Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварочный аппарат своими руками

Сварочный аппарат своими руками

Под блоком питания дуги в общем случае подразумевается схема состоящая из силового трансформатора и регулирующих элементов, улучшающих характеристику дуги а также выпрямитель и другие устройства. В самом простом варианте, если рассматривать схемы изготовления сварочного аппарата своими руками, то источником питания для дуги является только один силовой трансформатор, без использования дополнительных блоков и узлов.

Блок питания заключается в корпус и оборудуется всеми необходимыми мелочами: соединительными разъемами и клеммами, специальными выключателями и регуляторами. Корпус сварочника можно оборудовать ручками для переноски и колесиками.

Подобную конструкцию достаточно хорошего качества сварки можно изготовить самостоятельно и своими руками. Главный секрет самодельного аппарата это небольшое понимание процесса сварки, правильный выбор материала, ну и вложить в процесс изготовления устройства кусочек своей души, мастерства и терпения.

Однако, если вы решились на самостоятельную сборку аппарата, вам будет гораздо легче, если свы поймете основные базовые теоретические навыки, касающиеся момента горения сварочной дуги и плавления электрода, характеристик трансформаторов, магнитопроводов.

Сварочный аппарат своими руками. Сварочный трансформатор

Это главный элемент любой схемы сварочного устройства, он понижает сетевое напряжение до 50. 80 В. Работает трансформатор в особых условиях, их называют дуговом режиме при этом происходит максимальная отдача мощности. Поэтому трансформаторы должны спокойно выдерживать протекание больших токов до 200 А. Силовые характеристики трансформаторов должны сочетаться с их динамическими — ВАХ трансформатора должна соответствовать определенным требованиям, иначе ее нельзя будет использовать для ручной сварки.

Конструкции типовых трансформаторов сильно отличаются друг от друга. Разнообразие самодельных сварочных трансформаторов огромное, так как в их конструкциях много уникальных решений, но помимо этого самодельные конструкции трансформаторов очень просты: в них отсутствуют дополнительные элементы для регулировки тока, а регулировка происходит путем переключения витков катушек или с помощью других внешних специализированных устройств.

Трансформатор состоит из магнитопровода, состоящего из наборных пластин специальной трансформаторной стали, первичной и вторичной обмотки, часто собранных с отводами для регулировки или схемы устройства. Если трансформатор рассчитан на заданный ток, то варить можно сразу с выхода вторичной обмотки, без дополнительных схемных решений ограничения тока. Первичную обмотку рекомендуется изготавливать с отводами — это позволяет немного изменять сварочный ток, а при некоторых условиях поднастроить трансформатор под просевшее напряжение сети.

Главной частью трансформатора является магнитопровод. В большинстве случаев при изготовлении своими руками применяют магнитопроводы со списанных силовых и старых телевизионных трансформаторов, а также статоров электродвигателей. Этим объясняется огромное разнообразие изготовленных народными умельцами различных типов магнитопроводов сварочных трансформаторов.

Кроме основных параметров трансформатора таких как геометрические размеры магнитопровода, число витков его обмоток, величина уровня входного и выходного напряжения, потребляемый и максимальный на выходе ток имеются еще ряд характеристик для электросварочной системы, которые трудно оценить в домашних условиях или измерить с помощью самодельных измерительных приборов, однако именно эти характеристики определяют степень годности сварочного трансформатора в качестве источника питания для ручной сварки, в том числе и для формирования качественного шва. Что напрямую зависит от способности трансформатора стабильно держать ток, что описывается таким тезническим параметром, как внешняя вольт амперная характеристика (ВАХ) источника питания.

Внешней ВАХ называется зависимость напряжения на разъемах источника от величины сварочного тока. Сварочный ток зависит от нагрузочных свойств трансформатора и от электрической дуги.

Внешнея вольт-амперной характеристикой источника питания

Для ручной сварки используется только крутопадающая характеристика (3), жесткая и пологопадающая используются только в автоматах.

Характеристики сварочной дуги. Дуга это длительный электрический разряд на конце электрода и области дуговой зоны металла. При зажигании дуги сначала произойдет пробой газового промежутка электронами, а затем процесс стабилизируется и в дуговом промежутке появится также ионная проводимость. Помимо этого, стабилизатором горения дуги считается плавящаяся и испаряющаяся обмазка электродов.

В процессе соединения металом плавящимся электродом, под воздействием высоких температур, осуществляется плавление металла и формирование капли, а затем ее отрыв от электрода и перенос на металл конструкцию. Диаметр формирующихся капель и скорость их появления зависят от силы тока, диаметра электрода, длины дуги.

Если трансформатор работает хорошо, дуга горит стабильно, а наплавленный металл ложитсяровно — значит, все сделано правильно; если нет, то характеристика ВАХ трансформатора близка к жесткой. Тогда можно это исправить включив в цепь балластное сопротивление резистора номиналом в сотые доли ома, например кусочек проволоки из нихрома. Балластный резистор немного ограничит максимальный ток трансформатора, что подправит его внешнюю характеристику.

