Как сделать сварочный аппарат своими руками?

Как сконструировать сварочный аппарат своими руками?

 

В бытовых условиях порой никак нельзя обойтись без сварочного аппарата, особенно туго без возможности осуществления электродуговой сварки. Сегодня в специализированных точках продажи можно увидеть огромный выбор различных приборов для сварки от зарубежных и отечественных производителей. Хороший сварочный аппарат обойдется недешево, а относительно дешевые инструменты далеко не всегда могут похвастаться высоким качеством работы.

Конструкция сварочного инвертора.

Есть хорошая альтернатива покупке прибора для сварки – сделать сварочный аппарат своими руками.

Классификация сварочных приборов

В зависимости от характера сварочного тока, аппараты для сварки разделяют на две категории:

1. Приборы постоянного тока.
2. Приборы переменного тока.

Сварочный агрегат постоянного тока применяют для сварки тонколистовых металлов, таких как автомобильная и кровельная сталь, на малом токе. При этом дуга сварки характеризуется большей устойчивостью, есть возможность проведения сварки на обратной либо прямой полярности. Используя сварочный прибор своими руками, работающий на постоянном токе, можно осуществлять сварку посредством несмазанной электродной проволоки и любых электродов. Для обеспечения более устойчивого горения сварочной дуги на малом токе необходимо наличие повышенного напряжения холостого хода (а пределах 70-75 В). Выпрямляется переменный ток путем применения «мостовых» выпрямителей на диодах высокой мощности с охлаждающими радиаторами.

Устройство сварочного инвертора.

Чтобы сгладить пульсацию напряжения, к одному из выводов сварочного аппарата присоединяют через дроссель L1 держатель электродов. Дроссель имеет вид медной катушки размером от 10 до 15 витков шины и диаметром 3,5 см2, установленной на одном из сердечников (от магнитного пускателя, к примеру). Чтобы выпрямлять и осуществлять плавно регуляцию тока сварки, применяются усложненные схемы с наличием управляемых тиристоров высокой мощности.

Регуляторы постоянного тока обладают очень важным преимуществом – универсальностью. Они могут применяться как для плавного регулирования сварочного тока, так и для зарядки аккумуляторов, для питания элементов электронагрева и прочих целей.

Это все, что касалось агрегатов для сварки с постоянным током. Теперь поговорим о том, как сделать сварочный аппарат переменного тока. Они используются для сварки электродами небольшого диаметра (от 1,5 до 2 мм) при толщине рабочего материала свыше 1,5 мм. Причем ток сварки имеет высокое значение и наблюдается устойчивое горение сварочной дуги. Можно пользоваться только теми электродами, которые предназначаются специально для сварки с переменным током.

Чтобы сварочные аппараты нормально функционировали, необходимо:

Схема сварочного аппарата.

1. Обеспечение выходного напряжения для уверенного зажигания сварочной дуги. Для самодельного сварочного агрегата вполне достаточно 60-65 В. Напряжение выше этой отметки является нежелательным по причинам потенциальной опасности сварочного процесса.
2. Устроить сварочное напряжение, которое обеспечит стабильное горение электродуги. В зависимости от сечения рабочего электрода это напряжение будет находиться в диапазоне от 18 до 24 В.
3. Создать нормальный ток сварки.
4. Уменьшить ток короткого замыкания, максимум которого определяется 30-35%.

Дуга будет стабильно гореть тогда, когда у сварочного прибора будет падающая внешняя характеристика, определяющая зависимость напряжения в цепи сварки от силой сварочного тока.

Требования к самодельным сварочным приборам

Для того чтобы грубо (постепенно) перекрыть диапазон токов сварки, в конструкции сварочного аппарата необходимо устройство и первичной, и вторичной обмотки. Помимо этого, чтобы осуществлять плавную перемену сварочного тока в конкретном диапазоне, необходимо использовать механизмы перехода обмотки. Если убрать сварочную обмотку, то по отношению к сетевой увеличатся магнитные рассеивающие потоки, что повлечет за собой уменьшение сварочного тока.

Схема устройства сварочного полуавтомата.

Собирая сварочные аппараты своими руками, нет необходимости полностью перекрывать диапазон тока сварки. В первую очередь рационально сделать прибор для сварки, предназначенный для работы с электродами сечением от 0,2 до 0,4 см. Затем, если существует необходимость сварки на малом токе, преобразовать аппарат путем установки отдельного устройства выпрямления с легкой регуляцией тока сварки.

