Саморобне зварювання. Зварювальний апарат постійного струму своїми руками: моя схема

Головна

Монтаж

Якщо людина планує виконувати в побутових умовахневеликі обсяги якихось нескладних зварювальних робітВін цілком може виготовити зварювальний апарат своїми руками, не витрачаючись на придбання заводського агрегату.

1

Для того, щоб зробити зварювальний агрегат з доступних матеріалів і деталей, необхідно чітко зрозуміти ключові принципи його функціонування і тільки після цього приступати до складання. Насамперед, слід визначитися з потужністю струму саморобного зварювального апарату. Для з'єднання масивної арматури, звичайно, потрібна висока інтенсивність струму, а для зварювання тонких металевих виробів (не більше 2 мм) – менша.

Показник сили струму безпосередньо з тим, які електроди планується використовувати. Зварювання листів та конструкцій товщиною від 3 до 5 мм проводиться стрижнями 3–4 мм, а товщиною менше 2 мм – стрижнями 1,5–3 мм. Якщо ви застосовувати чотириміліметрові електроди, сила струму саморобної установкимає бути 150–200 А, триміліметрові – 80–140 А, двоміліметрові – 50–70 А. А ось для дуже тонких деталей (до 1,5 мм) цілком достатньо струму 40 А.

Формування дуги для проведення зварювання з напруги в будь-якому зварювальному агрегаті виходить за рахунок застосування трансформатора. Цей пристрій включає свою конструкцію:

обмотки (первинну та вторинну);
магнітопровід.

Трансформатор нескладно зробити самому. Магнітопровід, наприклад, збирають із пластин трансформаторної сталі або іншого матеріалу. Вторинна обмотка необхідна безпосередньо для виконання зварювальних робіт, а первинна підключається до 220-вольтної електромережі. Професійні агрегати обов'язково мають у своїй конструкції деякі додаткові пристрої, які забезпечують покращення та посилення якості дуги, що дозволяють плавно налаштовувати показник сили струму.

Саморобні зварювальні апарати, як правило, виготовляють без додаткових пристроїв. Величину потужності трансформатора вибирають, виходячи із показника сили струму. Щоб отримати розрахункову потужність, потрібно помножити показник струму, що використовується для зварювання, на 25. Отриманий твір при множенні на 0,015 дає нам необхідний діаметр магнітопроводу. А для розрахунку необхідного перерізу обмотки (первинної) слід поділити потужність на дві тисячі і помножити отримане значення на 1,13.

З визначенням перерізу вторинної обмотки доведеться "мучитися" трохи довше. Її величина залежить від щільності зварювального струму. При силі струму в районі 200 А щільність дорівнює 6А/квадратний міліметр від 110 до 150 А – 8, менше 100 А – 10. Щоб встановити необхідний переріз вторинної обмотки потрібно:

розділити показник зварювального струму на його густину;
помножити набуте значення на 1,13.

Число витків проводки можна визначити, розділивши площу перерізу магнітопроводу на 50. Ще один важливий момент, який потрібно знати тим, хто планує самостійне виготовленняапарату для зварювання, полягає в тому, що зварювальний процес може бути "м'яким" або "жорстким" в залежності від напруги, що є на вихідних клемах (на їх затисканнях) агрегату.

Зазначена напруга встановлює особливості зовнішньої характеристики струму для зварювання, яка може бути порожнистою або крутопадаючою, а також зростаючою. У зварювальниках власної збірки фахівці радять використовувати такі джерела струму, які описуються порожнистою або крутопадаючою характеристикою. Вони відзначаються мінімальні зміни струму при коливаннях електродуги, що оптимально реалізації зварювання в домашніх умовах.

2

Тепер, коли ми знаємо головні особливості зварювальника, можна приступати до збирання саморобного зварювального апарату. Зараз в інтернеті є чимало схем та інструкцій для виконання такого завдання, які дають можливість створювати практично будь-яке обладнання для зварювання – на змінному та постійному струмі, імпульсне та інверторне, автоматичне та напівавтоматичне.

У складні технічні "нетрі" ми вдаватися не будемо, і розповімо вам, як зробити зварювальний апарат найпростішого трансформаторного типу. Працюватиме він на змінному струмі, забезпечуючи ефективне і цілком гідне за якістю шва зварне з'єднання. Такий агрегат дозволить виконати будь-які побутові роботи, при яких потрібне зварювання металевих та сталевих виробів. Для його виготовлення знадобляться такі матеріали:

пара десятків метрів товстого (бажано мідного) кабелю (дроту);
залізо для осердя трансформаторного пристрою(Залізо має характеризуватися досить великою магнітною проникністю).

Сердечник найзручніше робити стрижневим, традиційної П-подібної форми. В принципі, допускається використовувати і сердечник іншої конфігурації, наприклад, круглий зі статора будь-якого згорілого електричного двигуна, але будьте готові до того, що на круглу конструкціюобмотки намотувати набагато складніше. Рекомендована площа перерізу осердя для стандартного побутового зварювального агрегату, зробленого самостійно, становить близько 50 квадратних сантиметрів.

Такої площі вистачить для того, щоб установка могла використовувати стрижні діаметром 3-4 міліметри.

Більший перетин робити немає сенсу, оскільки агрегат стане набагато важчим, а ось реального технічного ефекту ви не досягнете. Якщо вас не влаштовує рекомендована величина площі перерізу, ви можете розрахувати її значення, користуючись схемою, наведеною в першій частині нашої статті.

Первинну обмотку потрібно виконувати з мідного дроту з високими характеристиками термічної стійкості (під час зварювання піддається обмотка впливу високих температур). Цей провід, крім того, повинен мати бавовняну або склотканинну ізоляцію. У крайньому випадку, допускається застосовувати провід в гумовотканинній або звичайній гумовій ізоляційній оболонці, але в жодному разі не в поліхлорвінілової.

Ізоляцію, до речі, можна зробити самостійно, нарізавши з бавовняної або склотканини смужки двосантиметрової ширини. Цими смужками ви обмотує мідний кабель, після чого просочуєте провід із саморобною ізоляцією будь-яким лаком електротехнічного призначення. Повірте, що подібна ізоляція не перегріється при експлуатації 6–7 зварювальних стрижнів (при їх спалюванні на середній тривалості зварювальних робіт).

Площі перерізу обмоток розраховуються за принципами, викладеними раніше. Здається, з цими розрахунками у вас проблем не виникне. Зазвичай площа перерізу "вторинного" дроту береться на рівні 25-30 квадратних міліметрів, "первинного" - 5-7 (значення для саморобних агрегатів, які працюватимуть зі стрижнями діаметром 3-4 міліметри).

Також просто визначають протяжність шматка мідного дроту та кількість витків для обох обмоток. А потім починають намотувати котушки. Їх каркас виконують за геометричними параметрами магнітопроводу. Розміри підбирають таким чином, щоб на сердечник, виготовлений з текстоліту або картону, що використовується в електротехніці, магнітопровід одягався без будь-яких труднощів.

