної трубки 10...12 мм і довжиною 30...40 мм (рис.14).

Мал. 14Конструкція клеми вторинної обмотки зварювального апарату.

З одного боку її слід розклепати і в пластині, що вийшла, просвердлити отвір d 10 мм. Ретельно зачищені дроти вставляють у трубку клеми та обтискують легкими ударами молотка. Для покращення контакту на поверхні трубки клеми можна зробити насічки керном. На панелі, розташованій зверху трансформатора, замінюють штатні гвинти з гайками М6 на два гвинти з гайками М10. Нові гвинти та гайки бажано використовувати мідні. До них приєднують клеми вторинної обмотки.

Для висновків первинної обмотки виготовляють додаткову плату з листового текстолітутовщиною 3мм ( рис.15).

Мал. 15Загальний вигляд хустки для висновків первинної обмотки зварювального апарату.

У платі свердлять 10...11 отворів d=6мм і вставляють гвинти М6 з двома гайками і шайбами. Після цього плату кріплять у верхній частині трансформатора.

Мал. 16Принципова електрична схема з'єднання первинних обмоток трансформатора на напругу: а) 220; б) 380 В (вторинна обмотка не вказана)

При живленні апарату від мережі 220 У два його крайні первинні обмотки з'єднуються паралельно, а середню обмотку приєднують до них послідовно ( рис.16).

4. Утримувач електродів.

4.1. Тримач електродів із труби d¾".

Найбільш простий є конструкція електроутримувача, виготовлена ​​з труби d? і довжиною 250 мм ( рис.17).

З обох боків труби на відстані 40 і 30 мм від її торців випилюють ножівкою виїмки глибиною половину діаметра труби ( рис.18)

Мал. 18Креслення корпусу тримача електродів із труби d¾"

До труби над великою виїмкою приварюють відрізок сталевого дроту d=6 мм. З протилежного боку тримача свердлять отвір d=8,2 мм, яке вставляють гвинт М8. До гвинта приєднується клема від кабелю, що йде до зварювального апарату, затискається гайкою. Зверху на трубу надівається шматок гумового або капронового шланга з відповідним внутрішнім діаметром.

4.2. Тримач електродів із сталевих куточків.

Зручний і простий у конструкції тримач електродів можна зробити із двох сталевих куточків 25х25х4 мм ( Мал. 19)

Беруть два такі куточки довжиною близько 270 мм і з'єднують маленькими куточками та болтами з гайками М4. В результаті виходить короб перетином 25х29 мм. В отриманому корпусі вирізається вікно для фіксатора та свердлиться отвір для встановлення осі фіксаторів та електродів. Фіксатор складається з важеля та невеликої клавіші, виконаної з листа сталі товщиною 4 мм. Цю деталь також можна зробити із куточка 25х25х4 мм. Для забезпечення надійного контакту фіксатора з електродом на вісь фіксатора надягається пружина, а важіль з'єднується з корпусом контактним проводом.

Ручку тримача, що вийшов, покривають ізоляційним матеріалом, в якості якого використовується обрізок гумового шлангу. Електричний кабельвід зварювального апарату приєднується до клеми корпусу та фіксується болтом.

5. Електронний регулятор струму для зварювального трансформатора.

Важливою особливістю конструкції будь-якого зварювального апарату є регулювання робочого струму. відомі такі способи регулювання струму в зварювальних трансформаторах: шунтування за допомогою дроселів різних типів, зміна магнітного потоку за рахунок рухливості обмоток або магнітного шунтування, застосування магазинів активних баластових опорів і реостатів. Всі ці способи мають свої переваги, так і недоліки. Наприклад, недоліком останнього способу є складність конструкції, громіздкість опорів, їх сильний нагрівання при роботі, незручність при перемиканні.

Найбільш оптимальним є спосіб ступінчастого регулювання струму за допомогою зміни кількості витків, наприклад, підключаючись до відводів, зроблених при намотуванні вторинної обмотки трансформатора. Однак, цей спосіб не дозволяє проводити регулювання струму в широких межах, тому їм зазвичай користуються для підстроювання струму. Крім іншого, регулювання струму у вторинному ланцюзі зварювального трансформатора пов'язане з певними проблемами. У цьому випадку через регулюючий пристрій проходять значні струми, що є причиною збільшення її габаритів. Для вторинного ланцюга практично не вдається підібрати потужні стандартні перемикачі, які витримували струм величиною до 260 А.

