Якщо людина планує виконувати в побутових умовах невеликі обсяги якихось нескладних зварювальних робітВін цілком може виготовити зварювальний апарат своїми руками, не витрачаючись на придбання заводського агрегату.

1

Для того, щоб зробити зварювальний агрегат з доступних матеріалів і деталей, необхідно чітко зрозуміти ключові принципи його функціонування і тільки після цього приступати до складання. Насамперед слід визначитися з потужністю струму саморобного зварювального апарату. Для з'єднання масивної арматури, звичайно, потрібна висока інтенсивність струму, а для зварювання тонких металевих виробів (не більше 2 мм) – менша.

Показник сили струму безпосередньо з тим, які електроди планується використовувати. Зварювання листів та конструкцій товщиною від 3 до 5 мм проводиться стрижнями 3–4 мм, а товщиною менше 2 мм – стрижнями 1,5–3 мм. Якщо ви застосовувати чотириміліметрові електроди, сила струму саморобної установкимає бути 150–200 А, триміліметрові – 80–140 А, двоміліметрові – 50–70 А. А ось для дуже тонких деталей (до 1,5 мм) цілком достатньо струму 40 А.

Формування дуги для проведення зварювання з напруги в будь-якому зварювальному агрегаті виходить за рахунок застосування трансформатора. Цей пристрій включає свою конструкцію:

• обмотки (первинну та вторинну);
• магнітопровід.

Трансформатор нескладно зробити самому. Магнітопровід, наприклад, збирають із пластин трансформаторної сталі або іншого матеріалу. Вторинна обмотка необхідна безпосередньо для виконання зварювальних робіт, а первинна підключається до 220-вольтної електромережі. Професійні агрегати обов'язково мають у своїй конструкції деякі додаткові пристрої, які забезпечують покращення та посилення якості дуги, що дозволяють плавно налаштовувати показник сили струму.

Саморобні зварювальні апарати, як правило, виготовляють без додаткових пристроїв. Величину потужності трансформатора вибирають, виходячи із показника сили струму. Щоб отримати розрахункову потужність, потрібно помножити показник струму, що використовується для зварювання, на 25. Отриманий твір при множенні на 0,015 дає нам необхідний діаметр магнітопроводу. А для розрахунку необхідного перерізу обмотки (первинної) слід поділити потужність на дві тисячі і помножити отримане значення на 1,13.

З визначенням перерізу вторинної обмотки доведеться "мучитися" трохи довше. Її величина залежить від щільності зварювального струму. При силі струму в районі 200 А щільність дорівнює 6А/квадратний міліметр від 110 до 150 А – 8, менше 100 А – 10. Щоб встановити необхідний переріз вторинної обмотки потрібно:

• розділити показник зварювального струму на його густину;
• помножити набуте значення на 1,13.

Число витків проводки можна визначити, розділивши площу перерізу магнітопроводу на 50. Ще один важливий момент, який потрібно знати тим, хто планує самостійне виготовленняапарату для зварювання, полягає в тому, що зварювальний процес може бути "м'яким" або "жорстким" в залежності від напруги, що є на вихідних клемах (на їх затисканнях) агрегату.

Зазначена напруга встановлює особливості зовнішньої характеристики струму для зварювання, яка може бути порожнистою або крутопадаючою, а також зростаючою. У зварювальниках власної збірки фахівці радять використовувати такі джерела струму, які описуються порожнистою або крутопадаючою характеристикою. Вони відзначаються мінімальні зміни струму при коливаннях електродуги, що оптимально реалізації зварювання в домашніх умовах.

2

Тепер, коли ми знаємо головні особливості зварювальника, можна приступати до збирання саморобного зварювального апарату. Зараз в інтернеті є чимало схем та інструкцій для виконання такого завдання, які дають можливість створювати практично будь-яке обладнання для зварювання – на змінному та постійному струмі, імпульсне та інверторне, автоматичне та напівавтоматичне.