Намотування котушок має маленьку особливість. Первинну обмотку намотують наполовину, потім її накладають і половину вторинної. Після цього аналогічно обробляють і другу частину котушки. Для поліпшення ізоляційних якостей бажано між шарами прокладати шматочки картонних смужок, склотканини або щільного паперу.

Після збирання зварювальної установки, зробленої своїми руками, її обов'язково налаштовують. Для цього потрібно включити її в мережу та виконати на вторинній обмотці замір показника напруги. Його величина повинна дорівнювати 60-65 У. Якщо напруга інше, потрібно змотати (чи домотать) частина обмотки. Такі процедури доведеться виконувати доти, доки не буде досягнуто зазначеної величини напруги.

Первинну обмотку зібраного трансформатора з'єднують з кабелем внутрішньої прокладки (ВРП) або двожильним шланговим проводом (ШРПС), який і підключатиметься до мережі 220 вольт. Вторинна обмотка (її висновки) з'єднується з ізольованими ПРГ-проводами, один з них потім контактує з виробом, що зварюється, а до другого кріплять тримач зварювальних стрижнів. Саморобний зварювальний агрегат готовий!

3

Будь-якому радіоаматору в його практиці нерідко потрібно сильно нагріти або акуратно приварити ту чи іншу деталь. Використовувати для цих цілей звичайний зварювальний агрегат немає сенсу, тому що і без нього можна досить просто і без витрат сформувати високотемпературний потік.

Якщо у вас завалявся старий автотрансформатор, який раніше застосовувався для регулювання напруги живлення радянських телевізорів на лампах, його легко пристосувати для створення вольтової дуги. Для цього потрібно підключити між його висновками електроди із графіту. Така нехитра конструкція дасть можливість виконувати найпростіші зварювальні роботи, наприклад:

ремонт або виготовлення термопар: зварювальник з автотрансформатора дозволяє відремонтувати термопари, у яких ламається так звана "кулька", іншого обладнання для подібних ремонтних робітпросто не існує;
з'єднання шин живлення з елементом розжарення звичайного магнетрону;
зварювання будь-яких проводів та кабелів;
підігрів до високих температур конструкцій (пружин та аналогічних їм деталей);
загартування всіляких пристроїв, зроблених (їх нагрівають за допомогою дуги, а потім занурюють у машинне масло).

Якщо ви надумаєте виготовити зварювальник на базі автотрансформатора, поводитися з ним потрібно вкрай акуратно, тому що з електричною мережею він не має гальванічної розв'язки. Це означає, що неправильне використання саморобного пристроюможе призвести до ураження електрострумом.

Для виконання всіх зазначених вище "дрібних" робіт рекомендується застосовувати автоматичний трансформатор з напругою (вихідною) на рівні 40-50 вольт з невеликою потужністю (близько 200-300 ват). Подібний пристрій здатний видати 10-12 ампер робочого струму, чого цілком достатньо для зварювання дротів, термопар та інших елементів. Електроди для описуваного зварювального міні-апарата – це звичайні олівцеві грифелі.

Краще, якщо вони будуть м'якими, втім, олівці середньої та високої твердості також підійдуть. Тримачі для таких графітових стрижнів можна зробити зі старих клемників, що є на будь-яких електротехнічних приладах. Тримач приєднують до обмотки (як ви самі розумієте, вторинної) автотрансформатора через один із наявних висновків, до неї ж, але вже через інший висновок, підключають і виріб, який потрібно зварити.

Ручку електродного тримача нескладно виготовити зі звичайної склотекстолітової шайби або іншого термостійкого елемента. Насамкінець скажемо, що дуга на зварювальному апараті з автотрансформатора горить не дуже довго. З одного боку це погано, з іншого – дуже добре, оскільки нетривалість її роботи виключає ризик перегріву трансформаторного пристрою.

Хороший зварювальний апарат значно полегшує всі роботи з металу. Він дозволяє з'єднувати та розрізати різні деталі заліза, які відрізняються своєю товщиною та щільністю сталі.

Сучасні технології пропонують величезний вибір моделей, що відрізняються потужністю та розміром. Надійні конструкції мають досить високу вартість. Бюджетні варіанти, як правило, мають короткий строкексплуатації.

У нашому матеріалі представлена докладна інструкціяЯк зробити зварювальний апарат своїми руками Перед початком робочого процесу рекомендується ознайомитись із різновидом зварювального обладнання.

Види зварювального апарату

Пристрої цієї техніки різниться кілька типів. Кожен механізм має деякі особливості, що відображаються на виконаній роботі.

Сучасні зварювальні апарати поділяються на:

моделі постійного струму;
зі змінним струмом
трифазні
інвекторні.

Модель із змінним струмом вважається самим простим механізмомякий легко можна зробити самостійно.

Простий зварювальний апарат дозволяє виконувати складні роботи із залізом та тонкою сталлю. Щоб зібрати таку конструкцію, потрібно мати певний набір матеріалів.

До них відносяться:

провід для обмотки;
сердечник виконаний із трансформаторної сталі. Він необхідний для намотування зварювальника.

Всі ці деталі можна придбати у спеціалізованих магазинах. Детальна консультація фахівців допомагає зробити правильний вибір.

Конструкція зі змінним струмом

Досвідчені зварювальники називають подібну конструкцію знижувальним трансформатором.

Як зробити зварювальний апарат своїми руками?

Перше що необхідно зробити - це правильно виготовити основний сердечник. Для цієї моделі рекомендується вибирати стрижневий тип деталі.

Для його виготовлення знадобляться пластини, виготовлені з трансформаторної сталі. Їхня товщина дорівнює 0,56 мм. Перед тим як приступити до складання сердечника, необхідно дотримуватись його розмірів.

Як правильно розрахувати параметри деталі?

Все досить просто. Розміри центрального отвору повинні містити всю обмотку трансформатора. На фото зварювального апарату зображено докладну схему складання механізму.

Наступним етапом буде складання осердя. Для цього беруть тонкі трансформаторні пластини, які поєднують між собою до необхідної товщини деталі.

Далі намотуємо понижуючий трансформатор, що складається з витків тонкого дроту. Для цього роблять 210 витків тонкого дроту. З іншого боку роблять намотування зі 160 витків. Третя і четверта первинна намотування повинна містити 190 витків. Після цього на поверхні кріплять товсту платину.

Кінці намотаного дроту фіксують болтом. Його поверхню відзначаю цифрою 1. Наступні кінці дроту закріплюють подібним чином із нанесенням відповідної розмітки.

Зверніть увагу!

У готової конструкціїповинно бути 4 болти з різною кількістю витків.

У готовій конструкції співвідношення намотування обмотки дорівнюватиме 60% до 40%. Такий результат забезпечує нормальну роботу апарату та гарну якість зварювального кріплення.

Контролювати подачу електричної енергіїможна за допомогою перемикання проводів на необхідна кількістьобмотки. У процесі роботи не рекомендується перегрівати механізм зварювання.