Якщо порівняти струми у первинній та вторинній обмотках, то виявляється, що в ланцюзі первинної обмотки сила струму в п'ять разів менша, ніж у вторинній обмотці. Це наштовхує на думку помістити регулятор зварювального струму в первинну обмотку трансформатора, застосувавши для цього тиристори. На рис. 20 наведено схему регулятора зварювального струму на тиристорах. При граничній простоті та доступності елементної бази цей регулятор простий в керуванні та не потребує налаштування.

Регулювання потужності відбувається при періодичному відключенні на фіксований проміжок часу первинної обмотки зварювального трансформатора кожному напівперіоді струму. Середнє значення струму у своїй зменшується. Основні елементи регулятора (тиристори) включені зустрічно та паралельно один одному. Вони по черзі відкриваються імпульсами струму, що формуються транзисторами VT1, VT2.

При включенні регулятора в мережу обидва тиристори закриті, конденсатори С1 та С2 починають заряджатися через змінний резистор R7. Як тільки напруга на одному з конденсаторів досягає напруги лавинного пробою транзистора, останній відкривається і через нього тече струм розряду з'єднаного з ним конденсатора. Слідом за транзистором відкривається відповідний тиристор, який підключає навантаження до мережі.

Зміною опору резистора R7 можна регулювати момент включення тиристорів від початку до кінця напівперіоду, що призводить до зміни загального струму в первинній обмотці зварювального трансформатора Т1. Для збільшення або зменшення діапазону регулювання можна змінити опір змінного резистора R7 у більшу чи меншу сторону відповідно.

Транзистори VT1, VT2, які працюють у лавинному режимі, і резистори R5, R6, включені у тому базові ланцюга, можна замінити динисторами (рис. 21)

Мал. 21Принципова схема заміни транзистора з резистором на диністор, у схемі регулятора струму зварювального трансформатора.

аноди диністорів слід з'єднати з крайніми висновками резистора R7, а катоди підключити до резистори R3 і R4. Якщо регулятор зібрати на динисторах, краще використовувати прилади типу КН102А.

Як VT1, VT2 добре зарекомендували себе транзистори старого зразка типу П416, ГТ308, проте ці транзистори, за бажання, можна замінити сучасними малопотужними високочастотними транзисторами, що мають близькі параметри. Змінний резистор типу СП-2, а постійні резистори типу МЛТ. Конденсатори типу МБМ або К73-17 на робочу напругу щонайменше 400 У.

Усі деталі пристрою за допомогою навісного монтажу збираються на текстолітовій пластині завтовшки 1...1,5 мм. Пристрій має гальванічну зв'язок із мережею, тому всі елементи, включаючи тепловідведення тиристорів, повинні бути ізольовані від корпусу.

Правильно зібраний регуляторзварювального струму особливої ​​налагодження не вимагає, необхідно лише переконатися у стабільній роботі транзисторів у лавинному режимі або, при використанні диністоров, у їх стабільному включенні.

Опис інших конструкцій можна подивитися на сайті http://irls.narod.ru/sv.htm, проте відразу хочу попередити, що багато з них мають як мінімум спірні моменти.

Також з цієї теми можна переглянути:

http://valvolodin.narod.ru/index.html - багато ГОСТів, схем як саморобних апаратів, так і заводських

http://www.y-u-r.narod.ru/Svark/svark.htm той же сайт ентузіаста зварювання

Усього хорошого, пишіть to © 2005

Зварювальний апарат не можна назвати інструментом першої необхідності будинку, як викрутка або молоток. Проте бувають ситуації, коли зварювальний апарат буває справді необхідним. У даному матеріаліми розглянемо спосіб збирання простого зварювального апарату в домашніх умовах.

Пропонуємо насамперед переглянути відеоролик з виготовлення зварювального апарату

Отже, нам знадобиться:
- ємність для води;
- сіль;
- вода;
- Дві металеві пластини;
- Провід з вилкою;
- два дроти;
- Зварювальний електрод.

За твердженням автора саморобки, процес створення забирає всього 15 хвилин, так що давайте не марнувати час і перейти до виготовлення саморобного зварювального апарату. Насамперед нам необхідно взяти одну металеву пластину і прикрутити до неї один із двох дротів.

Повторюємо процес з другою платівкою та другим дротом.

Наступною справою засипаємо у воду дві столові ложки солі і добре розмішуємо все.

У суміш занурюємо дві пластинки і проводами, накрученими на них.