У складні технічні "нетрі" ми вдаватися не будемо, і розповімо вам, як зробити зварювальний апарат найпростішого трансформаторного типу. Працюватиме він на змінному струмі, забезпечуючи ефективне і цілком гідне за якістю шва зварне з'єднання. Такий агрегат дозволить виконати будь-які побутові роботи, при яких потрібне зварювання металевих та сталевих виробів. Для його виготовлення знадобляться такі матеріали:

• пара десятків метрів товстого (бажано мідного) кабелю (дроту);
• залізо для осердя трансформаторного пристрою(Залізо має характеризуватися досить великою магнітною проникністю).

Сердечник найзручніше робити стрижневим, традиційної П-подібної форми. В принципі, допускається використовувати і сердечник іншої конфігурації, наприклад, круглий зі статора будь-якого електричного двигуна, що згорів, але будьте готові до того, що на круглу конструкцію обмотки намотувати набагато складніше. Рекомендована площа перерізу сердечника для стандартного побутового зварювального агрегату, зробленого самостійно, становить близько 50 сантиметрів квадратних.

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

Більший перетин робити немає сенсу, тому що агрегат стане набагато важчим, а ось реального технічного ефекту ви не досягнете. Якщо вас не влаштовує рекомендована величина площі перерізу, ви можете розрахувати її значення, користуючись схемою, наведеною в першій частині нашої статті.

Первинну обмотку потрібно виконувати з мідного дроту з високими характеристиками термічної стійкості(Під час зварювання обмотка піддається впливу високих температур). Цей провід, крім того, повинен мати бавовняну або склотканинну ізоляцію. У крайньому випадку, допускається застосовувати провід в гумовотканинній або звичайній гумовій ізоляційній оболонці, але в жодному разі не в поліхлорвінілової.

Ізоляцію, до речі, можна зробити самостійно, нарізавши з бавовняної або склотканини смужки двосантиметрової ширини. Цими смужками ви обмотує мідний кабель, після чого просочуєте провід із саморобною ізоляцією будь-яким лаком електротехнічного призначення. Повірте, що подібна ізоляція не перегріється при експлуатації 6–7 зварювальних стрижнів (при їх спалюванні на середній тривалості зварювальних робіт).

Площі перерізу обмоток розраховуються за принципами, викладеними раніше. Здається, з цими розрахунками у вас проблем не виникне. Зазвичай площа перерізу "вторинного" дроту береться на рівні 25-30 квадратних міліметрів, "первинного" - 5-7 (значення для саморобних агрегатів, які працюватимуть зі стрижнями діаметром 3-4 міліметри).

Також просто визначають протяжність шматка мідного дроту та кількість витків для обох обмоток. А потім починають намотувати котушки. Їх каркас виконують за геометричними параметрами магнітопроводу. Розміри підбирають таким чином, щоб на сердечник, виготовлений з текстоліту або картону, що використовується в електротехніці, магнітопровід одягався без будь-яких труднощів.

Намотування котушок має маленьку особливість. Первинну обмотку намотують наполовину, потім її накладають і половину вторинної. Після цього аналогічно обробляють і другу частину котушки. Для поліпшення ізоляційних якостей бажано між шарами прокладати шматочки картонних смужок, склотканини або щільного паперу.

Після збирання зварювальної установки, зробленої своїми руками, її обов'язково налаштовують. Для цього потрібно включити її в мережу та виконати на вторинній обмотці замір показника напруги. Його величина повинна дорівнювати 60-65 У. Якщо напруга інше, потрібно змотати (чи домотать) частина обмотки. Такі процедури доведеться виконувати доти, доки не буде досягнуто зазначеної величини напруги.

Первинну обмотку зібраного трансформатора з'єднують з кабелем внутрішньої прокладки (ВРП) або двожильним шланговим проводом (ШРПС), який і підключатиметься до мережі 220 вольт. Вторинна обмотка (її висновки) з'єднується з ізольованими ПРГ-проводами, один з них потім контактує з виробом, що зварюється, а до другого кріплять тримач зварювальних стрижнів. Саморобний зварювальний агрегат готовий!