Апарат постійного струму

Дані моделі дозволяють виконувати складні роботи з товстих сталевих листів та чавуну. Головна перевага цього механізму полягає у простій збірці, яка не займе багато часу.

Зварювальний інвектор є конструкцією вторинної обмотки з додатковим випрямлячем.

Зверніть увагу!

Він буде виконаний із діодів. У свою чергу, вони повинні витримувати електричний струм 210 А. Для цього підійдуть елементи з маркуванням Д 160-162. Такі моделі досить часто застосовують для роботи в промислових масштабах.

Головний зварювальний інвектор виготовляють із друкованої плати. Такий зварювальний напівавтомат витримує стрибки електроенергії під час тривалої роботи.

Ремонт зварювального апарату не складе особливих труднощів. Тут достатньо замінити пошкоджену область механізму. У разі серйозної поломки, необхідно наново здійснювати первинну та вторинну обмотки.

Фото зварювального апарату своїми руками

Зверніть увагу!

Зварювальний апарат – вузькоспеціалізоване обладнання, але практично кожному чоловікові не раз у житті доводилося шукати подібний агрегат для ремонту домашньої техніки чи автомобіля. Досить легко зробити зварювальний апарат власноруч, але при цьому слід розуміти, що обладнання годиться для роботи над невеликими конструкціями. Це буде зварювання електродугою від джерела змінного чи постійного струму.

Аргонне та газозварювання вимагають спеціальних знань та апаратури. Виготовити газогенератор будинку можна, але якщо у майстра немає профільної освіти, великий ризик зробити помилку. Апарат для аргонно-дугового зварювання простіше брати в оренду, це коштує в десятки разів дешевше, ніж робити обладнання самостійно.

Зварювальний апарат для домашнього використання- це спрощена конструкція із найпростішими комплектуючими деталями та нескладною схемою складання. Основна деталь - зварювальний трансформатор, який можна зробити самостійно або використати вузол побутового приладу(наприклад, мікрохвильової печі).

Зварювальний інверторний агрегат влаштований за схемою:

подання харчування;
випрямляч;
інвертор.

Зробити трансформатор можна самому, використовуючи відпрацьовані кабелі дротів та необхідної довжини мідну стрічку.

Якщо у трансформаторі використовується круглий мідний дріт, робота апарату обмежується 2-3 зварювальними стрижнями. Для охолодження використовують трансформаторну олію.

Шов на деталях, що з'єднуються, утворюється за рахунок тепла, джерелом якої служить електродуга, що виникає між двома електродами. Один з електродів - це матеріал, що зварюється. Коротке замикання, потрібне для розігріву електрода (катода), призведе до виникнення стійкого розряду температурою до 6000°С. Під його дією метал почне плавитись. Це грубий опис процесу зварювання для нефахівців, яким у побуті потрібно просто швидко зафіксувати потрібний профіль, деталь.

Комплектація виробу

Зварювальні інвертори самостійно роблять досить рідко. Цей електронний пристрій потребує неодноразової перевірки, специфічних знань та досвіду. Саморобку на основі трансформатора зробити простіше і оскільки працювати вона повинна від побутової мережі (частіше 220 В), то для виконання дрібного домашнього ремонту цього апарата буде цілком достатньо.

Зварювальний інвертор на мережу 220 В збирається за схемою, яка використовується для приладів, що працюють від промислової. трифазної мережі. Потрібно знати, що ці апарати матимуть ККД на 60% вище за обладнання, пристосоване на однофазну мережу.

Зварювальник із трансформатора виготовляється без додаткових вузлів, в комплектацію входить:

трансформатор (можна зробити самому);
ізоляційний матеріал;
тримач зварювального стрижня;
ПРГ-кабель.

Більше складні виробиінвертори комплектуються:

трансформатором;
інвертором;
системою вентиляції;
амперним регулятором.

Після збирання вимірюється напруга вторинної обмотки: значення не повинні виходити за параметри 60-65 Ст.

Блок живлення простого зварювальника

Саморобні зварювальні трансформатори – просте обладнання для рідкісного ремонту. Магнітопроводом може бути статор. Первинна намотування буде підключатися до мережі, вторинна розрахована для отримання електродуги та виконання робіт. Обмотка трансформатора складається з мідного дроту чи стрічки (до 30 метрів).

Первинна намотування робиться мідною смугою з бавовняною ізоляцією. Можна використовувати голий магнітопровід і заізолювати його окремо. Смужками з бавовняної тканини обмотують провід і просочують лаком для електротехнічних робіт. Вторинна обмотка намотується після первинної ізолювання. Перетин первинної обмотки 5-7 кв. мм, переріз вторинної – 25-30 кв. мм. Після ізоляції проводять тестування параметрів: може знадобитися більше витків.

Зварювальний апарат інверторного типу має більш складний пристрій, може працювати на постійному або змінному струмі та забезпечує кращу якість шва. Але якщо в побуті потрібно провести лише точкове зварювання(наприклад при ремонті побутової техніки), то виготовлення інверторного зварювальника недоцільно. Якщо використовується трансформатор від пилососа чи мікрохвильової печі, важливо не пошкодити первинну обмотку. Вторинна обмотка у 80% випадків повинна зніматися та перероблятися, щоб агрегат не перегрівався.

Блок випрямляча

Блок випрямляча перетворює напругу змінного сигналу на постійний і складається з невеликої кількості дрібних деталей:

діодні мости;
конденсатори;
дросель;
вольтдобавка.

Випрямляч збирається за принципом бруківки, де на вході подається змінний струм, а з вихідних клем виходить постійний. Обидва пристрої - трансформатор та випрямляч для зварювальника - оснащуються блоком примусового охолодження. Кулер можна використовувати від блока живлення комп'ютера.

Блок інвертора

Блок інвертора перетворює постійний струм з випрямляча змінний і видає напругу до 40 В, силу струму до 150 А.

Інвертор працює за такою схемою:

З розетки змінний струм (частота 50-60 Гц) надходить на випрямляч, де вирівнюється частота. Струм надходить на транзистори, де постійний сигнал перетворюється на змінний зі збільшенням частоти коливань до 50 кГц.
Зниження напруги високочастотного потоку на понижувальному трансформаторі з 220 до 60 В. При цьому збільшується сила струму. Завдяки збільшенню частоти в котушці інвертора використовують лише мінімально допустиму кількість витків.
На вихідному випрямлячі відбувається останнє перетворення електропотоку на постійний з великою силою і низькою напругоюякий оптимально підходить для якісного зварювання.

У зварювальному приладі, крім головних етапів, відбувається коригування сили струму, забезпечується оптимальна вентиляція. Виготовити інвертор можна, керуючись докладною схемою.

Необхідний інструмент

Для збирання зварювального апарату та виготовлення знадобляться такі інструменти та прилади:

ножівка;
кріплення;
паяльник;
ніж, зубило, пінцет та викрутки;
метал листовий для каркасу;
електроди;
елементи збирання для трансформатора, асинхронний статор.

Складання деталей апарата відбувається на текстолітовій основі, для корпусу використовуються листи алюмінію або промислової сталі.