Исправление внешней характеристики сварочного трансформатора. Схема

Так можно получить хорошие результаты горения дуги при сварке в ручном режиме. Улучшения крутизны внешней характеристики трансформатора можно также добится увеличив его выходное напряжения холостого хода, хотя при этом снизится КПД трансформатора.

Еще один полезный технический параметр, характеризующий работу устройства — Динамическая характеристика источника питания. Как известно, источник питания дуги должен обладать быстрой реакцией на изменения тока и напряжения в дуге. Это зависит от времени восстановления напряжения от нулевых показаний в режиме короткого замыкания до напряжения повторного появления дуги. Это время и считается динамической характеристикой источника питания. Оно не должно быть более 0,05 с на 25 Вольт. Эта особенно значимо при замыкании капель расплавленного металла дугового промежутка, то есть в момент перехода трансформатора в режим короткого замыкания.

Сила тока короткого замыкании во вторичной обмотке может быть выше сварочного тока в два раза. Для режима ручной в самодельных сварочных аппаратах своими руками, малое отношение токов могут оказаться отрицательным фактором.

Для устойчивого горения сварочной дуги важное свойство имеет так называемая эластичность дуги , т.е она продолжает гореть при увеличении ее длины. Эластичность дуги величина колличественная, ее критерием является ее максимальная длина, при которой дуга способна существовать.

Читайте так же:
Домашняя мастерская самоделки своими руками сделай сам

Дуга способна загореться только при достижении в начале полупериода необходимого напряжения. Дуга переменного тока может зажигатся и гаснуть по 100 раз за секунду и гореть отдельными вспышками. Это зависит от напряжение холостого хода и фазового сдвига между напряжением холостого хода и током дуги. Сократить паузы в горении дуги можно повысив напряжения холостого хода. Однако не следует повышать его выше уровня 80 В с точки зрения электробезопасности. Лучше это решить с помощью схемотехнических возможностей, включив в цепь дросселя, приводящие к фазовому сдвигу между током и напряжением.

Схема фазового сдвига для сварочного источника питания

Сварочная дуга после этого может не иметь перерывов в горении вообще, так как она поддерживается ЭДС самоиндукцией.

На постоянном токе дуга более стабильна, швы получаются более лучшими. Постоянный ток в сварочных аппаратах собранными своими руками появляется после выпрямления его переменным током с помощью мощных выпрямительных мостов. Например на основе мощных диодов типа В-200 с максимальным ток до 200 Ампер).

Выпрямительный мост

Эти диоды обладают большими размерами, а их корпус необходимо установить на радиаторы. Лучше будет если вместо отдельных диодов использовать уже готовый диодный мост.

Диодные мосты в случае необходимости можно соединить параллельно для увеличения предела максимального тока.

Форму постоянного напряжения легко сгладить, использовав на выходе конденсатор емкостью от 10000 мкФ. При этом емкость подключается через сопротивление, который необходим, т.к в момент зажигания дуги происходит касание электрода к металлу и создается короткое замыкание.

Специфика расчета заключается в том, что при изготовлении самодельного аппарата параметры необходимо подстраивать под имеющийся магнитопровод. Часто трансформатор собирается не из самого лучшего материала для магнитопровода, и наматывается не лучшим проводом.

Достоинства аппаратов постоянного тока перед их «переменнотоковыми аналогами хорошо известны. Это мягкое и плавное зажигание дуги, возможность соединять тонкостенные детали, меньшее разбрызгивание металла, отсутствие непровариваемых участков.

Выходное переменное напряжение со вторичной обмотки силового трансформатора — 54 вольта. Использованы мощные тиристоры — Т161 — 160, управляемые оптотиристорами типа ТО125 — 12,5. Диоды мощные типа Д151 — 160. Это схема позволяет варить электродами до 3-4мм. После выпрямителя в схеме имеються три конденсатора по 15000 микрофарад на напряжение 80 вольт, и дроссель. Дроссель изготавливае5тся на ш-образном сердечнике с немагнитным зазором 0,5 — 1,0мм, площадь сечения которого 25 см 2 . Намотка осуществляется толстым медным проводом до заполнения каркаса.

Блок управления тиристорами выполнен на двух биполярных транзисторах, это стандартный релаксационный генератор с аналогом динистора. Стабилитрон VD1 типа Д814Д. Выпрямительный мост КЦ405Е или его аналог.