В цілях безпеки металеві платівкирадиться закріпити прищіпками.

Пластини фактично дозволяють регулювати струм зварювання. Як саме це працює? Що глибше ми занурюємо платівки, то більше отримуємо струм.

Один провід, що йде від однієї із пластинок, ми повинні підключити до фази, а другий провід – до зварювального електрода.

Також беремо нульовий провід та приєднуємо до предмета, який нам необхідно варити.

Виникає цілком логічне питання – як можна визначити, де фаза і де нуль, якщо з якихось причин будинку немає спеціальних апаратів із вимірювання. Є старий вірний спосіб: потрібно лише доторкнутися дротом до землі. Той провід, який іскритиме при торканні із землею, то і є фазовим.

Робота по господарству завжди потребує наявності певного набору інструментів, пристроїв, а також різноманітного обладнання. Особливо гостро це відчувають власники приватних будинків та займаються різними видами ремонту у власних майстернях та гаражах. Придбання дорогого обладнання не завжди виправдане, тому що його використання не буде постійним, а ось зібрати зварювальний апарат своїми руками цілком під силу кожному умільцю.

Перед початком процесу необхідно визначитися з потужністю пристрою, адже від цього залежатимуть його габарити та можливості. Для ознайомлення з процедурою збирання можна переглянути відповідне відео, де показано, як можна зробити своїми руками практичний зварювальний апарат. Його виготовлення вимагатиме деякої теоретичної підготовки, а також досвіду електромеханічних робіт. Складання електроапарата в домашніх умовах проводиться по попередніми розрахунками, що враховує як вхідні, так і вихідні параметри пристрою.

Цей електричний апарат стане в нагоді не тільки зварювальникам, які виконують в домашніх умовах або в гаражі деякі роботи, але і звичайним умільцям, які використовують зварювальний прилад для спорудження різноманітних пристроїв.

Особливості саморобних трансформаторів

Самостійно зібрані пристрої відрізняються від заводської техніки технічним виконанням. Зварювання своїми руками виготовляється із доступних елементів та вузлів, для чого використовується схема зварювального трансформатора. При точному дотриманні параметрів деталей, що комплектують, електроапарат прослужить надійно протягом багатьох років. Перед тим як робити зварювальне трансформаторний пристрійсвоїми руками, необхідно визначитися з наявними комплектуючими вузлами. Основою служить трансформатор, що складається з магнітопроводу, а також первинної та вторинної обмоток.Його можна придбати окремо, пристосувати вже наявний або виготовити самостійно. Щоб зробити своїми руками зварний електроапарат, до різноманітності засобів з підручних матеріалів додасться трансформаторне залізо та провід для обмоток. Виготовлений трансформатор повинен мати можливість підключення до побутової електромережі 220 і мати на виході напруга порядку 60-65 для зварювання товстих металів.

Особливості саморобних випрямлячів

Власноруч виготовлені випрямлячі дозволяють виконувати зварювання тонколистового металу. високою якістюшовні сполуки.

Схема зварювального апарату, що використовує випрямлення електричного струмудуже проста. Вона містить трансформатор, до якого підключено випрямний блок, а також дросель. Дана найпростіша конструкціязабезпечує стійке горіння звареної електродуги. Як дросель застосовується котушка з намотаних на сердечник мідних дротів. Випрямляючий пристрій підключається безпосередньо до висновків понижувальної трансформаторної обмотки.

Залежно від цілей самостійно можна спорудити міні зварний електроапарат. Він чудово впорається з металами невеликої товщини, які не вимагають використання великих струмів при з'єднанні. Зі зварного електроапарата можна зробити споттер, що значно розширить можливості його застосування.

Як зробити зварювальний апарат

Пристрій для електрозварювання, виготовлений власноруч, призначений для виконання дрібних робіт по будинку, господарству або в гаражі. На першому етапі виконуються необхідні розрахункита готуються складальні деталі та вузли. Щоб зібрати зварювальний трансформатор власноруч бажано заздалегідь визначитися з місцем складання пристрою. Це дозволить упорядкувати процес виготовлення. Поруч із ним складаються компоновочні вузли, що дозволяють зібрати своїми руками найпростіший електрозварювальний апарат. Крім основного перетворювача напруги, знадобиться дросель, який можна використовувати від елементів люмінесцентного світильника. За відсутності готового елемента він виготовляється самостійно з магнітопроводу від потужного пускача та дроту з мідних жил перетином близько 1 мм кв. Власноруч зроблений зварювальний електроапарат відрізнятиметься від своїх побратимів не лише виглядом, а й характеристиками. Щоб визначитися, як його зробити, ознайомтеся зі схожими пристроями на фото або відео.

