Зварювальний апарат змінного струму своїми руками. Зварювальний апарат своїми руками: проста інструкція зі створення та застосування приладу

При виконанні в домашніх умовах неважких та невеликих за обсягом зварювальних робіт кожен може зібрати .

Для складання не доведеться витрачати велика кількістьгрошей, сил та часу. Також не потрібно купувати невиправдано дорогі моделі такого обладнання.

Щоб виготовити міні зварювальний апарат своїми руками з підручних засобів, без особливих фінансових витрат і сил потрібно розуміти, як функціонує обладнання, після чого можна приступати до його виробництва в домашніх умовах.

Насамперед варто визначити потрібну потужність подачі струму саморобного обладнаннядля зварювання. З'єднання деталей масивної конструкції потребує більшої інтенсивності струму, а зварювальні роботи з тонкими металевими поверхнями – мінімальною.

Значення сили струму пов'язане з вибраними електродами, які використовуватимуться в процесі. При зварюванні виробів до 5 мм необхідно використовувати стрижні до 4 мм, а в конструкції з 2 мм товщиною, стрижні повинні бути 1,5 мм.

При використанні електродів у 4 міліметри сила струму регулюється до 200 ампер, у 3 міліметри до 140 ампер, у 2 міліметри – до 70 ампер і для найменших до 1,5 міліметрів – до 40 ампер.

Сформувати дугу для зварювального процесу можна самому, використовуючи напругу, яка виходить за рахунок роботи трансформатора.

У комплект цього обладнання входить:

  • магнітопровід;
  • обмотка – первинна та вторинна.

Також трансформатор вдасться виготовити самостійно. Для магнітопроводу використовуються пластини зі сталі або іншого міцного матеріалу. Обмотки необхідні щоб безпосередньо виконувати зварювальну роботу та мати можливість підключати агрегат для зварювання до мережі 220 вольт.

Трансформатор для зварювальних робіт.

Спеціалізоване обладнання мають додатковими пристроями, Що забезпечують підвищення якості та потужності дуги, що дає можливість самостійно регулювати значення сили струму.

Досить глибоко в цю тему йти не варто, оскільки один із найпростіших способів зібрати апарат для зварювання своїми руками.

Його особливість – робота зі змінним струмом, завдяки чому забезпечується виконання якісного шва при зварюванні металевих поверхонь. Таке обладнання може впоратися з будь-якою побутовою роботою, де необхідно зварити металеві чи сталеві конструкції.

Щоб виготовити його, необхідно підготувати:

  1. Декілька метрів кабелю з великою товщиною.
  2. Матеріал для сердечника, який розташовуватиметься в трансформаторі.
    Сам матеріал повинен мати підвищену проникність з примагнічуванням.

Оптимальний варіант, коли осердя у формі стрижня має букву «П». У деяких випадках вирішено застосовувати цю деталь у більш зміненій формі, наприклад, круглої зі статора, виготовленої з пошкодженого електричного двигуна.

Схема влаштування зварювального трансформатора.

Однак варто звернути увагу, що на таку форму обмотки накручуються важче. Найкраще, коли перетин сердечника для класичного зварювального обладнання, Зробленого своїми руками і використовуваного в побутових цілях, мало площу близько 50 см2.

Щоб обладнання мало доступну вагу, не варто збільшувати в обсязі переріз, проте технічний ефект буде не на вищому рівні. Якщо площа перерізу вам не підходить, її вдасться порахувати самостійно, використовуючи спеціальні схеми і формули.

Первинна обмотка повинна бути виготовлена ​​з дроту з міді, який матиме підвищені характеристики: термічна стійкість, оскільки в процесі експлуатації конструкції ця деталь дуже нагрівається.

Така деталь повинна мати бавовняну або склотканину ізоляцію. На крайній випадок, можна використовувати провід з гуми з ізоляцією або гумову тканину, але побоюйтеся поліхлорвінілової обмотки.

Ізоляція також виготовляється своїми руками, з використанням бавовняної або склотканини, а точніше її частини по 2 см завширшки. Завдяки цим шматкам вдасться обмотати провід, а потім просочити його за допомогою будь-якого лаку з електротехнічним призначенням. Така ізоляція не перегріватиметься після регулярного функціонування.

Аналогічно наведеним вище розрахункам вдасться порахувати, яка площа перерізу обмотки – первинної та вторинної буде найоптимальнішою. Найчастіше вторинна обмотка має площу близько 30 мм2, а первинна обмотка до 7 мм2, з використанням стрижня 4 міліметри діаметром.