Самодельный сварочный аппарат

Самодельный сварочный аппарат
Самодельный сварочный аппарат

Сварочные аппараты сделанные своими руками в основной своей массе обладают выраженной спецификой перед своими собратьями промышленного изготовления. На первое место здесь зачастую ставится не тщательность расчета параметров конструкции и соблюдение технологии изготовления, а возможность достать тот или иной компонент будущей конструкции самодельного сварочного аппарата. Делать трансформатор чаще всего приходится из того, что есть, а не из того, из чего хотелось бы. Многие конструкции отличаются особой оригинальностью компоновки, собираются из материалов, ничего общего до того со сварочным делом, а то и с трансформаторами вообще не имевшими. Параметры элементов конструкции некоторых образцов сварочных трансформаторов могут сильно выходить за рамки рекомендуемых стандартными методиками значений.

Тем не менее большинство самодельных сварочных аппаратов вполне оправдывают свое существование. Их сварочные характеристики находятся на приемлемом рабочем уровне, а в случае необходимости могут быть подправлены.

То, что разные трансформаторы по-разному варят, сварщикам известно хорошо. В одном случае дуга зажигается и горит стабильно, швы ложатся ровно, работать таким аппаратом легко — сварщики говорят: «варит мягко». В другом же случае наоборот: удерживать дугу тяжело, она часто гаснет, металл сильно разбрызгивается, и швы получаются какими-то рваными и размытыми, притом что трансформатор развивает необходимый ток, даже вроде бы обладает запасом по мощности и с выходным напряжением у него тоже все в порядке. В чем же дело? А причина как раз в способности трансформатора стабильно держать рабочий ток, что характеризуется таким показателем, как внешняя вольт-амперная характеристика (ВАХ) источника питания. Про неё подробно написано в статье Типы сварочных аппаратов. Если в двух словах — ток короткого замыкания не должен сильно отличаться от тока сварки. Ток должен быть ограничен либо увеличенным магнитным рассеянием трансформатора, либо балластным сопротивлением, либо дросселем, либо другим способом.

О качестве внешних характеристик сварочных трансформаторов судят на практике. Если с трансформатором работать легко, дуга горит стабильно, а наплавленный металл ложится равномерно — значит, все в порядке.

Надежность сварочного трансформатора

Злейшим врагом сварочных трансформаторов является перегрев. Самым действенным средством против перегрева являются надежные обмоточные провода с плотностью тока не более 5-7 А/мм 2 . Чтобы провод быстро охлаждался, он должен иметь хороший контакт с воздухом. Для этого в обмотках делаются щели. Сначала мотается первый слой и с внешних сторон вставляются деревянные или гетенаксовые планки толщиной 5-10 мм, потом планки вставляются через каждые два слоя провода: так каждый слой имеет контакт с воздухом с одной стороны.

Катушка сварочного трансформатора с вентиляционными щелями
Катушка сварочного трансформатора с вентиляционными щелями

Если трансформатор делается без вентилятора, то щели должны ориентироваться вертикально. Тогда через них постоянно будет циркулировать воздух: теплый поднимается вверх, а снизу засасывается холодный. Еще лучше, если трансформатор постоянно обдувается вентилятором. Вообще-то принудительный обдув мало влияет на скорость нагрева трансформатора, зато заметно ускоряет его охлаждение. Быстрее всего греются и хуже всего охлаждаются тороидальные трансформаторы. У сильно греющегося сварочного трансформатора с закрытыми обмотками даже мощный обдув не решит этой проблемы, и здесь придется удерживать температуру обмоток разве что очень умеренным режимом работы.

Читайте так же:
Телевизионная антенна своими руками видео

Если предстоит варить много и быстро, а ваш сварочный трансформатор намотан не ахти какими проводами и катастрофически быстро греется и т.д., здесь можно применить одно кардинальное средство борьбы с перегревом. Перегрева можно не так бояться, если весь трансформатор полностью погрузить в трансформаторное масло. Обладая значительной теплопроводностью, масло не только отводит тепло из обмоток, но и является дополнительным изолятором. В простейшем виде это просто ведро с маслом с утопленным в нем трансформатором, откуда выходят только четыре провода — такое «чудо» иногда можно увидеть на дворах в сельской местности.

Самодельный сварочный трансформатор помещенный в емкость с трансформаторным маслом
Самодельный сварочный трансформатор помещенный в емкость с трансформаторным маслом

