Зробити зварювальник із трансформатора. Як зробити зварювальний апарат своїми руками: покроковий опис як розрахувати та зібрати зварювальний апарат (110 фото)

У будь-якій майстерні з обробки металу дуже зручно працювати, якщо під рукою є зварювальний апарат. З його допомогою можна надійно поєднувати металеві деталі або конструкції, вирізати отвори, а то й просто розрізати заготовки в потрібному місці.

Такий корисний інструмент можна зробити своїми руками, головне, у всьому добре розібратися, а майстерність робити гарний і надійний шов, прийде з досвідом.

Змінний вихідний струм

Вдома, на дачі, на виробництві найчастіше трапляються саме такі апарати. Багато фото зварювального обладнання показує, що воно зроблено власноруч.

Найголовніші складові для такого апарату – це провід для двох обмоток та сердечник для них. Фактично – це трансформатор зниження напруги.

Розміри дроту

Апарат буде добре працювати при напрузі на виході 60 вольт і струмом до 160 ампер. Розрахунки показують, що для первинної обмотки потрібно взяти мідний дріт перетином 3, а краще 7 квадратних міліметрів. Для алюмінієвого дроту перетин має бути більшим у 1,6 раза.

Ізоляцію дротів необхідно використовувати тканинну тому, що дроти в процесі роботи сильно нагріваються і пластик просто розплавиться.

Укладати первинну обмотку потрібно дуже ретельно та акуратно тому, що вона має багато витків і знаходиться у зоні високої напруги. Бажано, щоб провід був без розривів, але якщо потрібної довжини немає під рукою, шматки необхідно надійно з'єднати і спаяти.

Вторинна обмотка

Для вторинної обмотки можна купувати мідь, а можна алюміній. Провід може бути як одножильний, так і складається з декількох провідників. Перетин від 10 до 24 квадратних міліметрів.

Дуже зручно намотувати котушку окремо від сердечника, наприклад, на дерев'яну заготовку, а потім набирати пластини з трансформаторної сталі в готову, надійно ізольовану обмотку.

Багатожильний провід

Як зробити багатожильний провід придатного перерізу для зварювального апарату? Є такий спосіб. На відстані 30 метрів (більше або менше, залежно від розрахунків) надійно кріпляться два гаки. Між ними натягується необхідна кількість тонкого дроту, з якого буде складено багатожильний провідник. Потім один кінець знімається з гака і вставляється в електродриль.

На малих оборотах пучок проводів поступово закручується, його загальна довжина трохи зменшуватиметься. Кінці дроту зачистити (окремо кожну жилу), залудити і добре пропаяти. Потім ізолювати весь дріт, бажано ізоляційним матеріалом на текстильній основі.

Сердечник

Хороші характеристики показують саморобні зварювальні апарати на основі сердечників із трансформаторної сталі. Вони набираються із пластин товщиною 0,35-0,55 міліметрів.

Важливо правильно підібрати розмір вікна в сердечнику, щоб у нього помістилися обидві котушки, і площа розрізу (його товщина) була 35-50 квадратних сантиметрів. По кутах готового сердечника встановлюються болти, а гайками все щільно стягується.

Первинна обмотка складається з 215 витків. Для можливості регулювання зварювального струму готового апарату можна зробити висновки від намотування на 165 та 190 витках.

Всі контакти кріпляться на пластині з ізоляційного матеріалу та підписуються. Схема така: що більше витків котушки, то більше струм на виході. Вторинна обмотка складається з 70 витків.

Інвертор

Своїми руками можна зібрати ще один зварювальний прилад – інвертор. Він має ряд позитивних відмінностей від трансформатора. Найперше, що впадає у вічі, – його невелика вага. Усього кілька кілограмів. Можна працювати, не знімаючи апарат із плеча. Потім, робочий постійний струм, це дозволяє створювати акуратніший шов, та й дуга не так скаче. Простіше працювати зварювальникам-початківцям.

Деталі для збирання такого апарату продаються в магазинах та на ринку. Потрібно лише знати маркування. Особливої ​​уваги вимагає якість транзисторів тому, що вони знаходяться у найнапруженішій області конструкційної схеми інвертора. Для охолодження приладу використовують примусову вентиляцію у вигляді охолодних радіаторів та витяжних вентиляторів.

Таким чином, якщо скласти каталог саморобних зварювальних апаратів, то вийде довгий перелік із трансформаторів різної конструкції, інверторів, зварювальних напівавтоматів та автоматів. Такі прилади дозволяють працювати з чавуном та сталлю, алюмінієм та міддю, нержавійкою та тонким листовим залізом.

Надійність та довговічність їх роботи залежить від точності розрахунків, наявності матеріалів, деталей, правильності складання, а також від дотримання правил безпеки на всіх етапах створення та експлуатації подібних приладів.

Фото зварювального апарату в домашніх умовах

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

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

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

Особливості саморобних трансформаторів

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

Особливості саморобних випрямлячів

Власноруч виготовлені випрямлячі дозволяють виконувати зварювання тонколистового металу з високою якістю шовних з'єднань.

Схема зварювального апарату, що використовує випрямлення електричного струму, дуже проста. Вона містить трансформатор, якого підключений випрямний блок, і навіть дросель. Ця найпростіша конструкція забезпечує стійке горіння звареної електродуги. Як дросель застосовується котушка з намотаних на сердечник мідних дротів. Випрямляючий пристрій підключається безпосередньо до висновків трансформаторної обмотки.

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

Як зробити зварювальний апарат

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

Розрахунок зварювального трансформатора

Електрозварювальні саморобні пристрої виконані за найпростішою схемою, яка не передбачає використання додаткових вузлів. Від необхідного значення зварного електроструму залежатиме потужність електроапарата, що збирається. Зварювання на дачі електричним пристроєм, зібраним своїми руками, безпосередньо залежатиме від технічних характеристик власного виробу.

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

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

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

Схема зварювального трансформатора

На наведеному нижче малюнку показано схему зварювального трансформатора найпростішого вигляду.

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

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

Визначення параметрів

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

Номінальний режим роботи

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

Номінальна робоча напруга

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

Напруга мережі та кількість фаз

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

Напруга холостого ходу

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

Номінальний зварювальний струм трансформатора

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

Процес складання

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

З чого розпочати підготовчий етап

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

Складання конструкції

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

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

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

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

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

Зварювання своїми руками в даному випадку означає не технологію виконання зварювальних робіт, а саморобне обладнання для електрозварювання. Робочі навички набувають виробничої практики. Безумовно, перш ніж йти до майстерні, треба засвоїти теоретичний курс. Але втілювати його в практику можна тільки, маючи на чому працювати. Це перший аргумент на користь того, щоб, самостійно освоюючи зварювальну справу, спочатку потурбуватися про наявність відповідного обладнання.