Сварочные аппараты, сконструированные своими руками, должны отвечать следующим требованиям:

1. Иметь небольшие габариты и вес.
2. Способность непрерывно работать относительно долгое время (минимум 5 электродов 0,3-0,4 см сечением) от электросети 220 В.

Уменьшить вес и размеры прибора для сварки возможно путем снижения мощности, увеличить время непрерывной работы можно с использованием теплостойкой изоляции обмотки и магнитно-проницаемой стали.

http://youtu.be/BDNtM0eScNc

Как подобрать сердечник для сварочного агрегата?

В большинстве случаев при изготовлении приборов для сварки применяют магнитопровод по типу стержней, так как они отличаются своей технологичностью. Сердечник делают из стальных пластинок произвольной формы толщиной от 0,3 до 0,5 мм, которые стягиваются шпильками. Выбор сердечника требуется проводить с учетом габаритов «окна», в которое будет помещаться обмотка прибора для сварки, а также размер поперечного сечения магнитопровода. Практикой доказано, что очень маленький размер сечения (примерно 250-350 мм) не стоит выбирать, так как в этом случае у агрегата не будет необходимого запаса мощности и добиться качественного сварочного шва будет очень непросто. К тому же сварочный прибор будет перегреваться уже после короткого периода работы.

В среднем магнитопровод должен обладать сечением 450-550 мм2. Тогда вес инструмента немного увеличится, но при этом будет более надежным. Все чаще самостоятельно делают сварочные приборы с тороидальным сердечником, для которого характерны повышенные электротехнические параметры (в 5 раз больше, чем таковые, у сердечника стержневого типа), при этом небольшие электропотери. Основная сложность их устройства заключается в расположении на торе обмотки и трудностями при изготовлении собственно обмотки.

http://youtu.be/L75jxmwkoII

Но если правильно подойти к задаче, получится хороший эффект. Произвести сердечник можно из трансформаторного ленточного железа, скрученного в конфигурацию тора. В качестве примера можно привести магнитопровод трансформатора «Латр» на 9 А. Чтобы расширить внутреннее окно в сердечнике, необходимо с внутренней части отмотать определенную длину ленточной стали и намотать ее на наружную часть элемента. Но практикой показано, что одного сердечника типа «Латра» для сборки полноценного сварочного агрегата не хватит (причина тому – недостаточная величина сечения). Такой аппарат будет перегреваться уже после смены пары электродов 0,3 см сечением.

Отдельное внимание стоит уделить самодельным конструкциям сварочных приборов, сделанных на основе статоров асинхронных электродвигателей с тремя фазами, обладающих большой мощностью (свыше 10 кВт). От величины сечения статора зависит выбор сердечника для сварки. Но трансформаторная электротехническая сталь не идеально соответствует штампованным пластинам статора, потому делать сечение меньше 4-4,5 см не имеет смысла.

Первым делом со статора удаляется оболочка, убираются обмотки из внутренней части, перегородки внутренних пазов спиливаются, внутреннюю часть зачищают с помощью абразивного круга или напильника, округляют острые углы сердечника и тесно его заматывают в хлопчатобумажную изоляционную ленту. Теперь можно приступать к устройству обмотки.

Правильный подбор обмотки

Для устройства первичного слоя/сетевой обмотки лучше всего подойдет специально предназначенный для этого обмоточный провод из меди со стеклотканевым изоляционным материалом. Можно использовать провод с прорезиненной изоляцией. Нельзя использовать провода, изолированные с помощью полихлорвинила, так как он под воздействием высоких температур может расплавиться, вытечь из первичного слоя обмотки и привести к короткому замыканию.

Наматывая обмотку на сердечнике, необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Обмотку следует производить на изолированный керн и только в одну сторону (против часовой стрелки, к примеру).
2. Каждый новый слой изолируется стеклотканевой либо электрокартонной изоляцией.
3. Выводы обмотки требуется залуживать, маркировать, фиксировать хлопчатобумажной тесьмой.

http://youtu.be/LvIyLUOzS64

Сварочный провод подсоединяется к прибору посредством медных наконечников с внешней стороны прибора.