В режиме сварки трансформатор создает мощное переменное магнитное поле, которое притягивает к нему стальные элементы, вызывая вибрацию. Вибрируют не только стальные корпуса сварочных аппаратов, но и вообще все детали, соединенные с трансформатором и находящиеся внутри магнитопровода. Особенно подвержены вибрациям подвижные части регулирующих устройств мощности, если таковые имеются. К подвижным элементам (большей частью промышленных аппаратов) могут относиться: сердечники, магнитные шунты, подвижные обмотки, т.е. элементы, с помощью передвижения которых изменяется рабочий ток трансформатора и которые невозможно закрепить совершенно жестко. Эти части связаны с неподвижными элементами трансформатора посредством винтов, направляющих и других элементов, деформирующихся под действием переменных сил. Вибрации подвержены и закрепленные жестко элементы конструкции. Амплитуды и действие вибрации зависят от множества конструктивных факторов, которыми во многом и определяется надежность сварочного трансформатора. Нередки случаи, когда из-за недоработки конструкции или некачественной сборки, вследствие вибрации быстро выходят из строя даже трансформаторы промышленного изготовления. Для самодельных конструкций эта проблема стоит еще более остро, особенно когда используются обмоточные провода в тонкой лаковой изоляции. От постоянной вибрации и трения друг о друга витков, лак на некоторых участках может разрушаться, что неизбежно приведет к межвитковому замыканию. Поэтому изоляция между слоями провода здесь обязательна. Также необходимо предусмотреть, чтобы под действием вибрации не произошло разрушение или продавливание на углах каркаса обмоток или (в тех конструкциях, где его вообще нет) слоя изоляции между катушками и железом магнитопровода. Можно без всякого, преувеличения сказать, что вибрация наравне с перегревом является одной из основных причин преждевременного выхода из строя сварочных трансформаторов.

При эксплуатации и тем более хранении сварочного аппарата, следует опасаться сырых подвалов и вообще мест с повышенной влажностью. Постепенно обмотки впитывают в себя влагу, которая, попадая в мельчайшие щели и трещины изоляции, долго не высыхает, становясь хорошим проводником тока.

Чаще всего проблемы бывают с первичной катушкой высокого напряжения. Первичная катушка содержит большее количество витков, обычно она сильнее греется, ее более тонкий провод больше подвержен влиянию разрушающих механических воздействий, нежели провод вторичной цепи. Эта катушка находится под опасным напряжением, и при повреждении изоляции ее провода высокое напряжение может попасть на корпус или магнитопровод трансформатора. Если сварочный трансформатор не имеет корпуса, то повреждения обмоток могут происходить от случайных ударов, а также опрокидываний и падений тяжелого трансформатора. Разрушающее воздействие на изоляцию оказывает вибрация, особенно для провода в лаке, перегрев обмоток и влага. Если произошел пробой на корпус или магнитопровод, которые не заземлены, или повреждена внешняя изоляция провода первичной обмотки, то при прикосновении человек попадет под высокое напряжение. От пробоя на корпус спасает заземляющий провод. Однако заземление на самодельных конструкциях делается нечасто.

Другой вариант пробоя первичной обмотки, когда она пробивает на вторичную катушку внутри трансформатора. В этом случае ничего не подозревающий сварщик и его помощники могут попасть под высокое напряжение сети со всеми вытекающими отсюда последствиями. Это может предотвратить надежная изоляция первичной и вторичной обмоток друг от друга. Напряжение вторичной катушки может повыситься, даже если ее изоляция не нарушена. Напряжение на выходе вторичной катушки зависит от количества витков первичной катушки. Так, при межвитковом замыкании первичной катушки достаточно большое количество ее витков может «вылететь» из работы: в результате напряжение на выходе сварочного трансформатора повысится.

Корпус для самодельного сварочного аппарата

При установке сварочного трансформатора в корпус особое внимание надо уделять его материалу и возможности протока воздуха для охлаждения, при этом верх должен быть закрыт, предохраняя трансформатор от возможного дождя. Корпуса или хотя бы некоторые их части лучше делать из не магнитных материалов: латунь, дюраль, гетенакс, пластмассы. Если корпус сделан из жести или напротив оси первичной обмотки привинчены стальные панели, то при работе вся эта конструкция будет втягиваться внутрь и вибрировать. Звук при этом иногда бывает такой, что его можно сравнить разве что с работой пилы — мощной «циркулярки». Поэтому устанавливать сварочный трансформатор можно либо в цельновыгнутый жесткий стальной корпус, который не так поддается вибрациям, или делать панели напротив хотя бы первичной обмотки из немагнитных материалов.

Для практически всех существующих конструкций сварочных трансформаторов характерны очень сильные магнитные поля рассеивания вблизи обмоток. Эти поля вызывают не только сильные вибрации магнитных материалов, но и заметные потери энергии в кожухах и других конструктивных элементах трансформаторов. Потери энергии обусловлены возбуждением в кожухах вихревых токов. Присутствие вихревых токов, а следовательно, и потери энергии, будут тем меньшими, чем больше расстояние от обмоток трансформатора до стенок металлического корпуса. На потери энергии мало влияют магнитные свойства металлов. Если корпус сделать из немагнитных металлов — латунь, алюминий и т.д., то это мало повлияет на генерацию вихревых токов, ведь здесь важна токопроводимость материала, которая у металлов всегда высокая. Исследования показали, что несколько уменьшить потери в корпусе можно, сделав на нем продольные рассечки, типа вентиляционных щелей, которые, располагаясь на пути вихревых токов с наибольшей плотностью, увеличат сопротивление материала для них. Таким образом можно уменьшить потери на 30-50% в зависимости от конструкции кожуха и использованного на нем металла.