Виготовлення

Усі деталі при схемі виготовлення в домашніх умовах трансформаторного зварювальника будуть розташовуватися в наступному порядку:

випрямляч;
мережевий фільтр;
перетворювач;
трансформатор;
силовий випрямляч.

Зі схеми можна виключити мережевий фільтр і випрямляч, але електродуга буде поганокерована, а шов - неякісним (нерівним, з великими рваними краями, які вимагатимуть зачистки).

Етапи складання:

Намотування котушок трансформатора. Для інверторного зварювальника, який працюватиме на змінному та постійному струмі, знадобиться високочастотний трансформатор з модулем перетворення.
Лакування ізоляції обмотки.
Складання миттєвопроводу. Оптимальний варіант- асинхронний статор електромотора потужністю 4-5 кВт.
Паяння з'єднань котушок та виведення.
Перевірка трансформатора.
Складання діодного мосту та з'єднання у схемі. Потрібно 5 діодів класу КВРС5010 або В200.
Установка радіатора охолодження на кожен діодний міст.
Монтаж дроселя на одній платі з випрямлячем.
Встановлення регулятора струму на панелі керування.
Забезпечення вентиляції усієї конструкції. У корпус апарату для зварювання по периметру встановлюються вентилятори.
Вихід на робочі електроди та тримак встановлюється на передній стінці, шнур живлення на протилежній.
Між платою з блоком живлення та силовим вузлом рекомендується встановити поріг з листового металу, конденсатор напруги, який стабілізуватиме струм в електродузі.

Вага зібраного апарату для невеликого ремонту від 10 кг. Діодний міст із дроселем рекомендується виготовляти в окремому корпусі для зменшення ваги. Цей вузол буде необхідно підключати до апарату для зварювання нержавіючої сталі. При змінному напрузі мережі для зварювання залізного профілю, ремонту кузовних робіт або точкових прихватів обладнання напівавтомат практично не потрібно.

На змінному струмі

Саморобний зварювальний апарат, що працює на змінному струмі, має переваги:

Надійний шов. На змінному струмі дуга не відхиляється від початкової осі, це допомагає новачкам робити рівний та якісний шов.
Простий спосіб збирання апарату.
Бюджетна вартість комплектуючих.
Необхідно підключити лише до однофазної мережі, достатньо побутової розетки.

Головний недолік контактно-зварювального апарату – розбризкування металу під час роботи через переривання синусоїди електродуги та швидке перегрів трансформатора. Для зварювання деталей завтовшки до 2 мм діаметр електрода має бути 1,5-3 мм. Зварювання листів від 4 мм проводиться стрижнями 3-4 мм при силі струму апарата щонайменше 150 Ампер.

На постійному струмі

Саморобні апарати постійного струму широко використовуються для дому, але при складанні вимагають навичок, часу та більшої кількості дрібних деталей. Серед переваг обладнання:

стійка дуга дозволяє варити складні та тонкостінні конструкції;
відсутність неприхоплених ділянок;
немає бризок металу, зрізання задирок і зачистка швів не потрібно.

Укомплектований зварювальний апарат постійного струму рекомендується кілька разів перевірити на перегрів трансформатора, конденсатора і діодного мосту в тестовому режимі перед основною експлуатацією.

У конструкцію саморобних апаратів для зварювання можна вносити зміни та постійно їх доопрацьовувати. Можна зробити агрегат, який працював би на постійному струмі, мінімальну конструкцію, що працює на змінному сигналі при мінімальній силі до 40А, або масивний стаціонарний агрегат для установки в майстерні.

Малюнок 1. Схема мостового випрямляча зварювального апарату.

Зварювальні апарати бувають постійного та змінного струму.

С.А. постійного струму використовуються при зварюванні на малих струмах тонколистового металу (покрівельна сталь, автомобільна тощо). Зварювальна дуга на постійному струмі більш стійка, можливе зварювання на прямій та зворотній полярності. На постійному струмі можна варити електродним дротом без обмазки та електродами, призначеними для зварювання, як на постійному струмі, так і на змінному. Для надання стійкості горіння дуги на малих струмах бажано мати підвищену напругу. холостого ходу Uxxзварювальної обмотки (до 70 - 75 В). Для випрямлення змінного струму використовують найпростіші «мостові» випрямлячі на потужних діодах з радіаторами охолодження (рис. 1).

Для згладжування пульсацій напруги один із висновків С.А. А приєднують до власника електродів через дросель L1, що є котушкою з 10 - 15 витків мідної шини перетином S = 35 мм 2, намотаною на будь-якому сердечнику, наприклад, від . Для випрямлення та плавного регулювання зварювального струму використовуються складніші схеми з використанням потужних керованих тиристорів. Одну з можливих схем на тиристорах типу Т161 (Т160) наведено у статті А.Чернова «І зарядить і приварить» (Моделіст-конструктор, 1994 № 9). Переваги регуляторів постійного струму – у їхній універсальності. Діапазон зміни ними напруги становить 0,1-0,9 Uxx, що дозволяє використовувати їх не тільки для плавного регулювання струму зварювання, але і для зарядки акумуляторних батарей, живлення електронагрівальних елементів та інших цілей

Малюнок 2. Схема падаючої зовнішньої характеристики зварювального апарату.

Мал. 1. Мостовий випрямляч для зварювального апарату. Показано підключення С.О. для зварювання тонколистового металу на "зворотній" полярності - "+" на електроді, "-" на деталі, що зварюється U2: - вихідна змінна напруга зварювального апарату

Зварювальні апарати змінного струму застосовуються при зварюванні електродами, діаметр яких більше 1,6 - 2 мм, а товщина виробів, що зварюються - більше 1,5 мм. У цьому струм зварювання значний (десятки ампер) і дуга горить досить стійко. Використовуються електроди, призначені для зварювання лише на змінному струмі. Для нормальної роботизварювального апарату необхідно:

Забезпечити вихідну напругу для надійного запалення дуги. Для аматорського С.А. Uxx = 60 – 65в. Вища вихідна напруга холостого ходу не рекомендується, що пов'язано в основному із забезпеченням безпеки роботи (Uxxпромислових зварювальних апаратів - до 70 - 75 В).
Забезпечити напругу зварювання Uсв, необхідне стійкого горіння дуги. Залежно від діаметра електрода – Uсв = 18 – 24в.
Забезпечити номінальний зварювальний струм Iсв = (30 - 40) de, де Iсв - величина зварювального струму, А; 30 - 40 - коефіцієнт, що залежить від типу та діаметра електрода; de - діаметр електрода, мм.
Обмежити струм короткого замикання Iкз, величина якого має перевищувати номінальний зварювальний струм більш як 30 - 35%.

Стійке горіння дуги можливе в тому випадку, якщо зварювальний апарат матиме падаючу зовнішню характеристику, яка визначає залежність між силою струму і напругою в зварювальному ланцюзі (рис. 2).