Другий - покупний зварювальний апарат коштує дорого. Оренда також недешева, т.к. ймовірність виходу його з експлуатації при некваліфікованому користуванні велика. Нарешті, в глибинці дістатися найближчого пункту, де можна взяти зварювальник напрокат, може бути просто довго і важко. Загалом, Перші кроки у зварюванні металів краще починати з виготовлення зварювальної установки своїми руками.А потім – нехай собі стоїть у сараї чи гаражі. Витратитися на фірмове зварювання, буде справа, ніколи не пізно.

Про що будемо

У цій статті розглядається, як у домашніх умовах зробити обладнання для:

• Електродугового зварювання змінним струмом промислової частоти 50/60 Гц та постійним струмом до 200 А. Цього вистачить, щоб варити металоконструкції приблизно до забору із профнастилу на каркасі із профтруби або зварного гаража.
• Мікродугове зварювання скручування проводів – дуже просто, і корисно при прокладанні або ремонті електропроводки.
• Точкового імпульсного контактного зварювання – може добре стати в нагоді при складанні виробів з тонкого сталевого листа.

Про що не будемо

Перше, пропустимо газове зварювання. Обладнання для неї коштує гроші в порівнянні з витратними матеріалами, балони з газом будинку не зробиш, а саморобний газогенератор - серйозний ризик для життя, плюс карбід зараз, де він ще надходить у продаж, дороги.

Друге – інверторне електродугове зварювання. Дійсно, зварювальний інвертор-напівавтомат дозволяє дилетанту-початківцю варити досить відповідальні конструкції. Він легкий та компактний, носити його можна рукою. Але покупка в роздріб компонентів інвертора, що дозволяє стабільно вести якісний шов, обійдеться дорожче за готовий апарат. А зі спрощеними саморобками досвідчений зварювальник працювати спробує, і відмовиться - "Дайте нормальний апарат!" Плюс, точніше мінус – щоб зробити більш-менш пристойний зварювальний інвертор, потрібно мати досить солідний досвід та знання в електротехніці та електроніці.

Третє – аргонно-дугове зварювання. З чиєї легкої руки пішло гуляти в рунеті твердження, що вона гібрид газової та дугової, невідомо. Насправді це різновид дугового зварювання: інертний газ аргон у зварювальному процесі не бере участі, але створює навколо робочої зони кокон, що ізолює її від повітря. В результаті зварювальний шов виходить хімічно чистим, вільним від домішок сполук металів з киснем та азотом. Тому варити під аргоном можна кольорові метали, зокрема. різнорідні. Крім того, можна зменшити струм зварювання і температуру дуги без шкоди для її стабільності і варити електродом, що не плавиться.

Устаткування для аргонно-дугового зварювання цілком можливо виготовити в домашніх умовах, але газ дуже дорогий. Варити ж у порядку рутинної господарської діяльності алюміній, нержавіючу сталь або бронзу навряд чи знадобиться. А якщо вже треба, то простіше взяти аргонне зварювання в оренду - порівняно з тим, на скільки (у грошах) газу піде назад в атмосферу, це копійки.

Трансформатор

Основа всіх «наших» видів зварювання – зварювальний трансформатор. Порядок його розрахунку та конструктивні особливості істотно відрізняються від таких трансформаторів електроживлення (силових) та сигнальних (звукових). Зварювальний трансформатор працює у переривчастому режимі. Якщо конструювати його на максимальний струм як трансформатори безперервної дії, він вийде непомірно більшим, важким та дорогим. Незнання особливостей електричних трансформаторів для дугового зварювання – основна причина невдач конструкторів-аматорів. Тому прогуляємось по зварювальних трансформаторах у наступному порядку:

1. трохи теорії - на пальцях, без формул і заумі;
2. особливості магнітопроводів зварювальних трансформаторів з рекомендаціями щодо вибору з тих, що випадково підвернулися;
3. випробування наявного б/у;
4. розрахунок трансформатора для зварювального апарату;
5. підготовка компонентів та намотування обмоток;
6. пробне складання та доведення;
7. введення в експлуатацію.

Теорія

Електричний трансформатор можна уподібнити до накопичувального резервуару водопостачання. Це досить глибока аналогія: трансформатор діє за рахунок запасу енергії магнітного поля в його магнітопроводі (сердечнику), який може багаторазово перевищувати миттєво передану від мережі електроживлення споживачеві. А формальний опис втрат на вихрові струми стали схожим на нього для водовтрат на інфікацію. Втрати електроенергії в міді обмоток формально схожі із втратами напору в трубах за рахунок в'язкого тертя рідини.

Примітка:відмінність – у втратах випаровування і, соотв., розсіювання магнітного поля. Останні у трансформаторі частково оборотні, але згладжують піки енергоспоживання у вторинному ланцюзі.

Важливий у разі чинник – зовнішня вольт-амперная характеристика (ВВАХ) трансформатора, чи навіть його зовнішня характеристика (ВХ) – залежність напруги на вторинної обмотці (вторинці) від струму навантаження, при постійному напрузі на первинної обмотці (первичці). У силових трансформаторів ВХ тверда (крива 1 на рис.); вони подібні до мілководного великого басейну. Якщо його добре ізолювати і накрити дахом, то водовтрати мінімальні і тиск досить стабільний, як би там споживачі крани не крутили. Але якщо у стоку булькнуло – суші весла, вода злита. Щодо трансформаторів – силовик повинен якомога стабільніше тримати вихідну напругу до деякого порога, меншого, ніж максимальна миттєва потужність споживання, бути економічним, невеликим та легким. Для цього:

• Марку сталі для сердечника вибирають із більш прямокутною петлею гістерези.
• Конструктивними заходами (зміною сердечника, методом розрахунку, зміною і розташуванням обмоток) всіляко зменшують втрати на розсіювання, втрати в сталі та міді.
• Індукцію магнітного поля в сердечнику беруть менше максимально допустимої передачі форми струму, т.к. її спотворення знижує ККД.

Примітка:трансформаторну сталь з «кутастим» гістерезисом часто називають магнітожесткою. Це не вірно. Магнітожорсткі матеріали зберігають сильну залишкову намагніченість, їх роблять постійні магніти. А будь-яке трансформаторне залізо – магнітом'яке.

Варити від трансформатора з твердою ВХ не можна: шов йде рваний, перепалений, метал розбризкується. Дуга нееластична: мало не так рушив електродом, гасне. Тому зварювальний трансформатор роблять схожим на звичайний водонапірний бак. Його ВХ м'яка (нормального розсіювання, крива 2): у разі зростання струму навантаження вторинне напруження плавно падає. Крива нормального розсіювання апроксимується прямою, що падає по куту 45 градусів. Це дозволяє за рахунок зниження ККД короткочасно знімати з того ж заліза в кілька разів більшу потужність, або соотв. зменшити масогабарити та вартість трансформатора. Індукція в сердечнику при цьому може досягати величини насичення, а короткочасно навіть перевершувати її: трансформатор не піде в КЗ з нульовою передачею потужності, як «силовик», але нагріватиметься. Досить довго: теплова постійна часу зварювальних трансформаторів 20-40 хв. Якщо потім дати йому охолонути та неприпустимого перегріву не було, можна продовжувати роботу. Відносне падіння вторинної напруги ΔU2 (йому соотв. розмах стрілок на рис.) нормального розсіювання плавно зростає зі збільшенням розмаху коливань зварювального струму Iсв, що дозволяє легко тримати дугу за будь-яких видів робіт. Забезпечуються такі властивості:

1. Сталь магнітопроводу беруть із гістерезисом, більш «овальним».
2. Нормують оборотні втрати на розсіювання. За аналогією: впав тиск – споживачі багато і швидко не виллють. А оператор водоканалу встигне включити підкачування.
3. Індукцію вибирають близькою до граничної перегріву, це дозволяє за рахунок зниження cosφ (параметра, рівнозначного ККД) при струмі, істотно відмінному від синусоїдального, взяти з тієї ж сталі велику потужність.

Примітка:оборотні втрати розсіювання означає, що частина силових ліній пронизує вторинку через повітря минаючи магнітопровід. Назва недостатньо вдала, як і «корисне розсіювання», т.к. «Зворотні» втрати для ККД трансформатора анітрохи не корисніші за незворотні, але вони пом'якшують ВХ.

Як бачимо, умови абсолютно різні. Так що ж обов'язково шукати залізо від зварювальника? Необов'язково, для струмів до 200 А та пікової потужності до 7 кВА, а на господарстві цього вистачить. Ми розрахунково-конструктивним заходами, а також за допомогою нескладних додаткових пристроїв (див. далі) отримаємо на будь-якому залізі ВХ, більш жорстку, ніж нормальна, крива 2а. ККД енергоспоживання зварювання при цьому навряд чи перевищить 60%, але для епізодичних робіт це не страшно. Зате на тонких роботах і малих струмах тримати дугу і струм зварювання буде нескладно, не маючи великого досвіду (U2.2 і Iсв1), на великих струмах Iсв2 отримаємо прийнятну якість шва, і можна буде різати метал до 3-4 мм.

Бувають ще зварювальні трансформатори з крутопадаючою ВХ, крива 3. Це вже швидше насос підкачування: або потік на виході в номіналі незалежно від висоти подачі, або його зовсім немає. Вони ще більш компактні і легкі, але щоб на крутопадаючій ВХ витримати режим зварювання, потрібно за час порядку 1 мс реагувати на коливання ΔU2.1 порядку вольту. Електроніці це під силу, тому трансформатори з «крутою» ВХ часто використовуються в зварювальних напівавтоматах. Якщо ж від такого трансформатора варити вручну, то шов піде млявий, недоварений, дуга знову ж таки нееластична, а при спробах запалити її знову електрод раз у раз залипає.

Магнітопроводи

Типи магнітопроводів, придатних виготовлення зварювальних трансформаторів, показано на рис. Найменування їх починаються з буквосполучення соотв. типорозміру. Л означає стрічковий. Для зварювального трансформатора Л або без Л – суттєвої різниці немає. Якщо у префіксі є М (ШЛМ, ПЛМ, ШМ, ПМ) – у ігнор без обговорення. Це залізо зменшеної висоти, для зварювальника непридатне за всіх інших видатних переваг.

Після літер типономіналу слідують цифри, що позначають a, b та h на рис. Напр., Ш20х40х90 розміри поперечного перерізу керна (центрального стрижня) 20х40 мм (a * b), а висота вікна h - 90 мм. Площа перерізу сердечника Sс = a * b; площа вікна Sок = c * h необхідна точного розрахунку трансформаторів. Ми нею користуватися не будемо: для точного розрахунку потрібно знати залежності втрат у сталі та міді від величини індукції в осерді даного типорозміру, а для них – марку сталі. Де ми її візьмемо, якщо будемо мотати на випадковому залозі? Ми порахуємо за спрощеною методикою (див. далі), а потім доведемо під час випробувань. Праці піде більше, зате отримаємо зварювання, на якому можна реально працювати.

Примітка:якщо залізо іржаве з поверхні, нічого, властивості трансформатора від цього не постраждають. А от якщо на ньому є плями квітів втечі – це шлюб. Колись цей трансформатор дуже перегрівся і магнітні властивості його заліза незворотно зіпсувалися.

Ще один важливий параметр магнітопроводу – його маса, вага. Оскільки питома щільність стали незмінна, він визначає обсяг сердечника, і, соотв., Потужність, яку з неї можна взяти. Для виготовлення зварювальних трансформаторів придатні магнітопроводи масою:

• О, ОЛ – від 10 кг.
• П, ПЛ – від 12 кг.
• Ш, ШЛ – від 16 кг.

Чому Ш і ШЛ потрібні важче, зрозуміло: вони мають «зайвий» бічний стрижень із «плічками». ОЛ може бути легшим, тому що в ньому немає кутів, на які потрібен надлишок заліза, а вигини силових магнітних ліній плавніші та з деяких інших причин, про які – вже слід. розділ.

О, ОЛ

Собівартість трансформаторів на торах висока внаслідок складності їх намотування. Тому використання тороїдальних сердечників обмежене. Підходящий для зварювання тор можна, по-перше, витягти з ЛАТР - лабораторного автотрансформатора. Лабораторний, отже, не повинен боятися перевантажень, і залізо ЛАТРів забезпечує ВХ, близьку до нормальної. Але...

Латр - штука дуже корисна, перше. Якщо сердечник ще живий, краще ЛАТР відновити. Раптом не треба, можна продати, і вирученого вистачить на придатне для своїх потреб зварювання. Тому «голі» сердечники ЛАТРів знайти складно.

Друге – ЛАТРи потужністю до 500 ВА для зварювання слабкі. Від заліза ЛАТР-500 можна домогтися зварювання електродом 2,5 в режимі: 5 хв варимо - 20 хв він остигає, а ми розжарюємося. Як у сатирі Аркадія Райкіна: розчин бар, цегла йок. Цегла бар, розчин йок. ЛАТРи ж 750 та 1000 – велика рідкість та придатні.

Ще потрібний за всіма властивостями тор - статор електромотора; зварювання з нього вийде хоч на виставку. Але знайти його не легше, ніж залізо Латра, а мотати на нього набагато складніше. Взагалі, зварювальний трансформатор із статора електродвигуна – окрема тема, стільки там складнощів та нюансів. Насамперед – з навивкою товстого дроту на «бублик». Не маючи досвіду намотування тороїдальних трансформаторів, можливість зіпсувати дорогий дріт, а зварювання не отримати, близька до 100%. Тому, на жаль, зі зварювальним апаратом на троїдальному трансформаторі доведеться почекати.

Ш, ШЛ

Броневі сердечники конструктивно розраховані на мінімальне розсіювання і нормувати його практично неможливо. Зварювання на звичайному Ш або ШЛ вийде занадто жорстким. Крім того, умови охолодження обмоток на Ш та ШЛ найгірші. Єдино придатні для зварювального трансформатора броньові осердя – збільшеної висоти з рознесеними галетними обмотками (див. далі), зліва на рис. Поділяються обмотки діелектричними немагнітними термостійкими та механічно міцними прокладками (див. далі) товщиною 1/6-1/8 висоти керна.

Шихтується (збирається із пластин) сердечник Ш для зварювання обов'язково вперекришку, тобто. пари ярмо-пластина по черзі орієнтуються туди-назад відносно один одного. Спосіб нормування розсіювання немагнітним проміжком для зварювального трансформатора непридатний, т.к. втрати дає незворотні.

Якщо підвернеться шихтований Ш без ярем, але з просіченням пластин між керном та перемичкою (в центрі), вам пощастило. Шихтують пластини сигнальних трансформаторів, а сталь ними, зменшення спотворень сигналу, йде дає нормальну ВХ спочатку. Але ймовірність такого везіння дуже мала: сигнальні трансформатори на кіловатні потужності - рідкісна дивина.

Примітка:не намагайтеся зібрати високий Ш або ШЛ із пари звичайних, як праворуч на рис. Суцільний прямий зазор, хоч і дуже тонкий - незворотне розсіювання і крутопадаюча ВХ. Тут втрати розсіювання майже аналогічні до втрат води на випаровування.

ПЛ, ПЛМ

Найбільш придатні для зварювання сердечники стрижневі. З них – шихтовані парами однакових Г-подібних пластин, див. мал., їхнє необоротне розсіювання найменше. Друге, обмотки П і ПЛов мотаються точно однаковими половинками, по половині витків на кожну. Найменша магнітна чи струмова асиметрія – трансформатор гуде, гріється, а струму немає. Третє, що може здатися неочевидним буравчика, що не забуло шкільне правило – обмотки на стрижні навиваються в одному напрямку. Щось не так здається? Магнітний потік у сердечнику обов'язково має бути замкнутий? А ви крутите буравчики струмом, а не витками. Напрямки струмів в напівобмотках протилежні, там і магнітні потоки показані. Можна і перевірити, якщо захист проводки надійний: подати мережу на 1 і 2', а замкнути 2 і 1'. Якщо автомат одразу не виб'є, то трансформатор здійметься і затрясеться. Втім, хто там знає, що у вас із проводкою. Краще не треба.

Примітка:можна ще зустріти рекомендації - мотати обмотки зварювального П або ПЛ на різних стрижнях. Мовляв, ВХ пом'якшується. Так воно так, але сердечник для цього потрібен спеціальний, зі стрижнями різного перерізу (вторинка на меншому) і виїмками, що випускають силові лінії в повітря в потрібному напрямку, див. рис. праворуч. Без цього – отримаємо крикливий, трясучий і ненажерливий, але не трансформатор, що варить.

Якщо є трансформатор

Захисний автомат на 6,3 А і амперметр змінного струму допоможуть також визначити придатність старого зварювальника, що валявся бозна де і чорт знає як. Амперметр потрібен або безконтактний індукційний (струмові кліщі), або електромагнітний стрілочний на 3 А. Мультиметр з межами змінного струму буде неприпустимо брехати, т.к. форма струму в ланцюзі виявиться далекою від синусоїдальної. Ще – рідинний побутовий термометр з довгою шийкою, або, краще, цифровий мультиметр із можливістю вимірювання температури та щупом для цього. Покроково процедура випробувань та підготовки до подальшої експлуатації старого зварювального трансформатора проводиться так:

Розрахунок зварювального трансформатора

У рунеті можна знайти різні методики розрахунку зварювальних трансформаторів. При здається різнобої більшість їх вірні, але за повному знанні властивостей стали і/або конкретного ряду типономіналів магнитопроводов. Запропонована методика склалася за радянських часів, коли замість вибору був дефіцит усього. У розрахованого по ній трансформатора ВХ падає трохи крутувато, десь між кривими 2 та 3 на рис. на початку. Для різання так годиться, а для робіт тонше трансформатор доповнюється зовнішніми пристроями (див. далі), що розтягують ВХ по осі струму до кривої 2а.

Основа розрахунку звичайна:дуга стабільно горить під напругою Uд 18-24 В, а для її запалення потрібен миттєвий струм у 4-5 разів більший за номінальний зварювальний. Відповідно, мінімальна напруга холостого ходу Uхх вторинки буде 55 В, але для різання, якщо з сердечника вичавлюється все можливе, беремо не стандартні 60 В, а 75 В. Більше ніяк: і по ТБ неприпустимо, і залізо не витягне. Ще одна особливість, з тих самих причин – динамічні характеристики трансформатора, тобто. його здатність швидко переходити з режиму КЗ (скажімо, при замиканні краплями металу) у робітник витримуються без додаткових заходів. Правда, такий трансформатор схильний до перегріву, але, якщо він свій і на очах, а не дальньому кутку цеху або майданчика, вважатимемо це допустимим. Отже:

• За формулою п.2 попер. списку знаходимо габаритну потужність;
• Знаходимо максимально можливий зварювальний струм Iсв = Pг/Uд. 200 А забезпечені, якщо із заліза можна зняти 3,6-4,8 кВт. Правда, в 1-му випадку дуга буде млявою, і варити можна буде лише двійкою або 2,5;
• Розраховуємо робочий струм первинки при максимально допустимому для зварювання напрузі мережі I1рmax = 1,1Pг(ВА)/235 В. Взагалі норма на мережу 185-245 В, але для саморобного зварювальника на межі це занадто. Беремо 195-235;
• За знайденим значенням визначаємо струм спрацьовування захисного автомата як 1,2I1рmax;
• Приймаємо густину струму первички J1 = 5 А/кв. мм і, користуючись I1рmax, знаходимо діаметр її дроту по міді d=(4S/3,1415)^0,5. Повний діаметр при самостійному ізолюванні D = 0,25+d, а якщо провід готовий - табличний. Для роботи в режимі "цегла бар, розчин йок" можна взяти J1 = 6-7 А/кв. мм, але тільки якщо потрібного дроту немає і не передбачається;
• Знаходимо кількість витків на вольт первинки: w = k2/Sс, де k2 = 50 для Ш і П, k2 = 40 для ПЛ, ШЛ та k2 = 35 для О, ОЛ;
• Знаходимо загальне до її витків W = 195k3w, де k3 = 1,03. k3 враховує втрати енергії обмоткою на розсіювання та у міді, що формально виражається дещо абстрактним параметром власного падіння напруги обмотки;
• Задаємося коефіцієнтом укладання Kу = 0,8, додаємо по 3-5 мм до a і b магнітопроводу, розраховуємо до шарів обмотки, середню довжину витка і метраж дроту
• Розраховуємо аналогічно вторинку за J1 = 6 А/кв. мм, k3 = 1,05 і Kу = 0,85 на напруги 50, 55, 60, 65, 70 і 75 В, у цих місцях будуть відводи для грубої підгонки режиму зварювання та компенсації коливань напруги живлення.

Намотування та доведення

Діаметри проводів у розрахунку обмоток виходять зазвичай більше 3 мм, а лаковані обмотувальні дроти з d>2,4 мм широкому продажу рідкісні. Крім того, обмотки зварювальника зазнають сильних механічних навантажень від електромагнітних сил, тому готові дроти потрібні з додатковою текстильною обмоткою: ПЕЛШ, ПЕЛШО, ПБ, ПБД. Знайти їх важче, і коштують вони дуже дорого. Метраж ж дроту на зварювальник такий, що більш дешеві голі дроти можна ізолювати самостійно. Додаткова перевага – звив до потрібного S кілька багатожильних проводів, отримаємо дріт гнучкий, мотати яким куди легше. Хто пробував укласти на каркас вручну шину хоча б 10 квадратів, оцінить.

Ізолювання

Допустимо, є в наявності провід 2,5 кв. мм у ПВХ ізоляції, а на вторинку треба 20 м на 25 квадратів. Готуємо 10 котушок або бухт по 25 м. Відмотуємо з кожної приблизно по 1 м дроти та знімаємо штатну ізоляцію, вона товста і не термостійка. Оголені дроти скручуємо парою пасатижів у рівну тугу косу, а її обмотуємо, в порядку зростання вартості ізоляції:

1. Малярним скотчем з нахлестом витків 75-80%, тобто. у 4-5 шарів.
2. Міткальової тасьмою з нахлестом в 2/3-3/4 витка, тобто в 3-4 шари.
3. Х/б ізолентою з нахлестом 50-67%, 2-3 шари.

Примітка:провід для вторинної обмотки готується і мотається вона після намотування та випробувань первинної, див. далі.

Намотування

Тонкостінний саморобний каркас не витримає тиску витків товстого дроту, вібрацій та ривків при роботі. Тому обмотки зварювальних трансформаторів роблять безкаркасними галетними, а на сердечнику закріплюють клинами з текстоліту, склотекстоліту або, у крайньому випадку, просоченої рідким лаком (див. вище) бакелітової фанери. Інструкція з намотування обмоток зварювального трансформатора така:

• Готуємо дерев'яну бобишку висотою по висоті обмотки і з розмірами в діаметрі на 3-4 мм більше a і b магнітопроводу;
• Прибиваємо або прикручуємо до неї тимчасові фанерні щоки;
• Тимчасовий каркас обмотуємо в 3-4 шари тонкою поліетиленовою плівкою із заходом на щоки і заворотом на зовнішню сторону, щоб провід не приклеївся до дерева;
• Мотаємо попередньо ізольовану обмотку;
• По намотуванні двічі просочуємо до протікання наскрізь рідким лаком;
• по висиханні просочення акуратно знімаємо щоки, видавлюємо бобишку та віддираємо плівку;
• обмотку в 8-10 місцях рівномірно по колу туго обв'язуємо тонким шнуром або пропіленовим шпагатом - вона готова до випробувань.

Доведення та домотка

Шихтуємо сердечник у галету і стягуємо його болтами, як належить. Випробування обмотки виробляються повністю аналогічно до випробувань сумнівного готового трансформатора, див. вище. Краще користуватися ЛАТРом; Їх при вхідній напрузі 235 В не повинен перевищувати 0,45 А на 1 кВА габаритної потужності трансформатора. Якщо більше – первичку домотують. З'єднання дроту обмотки робляться на болтах (!), Ізолюються термоусаджуваною трубкою (ТУТ) в 2 шари або бавовняною ізолентою в 4-5 шарів.

За результатами випробувань коригується кількість витків вторинної сировини. Напр., розрахунок дав 210 витків, а реально Iхх вліз у норму при 216. Тоді розрахункові витки секцій вторинки множимо на 216/210 = 1,03 прибл. Не нехтуйте знаками після коми, від них багато в чому залежить якість трансформатора!

Після доведення сердечник розбираємо; галету туго обмотуємо тими ж малярським скотчем, міткалем або ганчірковою ізолентою в 5-6, 4-5 або 2-3 шари соотв. Мотати поперек витків, а не по них! Тепер ще раз просочуємо рідким лаком; коли просохне – двічі нерозбавленим. Ця галета готова, можна робити вторинну. Коли обидві будуть на сердечнику, ще раз випробовуємо тепер трансформатор на Iхх (раптом десь завиткувало), закріплюємо галети і весь трансформатор просочуємо нормальним лаком. Уф-ф, найбільша мотузка частина роботи позаду.

Тягнемо ВХ

Але він у нас поки що занадто крутий, не забули? Потрібно пом'якшити. Найпростіший спосіб – резистор у вторинному ланцюзі – нам не підходить. Все дуже просто: на опорі лише 0,1 Ом при струмі 200 розсіється теплом 4 кВт. Якщо у нас зварювальник на 10 і більше кВА, а варити потрібно тонкий метал, потрібен резистор. Який би струм не був виставлений регулятором, його викиди при запаленні дуги неминучі. Без активного баласту вони подекуди перепалять шов, а резистор їх погасить. Але нам, малопотужним, він його толку не буде.

Реактивний баласт (котушка індуктивності, дросель) зайвої потужності не відбере: вона поглине викиди струму, а потім плавно віддасть їх дузі, це розтягне ВХ як треба. Але тоді потрібен дросель із регулюванням розсіювання. А для нього – сердечник майже такий самий, як і у трансформатора, і досить складна механіка, див. рис.

Ми підемо іншим шляхом: застосуємо активно-реактивний баласт, у старих зварювальників у просторіччя називається кишкою, див. рис. праворуч. Матеріал – сталевий дріт-катанка 6 мм. Діаметр витків – 15-20 см. Скільки їх – на рис. видно, для потужності до 7 кВА ця кишка правильна. Повітряні проміжки між витками – 4-6 см. З трансформатором активно-реактивний дросель з'єднується додатковим відрізком зварювального кабелю (шланга, просто), а електродотримач приєднується до нього затискачем-прищіпкою. Підбираючи точку приєднання, можна, разом із перемиканням на відводи вторинки, точно налаштувати робочий режим дуги.

Примітка:активно-реактивний дросель у роботі може грітися до червоного, тому йому необхідна вогнетривка термоміцна діелектрична немагнітна підкладка. За ідеєю, спеціальний керамічний ложемент. Допустима заміна його сухою піщаною подушкою, або вже формально з порушенням, але не грубим, зварювальну кишку укладають на цеглу.

А решта?

Це означає насамперед – електродотримач та приєднувальний пристрій зворотного шланга (затискач, прищіпка). Їх, якщо у нас трансформатор на межі, потрібно купити готові, а таких, як на рис. праворуч, не треба. Для зварювального апарату на 400-600 А якість контакту в тримачі мало відчутно, і просто примотування зворотного шланга він також витримає. А наш саморобний, що працює з натугою, може забарахлити начебто незрозуміло чому.

Далі корпус апарату. Його треба робити із фанери; бажано бакелітової просоченої, як описано вище. Днище – товщиною від 16 мм, панель з клемником – від 12 мм, а стінки та кришку – від 6 мм, щоб при перенесенні не відірвалися. Чому не листова сталь? Вона феромагнетик і полі розсіювання трансформатора може порушити його, т.к. ми витягуємо з неї все, що можливо.

Щодо клемних колодок, то клеми робляться з болтів від М10. Основа - ті ж текстоліт або склотекстоліт. Гетинакс, бакеліт і карболіт не годяться, незабаром підуть кришитися, тріскатися і розшаровуватися.

Пробуємо постійку

Зварювання постійним струмом має ряд переваг, але ВХ будь-якого зварювального трансформатора на постійній жорсткості. А у нашого, розрахованого на мінімально можливий запас потужності, стане неприпустимо жорсткою. Дросель-кишка тут уже не допоможе, навіть якби він працював на постійному струмі. Крім того, треба захистити дорогі випрямні діоди на 200 А від кидків струму та напруги. Потрібен зворотно-поглинаючий фільтр інфранізких частот, ФІНЧ. Хоча на вигляд він відбиває, але потрібно врахувати сильний магнітний зв'язок між половинами котушки.

Відома багато років схема такого фільтра дано на рис. Але відразу ж після її впровадження аматорами з'ясувалося, що робоча напруга конденсатора З мало: викиди напруги при запаленні дуги можуть досягати 6-7 значень її Uхх, тобто 450-500 В. Далі, конденсатори потрібні витримують циркуляцію великої реактивної потужності і лише масляно-паперові (МБГЧ, МБГО, КБГ-МН). Про масогабарити одинарних «банок» цих типів (до речі, і не дешевих) дає уявлення слід. мал., але в батарею їх знадобиться 100-200.

З магнітопроводом котушки простіше, хоч і не зовсім. Для нього підійдуть 2 ПЛа силового трансформатора ТС-270 від старих лампових телевізорів-«гробів» (дані є в довідниках і в рунеті), або аналогічні, або ШЛ зі схожими або великими a, b, c і h. З 2-х ПЛів збирають ШЛ із зазором, див. мал., в 15-20 мм. Фіксують його текстолітними чи фанерними прокладками. Обмотка – ізольований провід від 20 кв. мм, скільки влізе у вікно; 16-20 витків. Мотають її в 2 дроти. Кінець одного з'єднують із початком іншого, це буде середня точка.

Налаштування фільтра проводиться за дугою на мінімальному та максимальному значеннях Uхх. Якщо дуга на мінімалі в'яла, електрод липне, зазор зменшують. Якщо на максималі палить метал – збільшують або, що буде ефективніше, зрізають симетрично частину бічних стрижнів. Щоб сердечник від цього не розсипався, його просочують рідким, а потім нормальним лаком. Знайти оптимум індуктивності досить важко, зате потім зварювання працює бездоганно і на змінному струмі.

Мікродуга

Про призначення мікродугового зварювання сказано спочатку. «Апаратура» для неї дуже проста: знижуючий трансформатор 220/6,3 В 3-5 А. У лампові часи радіоаматори підключалися до накальної обмотки штатного силового трансформатора. Один електрод - сама скручування проводів (можна мідь-алюміній, мідь-сталь); інший - графітовий стрижень на кшталт грифеля від олівця 2М.

Зараз для мікродугового зварювання використовують комп'ютерні блоки живлення, або, для імпульсного мікродугового зварювання, батареї конденсаторів, див. відео нижче. На постійному струмі якість, роботи, зрозуміло, покращується.

Відео: саморобний апарат для зварювання скруток

Відео: зварювальний апарат своїми руками із конденсаторів

Контакт! Є контакт!

Контактне зварювання в промисловості використовується переважно точкове, шовне та стикове. У домашніх умовах, насамперед з енергоспоживання, можна здійснити імпульсну точкову. Придатна вона для зварювання та приварювання тонких, від 0,1 до 3-4 мм сталевих листових деталей. Дугове зварювання тонкостінку пропалить, а якщо деталь з монетку і менше, то найм'якша дуга спалить її цілком.

Принцип дії точкового контактного зварювання ілюструє рис: мідні електроди з силою стискають деталі, імпульс струму в зоні омічного опору сталь-сталь нагріває метал до того, що відбувається електродифузія; метал не плавиться. Струм для цього потрібен прибл. 1000 А на 1 мм товщини деталей, що зварюються. Так, струм 800 А прихопить листи по 1 і навіть 1,5 мм. Але якщо це не вироб для забави, а, припустимо, оцинкований профнастил паркану, то перший же сильний порив вітру нагадає: «Мужик, а ток-то слабенький був!»

Тим не менш, контактне точкове зварювання набагато економічніше за дугове: напруга холостого ходу зварювального трансформатора для неї – 2 В. Воно складається з 2-х контактних різниць потенціалів сталь-мідь та омічного опору зони провару. Розраховується трансформатор для контактного зварювання аналогічно йому для дугової, але щільність струму у вторинній обмотці беруть 30-50 і більше А/кв. мм. Вторинка контактно-зварювального трансформатора містить 2-4 витки, добре охолоджується, а його коефіцієнт використання (ставлення часу зварювання до часу роботи на холостому ходу та остигання) багаторазово нижче.

У рунеті чимало описів саморобних імпульсно-крапкових зварювальників з непридатних мікрохвильових печей. Вони загалом правильні, а в повторенні, як написано в «1001 ночі», користі немає. І старі мікрохвильові печі на смітниках купами не валяються. Тому займемося конструкціями менш відомими, але, між іншим, практичнішими.

На рис. - Влаштування найпростішого апарату для імпульсного точкового зварювання. Їм можна зварювати листи до 0,5 мм; для дрібних виробів він підходить чудово, а магнітопроводи такого і більшого типорозміру відносно доступні. Його перевага, крім простоти - притиск ходової штанги зварювальних кліщів вантажем. Для роботи з контактно-зварювальним імпульсником не завадила б і третя рука, а якщо одній доводиться з силою стискати кліщі, взагалі незручно. Недоліки – підвищена аварійно- та травмонебезпека. Якщо випадково дати імпульс, коли електроди зведені без деталей, що зварюються, то з кліщів вдарить плазма, полетять бризки металу, захист проводки виб'є, а електроди сплавляться намертво.

Вторинна обмотка – із мідної шини 16х2. Її можна набрати зі смужок тонкої листової міді (виходить гнучка) або зробити з відрізка сплющеної трубки подачі хладоагента побутового кондиціонера. Ізолюється шини вручну, як описано вище.

Тут на мал. - креслення апарату імпульсного точкового зварювання потужніше, на зварювання листа до 3 мм, і надійніше. Завдяки досить потужній зворотній пружині (від панцирної сітки ліжка) випадкове сходження кліщів виключено, а ексцентриковий притиск забезпечує сильне стабільне стиснення кліщів, від чого суттєво залежить якість зварного стику. У разі чого притиск можна миттєво скинути одним ударом по важелю ексцентрика. Недолік – ізолюючі вузли кліщів, їх дуже багато і вони складні. Ще один – алюмінієві штанги кліщів. Вони, по-перше, не настільки міцні, як сталеві, по-друге, це дві непотрібні контактні різниці. Хоча тепловідведення по алюмінію, безумовно, чудове.

Про електроди

У аматорських умовах доцільніше ізолювати електроди у місці установки, як показано на рис. праворуч. Вдома не конвеєр, апарату завжди можна дати охолонути, щоб ізолюючі втулки не перегрілися. Така конструкція дозволить зробити штанги із міцної та дешевої сталевої профтруби, а також подовжити дроти (до 2,5 м це допустимо) та користуватися контактно-зварювальним пістолетом або виносними кліщами, див. рис. нижче.

На рис. праворуч видно ще одну особливість електродів для точкового контактного зварювання: сферична контактна поверхня (п'ята). Плоскі п'яти довговічніші, тому електроди з ними широко використовуються в промисловості. Але діаметр плоскої п'яти електрода повинен дорівнювати 3-м товщинам прилеглого зварюваного матеріалу, інакше пляма провару перепалиться або в центрі (широка п'ята), або по краях (вузька п'ята), і від зварного стику піде корозія навіть по нержавійці.

Останній момент про електроди – їх матеріал та розміри. Червона мідь швидко вигоряє, тому покупні електроди для контактного зварювання роблять із міді з присадкою хрому. Такими слід користуватися, за нинішніх цін на мідь це більш ніж виправдано. Діаметр електрода беруть залежно від режиму його використання для щільності струму 100-200 А/кв. мм. Довжина електрода за умовами теплопередачі не менше трьох його діаметрів від п'яти до кореня (початку хвостовика).

Як давати імпульс

У найпростіших саморобних апаратах імпульсно-контактного зварювання імпульс струму дають вручну: просто включають зварювальний трансформатор. Це йому, звичайно, на користь не йде, а зварювання то непровар, то перепал. Проте автоматизувати подачу і нормувати зварювальні імпульси не так вже й складно.

Схема простого, але надійного та перевіреного довгою практикою формувача зварювальних імпульсів дано на рис. Допоміжний трансформатор Т1 - простий силовий на 25-40 Вт. Напруга обмотки II – по лампочці підсвічування. Можна замість неї поставити 2 включених зустрічно-паралельно світлодіода з резистором, що гасить (звичайним, на 0,5 Вт) 120-150 Ом, тоді напруга II буде 6 В.

Напруга III - 12-15 В. Можна 24, тоді конденсатор С1 (звичайний електролітичний) потрібен на напругу 40 В. Діоди V1-V4 і V5-V8 - будь-які випрямні мости на 1 і 12 А соотв. Тиристор V9 – на 12 і більше А 400 В. підійдуть оптотиристор з комп'ютерних блоків живлення або ТО-12,5, ТО-25. Резистор R1 – дротяний, ним регулюють тривалість імпульсу. Трансформатор Т2 – зварювальний.

Постійного струму знадобиться наявність джерела електроструму високої потужності, який перетворює стандартну напругу побутової мережі та забезпечує сталість величини значення електроструму для розпалювання та підтримки електродуги.

Зварювальний апарат постійного струму має ряд переваг: м'яке запалювання дуги та можливість з'єднувати тонкостінні деталі.

Блок-схема апарату для проведення зварювальних робіт

Блок живлення встановлюється в корпус із пластичної маси або листового металу. Блок живлення агрегату оснащується всіма необхідними для роботи компонентами: роз'ємами, вимикачами, клемами та регуляторами. Корпус агрегату для здійснення зварних робіт обладнується спеціальними тримачами та коліщатками для транспортування.

Читайте також:

Головною умовою при конструюванні агрегату, що використовується для зварювання, є розуміння принципу роботи апарату та суті самого зварювального процесу. Для того, щоб сконструювати самостійно зварювальний апарат, потрібно розуміти принципи розпалювання та горіння електродуги та основи принципів плавлення електрода для зварювання.

До джерела живлення високої потужності входять такі компоненти, як:

• випрямляч;
• інвертори;
• трансформатор струму та напруги;
• регулятори, які сприяють поліпшенню якісних характеристик електродуги, що утворюється;
• додаткові пристрої.

Основним компонентом будь-якого зварювального агрегату є трансформатор.Допоміжні пристрої можуть мати різну схему організації, залежно від конструкції апарату.

Повернутись до змісту

Трансформатор для зварювання

Зварювальний апарат постійного струму у своїй конструкції включає як основний елемент трансформатор, що забезпечує зниження нормальної мережевої напруги з 220 до 45-80 В.

Цей елемент конструкції функціонує у дуговому режимі з максимальною потужністю.

Трансформатори, що використовуються в конструкції, повинні витримувати при роботі великі значення струмів, номінальна сила яких становить 200 А. Вольтамперні показники трансформатора повинні повністю відповідати спеціальним вимогам, які забезпечують режими роботи дугового зварювання.
Деякі саморобні трансформаторні зварювальні апарати є простими у своїй конструкції. У них відсутні додаткові пристрої регулювання параметрів струмів. Регулювання технічних параметрів такого пристрою здійснюється декількома способами:

• за допомогою вузькоспеціалізованого регулятора;
• шляхом перемикання числа витків котушки.

Трансформатор зварювального агрегату складається з наступних конструктивних елементів:

• магнітопровід, виготовлений із пластин трансформаторної сталі;
• дві обмотки – первинна і вторинна, цей компонент трансформатора має висновки підключення пристроїв регулювання параметрів робочого струму.

Трансформатор, що використовується в зварювальному апараті, не має регулювальних пристроїв, що забезпечують регулювання струму та його обмеження на робочій обмотці. Первинна обмотка зварювального трансформатора оснащується висновками для підключення регулюючих схем та пристроїв, що дозволяють здійснювати налаштування зварювального пристрою в залежності від умов експлуатації та параметрів струму.

Основна частина трансформатора – магнітопровід. Найчастіше при конструюванні саморобних зварювальних апаратів використовуються магнітопроводи від списаного двигуна, старого силового трансформатора. Кожна конструкція магнітопроводу має свої нюанси у конструкції. Основними параметрами, що характеризують магнітопровід, є:

• розмір магнітопроводу;
• кількість витків обмоток на магнітопроводі;
• рівень напруги струму на вході та на виході пристрою;
• рівень споживаного струму;
• максимальний струм, що отримується на виході пристрою.

Ці основні характеристики визначають придатність трансформатора для використання як пристрій, що сприяє формуванню дуги, а також пристосування, що сприяє утворенню якісного зварного шва.

Повернутись до змісту

Можливі деталі при створенні апарату для зварювання

При створенні апарату для зварювання своїми руками стабільність електродуги досягається сталістю потенціалу. Стабільність дуги забезпечує якість швів, що утворюються. Постійність потенціалу досягається шляхом застосування високопотужних випрямлячів, виконання яких здійснюється на діодах, що витримують струми до 200 А, таких, наприклад, як В-200.

Ці діоди мають великі розміри та вимагають обов'язкового використання для організації якісного тепловідведення масивних радіаторів. Цю обставину потрібно враховувати під час виготовлення корпусу конструкції. Найкращим варіантом при створенні конструкції буде використання діодного спецмосту. Діоди можна змонтувати паралельно, що дозволяє значно підвищити вихідний струм.

Збираючи власноруч конструкцію, потрібно підлаштовувати всі його компоненти. При неякісному підборі або неправильному розрахунку конструкція може впливати на якість зварювання.

Іноді при відповідному підборі деталей і комплектуючих може вийти по-справжньому унікальний прилад, який має м'яке та легке запалювання електродуги, а зварювання деталей можна здійснювати навіть з дуже тонкими стінками, за практично повної відсутності розбризкування рідкого металу.

Повернутись до змісту

Принципова схема саморобного зварювального агрегату

Можна виготовити зварювальний апарат на основі транзисторного або тиристорного управління. Більш надійними є тиристори. Ці елементи конструкції управління здатні витримувати замикання на виході та досить швидко здатні виходити з цього стану. Ці компоненти системи керування не вимагають монтажу потужних радіаторів охолодження. Це з тим, що конструктивні елементи мають низьке тепловиділення.

Система управління, створена на транзисторах, здатна значно швидше вийти з робочого стану, так як транзистори істотно швидше перегорають у разі перевантажень і є більш примхливими в експлуатації. Схема, створена на основі тиристорів, відрізняється простотою та високою надійністю.

Блок управління, заснований на цих елементах, має такі переваги:

• плавне регулювання;
• наявність постійного струму.

При здійсненні зварювання сталі товщиною 3 мм струм, що споживається близько 10 А. Струм зварювання подається шляхом натискання спеціального важеля на вилці, яка утримує електрод.

Така конструкція дозволяє підвищити безпеку в процесі виконання робіт, працювати з високою напругою, яка забезпечує стабільність горіння дуги. У разі використання у роботі зворотної полярності є можливість проведення зварювальних робіт з дуже тонким листовим металом.

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

Для складання не доведеться витрачати велику кількість грошей, 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 обладнання для зварювання. Поєднання деталей масивної конструкції потребує більшої інтенсивності струму, а зварювальні роботи з тонкими металевими поверхнями – мінімальною.

Значення сили струму пов'язане з вибраними електродами, які будуть використовуватись у процесі. При зварюванні виробів до 5 мм необхідно використовувати стрижні до 4 мм, а в конструкції з 2 мм завтовшки, 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 та 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 застосовуються 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.

Спеціалізовані обладнання мають додаткові пристрої, 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 під час зварювання 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 сердечник 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 та використовуваного у побутових цілях, мав площу близько 50 см2.

Щоб обладнання мало доступну вагу, не варто збільшувати об'єм перетину, проте технічний ефект буде не на вищому рівні. Якщо площа перерізу вам не підходить, то її вдасться порахувати самостійно, використовуючи спеціальні схеми та формули.

Первинна обмотка повинна бути виготовлена ​​з дроту з міді, який матиме підвищені характеристики: термічна стійкість, оскільки в процесі експлуатації конструкції ця деталь дуже сильно 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 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 з 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 використання краще дізнатися, як зробити міні зварювання.

Зручніше викликати майстра або придбати вже готовий агрегат, однак 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 збирання необхідно, розглянути кожну схему перших 2 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 в 220 вольт.

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

Виходячи з обчислень, оптимальним розміром діаметра 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 застосовують у регулюванні струму, а контакти, щоб приєднати утримувач. Додаткові деталі використовуються у передачі струму від зовнішнього носія на місце зварювання.

Щоб експлуатувати апарат для зварювання за призначенням, необхідно, насамперед, розпалити електричну дугу. Цей процес легкий і виконується такими діями: кінчик електрода під певним нахилом з боку металевого покриття підносимо і чіркає по поверхні конструкції.

Якщо дія виконана правильно і успішно, з'являється спалах маленьких розмірів, і матеріал розплавляється, після чого можна зварювати потрібні елементи.

При виготовленні міні зварювального апарату необхідно керуватися рекомендаціями по роботі 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 дорівнює 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 звичайного 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.