Читайте так же:
Барабан для лебедки своими руками

С другой стороны, потери такого рода вообще могут быть сведены на нет, если корпус выполнить из изоляционного материала, тем более что в этом случае сразу удастся избежать и вибраций, вызванных переменными магнитными полями. Однако корпус из диэлектрических материалов сложнее сделать или же подобрать уже готовый, также он имеет худшие показатели прочности. Конечно, проблемы с корпусом, его вибрациями, вихревыми токами и потерями энергии можно вообще избежать, отказавшись от цельного корпуса, как это и принято, наверное, у большинства самодельных сварок. Однако отсутствие корпуса добавит массу других, не менее важных проблем, а также отразится на безопасности и надежности в эксплуатации сварочного аппарата. Тем более что потери на уровне нескольких процентов практически неразличимы на фоне флуктуации напряжения в сети, а также присутствия некоторого сопротивления в линиях электропередачи.

В корпус сварочного аппарата можно установить вентилятор или сделать его герметичным и залить трансформаторным маслом.

Как собрать сварочный аппарат своими руками?

В виду того, что в быту обывателям часто требуется работать с металлом, многие используют сварочные агрегаты. Но далеко не всем по карману приобретение дорогостоящего оборудования, из-за чего и возникает вопрос, как собрать сварочный аппарат своими руками. Процесс изготовления будет отличаться в зависимости от типа и конструктивных особенностей сварочного устройства.

Типы сварочных аппаратов

Современный рынок наполнен достаточно большим разнообразием сварочных аппаратов, но далеко не все целесообразно собирать своими руками.

В зависимости от рабочих параметров устройств различают такие виды устройств:

  • на переменном токе – выдающие переменное напряжение от силового трансформатора напрямую к сварочным электродам;
  • на постоянном токе – выдающие постоянное напряжение на выходе сварочного трансформатора;
  • трехфазные – подключаемые к трехфазной сети;
  • инверторные аппараты – выдающие импульсный ток в рабочую область.

Первый вариант сварочного агрегата наиболее простой, для второго понадобиться доработать классическое трансформаторное устройство выпрямительным блоком и сглаживающим фильтром. Трехфазные сварочные аппараты используются в промышленности, поэтому рассматривать изготовление таких устройств для бытовых нужд мы не будем. Инверторный или импульсный трансформатор довольно сложное устройство, поэтому чтобы собрать самодельный инвертор вы должны уметь читать схемы и иметь базовые навыки сборки электронных плат. Так как базой для создания сварочного оборудования является понижающий трансформатор, рассмотрим порядок изготовления от наиболее простого, к более сложному.

На переменном токе

По такому принципу работают классические сварочные аппараты: напряжение с первичной обмотки 220 В понижается до 50 – 60 В на вторичной и подается на сварочный электрод с заготовкой.

Перед тем, как приступить к изготовлению, подберите все необходимые элементы:

  • Магнитопровод – более выгодными считаются наборные сердечники с толщиной листа 0,35 – 0,5мм, так как они обеспечивают наименьшие потери в железе сварочного аппарата. Лучше использовать готовый сердечник из трансформаторной стали, так как плотность прилегания пластин играет основополагающую роль в работе магнитопровода.
  • Провод для намотки катушек – сечение проводов выбирается в зависимости от величины, протекающих в них токов.
  • Изоляционные материалы – основное требование, как к листовым диэлектрикам, так и к родному покрытию проводов – устойчивость к высоким температурам. Иначе изоляция сварочного полуавтомата или трансформатора расплавится и возникнет короткое замыкание, что приведет к поломке аппарата.

Наиболее выгодным вариантом является сборка агрегата из заводского трансформатора, в котором вам подходит и магнитопровод, и первичная обмотка. Но, если подходящего устройства под рукой нет, придется изготовить его самостоятельно. С принципом изготовления, определения сечения и других параметров самодельного трансформатора вы можете ознакомиться в соответствующей статье: https://www.asutpp.ru/transformator-svoimi-rukami.html.

В данном примере мы рассмотрим вариант изготовления сварочного аппарата из блока питания микроволновки. Следует отметить, что трансформаторная сварка должна обладать достаточной мощностью, для наших целей подойдет сварочный аппарат хотя бы на 4 – 5кВт. А так как один трансформатор для микроволновки имеет только 1 – 1,2 кВт, для создания аппарата мы будем использовать два трансформатора.

Для этого вам понадобится выполнить такую последовательность действий:

Распилите сердечник

  • Возьмите два трансформатора и проверьте целостность обмоток, питаемых от электрической сети 220В.
  • Распилите магнитопровод и снимите высоковольтную обмотку, Рис. 1: распилите сердечник

оставив только низковольтную, в таком случае намотку первичной катушки уже делать не нужно, так как вы используете заводскую.