С.А. показує, що для грубого (ступінчастого) перекриття діапазону зварювальних струмів необхідна комутація як первинних обмоток, так і вторинних (що конструктивно складніше через великий струм, що протікає в ній). Крім того, для плавної зміни струму зварювання в межах обраного діапазону використовуються механічні пристрої для переміщення обмоток. При видаленні зварювальної обмотки щодо мережної збільшуються магнітні потоки розсіювання, що призводить до зниження струму зварювання.

Малюнок 3. Схема магнітопроводу стрижневого типу.

Конструюючи аматорський С.А., не слід прагнути 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. Аматорські зварювальні апарати повинні задовольняти низку вимог, основні з яких такі: відносна компактність і невелика вага; достатня тривалість роботи (не менше 5 – 7 електродів de = 3 – 4 мм) від мережі 220в.

Вага та габарити апарату можуть бути знижені завдяки зменшенню його потужності, а збільшення тривалості роботи – завдяки використанню сталі з високою магнітною проникністю та теплостійкою ізоляцією обмотувальних проводів. Ці вимоги нескладно виконати, знаючи основи конструювання зварювальних апаратів та дотримуючись запропонованої технології виготовлення.

Мал. 2. Падаюча зовнішня характеристика зварювального апарату: 1 – сімейство характеристик для різних діапазонів зварювання; Iсв2, Iсвз, Iсв4 - діапазони струмів зварювання для електродів діаметром 2, 3 та 4 мм відповідно; Uxx - напруга холостого ходу СА. Iкз – струм короткого замикання; Ucв -діапазон напруги зварювання (18 - 24 В).

Мал. 3. Магнітопровід стрижневого типу: а – пластини Г-подібної форми; б – пластини П-подібної форми; - пластини зі смуг трансформаторної сталі; S = axb - площа поперечного перерізу сердечника (керна), см 2 с, d - розміри вікна, див.

Отже, вибір типу сердечника. Для виготовлення зварювальних апаратів використовують переважно магнітопроводи стрижневого типу, оскільки у виконанні вони більш технологічні. Серце набирають із пластин електротехнічної сталі будь-якої конфігурації товщиною 0,35-0,55 мм, стягнутих шпильками, ізольованими від сердечника (рис. 3). При підборі осердя необхідно враховувати розміри "вікна", щоб помістилися обмотки зварювального апарату, і площа поперечного перерізу осердя (керна) S = axb, см 2 . Як показує практика, не слід вибирати мінімальні значення S = 25 - 35 см, оскільки зварювальний апарат не матиме необхідний запас потужності і якісне зварювання отримати буде важко. Та й перегрів зварювального апарату після нетривалої роботи також неминучий.

Малюнок 4. Схема магнітопроводу тороїдального типу.

Перетин осердя має становити S = 45 - 55 см 2 . Зварювальний апарат буде дещо важчим, але не підведе! Все більшого поширення набувають аматорські зварювальні апарати на сердечниках тороїдального типу, які мають більш високі електротехнічні характеристики, приблизно в 4 - 5 разів вище, ніж у стрижневого, а електровтрати невеликі. Трудовитрати на їх виготовлення більш значні і пов'язані насамперед із розміщенням обмоток на торі та складністю самої намотування.

Однак за правильного підходу вони дають хороші результати. Серця виготовляють із стрічкового трансформаторного заліза, згорнутого в рулон у формі тора. Прикладом може бути осердя з автотрансформатора «Латр» на 9 А. Для збільшення внутрішнього діаметра тора («вікна») з внутрішньої сторонивідмотують частину сталевої стрічки і намотують на зовнішній біксердечника. Але, як свідчить практика, одного «Латра» недостатньо виготовлення якісного С.А. (Мало перетин S). Навіть після роботи з 1 – 2 електродами діаметром 3 мм він перегрівається. Можливе використання двох подібних сердечників за схемою, описаною у статті Б.Соколова «Зварювальний малюк» (Сам, 1993 № 1), або виготовлення одного сердечника шляхом перемотування двох (рис. 4).

Мал. 4. Магнітопровід тороїдального типу: 1.2 - сердечник автотрансформатора до і після перемотування; 3 конструкція С.А. на базі двох тороїдальних сердечників; W1 1 W1 2 - мережеві обмотки, включені паралельно; W 2 - зварювальна обмотка; S = axb - площа поперечного перерізу сердечника, см 2 с, d - внутрішній і зовнішній діаметрі тора, см; 4 – електрична схема С.А. на базі двох зістикованих тороїдальних сердечників.

На особливу увагу заслуговують аматорські С.А., виготовлені на базі статорів асинхронних трифазних електродвигунів великої потужності (понад 10 кВт). Вибір сердечника визначається площею поперечного перерізу статора S. Штамповані пластини статора не повністю відповідають параметрам електротехнічної трансформаторної сталі, тому зменшувати переріз S менше 40 - 45 см недоцільно.

Малюнок 5. Схема кріплення висновків обмоток СА.

Статор звільняють від корпусу, видаляють із внутрішніх пазів статорні обмотки, зрубують зубилом перемички пазів, захищають внутрішню поверхню напилком або абразивним кругом, заокруглюють гострі кромки сердечника і обмотують його щільно, з перекриттям ізоляційною стрічкою бавовни. Сердечник готовий для намотування обмоток.

Вибір обмоток. Для первинних (мережевих) обмоток краще використовувати спеціальний мідний обмотувальний провід у х.б. (склотканинної) ізоляції. Задовільну теплостійкість мають також дроти в гумовій або гумовотканинній ізоляції. Непридатні для роботи при підвищеній температурі (а це вже закладається в конструкцію аматорського С.А.) дроту в поліхлорвінілової (ПХВ) ізоляції через можливе її розплавлення, витікання з обмоток та їхнє короткого замикання. Тому поліхлорвінілову ізоляцію з проводів необхідно або зняти і обмотати дроти по всій довжині х.б. ізоляційною стрічкою, або не знімати, а обмотати провід поверх ізоляції. Можливий і інший перевірений практично спосіб намотування. Але про це нижче.

При доборі перерізу обмотувальних проводів з урахуванням специфіки С.А. (періодичний) допускаємо густину струму 5 А/мм 2 . При струмі зварювання 130 - 160 А (електрод de = 4 мм) потужність вторинної обмотки складе Р 2 = Iсв х 160x24 = 3,5 - 4 кВт, потужність первинної обмотки з урахуванням втрат складе близько 5 - 5,5 кВт, а отже, максимальний струм первинної обмотки може досягати 25 А. Отже, переріз проводу первинної обмотки S1 має бути не менше 5 - 6 мм. Насправді бажано використовувати провід перетином 6 - 7 мм 2 . Або це прямокутна шина, або мідний обмотувальний провід діаметром (без ізоляції) 2,6 – 3мм. (Розрахунок за відомою формулою S = піR 2, де S-площа кола, мм 2 пі = 3,1428; R-радіус круга, мм.) При недостатньому перерізі одного дроту можлива намотування в два. При використанні алюмінієвого дротуйого перетин необхідно збільшити у 1,6 - 1,7 раза. Чи можна зменшити перетин дроту обмотки? Так можна. Але при цьому С.А. втратить необхідний запас потужності, нагріватиметься швидше, та й рекомендований перетин керна S = 45 - 55 см у цьому випадку буде невиправдано велике. Число витків первинної обмотки W 1 визначається з наступного співвідношення: W 1 = [(30 - 50): S] х U 1 де 30-50 - постійний коефіцієнт; S-перетин керна, см 2 W 1 = 240 витків з відведеннями від 165, 190 і 215 витків, тобто. через кожні 25 витків.