3

Будь-якому радіоаматору в його практиці нерідко потрібно сильно нагріти або акуратно приварити ту чи іншу деталь. Використовувати для цих цілей звичайний зварювальний агрегат немає сенсу, тому що і без нього можна досить просто і без витрат сформувати високотемпературний потік.

Якщо у вас завалявся старий автотрансформатор, який раніше застосовувався для регулювання напруги живлення радянських телевізорів на лампах, його легко пристосувати для створення вольтової дуги. Для цього необхідно підключити між його висновками електроди з графіту. Така нехитра конструкція дасть можливість виконувати найпростіші зварювальні роботи, наприклад, такі:

• ремонт або виготовлення термопар: зварювальник з автотрансформатора дозволяє відремонтувати термопари, у яких ламається так звана "кулька", іншого обладнання для подібних ремонтних робіт просто не існує;
• з'єднання шин живлення з елементом розжарення звичайного магнетрону;
• зварювання будь-яких проводів та кабелів;
• підігрів до високих температур конструкцій (пружин та аналогічних їм деталей);
• загартування всіляких пристроїв, зроблених (їх нагрівають за допомогою дуги, а потім занурюють у машинне масло).

Якщо ви надумаєте виготовити зварювальник на базі автотрансформатора, поводитися з ним потрібно вкрай акуратно, так як електричною мережеювін не має гальванічної розв'язки. Це означає, що неправильне використання саморобного пристроюможе призвести до ураження електрострумом.

Для виконання всіх зазначених вище "дрібних" робіт рекомендується застосовувати автоматичний трансформатор з напругою (вихідною) на рівні 40-50 вольт з невеликою потужністю (близько 200-300 ват). Подібний пристрій здатний видати 10-12 ампер робочого струму, чого цілком достатньо для зварювання дротів, термопар та інших елементів. Електроди для описуваного зварювального міні-апарата – це звичайні олівцеві грифелі.

Краще, якщо вони будуть м'якими, втім, олівці середньої та високої твердості також підійдуть. Тримачі для таких графітових стрижнів можна зробити зі старих клемників, що є на будь-яких електротехнічних приладах. Тримач приєднують до обмотки (як ви самі розумієте, вторинної) автотрансформатора через один із наявних висновків, до неї ж, але вже через інший висновок, підключають і виріб, який потрібно зварити.

Ручку електродного тримача нескладно виготовити зі звичайної склотекстолітової шайби або іншого термостійкого елемента. Насамкінець скажемо, що дуга на зварювальному апараті з автотрансформатора горить не дуже довго. З одного боку це погано, з іншого – дуже добре, оскільки нетривалість її роботи виключає ризик перегріву трансформаторного пристрою.

За допомогою цього простого зварювального апарату ви зможете різати тонкі метали, зварювати мідні дроти, наносити гравіювання на металеву поверхню. Без проблем можна знайти інші застосування. Такий міні зварювальний апарат можна живити напругою 12-24 В.

В основі зварювального апарату лежить високовольтний перетворювач високої частоти. Побудований за принципом блокінг-генератора з глибокою трансформаторною зворотним зв'язком. Генератор формує короткочасні електричні імпульси, що повторюються через більші інтервали. Частота тактування лежить у межах 10-100 кГц.
p align="justify"> Коефіцієнт трансформації цієї схеми буде 1 до 25. Це означає, що якщо подати на схему напруга 20 В, то на виході має бути близько 500 В. Це не зовсім так. Так як будь-яке імпульсне трансформаторне джерело або генератор без навантаження має потужні високовольтні імпульси, що досягають напруги 30000 В! Тому, якщо ви розберете будь-яку імпульсну китайську зарядку, побачите паралельно вихідному конденсатору підпаяний резистор. Це і мережа навантаження, без резистора вихідний конденсатор швидко витіче через перевищення напруги, або гірше того вибухне.
Тому, увага! Напруга на виході трансформатора небезпечна для життя!

Схема міні зварювального апарату

Необхідні деталі:

• Трансформатор - саморобний, порядок виготовлення описаний нижче.
• Резистори потужністю 0,5-2 Вт.
• Транзистор був використаний FP1016, але його важко знайти через його специфічність. Можна замінити транзистор 2SB1587, КТ825, КТ837, КТ835 або кт829 зі зміною полярності джерела живлення. Підійде і інший транзистор зі струмом колектора від 7 А, напругою колектор-емітер від 150 В, з більшим коефіцієнтом підсилення (складовий транзистор).

Транзистор обов'язково потрібно встановлювати тепловідведення. Хоч цього немає на схемі, але буде непогано поставити конденсатор, що фільтрує, паралельно джерелу, щоб усі перешкоди від роботи блокінг-генератора не полізли в джерело.

Виготовлення трансформатора

Трансформатор намотаний на шматку феритового стрижня від радіоприймача.

• Обмотка колектора – 20 витків дроту 1 мм.
• Обмотка бази - 5 витків приводом 0,5-1 мм.
• Високовольтна обмотка - 500 витків приводом 0,14-0,25 мм.

Усі обмотки мотаються в один бік. Спочатку колекторна обмотка, поверх її обмотка бази. Потім слідує тришарова ізоляція з білої ізоленти. Далі намотуємо високовольтну обмотку, 1 шар 125 витків потім ізоляція, потім повторюємо. Разом має вийти 4 шари, що дорівнює 500 виткам. Зверху також ізолюємо білою ізолентою в кілька шарів.

Збираємо схему. Якщо все справно – має запуститись все без проблем. Так як робоча частота генератора перевищує звукову частоту, то писк при роботі ви не почуєте, так що не варто торкатися виходу трансформатора руками.

Запуск генератора почніть з напруги 12 Вольт і за потреби підвищуйте.
Дуга запалюється з відстані 1 см, що свідчить про напругу 30 кВ. Висока частота не дає розірватися дузі, що горить, внаслідок чого дуга горить дуже стабільно. При використанні мідного електрода при близькому контакті з іншим електродом утворюється плазмове середовище (плазма міді), внаслідок чого підвищується температура дугового зварювання-різання.

Випробування зварювального апарату різким та зварюванням

Ріжемо дугою лезо від бритви.

Сплавляємо мідні дроти, завтовшки до 1 мм.

У ролі електрода використовувався товстий мідний дріт. Він затиснутий у дерев'яній сірнику, оскільки сухе дерево є й гарним ізолятором.

Якщо вам сподобався цей невеликий зварювальний апарат, ви можете зробити його і великих розмірів, і потужності. Але будьте вкрай обережні.
Також для збільшення потужності можна зібрати генератор за двотактною схемою та ще й на польових транзисторах, як тут – . І тут потужність буде порядна.
Також не варто дивитися на яскраві розряди дуги озброєним поглядом, використовуйте спеціальні захисні окуляри.

Дивіться відео виготовлення зварювального апарату на блокінг-генераторі

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 періодично змінюється електричного струмуу 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 роботіконструкція 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 деталіта наконечники.

Взявши всі ці компоненти можна за короткий терміннавіть за мінімальних знаннях 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. За його нормального функціонування 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 інструкцієюз фото на всіх етапах, яких існує велика кількістьна просторах Інтернету.

Фото зварювальних апаратів своїми руками

На думку фахівців, виготовити зварювальний апарат власноруч — не складно.

Однак щоб зробити його, потрібно чітко уявляти для чого, для яких робіт він буде застосовуватися.

Саморобний апарат комплектується та збирається з доступних вузлів та деталей. Як варіант для умільців може розглядатися і плазмовий механізм.

Практика показує, що за точному підборікомплектуючих елементів апарат служитиме довго та надійно.

Важливо, щоб електрична схемабула максимально простою. Іноді навіть використовують трансформатор від мікрохвильової печі.

Пристрій повинен працювати від побутової мережі змінного струмунапругою 220 Ст.

Якщо вибрати в якості робочої напруги 380 В, то схема та конструкція апарата помітно ускладниться.

Структурна схема зварювального апарату

Для зварювальних робіт використовуються пристрої, що працюють на змінному і постійному струмі.

Схема будь-якого апарату включає трансформатор (можливе використання трансформатора з мікрохвильової печі), випрямляч, дросель, держак, електрод. Саме в такій послідовності відбувається протікання електричного струму замкнутим ланцюгом.

Ланцюг замикається, коли між електродом та металевими заготовками, які потрібно з'єднати, виникає електрична дуга.

Щоб якість зварного з'єднаннябуло високим, необхідно забезпечити стійке горіння цієї дуги.

А для встановлення необхідного режиму горіння використовується регулятор сили струму.

Апарати постійного струму застосовують для зварювання елементів тонколистового металу. При цьому способі зварювання можна використовувати будь-які електроди та електродний дріт без керамічної обмазки.

Держак електрода приєднується до випрямляча через дросель. Це робиться для того, щоб згладжувати пульсацію напруги.

Дросель є котушкою мідних дротівяка намотана на будь-якому сердечнику. Випрямляч, своєю чергою, з'єднується з вторинною обмоткою трансформатора.

Трансформатор включається до побутової електромережі. Послідовність з'єднання проста та наочна.

Перетворення напруги змінного струму виконується за допомогою трансформатора, що знижує.

Відповідно до закону Ома напруга, що індукується на вторинній обмотці трансформатора, зменшується, а величина струму збільшується з 4-х ампер до 40 і більше.

Приблизно така величина потрібна для зварювання. У принципі, цей пристрій можна назвати найпростішим зварювальним апаратом.

І за допомогою проводів приєднати до нього тримач електрода. Але використовувати держак у практичних цілях неможливо, оскільки схема не містить інших необхідних елементів.

І головне – у ній відсутня регулятор величини струму. А також випрямляч та інші елементи.

Трансформатор вважається основним елементом зварювального апарату. Його можна купити або пристосувати вже в експлуатації.

Багато майстрів використовують трансформатор від мікрохвильової печі, що відпрацювала свій термін. За своїми габаритами та вагою мікроімпульсний елемент завжди займає багато місця в конструкції.

Якщо розглянути зварювальний агрегат в цілому, то можна виділити три основні блоки, які вона включає:

• блок живлення;
• блок випрямляча;
• блок інвертор.

Саморобний інверторний апарат можна скомпонувати таким чином, щоб він мав мінімальні габарити та вагу.

Такі пристрої, які розраховані на застосування в домашньому господарстві, сьогодні продаються в магазинах.

Переваги інверторного апарату перед традиційними агрегатами є очевидними. Насамперед, слід зазначити компактність апарату, зручність в експлуатації, надійність.

Лише одна складова в параметрах цього пристрою викликає занепокоєння його висока вартість.

Найзагальніші розрахунки підтверджують, що зробити такий апарат своїми руками простіше та вигідніше.

Основні елементи практично завжди можна знайти серед електротехнічних машин і приладів, які опинилися в запасниках. Або на сміттєзвалищі.

Найпростіший регулятор струму можна зробити зі шматка нагрівальної спіралі, яка використовується в побутових електричних плитах. Дросель – із відрізка мідного дроту.

Радіоаматори вигадали найпростіший за схемою імпульсний спосіб зварювання. Він використовується для кріплення дротів до металевої плати.

Жодних складних пристосувань – тільки дросель та пара проводів. Регулятор сили струму також не потрібний. Замість нього в ланцюг вмикається плавка вставка.

Один електрод через дросель підключається до плати.

Як другий — використовується затискач типу «крокодил». Вилка з проводами включається до розетки побутової мережі.

Затискач із проводом різко прикладається до плати там, де його потрібно приварити. Виникає зварювальна дуга і зараз можуть перегоріти запобіжники, які знаходяться в електричному щиті.

Цього немає, тому що швидше згоряє плавка вставка. А провід залишається надійно привареним до плати.

Комплектація виробу

Саморобний збирається для того, щоб виконувати дрібні роботи у домашньому господарстві.

Усі елементи, електронні прилади, дроти та металеві конструкції необхідно скомплектувати у певному місці. Там, де виконуватиметься складання виробу.

Дросель можна використовувати від арматури люмінесцентної лампи. Кількість проводів, бажано мідних, різного перерізу потрібно запасти більше.

Якщо дросель у готовому вигляді знайти не вдалося, його потрібно виготовити самостійно.

Для цього буде потрібно сталевий магнітопровід від старого пускача і кілька метрів мідних дротів перерізом 0,9 квадрата.

Блок живлення

Основним елементом блоку живлення в інвертор є трансформатор.

Його можна переробити з лабораторного автотрансформатора або використовувати для переробки трансформатор від мікрохвильової печі, яка вже відслужила свій термін.

Дуже важливо не пошкодити первинну обмотку при виїмці трансформатора з печі-мікрохвильової печі.

Вторинна обмотка видаляється та переробляється. Кількість витків та діаметр мідних проводів розраховується залежно від попередньо обраної потужності зварювального апарату.

Точковий спосіб зварювання добре реалізується апаратом, зробленим на трансформаторі від мікрохвильової печі.

Випрямляч служить перетворення напруги змінного струму в напругу постійного струму. Основними елементами цього пристрою є діоди.

Він комутується у певні схеми, найчастіше мостові. На вхід такої схеми подається змінний струм, з вихідних клем знімається постійний.

Діоди вибираються такої потужності, щоб витримувати задані спочатку навантаження. Для їхнього охолодження використовуються спеціальні радіатори з алюмінієвих сплавів.

При розмітці настановної плати, бажано передбачити місце під дросель, який призначений для згладжування імпульсів. Випрямляч збирається на окремій платі з гетинаксу або текстоліту.

Блок інвертора

Інвертор перетворює постійний струм, що надходить з випрямляча, змінний, який володіє великою частотою коливання.

Перетворення виконується з використанням електронних схемна тиристорах чи потужних транзисторах.

Якщо на вхідні клеми трансформатора подається напруга 220 вольт частотою 50 Гц, то вихідних клемах інвертора фіксується постійний струм величиною до 150 Ампер і напругою від 40 вольт.

Ці параметри струму дозволяють виконувати зварювання металевих деталейіз різних сплавів.

Електронний регулятор дозволяє вибрати режим, який відповідає конкретної операції.

Практика показує, що саморобний зварювальний апарат, за своїми характеристиками, не поступається заводським виробам.

Якийсь час тому, у торговельній мережі з'явилися зварювальні міні інвертори. Щоб досягти такої мініатюризації виробничим компаніямзнадобилися роки.

У той час, як майстри-умільці вже давно змогли зробити плазмовий зварювальний апарат, виготовлений своїми руками.

До цього кроку їх підштовхнули місцеві умови – тіснота у майстерні та значна вага заводських інверторів. Плазмовий апарат — чудовий вихід із цієї ситуації.

І те, що замість мідних дротів вторинну обмотку трансформатора роблять із мідної жерсті, теж давно відомо.

Послідовність збирання зварювального апарату

Розміщуючи елементи на металевій або текстолітовій основі, потрібно дотримуватись певного порядку. Випрямляч повинен бути поруч із трансформатором.

Дросель на тій же платі, що і випрямляч. Регулятор сили струму повинен розміщуватись на панелі керування. Корпус апарату можна виготовити із листової сталі або алюмінію.

Або пристосувати шасі від старого осцилографа та навіть системного блоку комп'ютера. Дуже важливо не «ліпити» елементи якомога ближче один до одного.

Потрібно обов'язково зробити отвори в стінках для установки вентиляторів, що охолоджують, і постійного припливу повітря.

Плата з тиристорами та іншими елементами розміщується якнайдалі від трансформатора, який сильно гріється при роботі. Так само як і випрямляч.

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

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

• Електродугового зварювання змінним 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.
• Точковий імпульсний 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 – інверторне електродугове зварювання. Дійсно, зварювальний інвертор-напівавтомат дозволяє дилетанту-початківцю варити досить відповідальні конструкції. Він легкий та компактний, носити його можна рукою. Але покупка в роздріб компонентів інвертора, що дозволяє стабільно вести якісний шов, обійдеться дорожче за готовий апарат. А зі спрощеними саморобками досвідчений зварювальник працювати спробує, і відмовиться – «Дайте нормальний апарат!» Плюс, точніше мінус - щоб зробити більш-менш пристойний зварювальний інвертор, потрібно мати досить солідний досвід 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 навколо робочої зони кокон, 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 діяльностіалюміній, нержавіюча 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 і 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 постійному 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 так. 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. На тонких роботах і малих струмах тримати дугу і струм зварювання буде нескладно, не маючи великого досвіду(ΔU2.2 та Iсв1), на великих струмах Iсв2 отримаємо прийнятну якість шва, і можна буде різати метал до 3-4 мм.

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

Магнітопроводи

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

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

Примітка:якщо залізо іржаве з поверхні, 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 параметрмагнітопроводу - його маса, вага. Оскільки питома щільність стали незмінна, він визначає обсяг сердечника, і, соотв., Потужність, яку з неї можна взяти. Для виготовлення зварювальних трансформаторів придатні магнітопроводи масою:

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

Чому Ш і ШЛ потрібні важче, зрозуміло: вони мають «зайвий» бічний стрижень з «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 сердечник ще живий, 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, Імовірність 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 до втрат 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. Напрями струмів в напівобмотках протилежні, там і магнітні потоки показані. Можна і перевірити, якщо захист проводки надійний: подати мережу на 1 і 2', а замкнути 2 і 1'. Якщо автомат одразу не виб'є, то трансформатор 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 напрямкудив. 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 за радянських часів, коли замість вибору був дефіцит усього. У розрахованого по ній трансформатора ВХ падає трохи крутувато, десь між кривими 2 та 3 на рис. на початку. Для різання так годиться, а для робіт тонше трансформатор доповнюється зовнішніми пристроями (див. далі), що розтягують ВХ по осі струму до кривої 2а.

Основа розрахунку звичайна:дуга стабільно горить під напругою Uд 18-24 В, а для її запалення 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 з п.2 попер. списку знаходимо габаритну потужність;
• Знаходимо максимально можливе 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 провід 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 каркасне 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 бобишкувисотою по висоті обмотки та з розмірами в поперечнику на 3-4 мм більше a та 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 – первинку 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., а на батарею їх знадобиться 100-200.

З магнітопроводом котушки простіше, хоч і не зовсім. Для нього підійдуть 2 ПЛа силового трансформатораТС-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 стрижок на зразок 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 імпульсної 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 – з 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 зворотній пружині (від панцирної сітки ліжка) випадкове сходження кліщів виключено, а ексцентриковий притиск забезпечує сильне стабільне стиснення кліщів, від чого суттєво залежить якість зварного стику. У разі чого притиск можна миттєво скинути одним ударом по важелю ексцентрика. Недолік – ізолюючі вузли кліщів, їх дуже багато і вони складні. Ще один – алюмінієві штанги кліщів. Вони, по-перше, не настільки міцні, як сталеві, по-друге, це дві непотрібні контактні різниці. Хоча тепловідведення по алюмінію, безумовно, 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 та 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.