Крім цього простим способом потрібно визначити, наскільки протягуватиметься шматок дроту з міді і скільки витків знадобиться, щоб накрутити дві обмотки. Після цього намотуються котушки, а каркас виготовляється за допомогою геометричних параметрів магнітопроводу.

Головне простежити, щоб при надяганні магнітопроводу не було жодних складнощів. Насамперед, необхідно правильно підібрати розмір сердечника. Його краще виготовляти за допомогою електротехнічного картону або текстоліту.

За таким самим аналогом вдасться виготовити конструкцію для зварювання дрібних деталей. Для будинку можна використовувати зварювальний апарат "міні" невеликого розміру.

Виготовлення зварювального апарату

На сьогоднішній день практично неможливо і досить важко зварити метал або обробити його належним способом, не застосовуючи зварювальне обладнання. Після того, як ви зробите зварювальний апарат своїми руками, ви зможете виконувати будь-які роботи з металевими виробами.

Схема трансформатора із окремим дроселем.

Щоб виготовити якісний агрегат необхідно мати знання і навички, які допоможуть зрозуміти схему зварювального апарата постійного струму або змінного, що є двома варіантами складання обладнання.

З метою домашнього використаннянайкраще дізнатися, як зробити міні зварювання.

Зручніше викликати майстра або придбати вже готовий агрегат, проте іноді це буває надто затратно, оскільки на вибір моделі за різними параметрами, такими як маса для зварювального апарату, кількість вольтів на зварювальний апарат визначити досить важко.

Існує кілька типів зварювальних апаратів: які працюють на змінному струмі, постійному, мають три фази чи инверторные. Щоб вибрати один з варіантів і почати складання необхідно розглянути кожну схему перших 2-х типів. Під час попереднього процесу необхідно звернути увагу на стабілізатор напруги.

На змінному струмі

Щоб виготовити саморобні зварювальні апарати, необхідно підібрати показник напруги, найкраще це 60 вольт, струм найкраще регулювати від 120 до 160 ампер.

Можна самостійно визначити значення перерізу необхідного дроту виготовлення первинної обмотки трансформатора, який повинен приєднуватися до мережі 220 вольт.

Перетин за параметрами площі не повинен бути більше 7 мм2, оскільки до уваги варто відзначити можливий перепад напруги та можливого додаткового навантаження.

Виходячи з обчислень, оптимальним розміромдіаметра жили з міді під первинну обмотку, що зменшує дію механізму, є 3 міліметри. При виборі алюмінію для дроту перетин множиться на значення 1,6.

Варто зазначити, дроти потрібно обмотати ганчіркою, оскільки вони мають бути ізольовані. Справа в тому, що під збільшенням температури провід може розплавитись і виникне коротке замикання.

За відсутності необхідного дроту, можна замінити його житловий трохи тонше, примотуючи її парно. Однак необхідно пам'ятати, що обмотка товщина збільшиться, через що розміри зварювального обладнання будуть більшими. Під вторинну обмотку застосовують товщини провід з великою кількістю жил з міді.

На постійному струмі

Електрична схема зварювальника на постійному струмі.

Деякі зварювальні апарати працюють за допомогою постійного струму. Завдяки такому агрегату можна зварювати чавунні вироби та конструкції з нержавіючої сталі.

Щоб створити своїми руками зварювальний апарат постійного струму, може знадобитися не більше півгодини. З метою перетворення саморобки зі змінним струмом, необхідно, щоб вторинна обмотка була підключена , який збирається на діоді.

У свою чергу, діод повинен витримувати струм з 200 ампер і мати хороше охолодження. Щоб підрівняти значення струму, можна скористатися конденсаторами, що мають певні характеристики та особливості напруги. Після цього агрегат збирається послідовно за схемою.

Дроселі використовують у регулюванні струму, а контакти, щоб приєднати тримач. Додаткові деталі використовуються у передачі струму від зовнішнього носія на місце зварювання.

Щоб експлуатувати апарат для зварювання за призначенням, необхідно, в першу чергу, розпалити електричну дугу. Цей процес легкий і виконується такими діями: кінчик електрода під певним нахилом з боку металевого покриттяпідносимо і цвіркаємо по поверхні конструкції.

Якщо дія здійснена правильно і вдало, виникає спалах невеликих розміріві матеріал розплавляється, після чого можна зварювати необхідні елементи.