Малюнок 6. Схема способів намотування обмоток СА на осерді стрижневого типу.

Більша кількість відводів мережної обмотки, як показує практика, є недоцільною. І ось чому. За рахунок зменшення числа витків первинної обмотки збільшується як потужність С.А., так і Uxx, що призводить до підвищення напруги горіння дуги та погіршення якості зварювання. Отже, лише зміною числа витків первинної обмотки домогтися перекриття діапазону зварювальних струмів без погіршення якості зварювання не можна. Для цього необхідно передбачити перемикання витків вторинної (зварювальної) обмотки W2.

Вторинна обмотка W 2 повинна містити 65 - 70 витків мідної ізольованої шини перерізом не менше 25 мм (краще перетином 35 мм). Цілком підійде і гнучкий багатожильний провід(наприклад, зварювальний) та трифазний силовий багатожильний кабель. Головне, переріз силової обмотки не повинен бути меншим за необхідний, а ізоляція - теплостійкою і надійною. При недостатньому перерізі дроту можлива намотування в два і навіть три проводи. При використанні алюмінієвого дроту його перетин необхідно збільшити в 16-17 рази.

Мал. 5. Кріплення висновків обмоток СА: 1 – корпус СА; 2 – шайби; 3 – клемний болт; 4 – гайка; 5 - мідний наконечник із дротом.

Труднощі придбання перемикачів на великі струми, та й практика показують, що найбільш просто висновки зварювальної обмотки завести через мідні наконечники під клемні болти діаметром 8 – 10 мм (рис. 5). Мідні наконечники виготовляють із мідних трубоквідповідного діаметра довжиною 25 - 30 мм і кріплять на дротах обпресуванням і бажано пропаюванням. Особливо зупинимося на порядку намотування обмоток. Загальні правила:

Намотування має проводитися за ізольованим керном і завжди в одному напрямку (наприклад, за годинниковою стрілкою).
Кожен шар обмотки ізолюють шаром х.б. ізоляції (склотканини, електрокартону, кальки), бажано з просоченням бакелітовим лаком.
Висновки обмоток залужують, маркують, закріплюють х.б. тасьмою, на висновки обмотки мережі додатково надягають х.б. кембрик.
У разі сумнівів в якості ізоляції намотування можна проводити з використанням бавовняного шнура як би в два дроти (автор використовував х.б. нитку для рибальства). Після намотування одного шару обмотку з х.б. ниткою фіксують клеєм, лаком і т.д. і після висихання намотують наступний ряд.

Малюнок 7. Схема способів намотування обмоток СА на осерді тороїдального типу.

Розглянемо порядок розташування обмоток на магнітопроводі стрижневого типу. Мережеву обмотку можна розташувати двома основними способами. Перший спосіб дозволяє отримати більш жорсткий режим зварювання. Мережева обмотка в цьому випадку складається з двох однакових обмоток W 1 W 2, розташованих на різних сторонах сердечника, послідовно з'єднаних і мають однаковий переріз проводів. Для регулювання вихідного струму на кожній з обмоток зроблено відводи, які замикаються попарно (рис. 6а,в).

Другий спосіб передбачає намотування первинної (мережевої) обмотки на одній зі сторін сердечника (рис. 6, г). У цьому випадку СА має крутопадаючу характеристику, варить «м'яко», довжина дуги менше впливає на величину зварювального струму, а отже, і на якість зварювання. Після намотування первинної обмотки СА необхідно перевірити наявність короткозамкнутих витків і правильність обраного числа витків. Зварювальний трансформатор включають до мережі через плавкий запобіжник (4 - 6А) і бажано амперметр змінного струму. Якщо запобіжник згоряє або сильно гріється, це явна ознака короткозамкнутого витка. Отже, первинну обмотку доведеться перемотати, звернувши особливу увагу якість ізоляції.

Мал. 6. Способи намотування обмоток СА на осерді стрижневого типу: 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, послідовно включена.

Якщо зварювальний апарат сильно гуде, а струм, що споживається, перевищує 2 - 3 А, то це означає, що число первинної обмотки занижено і необхідно підмотати ще деяку кількість витків. Справний СА споживає струм холостого ходу трохи більше 1 - 1,5 А, не гріється і гуде не сильно. Вторинну обмотку СА завжди намотують на двох сторонах осердя. Для першого способу намотування вторинна обмотка також складається з двох однакових половин, включених для підвищення стійкості горіння дуги (рис. 6) зустрічно-паралельно, а перетин дроту можна взяти трохи менше – 15 – 20 мм 2 .

8. Схема підключення вимірювальних приладів.

Для другого способу намотування основна зварювальна обмотка W 2 1 намотується на вільній від обмоток стороні сердечника і становить 60 - 65% від загальної кількості витків вторинної обмотки. Вона служить в основному для підпалу дуги, а під час зварювання за рахунок різкого збільшення магнітного потоку розсіювання напруга на ній падає на 80 - 90%. Додаткова зварювальна обмотка W 2 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. Після виготовлення С.А необхідно провести його налаштування та перевірку якості зварювання електродами різного діаметру. Процес налаштування полягає в наступному. Для вимірювання зварювального струму та напруги необхідно придбати два електровимірювальні прилади - амперметр змінного струму на 180-200 А і вольтметр змінного струму на 70 - 80в.

Мал. 7. Способи намотування обмоток СА на сердечнику тороїдального типу: 1.2 - рівномірна та секційна намотування обмоток відповідно: а - мережева б - силова.

Схема їхнього підключення показана на рис. 8. При зварюванні різними електродами знімають значення струму зварювання - Iсв та напруги зварювання Uсв, які повинні бути в необхідних межах. Якщо зварювальний струм малий, що буває найчастіше (електрод липне, дуга нестійка), то в цьому випадку або перемиканням первинної та вторинної обмоток встановлюють необхідні значення, або перерозподіляють кількість витків вторинної обмотки (без їх збільшення) у бік збільшення числа витків, намотаних поверх мережевої обмотки. Після зварювання можна зробити розлом або розпилювання кромок виробів, що зварюються, і відразу стане ясно якість зварювання: глибина провару і товщина наплавленого шару металу. За результатами вимірів корисно скласти таблицю.

Малюнок 9. Схема вимірювачів напруги та струму зварювання та конструкція трансформатора струму.