  • Удалите из цепи катушки на каждом трансформаторе токовые шунты, это позволит увеличить мощность каждой обмотки. Удалите токовые шунты Рис. 3: удалите токовые шунты
  • Для вторичной катушки возьмите медную шину сечением 10мм 2 и намотайте ее на заранее изготовленный каркас из любых подручных материалов. Главное, чтобы форма каркаса повторяла габариты сердечника. Намотайте вторичную обмотку на каркас Рис. 4: намотайте вторичную обмотку на каркас
  • Сделайте диэлектрическую прокладку под первичную обмотку, подойдет любой негорючий материал. По длине ее должно хватать на обе половинки после соединения магнитопровода. Сделайте диэлектрическую прокладку Рис. 5: сделайте диэлектрическую прокладку
  • Поместите силовую катушку в магнитопровод. Для фиксации обеих половинок сердечника можно использовать клей или стянуть их между собой любым диэлектрическим материалом. Поместите катушку в магнитопровод Рис. 6: поместите катушку в магнитопровод
  • Подключите выводы первички к шнуру питания, а вторички к сварочным кабелям. Подключите шнур питания и кабели Рис. 7: подключите шнур питания и кабели

Установите на кабель держатель и электрод диаметром 4 – 5мм. Диаметр электродов подбирается в зависимости от силы электрического тока во вторичной обмотке сварочного аппарата, в нашем примере она составляет 140 – 200А. При других параметрах работы, характеристики электродов меняются соответственно.

Читайте так же:
Слесарный инструмент своими руками

Во вторичной обмотке получилось 54 витка, для возможности регулировки величины напряжения на выходе аппарата сделайте два отвода от 40 и 47 витка. Это позволит осуществлять регулировку тока во вторичке посредством уменьшения или увеличения количества витков. Ту же функцию может выполнять резистор, но исключительно в меньшую сторону от номинала.

На постоянном токе

Такой аппарат отличается от предыдущего более стабильными характеристиками электрической дуги, так как она получается не напрямую с вторичной обмотки трансформатора, а от полупроводникового преобразователя со сглаживающим элементом.

Принципиальная схема выпрямления для сварочного трансформатора

Рис. 8: принципиальная схема выпрямления для сварочного трансформатора

Как видите, делать намотку трансформатора для этого не требуется, достаточно доработать схему существующего устройства. Благодаря чему он сможет выдавать более ровный шов, варить нержавейку и чугун. Для изготовления вам понадобится четыре мощных диода или тиристора, примерно на 200 А каждый, два конденсатора емкостью в 15000 мкФ и дроссель. Схема подключения сглаживающего устройства приведена на рисунке ниже:

Схема подключения сглаживающего устройства

Рис. 9: схема подключения сглаживающего устройства

Процесс доработки электрической схемы состоит из таких этапов:

Установите диоды на радиаторы

  • Установите полупроводниковые элементы на радиаторы охлаждения. Рис. 10: установите диоды на радиаторы

В связи с перегревом трансформатора во время работы, диоды могут быстро выйти со строя, поэтому им нужен принудительный отвод тепла.

Соедините диоды в мост

  • Соедините диоды в мост, как показано на рисунке выше, и подключите их к выводам трансформатора. Рис. 11: соедините диоды в мост

Для подключения лучше использовать луженные зажимы, так как они не потеряют изначальную проводимость от больших токов и постоянной вибрации.

Используйте луженные зажимы

Рис. 12: используйте луженные зажимы

Толщина провода выбирается в соответствии с рабочим током вторичной обмотки.

Подключите силовые конденсаторы

  • Подключите силовые конденсаторы и дроссель во вторичную цепь диодного моста. Рис. 13: подключите силовые конденсаторы
  • Подсоедините к выводам сглаживающего устройства сварочные шлейфа, установите держатели для электродов – сварочный аппарат постоянного тока готов.

При сварке металлов таким аппаратом всегда следует контролировать нагрев не только трансформатора, но и выпрямителя. А при достижении критической температуры делать паузу для остывания элементов, иначе сварочный агрегат, сделанный своими руками, быстро выйдет со строя.

Инверторный аппарат

Представляет собой довольно сложное устройство для начинающих радиолюбителей. Не менее сложным процессом является подборка необходимых элементов. Преимуществом такого сварочного аппарата являются значительно меньшие габариты и меньшая мощность, в сравнении с классическими устройствами, возможность реализовать точечную сварку и т.д.

Принципиальная схема импульсного блока

Рис. 14: принципиальная схема импульсного блока

В работе такая схема преобразует переменное напряжение из сети в постоянное, затем, при помощи импульсного блока, выдает ток большой амплитуды в область сварки. Этим и достигается относительная экономия мощности аппарата по отношению к его производительности.