При виготовленні міні зварювального апарату необхідно керуватися рекомендаціями щодо роботи з ним. Щоб зварювати елементи потрібно тримати стрижень у такому положенні, щоб він був на певній відстані один від одного деталей, що зварюються. Ця відстань може бути рівною перерізу підібраного електрода.

Найчастіше такий метал, як вуглецева сталь, приєднується з прямим полярним струмом. Однак деякі сплави можна зварити лише за зворотною полярністю струму. Крім цього необхідно уважно контролювати якість шва та як проплавляється конструкція.

Схема простого зварювального апарату.

Варто наголосити на тому, що змінний струм, що знаходиться, може регулюватися ефективно і з плавністю. Найчастіше жодних складнощів не виникає з настроюванням агрегату на необхідні параметри.

З невеликим показником сили струму шов вийде неякісним, але й збільшене значення не варто виставляти, оскільки є ризик пропалити поверхню.

Якщо необхідно зварити поверхні невеликої товщини, то стрижні підійдуть з розміром від 1 до 3 міліметрів, при цьому сила струму повинна змінюватись з відмітками 20-60 А. З використанням електродів великого перерізу можна зварювати металеві вироби до 5 міліметрів, проте в цьому випадку струм повинен бути 100 А.

По завершенню зварювального процесу, з використанням саморобки, необхідно акуратно прибрати окалину легкими рухами, яка з'являється на шві, після чого він чиститься спеціальною щіткою.

Завдяки цій дії ви зможете зберегти приємний естетичний вигляд свого апарату. Не варто турбуватися, якщо на перших парах чищення обладнання не сильно виходитиме. Ця навичка напрацьовується на досвіді та за умови виконання всіх рекомендацій щодо грамотної експлуатації конструкції.

Підсумок

Підсумовуючи, варто відзначити, що зварювальні апарати постійного струму збирати значно легше і вони також зручні в експлуатації за рахунок своєї малопотужності.

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 тонко листового 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 струмі можна 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 У. 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 струмувикористовують 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, слід прагнути 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 робіт необхідно 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 діаметра тора ("вікна") з внутрішньої сторони відмотують 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 в 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 неодруженому ходу не більше 1..1,5 А, не грітися 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 діаметра. 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. 8 Принципова схемапідключення 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 у тому, що з 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:

1 – первинна обмотка; 3 - бухта дроту;
2 – вторинна обмотка; 4 - ярмо

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. Утримувач 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.

Всі деталі пристрою за допомогою навісного монтажузбираються 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 регулятор зварювального струму особливого 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

При написанні статті використовувалася частина матеріалів із книги Пестрикова В. М. "Домашній електрик і не тільки..."

Усього хорошого, пишіть to © 2005

Апарат для зварювання застосовують при деяких видах кузовних робіт для з'єднання металевих деталей. Однак роботи з використанням даних пристроїв проводять зазвичай за наявності серйозних ушкоджень кузова, що зустрічаються порівняно рідко. Тому купувати новий відносно дорогий пристрій для разового використаннянедоцільно. Для побутового використання можна зробити зварювальний апарат своїми руками.

Особливості

Потрібно враховувати, що виготовляти зварювальний апарат самостійно вигідно лише за наявності деяких вихідних складових. Це пояснюється тим, що хоча зібрати найпростіша модельрозглянутого пристрою нескладно, матеріали, необхідні для цього, дуже дорогі. Тому якщо купувати їх окремо спеціально для виготовлення даного приладу своїми руками, за підсумковою вартістю він може виявитися близьким до нового фірмового інструменту, який, звичайно, перевершуватиме за технічними характеристиками саморобний зварювальний апарат.

Конструкція

Основу розглянутого інструменту становить трансформатор, що є джерелом енергії. Він являє собою дві котушки мідного дроту, намотані на сердечник із металу. Причому котушки розрізняються за кількістю витків. Та їх, що підключається до електромережі, називається первинної. У вторинній котушці у своїй виникає струм меншого напруги, але більшого амперажу завдяки індукції.

Потрібно враховувати, що зварювальний апарат, що має малу силу струму, виробляє низькоякісне зварювання, в той час як надмірна сила струму призводить до спалювання електродів та різання металу.

Зварювальний апарат можна оснастити трансформатором, наприклад, від НВЧ-печі. Однак оскільки на його вторинній обмотці виникає напруга близько 2000 вольт, необхідно внести деякі зміни до конструкції своїми руками з метою зниження напруги, а саме скоротити кількість витків.