Виходячи з даних таблиці, 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%. Проблема купівлі вимірювальних приладів, рекомендованих вище, змусила автора вдатися до виготовлення вимірювальної схеми (рис. 9) на базі найбільш поширеного міліамперметра постійного струму на 1-10 мА. Вона складається з вимірювачів напруги та струму, зібраних за бруківкою.

Мал. 9. Принципова схема вимірювачів напруги та струму зварювання та конструкція трансформатора струму.

Вимірник напруги підключають до вихідної (зварювальної) обмотки С.А. Налаштування здійснюють за допомогою будь-якого тестера, яким контролюють вихідну напругу зварювання. За допомогою змінного опору R.3 стрілку приладу встановлюють на кінцевий поділ шкали при максимальному значенні UxxШкала вимірювача напруги досить лінійна. Для більшої точності можна зняти дві - три контрольні точки і проградуювати вимірювальний прилад вимірювання напруги.

Більш складно налаштувати вимірювач струму, оскільки він підключається до самостійно виготовленого трансформатора струму. Останній є сердечником тороїдального типу з двома обмотками. Розміри осердя (зовнішній діаметр 35-40 мм) принципового значення не мають, головне, щоб вмістилися обмотки. Матеріал сердечника - трансформаторна сталь, пермала або ферит. Вторинна обмотка складається з 600 - 700 витків мідного. ізольованого дротумарки ПЕЛ, ПЕВ, краще ПЕЛШО діаметром 0,2 - 0,25 мм і підключена до вимірювача струму. Первинна обмотка - це силовий провід, що проходить усередині кільця і підключається до клемного болта (рис. 9). Налаштування вимірника струму полягає в наступному. До силової (зварювальної) обмотки С.А. підключають калібрований опір з товстої ніхромового дротуна 1 - 2 сек (сильно гріється) та вимірюють напругу на виході С.А. По визначають струм, що протікає у зварювальній обмотці. Наприклад, при підключенні Rн = 0,2ом Uвих = 30в.

Позначають точку на шкалі приладу. Трьох - чотирьох вимірів з різними R H достатньо, щоб відкалібрувати вимірювач струму. Після калібрування прилади встановлюють корпус С.А, користуючись загальноприйнятими рекомендаціями. При зварюванні різних умовах(сильна або слаботочна мережа, довгий або короткий кабель, що підводить, його перетин і т.д.) перемиканням обмоток налаштовують С.А. на оптимальний режим зварювання, і далі перемикач можна встановити нейтральне положення. Декілька слів про контактно-точкове зварювання. До конструювання С.А. даного типу пред'являється низка специфічних вимог:

Потужність, що віддається в момент зварювання, має бути максимальною, але не більше ніж 5-5,5 кВт. У цьому випадку струм, що споживається з мережі, не перевищить 25 А.
Режим зварювання може бути «жорстким», отже, намотування обмоток С.А. має проводитися за першим варіантом.
Струми, що протікають у зварювальній обмотці, досягають значень 1500-2000 А і вище. Отже, напруга зварювання має бути трохи більше 2-2,5в, а напруга холостого ходу - 6-10в.
Перетин дротів первинної обмотки не менше 6-7 мм, а переріз вторинної обмотки не менше 200 мм. Досягають такого перерізу проводів шляхом намотування 4-6 обмоток та їх подальшої паралельної сполуки.
Додаткових відводів від первинної та вторинної обмоток робити недоцільно.
Число витків первинної обмотки можна взяти мінімально розрахункове у зв'язку з короткочасністю роботи С.А.
Перетин осердя (керна) менше 45-50 см брати не рекомендується.
Зварювальні наконечники та підводні кабелі до них повинні бути мідними та пропускати відповідні струми (діаметр наконечників 12-14 мм).

Особливий клас аматорських С.А. представляють апарати, виготовлені на базі промислових освітлювальних та інших трансформаторів (2-3 фазних) на вихідну напругу 36в та потужністю не менше 2,5-3 кВт. Але перш ніж братися за переробку, необхідно виміряти перетин керна, який має бути не менше 25 см, та діаметри первинної та вторинної обмоток. Вам відразу стане ясно, чого можна чекати від переробки цього трансформатора.

І насамкінець кілька технологічних порад.

Підключення зварювального апарата до мережі повинно проводитися дротом 6-7 мм через автомат на струм 25- 50 А, наприклад АП-50. Діаметр електрода в залежності від товщини металу, що зварюється, можна вибрати, виходячи з наступного співвідношення: da= (1-1,5)L, де L- товщина металу, що зварюється, мм.

Довжина дуги вибирається в залежності від діаметра електрода і в середньому дорівнює 05-11 d3. 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 та 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, застосовують зварювання на зворотній полярності (рис. 1). 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 температурианодної зони та більшого підведення тепла.

Зварювальні дроти приєднують до СА через мідні наконечники під клемні болти із зовнішнього боку корпусу зварювального апарату. Погані контактні з'єднання знижують потужнісні характеристики СА, погіршують якість зварювання і можуть спричинити їх перегрів і навіть займання проводів. При невеликій довжині зварювальних проводів (4-6 м) переріз їх має бути не менше ніж 25 мм. При виконанні зварювальних робіт необхідно дотримуватись правил пожежної та електробезпеки при роботі з електроприладами.

Зварювальні роботи слід вести у спеціальній масці із захисним склом марки С5 (на струми до 150-160 А) та рукавицях. Усі перемикання СА виконувати лише після відключення зварювального апарата від мережі.

20 років тому на прохання товариша збирав йому надійний зварювальник для роботи від мережі 220 вольт. До цього в нього були проблеми з сусідами через просідання напруги: був потрібний економний режим з регулюванням струму.

Після вивчення теми у довідниках та обговорення питання з колегами підготував електричну схемукерування на тиристорах, змонтував її.

У цій статті на основі особистого досвідурозповідаю, як зібрав та налаштував зварювальний апарат постійного струму своїми руками на базі саморобного тороїдального трансформатора. Вона вийшла у вигляді невеликої інструкції.

Схема та робочі ескізи в мене залишилися, але фотографії навести не можу: цифрових апаратів тоді не було, а товариш переїхав.

Універсальні можливості та завдання

Товаришу був потрібен апарат для зварювання та різання труб, куточків, листів різної товщини з можливістю роботи електродами 3÷5 мм. Про зварювальні інверторина той час не знали.

Зупинилися на конструкції постійного струму як більш універсальної, що забезпечує якісні шви.

Тиристорами прибрали негативну напівхвилю, створивши пульсуючий струм, але згладжування піків до ідеального стану займатися не стали.

Схема управління вихідним струмом зварювання дозволяє регулювати його величину від невеликих значень для зварювання до 160-200 ампер, необхідних при різанні електродами. Вона:

виготовлена на платі з товстого гетинаксу;
закрита діелектричним кожухом;
змонтована на корпусі з виведенням рукоятки регулювального потенціометра.

Вага та габарити зварювального апарату порівняно із заводською моделлю вийшли меншими. Розмістили його на невеликому візку з коліщатками. Для зміни місця роботи одна людина вільно перекочувала його без особливих зусиль.

Провід живлення через подовжувач підключали до вхідного електричного щитка, а шланги для зварювання просто намотували на корпус.

Проста конструкція зварювального апарата постійного струму

За принципом монтажу можна виділити такі частини:

саморобний трансформатор для зварювання;
ланцюг його живлення від мережі 220;
вихідні зварювальні шланги;
силовий блок тиристорного регулятора струму з електронною схемою управління імпульсної обмотки.

Імпульсна обмотка III розташована в силовій зоні II і підключається через конденсатор С. Амплітуда і тривалість імпульсів залежать від співвідношення числа витків в ємності.

Як зробити найзручніший трансформатор для зварювання: практичні поради

Теоретично можна використати будь-яку модель трансформатора для живлення зварювального апарату. Головні вимоги щодо нього:

забезпечувати напругу запалювання дуги на холостому ходу;
надійно витримувати струм навантаження під час зварювання без перегріву ізоляції від тривалої роботи;
відповідати вимогам електричної безпеки.

Насправді мені зустрічалися різні конструкціїсаморобних чи заводських трансформаторів. Проте, всі вони вимагають проведення електротехнічного розрахунку.

Я вже давно користуюся спрощеною методикою, що дозволяє створювати досить надійні конструкції трансформатора середнього класу точності. Цього цілком достатньо для побутових цілей та блоків живлення радіоаматорських пристроїв.

Вона описана у мене на сайті у статті Це усереднена технологія. Вона не потребує уточнення сортів та характеристик електротехнічної сталі. Ми їх зазвичай не знаємо і врахувати не можемо.

Особливості виготовлення сердечника

Умільці роблять магнітопровід з електротехнічної сталі всіляких профілів: прямокутного, тороїдального, здвоєного прямокутного. Навіть мотають витки дроту навколо статорів потужних асинхронних електродвигунів, що згоріли.

У нас була можливість користуватися списаним високовольтним обладнанням з демонтованими трансформаторами струму та напруги. Взяли від них смуги електротехнічної сталі, зробили з них два кільця - бублик. Площа поперечного перерізу кожного за розрахунками становила 47,3 см 2 .

Їх ізолювали лакотиканням, скріпили бавовняною стрічкою, утворивши фігуру вісімки, що лежить.

Зверху посиленого ізоляційного шару стали мотати провід.

Секрети обмотки живлення

Провід для будь-якого ланцюга має бути з гарною, міцною ізоляцією, розрахованою на тривалу роботупри нагріванні. Інакше під час зварювання вона просто згорить. Ми виходили із того, що було під рукою.

Нам дістався провід із ізоляцією лаком, закритою зверху тканинною оболонкою. Його діаметр - 1,71 мм замалий, але метал - мідь.

Оскільки іншого дроту просто не було, то стали обмотку живлення робити з нього двома паралельними магістралями: W1 та W'1 з однаковим числом витків – 210.

Бублики сердечника монтували щільно: так вони мають менші габарити та вагу. Однак, прохідний переріз для проведення обмоток також обмежений. Монтаж утруднений. Тому кожну напівобмотку живлення рознесли на свої кільця магнітопроводу.

У такий спосіб ми:

удвічі збільшили поперечний переріз дроту обмотки живлення;
заощадили місце усередині бубликів для розміщення силової обмотки.

Вирівнювання дроту

Отримати щільну намотування можна лише з добре вирівняної жили. Коли ми знімали дріт зі старого трансформатора, то він вийшов викривленим.

Прикинули в думці необхідну довжину. Звісно ж її не вистачило. Кожну обмотку довелося робити з двох частин і зрощувати гвинтовим затиском прямо на бубліці.

Провід розтягли на вулиці по всій довжині. Взяли до рук пасатижі. Затиснули ними протилежні кінці і потягли з силою у різні боки. Жила вийшла добре вирівняною. Скрутили її каблучкою з діаметром близько метра.

Технологія намотування дроту на тор

Для обмотки живлення ми використовували метод намотування ободом або колесом, коли з дроту робиться кільце великого діаметраі заводиться всередину тора обертанням по одному витку.

Цей же принцип використовується при надяганні заводного кільця, наприклад, на ключ або брелок. Після того, як колесо заведено всередину бублика, його починають поступово розкручувати, укладаючи і фіксуючи провід.

Цей процес добре показав Олексій Молодецький у своєму відеоролику «Намотка тора на обід».

Ця робота важка, копітка, вимагає посидючості та уваги. Провід треба щільно укладати, рахувати, контролювати процес заповнення внутрішньої порожнини, вести запис намотаної кількості витків.

Як мотати силову обмотку

Для неї ми знайшли мідний дрітвідповідного перерізу - 21 мм2. Прикинули довжину. Вона впливає на кількість витків, а від них залежить напруга холостого ходу, необхідна для гарного запалення електричної дуги.

Зробили 48 витків із середнім висновком. Разом вийшло на бублику три кінці:

середній – для прямого підключення «плюсу» до зварювального електрода;
крайні – на тиристори і після них на масу.

Оскільки бублики скріплені і вже по краях кілець змонтовані обмотки живлення, то намотування силової ланцюга виконували методом «човника». Вирівняний дріт склали змійкою та просовували для кожного витка через отвори бубликів.

Відпаювання середньої точки виконали гвинтовим з'єднанням з його ізоляцією лакотканню.

Надійна схема управління зварювальним струмом

У роботі беруть участь три блоки:

стабілізованої напруги;
формування високочастотних імпульсів;
поділу імпульсів на ланцюги керуючих електродів тиристорів.

Стабілізація напруги

Від обмотки живлення трансформатора 220 вольт підключений додатковий трансформатор з напругою на виході 30 В. Воно випрямляється діодним мостом на основі Д226Д і стабілізується двома стабілітронами Д814В.

У принципі, тут може працювати будь-який блок живлення з аналогічними. електричними характеристикамиструму та напруги на виході.

Імпульсний блок

Стабілізована напруга згладжується конденсатором С1 і подається на імпульсний трансформатор через два біполярні транзистори прямої та зворотної полярності КТ315 і КТ203А.

Транзистори генерують імпульси первинну обмотку Тр2. Це імпульсний трансформатор тороїдального типу. Він виконаний на пермале, хоча можна використовувати і феритове кільце.

Намотування трьох обмоток проводилося одночасно трьома відрізками дроту діаметром 0,2 мм. Зроблено по 50 витків. Полярність їхнього включення має значення. Вона показана крапками на схемі. Напруга на кожному вихідному ланцюзі близько 4 вольт.

Обмотки II та III включені в ланцюг керування силовими тиристорами VS1, VS2. Їхній струм обмежується резисторами R7 і R8, а частина гармоніки обрізається діодами VD7, VD8. Зовнішній виглядімпульсів ми перевірили осцилографом.

У цьому ланцюжку резистори треба підбирати під напругу імпульсного генератора так, щоб його струм надійно керував роботою кожного тиристора.

Струм відмикання 200 мА, а напруга, що відпирає - 3,5 вольта.

Розділи