Конструктивно инверторная схема сварочного аппарата включает в себя такие элементы:

  • диодный выпрямитель с магазином емкостей, балластным резистором и системой плавного пуска;
  • система управления на основе драйвера и двух транзисторов;
  • силовая часть из управляющего транзистора и выходного трансформатора;
  • выходная часть из диодов и дросселя;
  • система охлаждения из кулера;
  • система обратной связи по току для контроля параметра на выходе сварочного аппарата.

Для изготовления сварочного инвертора вам понадобится самостоятельно намотать силовой трансформатор, трансформатор тока на базе ферритового кольца. Для моста лучше использовать готовую сборку из быстродействующих полупроводниковых элементов.

К сожалению, большинство других элементов вряд ли найдутся под рукой в гараже или у вас дома, поэтому их придется заказывать или приобретать в специализированных магазинах. Из-за чего сборка инверторного блока своими руками обойдется не дешевле заводского варианта, а с учетом затраченного времени, еще и дороже. Поэтому для инверторной сварки лучше приобрести готовый аппарат с заданными рабочими параметрами.

Сварочный инвертор своими руками

Домашнее хозяйство требует наличия определенных инструментов. Сварочные работы производятся с использованием инвертора, который широко востребован в обиходе. Изготовить сварочный инвертор своими руками не составит особого труда и финансовых вложений, достаточно иметь небольшие познания электрики, чтения чертежей. Качественный инвертор на рынке стоит не малых денег, а более доступные аналоги могут не соответствовать требуемым параметрам.

Сварочный инвертор своими руками

Характеристики самодельного инвертора и материалы для его сборки

Для эффективной работы устройства понадобиться использовать качественные материалы. Некоторые части возможно применить от старых блоков питания или найти на разборках радиодеталей. Основные технические характеристики устройства:

  • Потребляемое напряжение составляет 220 Вольт.
  • На входе сила тока не менее 32 ампер.
  • Сила тока, производимая аппаратом – 250 А.

Схема сборки сварочного инвертора

Схема сборки сварочного инвертора

Основная схема сварочного инвертора состоит из блока питания, дросселей, силового блока. Для изготовления устройства понадобятся инструменты и детали:

  • Комплект отверток для демонтажа и дальнейшей сборки.
  • Паяльник, необходим для соединения электронных элементов.
  • Нож и полотно по металлу для изготовления правильной формы конструкции.
  • Кусок металла толщиной 5-8 мм для формирования корпуса.
  • Саморезы или болты с гайками для крепления.
  • Платы для электронных схем.
  • Медные изделия в виде проводов, служат для обмотки трансформатора.
  • Стеклоткань либо текстолит.

В домашнем обиходе пользуется популярностью самодельный сварочный инвертор однофазного типа, сделанный своими руками.

Сварочный инвертор однофазного типа

Сварочный инвертор однофазного типа

Такой инвертор питается от бытовой сети 220 В, бывают случаи, когда необходимо изготовить устройство, питание которого происходит от трехфазной сети 380 В. Такие аппараты отличаются повышенной эффективностью и мощностью, используются при массовых работах.

Что нужно для сборки инвертора

Основной задачей сварочного инвертора является преобразование силы тока, достаточной для использования в хозяйстве. Работа электродом производится на расстоянии 1 см для получения прочного шва. Изготовление самодельного сварочного инвертора происходит по плану, в соответствие со схемой.

Читайте так же:
Дорновый трубогиб своими руками

Первично изготавливается блок питания, для его составляющих понадобиться:

  • Трансформатор, имеющий сердечник из ферритного материала.
  • Обмотка трансформатора с минимальным количеством витков – 100 шт., сечением 0,3 мм.
  • Вторичная обмотка изготавливается из трех частей, внутренняя состоит из 15 витков с сечением провода 1 мм, средняя с таким же количеством витков сечением 0,2 мм, наружный слой 20 завитий диаметром не менее 0,35 мм.

Самодельный инвертор необходимо изготавливать в соответствие с требуемыми характеристиками. Для стабильной, устойчивой к перепадам напряжения работы, обмотки используются на полной ширине каркаса. Алюминиевые провода не способны обеспечить достаточную пропускную способность дуги, имеют нестабильный теплоотвод. Качественный аппарат изготавливается с медной шиной.

Изготовление трансформатора и дросселя

Основной задачей трансформатора является преобразование напряжения высокочастотного тока при достаточной его силе. Сердечники могут быть использованы модели Ш20×208, в количестве двух штук. Зазор между деталями возможно обеспечить своими руками, используя обычную бумагу. Обмотка производится своими руками, медной полосой шириной 40 мм, толщина должна быть не менее 0,2 мм. Теплоизоляция достигается с использованием термоленты кассового устройства, она демонстрирует хорошую износостойкость и прочность.

Как сделать трансформатор для инвертора

Как сделать трансформатор для инвертора

Использование медного провода при обмотке сердечника недопустимо, т.к. он вытесняет силу тока на поверхность устройства. Для отвода излишнего тепла используется вентилятор или кулер от компьютерного блока питания, а также радиатор.