Розрахунок зварювального трансформатора

Електрозварювальні саморобні пристроївиконані за найпростішою схемоюяка не передбачає використання додаткових вузлів. Від необхідного значення зварного електроструму залежатиме потужність електроапарата, що збирається. Зварювання на дачі електричним пристроєм, зібраним своїми руками, безпосередньо залежатиме від технічних характеристиквласного виробу.

Розраховуючи потужність на зварювання, беруть силу необхідного зварного струму і множать це значення на 25.Отримана величина при множенні на 0,015 покаже необхідний діаметр перерізу магнітопроводу під зварювання. Перед тим, як робити розрахунки для обмоток, доведеться згадати й інші математичні дії. Щоб отримати перетин обмотки вищої напругивеличина потужності ділиться на дві тисячі, після чого множиться на 1,13. Методика розрахунків для первинної та вторинної обмоток відрізняється.

Для отримання обмотувальних значень нижчої напругитрансформатора доведеться витратити трохи більше часу. Величина перерізу вторинної обмотки залежить від густини зварного електроструму. Для значень 200 А це буде 6 А/мм кв., При цифрах 110-150 А - до 8, а до 100 А - 10. При визначенні перерізу нижчої обмотки сила зварного електроструму ділиться на густину, після чого множиться на 1,13.

Обчислення кількості витків проводиться розподілом площі перерізу трансформаторного магнітопроводу на 50. Крім цього, на кінцевий результат зварювання впливатиме величина вихідної напруги. Він впливає на характеристику процесу і може бути зростаючою по струму, порожнистою або крутопадаючою. Це впливає на коливання електродуги під час роботи, за яких важливим значенням є мінімальні струмові зміни при роботі в домашніх умовах.

Схема зварювального трансформатора

На наведеному нижче малюнку показано схему зварювального трансформатора найпростішого виду.

Можна знайти електросхеми, доповнені пристроями для випрямлення та іншими елементами для вдосконалення зварного електроапарата. Однак основним компонентом все ж таки є звичайний трансформатор. Схема включення приєднання його дротів досить проста. Підключення зварного пристрою виконується через комутаційний електроапарат та запобіжники до побутової електромережі 220 В. Використання електрозахисних апаратів є обов'язковим, оскільки це захистить мережу від перевантажень при аварійних режимах.

а – мережева обмотка на двох сторонах сердечника;
б - відповідна їй вторинна (зварювальна) обмотка, включена зустрічно-паралельно;
в – мережева обмотка однією стороні сердечника;
г - відповідна їй вторинна обмотка, включена послідовно.

Визначення параметрів

Щоб виготовити електричний зварювальний апарат необхідно розуміти принцип дії. Він перетворює величину вхідної напруги (220 В) на знижену (до 60-80 В). При цьому процесі невисока сила електроструму у первинній обмотці (близько 1,5 А) зростає у вторинній (до 200 А). Ця пряма залежність роботи трансформаторів називається вольтамперною характеристикою понижуючого типу. Від цих показників залежить робота пристрою. На її підставі проводяться обчислення та визначається конструкція майбутнього апарату.

Номінальний режим роботи

Перед тим, як зробити зварювання, необхідно визначити його майбутній номінальний режим використання. Він показує, який час пристосування для зварювальних робіт, виготовлені своїми руками, можуть безперервно варити і скільки повинні остигати. Цей показник називається ще тривалістю включення. Для саморобних електроапаратів він розташований близько 30 %. Це означає, що з 10 хвилин він здатний працювати безперервно 3, а відпочивати 7 хвилин.

Номінальна робоча напруга

Робота трансформаторного зварного пристрою заснована на зниженні вхідної величини напруги до номінальної робочої. При виготовленні зварювального апарату можна зробити будь-яке значення вихідних параметрів (30-80 В), що впливає на діапазон робочих електрострумів. На відміну від електромережі живлення напругою 220, вихідне значення може становити і порядку 1,5-2 Вольта у виробах для точкового електрозварювання. Це обумовлено необхідністю отримання високого рівняструму.

Напруга мережі та кількість фаз

Чинна схема підключення зварювального трансформатора саморобного типу розраховується на підключення до побутової однофазної електромережі. Для потужних зварних пристроїв використовується промислова мережа з трьома фазами на 380 В. Від величини цього вхідного параметра виконуються інші обчислення. Виготовлена ​​своїми руками міні зварювання використовує включення в домашню електромережу і не вимагає великих напруги живлення.

Напруга холостого ходу

Побутовий зварювальник, зібраний своїми руками, повинен мати величину напруги х/х, достатню для розпалювання електродуги. Чим більше це значення, тим легше вона з'являтиметься. Виготовлення апарату має відповідати чинним нормамбезпеки, що обмежують вихідну напругу до максимальних 80 Ст.

Номінальний зварювальний струм трансформатора

Перед тим як зробити електрозварювальний апарат, необхідно визначитися з розміром номінального струму. Від нього залежатиме можливість виконання самих робіт на металах різноманітної товщини. При побутовому електрозварюванні цілком достатньо значення в 200 А, що дозволяє зробити цілком працездатний апарат. Перевищення цього показника вимагатиме збільшення потужності електротрансформатора, що позначається як на зростанні його габаритів, так і вазі.

Процес складання

Виготовлення саморобного зварювального електроапарату починається з виконання. необхідних розрахунків. До уваги приймаються величини вхідної та вихідної напруги, а також необхідна величина електроструму. Від цього безпосередньо залежить розмір пристрою та кількість необхідних матеріалів. Електрозварювальний апарат, як і інше обладнання, зробити своїми руками не дуже складно. При правильному розрахунку та використанні якісних комплектуючих він зможе надійно прослужити десятки років. Для основи використовується провід з мідними жилами, а також осердя з магнітопроникного заліза. Інші компоненти не такі істотні і можуть підбиратися з тих, що можна легко дістати.

З чого розпочати підготовчий етап

Після виконання розрахункової частини заготовляються матеріали, та оснащується робоче місце під складання конструкції. Щоб спорудити саморобний зварювальний апарат потрібні дроти на первинну, а також вторинну обмотку, для сердечника – відповідне трансформаторне залізо, ізолюючі матеріали (лакотканина, текстоліт, склострічка, електрокартон). Крім того, слід заздалегідь подбати про намотувальному верстатідля виготовлення обмоток, металеві елементидля каркасу та комутаційному електроапараті. У процесі збирання знадобиться комплект звичайного слюсарного інструменту. Робоче місцевибирайте простіше, щоб вільно намотувати котушки і займатися складальним процесом.

Складання конструкції

Виконавши підготовчі заходи, Приступають безпосередньо до виготовлення електроапарата. Саморобне електрозварювання вимагає при складанні досить багато часу. Вона не така важка, скільки тривала і копітка, що вимагає точного дотримання розрахункових значень. Процедура починається з виготовлення каркасу для обмоток. Для цього використовують текстолітові пластини невеликої товщини. Внутрішня частина коробів повинна підходити для трансформаторного осердя з невеликим зазором.

Після складання двох каркасів необхідно виконати їхнє ізолювання для захисту електропроводу. Це роблять за допомогою будь-якого електроізоляційного матеріалу термостійкого типу (лакоткань, склострічка або електрокартон).

На отримані каркаси намотується провід, що має термостійку ізоляцію. Це захистить виріб від можливого пробою під час перегріву в роботі. Необхідно точно рахувати кількість витків, щоб не вийшла різниця з розрахунковими значеннями. Кожен намотаний шар обов'язково ізолюється від наступного. Між первинною, а також шаром вторинної обмотки укладається посилена ізоляція. Не забувайте виконувати необхідні відводи на необхідних кількостяхвитках. Після закінчення намотування виконується зовнішнє ізолювання.

На наступному етапі намотані обмотки насаджуються на трансформаторний сердечник, виконується його шихтівка (складання єдиної конструкції). При цьому небажано під час монтажу свердлити листи трансформаторного заліза. Металеві пластиниз'єднуються у шаховому порядку і добре стягуються. Зібрати простий зварний апарат П-подібного типу своїми руками не становить особливої ​​складності. Після закінчення складальної процедури перевіряється цілісність обмоток щодо їх можливого ушкодження. Фінішним етапом є складання корпусу та приєднання комутаційного електроапарата. До додаткового оснащення відноситься випрямний блок, а також регулятор електроструму.

Уважно ставтеся до всіх процесів, починаючи від розрахунків і до зборки. саморобного зварювання. Від цього залежатимуть кінцеві параметри виготовленого пристрою.