Для зниження напруги вторинну обмотку розпилюють у двох місцях та витягують із котушки. При цьому потрібно бути обережними, щоб не пошкодити первинну обмотку. Потім вторинну обмотку перемотують більш товстим дротом або дротом ПЕВ з емалевою ізоляцією або термопапером товщиною 0,05 мм. Бажано використовувати третій варіант, тому що це дозволяє уникнути виникнення скін-ефекту, що виявляється у разі застосування звичайного дроту. Він полягає у витісненні високочастотних струмів, що призводить до перегріву провідника.

Створену обмотку покривають тонкоізоляційним лаком. Такі параметри, як кількість витків і товщина, обчислюють кожної моделі трансформатора. Однак виведені й оптимальні значення: товщина обмотки – 0,3 мм, ширина – 40 мм, товщина дроту – 0,5-0,7 мм.

Якщо в наявності відсутній трансформатор від НВЧ-печі або іншого приладу, можна зібрати його своїми руками. Для цього знадобиться сердечник з поперечним перерізом 25-55 см² з трансформаторного заліза, що відрізняється високою магнітною проникністю, мідний дріт завдовжки кілька десятків метрів, ізоляційні матеріали.

Що стосується дроту, найкращим варіантом вважають термостійкий провід з міді зі склотканинною, бавовняною або в крайньому випадку гумовою ізоляцією. Можна зробити ізоляцію самотужки. Для цього потрібно нарізати ізоляційний матеріал смужками по 2 см і обернути ними провід.

Остаточний етап – просочування електротехнічним лаком. Чим якісніша ізоляція, тим нижча можливість перегріву інструменту. Параметри обмотки розраховують на основі технічних характеристикприладу. Вихідна напруга холостого ходу саморобного зварювального апарату коливається від 60 до 65 В, робоча напруга - від 18 до 24 В. з урахуванням втрат. Струм при цьому становить близько 25 А.

Кількість витків визначають на основі напруги з урахуванням площі перерізу сердечника магнітопроводу в 2 см. На 1 при якісному дроті припадає 0,9 - 1,1 витків. Загальну кількість одержують шляхом розподілу рівня напруги на частоту. У такий спосіб розраховують показники для обох обмоток. На основі цього можна визначити необхідну довжину дроту шляхом множення довжини одного витка на їхню загальну кількість. У цьому треба взяти певний запас.

Перед намотуванням котушок потрібно зробити каркаси з текстоліту або електротехнічного картону, які вільно надягають на сердечник. Між первинним і вторинним намотуванням необхідно прокласти ізоляцію у вигляді склотканини, електротехнічного або звичайного картону.

Корпус

Зварювальний апарат слід оснастити корпусом, який поміщають трансформатор для збереження від впливу зовнішніх факторів. При його виборі або виготовленні слід враховувати, що через електромагнітне випромінювання для цього підходять не всі матеріали. Найкращими варіантами вважають цільновигнутий твердий сталевий корпус або корпус з діелектричних матеріалів. Другий варіант складніше знайти або зібрати своїми руками, до того ж він менш міцний, проте дозволяє уникнути вібрації та втрати енергії в конструктивних елементах трансформаторів, що викликаються вихровими струмами, які збуджуються сильними магнітними полями розсіювання поблизу обмоток.

У корпусах інших матеріалів дані негативні явища можна трохи знизити (на 30-50 % залежно від конструкції і матеріалу корпусу), якщо зробити на корпусі поздовжні розсічки.

Більшість саморобних зварювальних інструментів не мають цілісного корпусу. Це дозволяє уникнути таких проблем, пов'язаних з ним, як вібрації, вихрові струми та втрати енергії. Однак у такому випадку зварювальний апарат піддається впливу зовнішніх факторів, що призводить до різкого зниження надійності та безпеки робіт. До того ж слід враховувати, що вищезгадані втрати становлять кілька відсотків, що майже непомітно на тлі опору в лініях електропередач та флуктації напруги у мережі.

Крім того, бажано оснастити апарат регулюванням вторинної напруги для плавного регулювання зварювального струму. Це дозволить компенсувати втрати у проводах. великої довжини, що особливо актуально під час роботи далеко від мережі живлення. У фірмових інструментахє ступінчасте регулювання напруги шляхом перемикання обмоток. Домашній електрозварювальний апарат можна оснастити схемою випрямлення напруги, побудованої на тиристорах.

Питання надійності

Зварювальний апарат, зроблений своїми руками, здебільшого виявляється не таким надійним, як фірмовий аналог. Тому при виготовленні слід вжити деяких заходів щодо її підвищення.

Основним фактором, що призводить до передчасного виходу з ладу пристроїв, що розглядаються, вважають перегрів. Для зниження можливості його виникнення насамперед необхідно зробити ефективну ізоляцію. Для цього потрібні надійні обмотувальні дроти із щільністю струму до 5-7 А/кв.мм. Однак цього може виявитися недостатньо.

Для швидкого охолодження дроту необхідно забезпечити взаємодію Космосу з повітрям. Для цього в обмотках потрібно зробити щілини. Після першого шару дроту і через кожні два наступні із зовнішніх сторін вставляють гетенаксові або дерев'яні планки 5-10 мм.

Таким чином забезпечують контакт кожного шару дроту з повітрям з одного боку. Якщо зварювальний апарат не має вентиляторів, щілини вертикально орієнтують для забезпечення постійної циркуляції повітря. У такому разі знизу надходить холодне повітря, тепле йде вгору.

Більше ефективним варіантомЗабезпечення охолодження трансформатора зварювального апарату, природно, є вентилятор. Його обдування майже не позначається на швидкості нагрівання, але значно прискорює охолодження. Однак потрібно враховувати, що для трансформатора із закритими обмотками проблема перегріву не вирішиться навіть при встановленні потужного вентилятора. У такому разі його можна уникнути лише помірним режимом роботи.

Існує ще один варіант вирішення проблеми перегріву трансформатора. Він полягає у зануренні його в трансформаторне масло. Ця рідина не тільки відводить тепло, а й є додатковим ізолятором. У такому випадку корпус трансформатора повинен являти собою герметичну ємність.

Найбільш проблемними з погляду перегріву є тороїдальні трансформатори. Вони швидко нагріваються та повільно охолоджуються. Також досить серйозною проблемою саморобних трансформаторів вважають вібрацію, що виникає під час роботи внаслідок тяжіння металевих елементів створюваним ними змінним магнітним полем. Через це виникає тертя проводів, що призводить до руйнування ізоляції, а також руйнування та продавлювання обмоток на кутах каркасу. Для зниження наслідків дії вібрації необхідно зробити якісну ізоляцію. Також потрібно міцно закріпити усі нерухомі елементи.

Слід уникати зберігання та використання зварювального апарату в умовах підвищеної вологості. Вода, що конденсується у щілинах ізоляції, є провідником струму. Перед використанням інструмент потрібно перевірити. Якщо напруга виходить за межі 60 - 65, збільшують або зменшують обмотку.

Якщо людина планує виконувати в побутових умовахневеликі обсяги будь-яких нескладних зварювальних робіт, він 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 ж, 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 перерізуобмотки (первинної) слід розділити 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 використовуваного 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 з його щільність;
  • 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 виготовлення апарату 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 затискачі) агрегату.

Зазначена напруга встановлює особливості зовнішньої характеристики струму для зварювання, яка може бути порожнистою або крутопадаючою, а також зростаючою. У зварювальниках власного складання 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 електричного двигуна, що згорів, але будьте готові до того, що на круглу конструкціюобмотки намотувати набагато складніше. Рекомендована площа перерізу сердечника для стандартного побутового зварювального агрегату, зробленого самостійно, становить близько 50 сантиметрів квадратних.

Такої площі вистачить, щоб установка могла використовувати стрижні діаметром 3–4 міліметри.

Більший перетин робити немає сенсу, тому що 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 характеристикамитермічної стійкості (під час зварювання обмотка піддається 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 з саморобною ізоляцієюбудь-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 по геометричним параметраммагнітопроводу. 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 складання 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, такі:

  • ремонт або виготовлення термопар: зварювальник з автотрансформатора дозволяє відремонтувати термопари, у яких ламається так звана "кулька", іншого обладнання для подібних ремонтних робіт просто 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.

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 використовувати 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 Краща якістьшва. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. На вихідному випрямлячі відбувається останнє перетворення електропотоку на постійний з великою силою і низькою напругоюякий оптимально підходить для якісного зварювання.

У зварювальному приладіКрім основних 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:

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

Вага зібраного апаратудля невеликого ремонту від 10 кг. Діодний міст із дроселем рекомендується виготовляти в окремому корпусі для зменшення ваги. Цей вузол 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:

  1. Надійний шов. На змінному струмі дуга не відхиляється від початкової осі, це допомагає новачкам робити рівний та якісний шов.
  2. Простий спосіб збирання апарату.
  3. Бюджетна вартість комплектуючих.
  4. 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 перегрівання 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.