Инверторный блок отвечает за пропускную способность электрической дуги путем использования транзисторов и дросселей.

Для стабильного хода процесса сварки рекомендуется использовать несколько транзисторов в параллельной цепи, чем один более мощный элемент.

За счет этого происходит стабилизация тока на выходе, при процессе инверторной сварки своими руками, устройство издает меньше шума.

Самодельный дроссель

Конденсаторы, соединённые последовательно отвечают за несколько функций:

  • Резонансные выбросы минимизируются.
  • Потери ампер из-за конструктивных особенностей транзисторов, которые открываются намного быстрее, чем закрываются.

Самодельный трансформатор как основа для инвертора

Самодельный трансформатор как основа для инвертора

Трансформаторы сильно нагреваются, за счет большого объема проходящего тока. Для контроля температуры используются радиаторы и вентиляторы. Каждый элемент монтируется на радиаторе из теплоотводящего материала, если имеется возможность установить один мощный кулер, то это сократит время сборки и упростит конструкцию.

Конструкция сварочного аппарата

Основой для аппарата является корпус, возможно использовать системный блок от компьютера формата АТХ, рекомендуется поискать на разборках более старые модели, так как металл использовался толще и качественнее. Также подходит металлическая канистра, при этом случае необходимо вырезать отверстия для вентиляции, установить дополнительные крепления.

Устройство сварочного инвертора

Устройство сварочного инвертора

Ферритовый материал используется для обмотки трансформатора блока питания своими руками. Намотка проволоки на сердечник производится по всей ширине, это даст возможность улучшить производительность устройства, устранить перепады напряжения. Медная проволока применяется в самодельном сварочном инверторе, марки ПЭВ-2, стеклотканью изолируется первичная обмотка.

Функция силового блока состоит в понижении силы тока.

Трансформаторы устанавливаются с зазором, между ними прокладывается газетная бумага. Витки наматываются своими руками в несколько слоев первичной обмотки, затем в три слоя накладывается вторичная обмотка. Для защиты от короткого замыкания используется прокладка, не пропускающая ток.

Для предостережения от короткого замыкая отводятся силовые проводники в разные стороны, для охлаждения используют вентилятор.

Как настраивать работу инвертора

Сборка сварочного инвертора не требует особых усилий при наличии необходимых инструментов, материалов. Расходы на изделие, выполненное своими руками минимальны за счет использования не дорогих изделий.

Настройка устройства для правильной работы зачастую требует помощи специалистов, но ее можно выполнить своими руками при соблюдении требований.

  1. Напряжение подается на инверторную плату, вентилятор охлаждения в первую очередь. Такой подход исключит перегрев системы и заблаговременный выход из строя.
  2. На зарядку силовых конденсаторов отводится немного времени, после этого производится замыкание резистора в цепи. Проверка реле происходит на выходе из резистора, напряжение должно соответствовать нулевому показателю. Токоограничивающий резистор необходим для безопасного использования инвертора, без его применения может произойти возгорание аппарата.
  3. Осциллографом измеряется поступающие импульсы тока на трансформатор, соотношение должно быть 66 к 44 процентам.
  4. Процесс сварки инвертором, сделанным своими руками проверяется вольтметром, подключенным к оптрону на выходе его усилителя.
  5. К выходному мосту подается напряжение силой 16 вольт, для этого используется подходящий блок питания. При работе на холостом ходу, потребляемый ток составляет около 100 мА.

Проверка производится с кратковременных процессов сварки. При выполнении сварки до 10 секунд необходимо контролировать температуру инвертора, если трансформаторы не сильно нагрелись, возможно постепенно увеличивать режим работы.

Проверка соединений инвертора мультиметром

Проверка соединений инвертора мультиметром

Использование сварочного инвертора, изготовленным своими руками подразумевает выход устройства из строя. Для диагностики необходимо своими руками вскрыть корпус аппарата, проверить напряжение на входе. Распространённой проблемой является выход из строя блока питания, за счет недостаточного охлаждения или некачественных материалов, используемых при продолжительной работе. Также следует визуально осмотреть соединения и проверить их мультиметром. При случаях выхода из строя термодатчика либо предохранителей, необходимо заменить их на новые.

Преимущества и недостатки

Изготовленный своими руками аппарат может использоваться как при домашнем хозяйстве, так и в малых производствах. На первый взгляд конструкция состоит из множества элементов, схема представляется сложной к исполнению своими руками. При выполнении последовательности шагов, использовании качественных материалов, возможно добиться долгосрочной работы при малых затратах. Простой сварочный инвертор стоит на рынке достаточно дорого и не отличается повышенным качеством.

Простой инвертор своими руками

Простой инвертор своими руками

Недостатки заключаются в малом времени продолжительной службы самодельного инвертора. При больших объемах рекомендуется изготовить трехфазный инверторный аппарат своими руками, однако трудно найти источник питания такого типа.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector