Виготовлення зварювальних апаратів для дому своїми руками. Зварювання, зварювальний апарат своїми руками: теорія, схеми Як зробити зварювальний

Зварювання своїми руками в даному випадку означає не технологію виконання зварювальних робіт, а саморобне обладнаннядля 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 апараткоштує дорого. Оренда також недешева, т.к. ймовірність виходу його з ладу при некваліфікованому користуванні велика. Нарешті, в глибинці дістатися найближчого пункту, де можна взяти зварювальник напрокат, може бути просто довго і важко. В загальному, Перші кроки у зварюванні металів краще починати з виготовлення зварювальної установки своїми руками.А потім – нехай собі стоїть у сараї чи гаражі до нагоди. Витратитись на фірмове зварювання, буде справа піде, ніколи не пізно.

Про що будемо

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

• Електро дугового зварюваннязмінним струмом промислової частоти 50/60 Гц та постійним струмом до 200 А. Цього вистачить, щоб варити металоконструкції приблизно до забору з профнастилу на каркасі з профтруби або зварного гаража.
• Мікродугового 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 вдома не зробиш, а саморобний газогенератор - серйозний ризик для життя, плюс карбід зараз, де він ще надходить у продаж, дорогий.

Друге – інверторну 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 і знання в електротехніці та електроніці.

Третє – аргонно-дугове зварювання. З чиєю легкої рукипішло 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 довкола робочої зоникокон, що ізолює її від повітря. В результаті зварювальний шоввиходить хімічно чистим, вільним від домішок сполук металів з киснем та азотом. Тому варити під аргоном можна кольорові метали, зокрема. різнорідні. Крім того, можливо 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 прогуляємося 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, хто випадково підвернувся;
3. випробування наявного б/в;
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 поляв його магнітопроводі (сердечнику), який може багаторазово перевищувати споживачу, що миттєво передається від мережі електроживлення. А формальний опис втрат на вихрові струми стали схожим на нього ж для водовтрат на інфікацію. Втрати електроенергії в міді обмоток формально схожі зі 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 нашому випадку фактор – зовнішня вольт-амперна характеристика (ВВАХ) трансформатора, або просто його зовнішня характеристика (ВХ) – залежність напруги на вторинній обмотці (вторинці) від струму навантаження, при незмінному напрузі на первинній обмотці (первинці). 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 натиск досить стабільний, як би там споживачі крани не крутили. Але якщо в стоку булькнуло – суші весла, вода злита. Стосовно 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 (конфігурацією осердя, способом розрахунку, конфігурацією та 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 «кутастою» 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 вторинна напруга 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 осерді 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: постійна теплова часу зварювальних трансформаторів 20-40 хв. Якщо потім дати йому охолонути і 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 наступним:

1. Сталь магнітопроводу беруть із гістерезисом, більш «овальним».
2. Нормують оборотні втрати 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 навряд чи перевищить 60%, але для епізодичних робіт для себе це не страшно. Зате на тонких роботахі 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.

Магнітопроводи

Типи магнітопроводів, придатних виготовлення зварювальних трансформаторів, показано на рис. Найменування їх починаються з буквосполучення соотв. типорозміру. Л означає стрічковий. Для зварювального трансформатора Л чи без Л – суттєвої різниці немає. Якщо у префіксі є М (ШЛМ, ПЛМ, ШМ, ПМ) – в 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. Наприклад, у Ш20х40х90 розміри поперечного перерізукерна (центрального стрижня) 20х40 мм (a*b), а висота вікна – 90 мм. Площа перерізу сердечника Sс = a * b; площа вікна Sок = c * h потрібна для точного розрахункутрансформаторів. 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, то 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: у них є «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. Придатний 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, перша. Якщо осердя ще живе, краще ЛАТР відновити. Раптом не потрібний, можна продати, і вирученого вистачить на придатне для своїх потреб зварювання. Тому «голі» сердечники ЛАТРів знайти складно.

Друге - ЛАТР 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 відповідний 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 провід, 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 щодо один одного. Спосіб нормування розсіювання немагнітним зазором для трансформатора зварювального непридатний, т.к. втрати дає незворотні.

Якщо підвернеться шихтований Ш без ярем, але з просіченням пластин між керном та перемичкою (у центрі), вам пощастило. Шихтують пластини сигнальних трансформаторів, а сталь на них, для 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 втратам води на випаровування.

ПЛ, ПЛМ

Найбільш придатні для зварювання сердечники стрижневі. З них – шихтовані парами однакових Г-подібних пластин, див. рис., їх необоротне розсіювання найменше. Друге, обмотки П і ПЛів 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 свердлики по струму, а не по витках. Напрямки струмів в напівобмотках протилежні, там і магнітні потокипоказано. 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 здійме і затрясеться. Втім, хто там знає, що у вас із проводкою. Краще не треба.

Примітка:можна ще зустріти рекомендації - мотати обмотки зварювального П або підводного човна на різних стрижнях. Мовляв, ВГ 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 із довгою шийкою, чи, 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 з них вірні, але при повному знанні властивостей стали і/або для конкретного ряду типономіналів магнітопроводів. Запропонована методика склалася в радянські часиколи замість вибору був дефіцит всього. 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 потрібно миттєвий струм у 4-5 разів більший за номінальний зварювальний. Соотв., Мінімальна напруга холостого ходу Uхх вторинки буде 55 В, але для різання, раз із 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 причин - динамічні властивості 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 чи 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 довжинувитка та 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, в цих місцях будуть відводи для грубого підганяння 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 проводи 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.

Ізольування

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 наростання 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 під час роботи. 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 і віддираємо плівку;
• обмотку в 8-10 місцях рівномірно по колу туго обв'язуємо тонкими шнуром або пропіленовим шпагатом - вона готова до випробувань.

Доведення та домотка

Шихтуємо сердечник у галету і стягуємо його болтами, як належить. Випробування обмотки проводяться 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 термоусаджувальною трубкою (ТУТ) в 2 шари або бавовняною ізолентою в 4-5 шарів.

За результатами випробувань коригується кількість витків вторинного ринку. 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 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, резистор потрібен. 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, і 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 просторіччі 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 відведення 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 потрібно робити із фанери; бажано бакелітової просоченої, як описано вище. Дно – 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 витягаємо 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, тріскати і розшаровуватися.

Пробуємо постійку

Зварювання постійним струмом має ряд переваг, але ВХ будь-якого зварювального трансформатора на постійній стадії посилюється. 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. Потрібно 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 дана на рис. Але відразу ж після її впровадження аматорами з'ясувалося, що робоча напруга конденсатора С 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. рис., 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-«трун» (дані є в довідниках і в рунеті), або аналогічні, або ШЛ зі схожими або великими a, b, c і h. З 2-х підводних човнів збирають ШЛ із зазором, див. рис., в 15-20 мм. Фіксують його текстолітовими 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 осердя від цього не розсипалося, 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 гранично 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, очевидно, 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, перш за все 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 м'яка 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 потрібний ок. 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 виріб 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 ході 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 відмінно, а магнітопроводи такого і більшого типорозміру щодо доступні. Його гідність, окрім простоти – притиск ходової штанги зварювальних кліщів вантажем. Для роботи з контактно-зварювальним імпульсником не завадила б і третя рука, а якщо одній доводиться силоміць стискати кліщі, то 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 шина вручну, як описано вище.

Тут на рис. - креслення апарату імпульсного точкового зварювання потужніше, на зварювання листа до 3 мм, і надійніше. Завдяки досить потужній поворотній 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, відмінне.

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 ще подовжити дроти (до 2,5 м це допустимо) та користуватися контактно-зварювальним пістолетом або виносними кліщами, див. рис. нижче.

На рис. справа видно ще одна 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 матеріалу, що зварюється, 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 з розрахунку на щільність 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 трансформатор зварювання. Це йому, звичайно, на користь не йде, а зварювання то непровар, то перепал. Однак автоматизувати подачу і нормувати зварювальні імпульси не так вже й складно.

Схема простого, але надійного та перевіреного довгою практикою формувача зварювальних імпульсів дана на рис. Допоміжний трансформатор Т1 - звичайний 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 У. Можна 24, тоді конденсатор С1 (звичайний електролітичний) необхідний напруга 40 У. Діоди V1-V4 і V5-V8 – будь-які випрямлювальні 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.

Жодна робота із залізом не обійдеться без зварювального апарату. Він дозволяє різати та з'єднувати металеві деталібудь-яких розмірів та товщини. Хороше рішення- зробити зварювання своїми руками, адже гарні моделікоштують дорого, а дешеві – низької якості. Для реалізації ідеї самостійного виготовлення зварювальника необхідно придбати спеціальне обладнання, що дозволяє відточувати якісні навички спеціаліста в реальних умовах.

Види та характеристики інструменту

Після того як усі необхідні умовипідготовчого етапу благополучно дотримані, відкривається можливість зробити модель зварювального пристроюсвоїми руками. Сьогодні зустрічається безліч важливих схем, за якими можна зробити апарат. Вони діють за одним із підходів:

• Постійний чи змінний струм.
• Імпульсний чи інверторний.
• Автоматичний чи напівавтоматичний.

Варто звернути увагу на апарат, що належить до трансформаторного типу. Важливою характеристикою пристрою є робота від змінного струму, що дозволяє використовувати його в побутових умовах. Апарати змінного струму здатні забезпечувати номенклатурну якість швів зварних з'єднань. Агрегат такого типу легко знайде своє застосування у побутіпід час обслуговування нерухомості, розташованої у приватному секторі.

Для того, щоб зібрати такий пристрій, необхідно мати:

• Близько 20 метрів кабелю або дроту великого перерізу.
• Металева основа високої магнітної проникності, яка буде використана як осердя трансформатора.

Оптимальна конфігурація осердя має стрижневу основу П-подібної форми. Теоретично запросто може підійти сердечник будь-якої іншої конфігурації, наприклад - круглої форми, взятої зі статора, що у непридатність електродвигуна. Але на практиці намотувати обмотку на подібну основу значно складніше.

Площа перерізу для осердя, що належить побутовому зварювальному апарату саморобного зразка, дорівнює 50 см 2 . Цього достатньо для того, щоб застосовувати в установці стрижні від 3 до 4 мм в діаметрі. Використання більшого перерізу лише призведе до збільшення маси конструкції, а ефективність апарату не стане вищою.

Інструкція виготовлення

Для первинної обмотки необхідно використовувати мідний дрітз високими показниками термостійкості, так як при виконанні зварювальних робіт вона буде схильна до дії високої температури. Використовуваний провід необхідно вибирати за склотканинною або бавовняною ізоляцією.призначений для стаціонарного застосування в зоні високих температур.

Для обмотки трансформатора не допускається використання дроту з ПВХ ізоляцією, яка при нагріванні вмить прийде в непридатність. В окремих випадках ізоляцію трансформаторної обмотки виготовляють самостійно.

Щоб виконати цю процедуру, потрібно взяти заготовку з бавовняної тканини або зі скловолокна, нарізати її на смужки шириною близько 2 см, обмотати ними заготовлений провід і просочити бандаж будь-яким лаком, що має електротехнічні властивості. Подібна ізоляція за термохарактеристиками не поступиться жодному заводському аналогу.

Намотують котушки за певним принципом. Спочатку накручується половина первинної обмотки, яку слідом йде половина вторинної. Потім приступають до другої котушки, використовуючи ту ж техніку. Для підвищення якості ізоляційного покриття між шарами обмоток вставляють фрагменти смуг з картону, скловолокна або пресованого паперу.

Настройка обладнання

Далі слід здійснити налаштування. Вона проводиться шляхом включення обладнання в мережу та зняття показань напруги з вторинної обмотки. Величина напруги на ній має становити від 60 до 65 вольт.

Точне підганяння параметрів здійснюється шляхом зменшення або збільшення довжини обмотки. Для отримання якісного результату величину напруги на вторинному обмотуванні слід підігнати під задані параметри.

До первинної обмотки готового зварювального трансформатора підключають кабель ВРП або дріт ШРПС, який буде використаний для підключення до мережі. Один із висновків вторинної обмотки подають на клему, до якої згодом буде підключатися маса, а другий - подається на клему, підключену до кабелю. Остання процедура закінчена, і новий зварювальний апарат готовий до експлуатації.

Виробництво малогабаритного агрегату

Для виготовлення невеликого зварювального апарату легко підійде автотрансформатор телевізора радянського зразка. Його можна легко використовувати для отримання вольтової дуги. Щоб усе вийшло правильно, між висновками автотрансформатора підключають графітові електроди. Ця нескладна конструкція дозволяє виконати декілька простих робітіз застосуванням зварювання, таких як:

• Виготовлення або ремонт термопар.
• Розігрів до максимальної температури виробів із високовуглецевої сталі.
• Загартування інструментальної сталі.

Саморобний зварювальний апарат, створений на базі автотрансформатора, має істотний недолік. Використовувати його необхідно дотримуючись додаткових запобіжних заходів. Не маючи гальванічної розв'язки з електричною мережеювін є досить небезпечним приладом.

Оптимальними параметрами автотрансформатора, придатного для створення зварювального апарату вважають вихідну напругу в межах від 40 до 50 вольт і мала потужність від 200 до 300 ват. Цей апарат здатний видавати від 10 до 12 ампер робочого струму, що буде достатньо при зварюванні проводів, термопар та інших елементів.

Як електроди для створеного своїми руками міні зварювального апарату можна використовувати грифелі від простого олівця. Власниками для імпровізованих електродів можуть послужити клеми, які є на різних електроприладах.

Для зварювальних робіт тримач приєднують до одного з висновків вторинної обмотки, а деталь, що зварюється до іншого. Ручку для тримача найкраще виготовити зі склотекстолітової шайби або іншого термостійкого матеріалу. Слід зазначити, що дуга подібного пристрою діє досить короткочасно, не даючи перегріватися автотрансформатору, що використовується.

У будівельних, монтажних та ремонтних роботах застосовується зварювальний апарат. Зазвичай конструкція купується у готовому вигляді, але можна зробити її і самому. І тут відбувається значна економія коштів. Понад те, цей процес здатний захопити тих, хто любить займатися виготовленням чогось нового.

З'єднання, електроди та обмотки

Для того, щоб зібрати зварювальний апарат своїми руками, необхідно визначитися зі схемою, на основі якої буде проведена робота. Ще до початку основних робіт варто продумати, як харчуватиметься агрегат. Якщо напруга більша, то використання апарату може зашкодити здоров'ю людини.

Зазвичай для живлення обладнання використовують однофазну мережу в 220 В. У цьому випадку необхідно використання додаткової обмотки (спеціального баласту), за допомогою якої здійснюється регулювання електричного струму, що періодично змінюється, в період зварювання.

До збирання зварювального інвертора своїми руками необхідне придбання:

• Трансформаторного магнітопроводу.
• Виносних конденсаторних пристроїв.
• Перемикач режимів зварювання.
• Декілька видів обмоток (первинних, вторинних, додаткових).
• Регуляторні пристрої, які допомагають встановити оптимальний зварювальний режим.
• Спеціальні датчики тепла.
• Пристосування, яке звуками повідомляє про оптимальний режим роботи.

Навіщо використовувати бетон

Перш ніж зробити інверторний зварювальний апарат своїми руками, потрібно зробити корпус. Він виготовляється із спеціально приготовленого бетону, що відрізняється великим ступенем пластичності. Цей матеріал здатний швидко застигнути та стати потрібної форми.

З дрібнозернистого піску та цементу у певних пропорціях виготовляється корпус. Слід взяти 75 відсотків піску, 20 відсотків цементу. Крім цих компонентів, необхідно додати рівну кількість клею ПВА та скловати. Іноді клей замінюють водорозчинним латексним матеріалом.

Початківці вважають, що агрегат своїми руками досить легко зібрати, в порівнянні зі створенням його корпусу. При послідовній роботі конструкція збирається досить швидко.

Корпус повинен бути товщиною від 1 см. Проводять очищення зварювального апарату з подальшим його просушуванням, після чого починають виготовляти корпус. Дочекавшись застигання бетону, проводять зовнішню обробку агрегату за допомогою органічного мономеру.

Щоб впоратися із цим завданням, фахівці рекомендують скористатися стиролом або метилметакрилатом. Вони допомагають виконати термічну обробку поверхні пристрою. У цій ситуації слід застосувати температуру вище 70 градусів за шкалою Цельсія.

Внаслідок мономерної полімеризації на поверхні корпусу агрегату утворюється водонепроникний шар. Саме він захищає поверхню конструкції від впливу навколишнього середовища.

Проста конструкція

Для компонування зварювального приладу можна використовувати несправну побутову техніку. Наприклад, можна скористатися мікрохвильовою піччю, що вийшла з ладу. Разом з нею слід взяти електропроводку, хомутики, дерев'яні деталі та наконечники.

Взявши всі ці компоненти можна за короткий термін навіть за мінімальних знань у галузі техніки виготовити конструкцію апарату щодо точкових зварювальних робіт.

Деталі всередині агрегату закріплюються шурупами, шайбами ​​або скобами відповідних розмірів. Оптимальне використання справного трансформатора, що зламалася мікрохвильової печі, З якого своїми руками виготовляється обладнання.

Процес складання

Починають роботу з видалення вторинної обмотки із трансформатора. Ця операція потребує акуратності. Вона проводиться кутовим шліфувальним верстатом.

Далі проводять видалення з поверхні вторинної обмотки пластинчастого осердя. Після операції на трансформаторі можна виявити відрізані з двох сторін частини. З їх допомогою робота буде якіснішою. В ідеалі необхідно простежити, щоб ізолюючий шар на осерді був без якихось дефектів.

Потім проводиться кріплення магнітного шунта. При нормальному функціонуванні здійснюється робота зварювального апарату, зробленого своїми руками. Потім перемотують трансформатор, застосовуючи товстий провід із мідного матеріалу. При пошкодженні осердя необхідний його ремонт. Якщо мінімальний дефект, то ділянку ізолюють.

На наступному етапі необхідно на дерев'яний брусок посадити трансформатор, закріпивши верх і низ робочої станції скобами. Якщо електроди прикріплені якісно, ​​краще працюватиме агрегат. За наявності дефектів контактів зварити елементи буде складно.

Фіксація електродів на верхній та нижній частині бруска проводиться шурупами. Потім до них приєднують обмотувальні дроти. Необхідно правильно закріпити мідні клеми, скориставшись плоскогубцями, що зазвичай дуже складно для майстрів-початківців. Конструкція готова. Потім необхідно перевірити, чи можна за допомогою агрегату зварити що-небудь, при цьому важливо дотримуватися правил техніки безпеки.

Зазвичай зібрати зварювальний апарат не важко навіть для тих людей, які мають мінімальні пізнання в техніці. Для цього можна скористатися покроковою інструкцією з фото на всіх етапах, яких існує велика кількістьна просторах Інтернету.

Фото зварювальних апаратів своїми руками

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

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

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

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

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

• дуговий;
• контактної.

Зварювальний трансформатор своїми руками: що нам знадобиться

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

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

Усі роботи зручніше виконувати на слюсарному верстаті з електроізоляційним покриттям, обладнаним слюсарними лещатами.

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

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

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

Саморобний зварювальний трансформатор для дугового зварювання

Перш ніж приступати до подальшої роботи з виготовлення СТ, слід вирішити: що саме ви створюватимете. Вам необхідно:

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

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

Як розрахувати зварювальний трансформатор. Схема

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

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

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

За формою сердечників розрізняють трансформатори таких основних типів:

• стрижневий;
• броньової.

Пояснення до малюнка:

• а – броньовий;
• б - стрижневий.

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

На стрижневому осерді застосовують схеми обмоток, наведені малюнку.

Пояснення до малюнка:

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

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

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

P = Uх.х. × Ісв. × cos(φ) / η, де:

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

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

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

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

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

Пояснення до малюнка:

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

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

Умовні позначення в обох формулах:

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

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

Для зручності підбору сили зварювального струму на обмотках роблять відводи.

Намотування зварювального трансформатора та монтаж

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

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

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

При монтажі обмоток зверніть увагу на таке:

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

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

Відео

Подивіться, як було реалізовано завдання збирання апарату:

Контактне зварювання своїми руками із зварювального трансформатора

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

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

Існує три види контактного зварювання:

• точкова;
• стикова;
• шовні.

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

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

Для здійснення контактного зварювання, залежно від товщини і теплопровідності матеріалів деталей, що зварюються, вибираються наступні значення її основних параметрів:

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

Крім того, мають бути забезпечені:

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

Схема та розрахунок

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

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

Намотування та монтаж

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

Як електроди застосовуються мідні стрижні.

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

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

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

Висновки

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

• дугового зварювання;
• контактного зварювання.

Якщо у вас є необхідність виконання яких-небудь нескладних зварювальних робіт для побутових потреб, не обов'язково купувати дорогий заводський агрегат. Адже якщо знати деякі тонкощі, можна легко зібрати зварювальний апарат своїми руками, про що і піде мова нижче.

Зварювальні апарати: класифікація

Будь-які апарати для зварювання бувають електричними або газовими. Варто одразу сказати, що саморобні зварювальні апарати не повинні бути газовими. Оскільки вони включають вибухонебезпечні балони з газом, тримати таку установку вдома не варто.

Тому в контексті самостійного складання конструкцій йтиметься виключно про електричних варіантах . Такі агрегати також поділяються на різновиди:

1. Установки-генератори – оснащені власним генератором струму. Характерна риса- велика вага та габарити. Для домашніх потреб такий варіант не підійде та й зібрати самостійно його буде складно.
2. Трансформатори – такі установки, особливо напівавтоматичного типу, дуже поширені серед тих, хто робить зварювальне обладнання самостійно. Харчуються від мережі 220 або 380 В.
3. Інвертори - такі установки прості в застосуванні та ідеально підходять для дому, конструкція компактна та мало важить, але електронна схемадосить складна.
4. Випрямлячі - ці апарати просто збирати та застосовувати за призначенням. З їхньою допомогою навіть новачок може виконувати якісні зварні шви.

Щоб у домашніх умовах зібрати інвертор, знадобиться схема, яка дозволить дотримати потрібні параметри. Рекомендується брати деталі від старих радянських приладів:

Параметри апарату можна вибирати такі:

• Він має працювати з електродами, діаметр яких не перевищує 5 мм.
• Максимальний показник робочого струму дорівнює 250 А.
• Джерело напруги – мережа побутова на 220 В.
• Регулювання зварювального струму варіюється від 30 до 220 А.

Інструмент включає такі компоненти:

• блок живлення;
• випрямляч;
• інвертор.

Починаємо з намотування трансформатораі діємо в такій послідовності:

1. Візьміть феритовий сердечник.
2. Виконайте першу обмотку (100 витків за допомогою дроту ПЕВ 0,3 мм).
3. Друга обмотка - 15 витків, дротом із перетином 1 мм).
4. Третя обмотка - 15 витків дротом ПЕВ 0,2 мм.
5. Четверта та п'ята – відповідно по 20 витків проводами з перетином 0, 35 мм.
6. Щоб охолодити трансформатор, візьміть вентилятор від комп'ютера.

Щоб транзисторні ключі працювали безперервно, напругу слід на них подавати після випрямляча та конденсаторів. Блок випрямляча зберіть за схемою на платі, а всі вузли приладу закріпіть у корпусі. Можно використовувати старий корпус від радіопристрою, А можна його зробити і самостійно.

З лицьової частини корпусу встановлюється світлодіодний індикатор, який показує, що пристрій увімкнено в мережу. Тут можна поставити додатковий вимикач, а також захисний запобіжник. Ще його можна встановити на задню стінку і навіть сам корпус.

Все залежить від його розмірів та конструктивних особливостей. Змінний опір встановлюється на лицьовій частині корпусу, за його допомогою можна регулювати робочий струм. Коли ви зібрали всі електричні схеми, перевірте апарат спеціальним приладом або тестером та можете провести його випробування.

Складання трансформаторного варіанта від попередньої дещо відрізнятиметься. Цей агрегат працює на змінному струмі, але для зварювання постійним струмом потрібно зібрати до нього просту приставку.

Для роботи вам знадобиться трансформаторне залізодля сердечника, а також кілька десятків метрів товстого дроту чи товстої мідної шини. Все це можна знайти у пункті прийому металів. Сердечник краще всього робити П-подібним, тороїдальним або круглим. Багато хто також бере статор від старого електромотора.

Інструкція складання П-подібного осердя виглядає таким чином:

• Візьміть трансформаторне залізо перетином від 30 до 55 м 2 . Якщо показник буде більшим, апарат вийде занадто важким. А якщо перетин буде меншим за 30, прилад не зможе коректно працювати.
• Візьміть мідний обмотувальний дріт перетином близько 5 мм 2 , оснащений термостійкою ізоляцією зі склотканини або бавовни. Ізоляція є важливою, оскільки під час роботи обмотка може нагрітися до 100 градусів і вище. У обмотувального дроту перетин квадратний або прямокутний переріз. Однак такий варіант знайти складно. Підійде і звичайний з аналогічним перетином, але тільки вам потрібно буде зняти з нього ізоляцію, обмотати склотканиною та ретельно просочити електротехнічним лаком, після чого висушити. У первинній обмотці 200 витків.
• Вторинна обмотка вимагатиме близько 50 витків. Провід обрізати не потрібно. Увімкніть у мережу первинну обмотку, а на проводах вторинної знайдіть місце, де напруга становить близько 60 В. Для пошуку такої точки відмотуйте або намотуйте додаткові витки. Провід може бути алюмінієвим, але переріз має бути більшим, ніж для первинної обмотки, в 1,7 раза.
• Готовий трансформатор встановіть у корпус.
• Щоб вивести вторинну обмотку, потрібні мідні клеми. Візьміть трубку діаметром 10 мм і довжиною близько 4 см. Розклепайте її кінець і просвердліть отвір діаметром 10 мм, а в інший кінець вставте кінець дроту, попередньо очищений від ізоляції. Далі обтисніть його легкими ударами молотка. Щоб посилити контакт дроту з трубкою-клеммою, нанесіть керном на неї насічки. Саморобні клеми прикрутіть до корпусу гайками та болтами. Деталі найкраще використовувати мідні. Намотуючи вторинну обмотку бажано робити відводи через кожні 5-10 витків, вони дозволять змінювати ступінчасту напругу на електроді;
• Для виготовлення електроутримувача візьміть трубу з діаметром близько 20 мм і довжиною близько 20 см. На кінцях приблизно 4 см від торцевої частини випиліть виїмки до половини діаметра. У виїмку вставте електрод і притисніть пружиною на основі куща привареного дроту зі сталі з діаметром 5 мм. До другого кону прикріпіть такий самий провід, який використовувався для вторинної обмотки за допомогою гайки та гвинта. Надягніть на тримач гумову трубку з відповідним внутрішнім діаметром.

Готовий апарат до мережі найкраще підключати за допомогою проводів з перетином від 1,5 м2 і більше, а також рубильника. Струм у первинній обмотці зазвичай не перевищує показник 25 А, а у вторинній коливається в межах 6-120 А. Під час роботи з електродами діаметром 3 мм через кожні 10-15 робіть зупинки, щоб трансформатор охолонув. Якщо електроди тонші, це не потрібно. Частіші перерви потрібні, якщо ви працюєте в режимі різання.

Міні-зварювання своїми руками

Щоб самостійно зібрати мініатюрний апарат для зварювання, вам знадобиться лише кілька годин і такі матеріали:

Спочатку акуратно розберіть стару батарейкуі витягніть із неї графітовий стрижень. На кінці його загостріть шкіркою і протріть сухою ганчіркою. Шматок товстого дроту на 4-5 см від кінця очистіть від ізоляції і за допомогою пасатижів або бокорізів загніть петлю. Вставте в неї вугільний електрод.

Заберіть вторинну обмотку з трансформатора та на її місце намотайте товстий дрітна 12-16 витків. Тепер все це вставляється у відповідний корпус – і апарат готовий.

Його дроти приєднуються до висновків вторинної обмотки, вугільний стрижень вставляється в петлюі добре стискається. Плюсовий висновок з'єднайте з тримачем електрода, а мінусовий - зі скручуванням робочих деталей. Ручку-утримувач можна пристосувати для електрода.

Можна використовувати ручку паяльника або щось подібне. Увімкніть прилад у побутову мережу та виконайте з'єднання деталей за допомогою графіту. Повинно виникнути полум'я, а на кінці деталей утворюється кулястий зварний шов.

Для домашньої майстерні наявність зварювального апарату дуже важлива. Такі прилади мають різні конструкціїта модифікації. Як новачки, так і досвідчені майстричасто віддають перевагу не заводським, а саморобним апаратам, які можна модифікувати на свій лад.