Делаем сварочный трансформатор самостоятельно — схема, инструкция по сбору, необходимые детали

Нефтяной эквивалент энергии

Экономичный сварочный трансформатор

Экономичный сварочный трансформатор

Электрическая дуга была впервые получена в 1802 г. русским академиком В.В. Петровым. За свою более чем 200-летнюю историю она из обычного электрического явления превратилась в мощную технологическую составляющую современного производства.

Технический прогресс в промышленности неразрывно связан с постоянным совершенствованием сварочного производства.

Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъёмных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, кузнечно-прессового, химического и энергетического оборудования, в сельскохозяйственном и тракторном машиностроении, в производстве строительных и других конструкций.

Начиная с середины 80-х годов прошлого столетия, стало увеличиваться количество сварочных аппаратов, предназначенных для домашнего применения. Сегодня их изготавливают не только любители-одиночки, но и всевозможные акционерные общества, появившиеся при крупных промышленных предприятиях.

Однако приобрести надежный и удобный сварочный аппарат для личных нужд не так то просто. Дело в том, что при изготовлении подобных устройств очень часто копируются их «старшие братья» (сварочные аппараты для промышленного применения) как бы в уменьшенном виде. Такой подход нельзя считать правильным.

Как известно, сварочные аппараты являются энергоёмкими устройствами. Эта особенность, с которой мирятся на производстве, может стать существенным препятствием для применения их в домашних условиях. Попробуем разобраться в причинах этого явления.

Почему бытовые сварочные аппараты так же «прожорливы» как и их «старшие братья»? На первый взгляд кажется, что причина кроется в неверных электротехнических расчётах сварочного трансформатора или ошибках, допущенных при его намотке. Такое часто случается, когда трансформатор изготавливают в любительских условиях.

Но дело не только в этом. Даже безупречно грамотно рассчитанный сварочный трансформатор потребляет в рабочем режиме значительное количество энергии. Здесь требуется дать некоторые пояснения. В теоретической электротехнике при расчётах используются понятия «идеального источника тока» и «идеального источника напряжения».

Первый на любой нагрузке обеспечивает неизменный ток, а второй- неизменное напряжение. Чтобы выйти на такие режимы «идеальный источник тока» должен иметь бесконечно большое внутреннее сопротивление (r=∞), а «идеальный источник напряжения» – бесконечно маленькое внутреннее сопротивление (r=0).

Реальные источники электрической энергии имеют внутреннее сопротивление: 0

Так как на внутреннем сопротивлении бесполезно расходуется часть энергии источника, то разным оказывается и КПД данных источников: источник тока имеет коэффициент полезного действия : 0

Устройство самодельного сварочного полуавтомата

Схема сварочного полуавтомата довольно проста, и мало чем отличается от обычного сварочного аппарата. Устройство сварочного полуавтомата отличается тем, что вместо классических электродов, которые необходимо менять в процессе роботы, используется присадочная проволока. Такая особенность заключается в том, что там установлен механизм подачи сварочной проволоки, который подает ее в свариваемую область постепенно и непрерывно. Это позволяет выполнять сварочные работы непрерывно, выполняя максимально ровный и равномерный шов.

Устройство сварочного полуавтомата

При этом сопротивление такого аппарата значительно ниже в сравнении с дуговой, поэтому можно выполнить ремонт сварочного полуавтомата своими руками без особых усилий и инструментов.

С помощью самодельного сварочного полуавтомата можно сваривать практическая все типы металлических изделий, в том числе нержавеющие стали и цветные металлы. Причем техника выполнения сварочных работ довольно проста и освоить ее легко самостоятельно с помощью обучающих материалов. Но также можно пройти специальные курсы, где вас обучат технике сварки, расскажут о специфике и малейших особенностях использования полуавтомата. Посещая курсы, научиться сварочному делу может даже новичок, никогда не имеющий дело со сварочными аппаратами любого дела.

Грубо говоря, сварочный полуавтомат состоит из трех частей, электрической, ответственной за подачу тока, проволочный механизм, отвечающий за подачу присадочной проволоки, а также горелки, необходимой для создания газовой среды с помощью специального сопла.

Газовая среда необходима для создания защитного инертного облака, которое препятствует окислению расплавленного металла. Для этих целей чаще всего используют углекислый газ. Газовый баллон подключается к аппарату через входной штуцер.

Схема сварочного полуавтомата

В некоторых случаях использование баллона не обязательно, так как можно применять присадочную проволоку со специальным покрытием, которое создает самозащитную среду. Простота использования и отсутствие необходимости в применении баллона сделало полуавтомат с такой проволокой особо популярным среди домашних умельцев.

При выполнении сварочных работ важно наблюдать за сохранением баланса силы тока, напряжения и скорости подачи присадочной проволоки. Изменение баланса в любую из сторон может привести к получению некачественного шва. Для сохранения баланса в подобных случаях используют источник питания жесткой вольт-амперной характеристики

Это позволяет в зависимости от скорости подачи присадочной проволоки регулировать напряжение и силу подаваемого тока, что позволяет добиться наиболее качественного соединения

Для сохранения баланса в подобных случаях используют источник питания жесткой вольт-амперной характеристики. Это позволяет в зависимости от скорости подачи присадочной проволоки регулировать напряжение и силу подаваемого тока, что позволяет добиться наиболее качественного соединения.

3 Простейший сварочник для соединения мелких изделий

Любому радиолюбителю в его практике нередко требуется сильно нагреть либо аккуратно приварить ту или иную деталь. Использовать для этих целей обычный сварочный агрегат нет никакого смысла, так как и без него можно достаточно просто и без затрат сформировать высокотемпературный поток.

Если у вас завалялся старый автотрансформатор, который раньше применялся для регулирования напряжения питания советских телевизоров на лампах, его несложно приспособить для создания вольтовой дуги. Для этого нужно подключить между его выводами электроды из графита. Столь нехитрая конструкция даст возможность выполнять простейшие сварочные работы, например, такие:

• ремонт или изготовление термопар: сварочник из автотрансформатора позволяет отремонтировать термопары, у которых ломается так называемый «шарик», иного оборудования для подобных ремонтных работ просто-напросто не существует;
• соединение шин питания с элементом накала обычного магнетрона;
• сварка любых проводов и кабелей;
• подогрев до высоких температур конструкций из высокоуглеродистой стали (пружин и аналогичных им деталей);
• закалка всевозможных приспособлений, сделанных из инструментальных сталей (их нагревают при помощи дуги, а затем погружают в машинное масло).

Если вы надумаете изготовить сварочник на базе автотрансформатора, обращаться с ним нужно крайне аккуратно, так как с электрической сетью он не имеет гальванической развязки. Это означает, что неправильное использование самодельного устройства может привести к поражению электротоком.

Для выполнения всех указанных выше «мелких» работ рекомендуется применять автоматический трансформатор с напряжением (выходным) на уровне 40–50 вольт с небольшой мощностью (порядка 200–300 ватт). Подобное устройство способно выдать 10–12 ампер рабочего тока, чего вполне достаточно для сварки проводов, термопар и других элементов. Электроды для описываемого сварочного мини-аппарата – это обычные карандашные грифели.

Лучше, если они будут мягкими, впрочем, карандаши средней и высокой твердости также подойдут. Держатели для таких графитовых стержней можно сделать из старых клеммников, имеющихся на любых электротехнических приборах. Держатель подсоединяют к обмотке (как вы сами понимаете, вторичной) автотрансформатора через один из имеющихся выводов, к ней же, но уже через другой вывод, подключают и изделие, которое требуется сварить.

Подсветка

Профильный лист виды и характеристики

Дополнительные рекомендации

Разновидности импульсной сварки

Схема сварного шва, выполненного импульсной лазерной сваркой.

Существует несколько разновидностей импульсной сварки. Каждая из них имеет свои особенности и предназначение. В целом выделяют:

1. Конденсаторную импульсную сварку.
2. Инерционную импульсную сварку.
3. Электромагнитную импульсную сварку.
4. Аккумуляторную импульсную сварку.

Аппараты для конденсаторной импульсной сварки характеризуются большим разбросом по диапазону тока. В продаже доступны агрегаты, поддерживающую работу с токами малой мощности. Существуют и максимально мощные агрегаты, способные выдавать ток силой в 100 000 А и даже больше. Главная особенность конденсаторной импульсной сварки состоит в том, что сварочный агрегат позволяет достигать точного дозирования энергии, затрачиваемой на создание сварочного импульса.

Конденсаторная импульсная сварка выполняется в очень жестком режиме. Детали нагреваются путем подачи единоразового мощного энергетического выплеска. Лучше всего данная разновидность импульсной сварки подходит для соединения изделий из алюминия и нержавеющих сталей.

Варианты настройки параметров импульса.

Главной особенностью аккумуляторной сварки является то, что в конструкции используемых сварочных агрегатов присутствуют специфические щелочные аккумуляторы. Они имеют особую высокопрочную конструкцию и нормально переносят частые короткие замыкания. Такие аккумуляторы характеризуются низким внутренним сопротивлением. При коротком замыкании устройства дают ток, в сотни раз превышающий токи стандартной разрядки.

Магнитно-импульсное сварочное оборудование применяется для преобразования электрической энергии в механическую за счет наведения магнитного поля. Части свариваемых изделий скрепляются под воздействием магнитных сил. В такого рода сварочном оборудовании детали соединяются путем соударения в месте контакта. Появляется высокое давление, и благодаря этому создается сварное соединение.

Принцип действия инверторных импульсных агрегатов основывается на использовании массивного маховика. Он посажен на один вал с ротором генератора. Для разгона используется электродвигатель. Маховик накапливает кинетическую энергию вращения, после чего при выполнении непосредственно сварки частота его оборотов существенно снижается. Благодаря этому происходит отдача накопленной энергии в виде импульса сварочного тока.

Понадобятся материалы:

• Трансформатор от микроволновой печи.
• Медный провод (я использовал обмотку статоров от генераторов автомобиля «Скания»).
• Шнур питания от этой же микроволновки.
• Концевик двери (коих в микроволновке аж 3 штуки).
• Фанера.
• Текстолит.
• Болты, гайки, саморезы.
• Куски трубок.

Итак, теперь берём трансформатор.

1-шов, 2-первичная обмотка, 3-вторичная обмотка.

Нам нужно удалить вторичную обмотку (№3 на фото), проводок, в данном случае красного цвета и две полоски вставленные между первичной и вторичной обмотками (полоски трансформаторного железа, завёрнутые в бумагу.

Можно разобрать трансформатор, пропилив ножовкой по металлу, сварной шов (№1 на фото), аккуратно вытащить первичную обмотку, №2 на фото, она нам пригодится.

Нам нужен сердечник и первичная обмотка. Когда всё вытащено, чистим внутри железа остатки лака, чтоб не царапали всё, что будем устанавливать внутрь. Далее вставляем на место первичную обмотку, аккуратно, что бы она оказалась на месте вторичной.

Далее нам нужен медный провод огромного сечения. Я изготовил его сам. Пришлось размотать несколько статоров от генераторов «Скания». Провод в них заложен диаметром 1,2мм. Провод был выпрямлен и намотан на два штыря, между которыми было 1,5 м расстояния.

Таким образом я получил нужное количество отрезков медного провода по 1,5 метра. Хотел сделать жгут проводов, общим сечением в 50 мм2, но как оказалось, в магнитопровод может влезть провод и потолще. Методом тыка, я добавил ещё проводов. В общем получился провод, общим сечением 60 с чем то квадратов. Получившийся пучок я скрутил с помощью токарного станка, обмотал в 2 слоя ХБшной изолентой. Винилка не пойдёт, при нагреве провода она потечёт и провод оголится.

После вправил получившийся провод в железо. Получилось аккурат 1,5 витка. Снятую часть магнитопровода я приклеил на эпоксидку. Хотел потом ещё и проварить, но — и так держится хорошо по сей день. Транс почти готов.
Попавшийся под руку кусок толстой фанеры, тут же превратился в несущую платформу. Транс привернул к ней саморезами. Из квадратной трубы 20*20 прям по месту сделал электродо-держатели. В качестве самих электродов выступают медные болты на 10, изъятые из отработавшего своё втягивающего реле стартера МАЗ.

В качестве ручки использован кусок железной трубки, который в прошлой жизни работал ножкой табуретки. Всё это делалось без каких либо замеров, расчётов и проектов.
Когда всё было прикручено на несущую платформу (фанеру), я обрезал по месту лишние концы толстого провода, зачистил от от оставшегося лака, надел наконечники, сделанные из кусков медной трубки, всё обжал, привинтил наконечники на электроды медными гайками.

Осталось всё это подключить в сеть. Сетевой шнур использовал от той же микроволновки. Один провод был одет прям на клемму первичной обмотки, второй через концевик двери от неё же. Сам концевик вмонтировал в ручку, как следует заизолировав всё.
Настал волнующий момент испытаний. Электроды подточил по месту напильником, подогнал, чтоб всё было чётко. Пробую сварить пару тонких жестянок. Нагрев есть, сварки нет… Провод нагрелся, запахло изолентой… Толку то нет. Не варит даже 0,5мм.

Снял наконечники с толстого провода, облудил оловом наждую жилку как следует. Сделал новые наконечники. Облудил их изнутри. Поставил на место, обжал и посредством газовой горелки залил вовнутрь припой. В общем пропаял как следует.

Собираю всё на место, пробую и о чудо! Оно работает!
Испытания показали, что аппарат, спокойно спекает железные листы в 1,5мм, сваривает проволоку в 6мм. Приваривал я им и шайбы к гайкам на 8. Им можно греть железки для ковки. Как пример нагреть кончик обломаной отвёртки, чтоб отковать новое рабочее жало… Погреть железку в месте будущего сгиба… Нагреть гайку, прикисшую к болту, чтоб открутить… Короче штука функциональная получилась.

Как пример, вот изделие, которое сделано с помощью точечной сварки: приваренный металл имеет толщину 1,5 мм. Места сварки отметил стрелками.

YarMedwed г. Екатеринбург.

Сборка и укомплектовка

После создания всех составляющих устройства можно переходить к сборке. На основание крепится трансформатор, диодный мост, электронная схема управления. Происходит соединение всех проводов. На наружную панель фиксируются:

• переключатели резистора;
• кнопка включения;
• световые индикаторы;
• ШИМ-контроллер;
• разъемы под кабеля.

Держатель и зажим для массы лучше купить готовые, потому что они более безопасные и удобные. Но возможно изготовить держатель и самостоятельно, из стальной проволоки диаметром 6 мм. Когда все детали установлены и подключены, можно приступать к проверке аппарата. Меряется исходное напряжение. При 15V оно не должно показывать выше 100А. Осциллографом тестируется диодный мост. После, испытывается временная пригодность к работе, путем слежения за нагревом радиаторов.

Как сделать магнитную массу для сварочного аппарата в домашних условиях?

Магнитная масса для сварки – это специальное приспособление, которое обеспечивает надежную фиксацию на металлических поверхностях. Это позволяет с комфортом выполнять сварочные работы на сложных поверхностях, где применение классических крокодиловых зажимов невозможно.

Существует множество вариантов исполнения конструкции, которые зависят от условий выполнения работ. Строение данного устройства не отличается особой сложностью. По этой причине некоторые мастера предпочитают пользоваться самодельными магнитами для сварки.

Что такое?

Данное приспособление монтируется на рабочую плоскость обрабатываемого изделия. Благодаря активному магнитному полю достигается прочное крепление, создавая замкнутый электрический контур – основное условие для образования электрической сварочной дуги.

Инструмент пользуется особой популярностью у начинающих сварщиков – для ознакомления с принципами работа понадобится несколько минут. Опытные специалисты применяют магнитную массу для сварочного аппарата при ответственных работах – сварке труб большого диаметра или соединении несущих узлов из профильных материалов.

Конструкция магнитного контакта и его характеристики

Состоит из двух узлов:

1. Держатель кабеля. К нему крепят кабель массы сварочного оборудования с помощью болтового соединения.
2. Магнитный узел. Размер магнита зависит от особенностей исполнения. Некоторый модели оснащены механизмом, который регулирует давление магнита на рабочую плоскость. Профессиональные аппараты имеют выключатели.

Части соединяют между собой жестким креплением. Основными характеристиками устройств являются:

1. Габариты и вес. Зависят от производителя и конкретной модели. Средний вес составляет 1-1,2 кг.
2. Сила притяжения к поверхности. Варьируется в диапазоне от 2 до 50 кг.
3. Сила сварочного тока. Максимальное значение параметра измеряется в амперах. Для моделей начального уровня он не превышает 200 А. Продвинутый инструмент способен функционировать при 400-500 А.
4. Тип исполнения. Выпускают специальные фиксаторы для углов с регулировкой зазора.

Стоит ли покупать?

Ответ на этот вопрос может дать лишь мастер, выполняющий работы. Для начинающего сварщика, который только начал профессиональную карьеру данное приспособление способно существенно облегчить жизнь.

Если специалист работает преимущественно с цветными металлами, магнитный зажим, скорее всего, не пригодится.

Стоимость устройства достаточно велика. При наличии знаний в области электротехники можно попытаться сделать его самому. Технология и процесс изготовления будет рассмотрен ниже.

Как сделать своими руками?

Опытные мастера стараются свести все затраты, на приобретение вспомогательного и рабочего оборудования, к минимуму. Благодаря простоте конструкции для изготовления не нужно специальное оборудование или сложный инструмент.

Для сборки самодельного прибора следует подготовить следующий инвентарь:

1. Магнит. Рабочая часть агрегата. Он должен обладать достаточной мощностью для надежного крепления к металлу. Для этой цели оптимально подойдут магниты из старых автомобильных динамиков, мощностью 10-15 Вт.
2. Две шайбы. Их размер должен соответствовать диаметру магнита.

1. Набор метизов для фиксации сварочного кабеля.

Алгоритм выполнения работ:

1. Одна из шайб будет осуществлять контакт с рабочей плоскостью. В ней необходимо сделать отверстие, соответствующее размеру шляпки болта.
2. Шляпку обрезают до толщины шайбы.
3. После предварительной подготовки конструкцию соединяют сваркой. Изделие должно напоминать гриб, в котором резьбовая часть болта играет роль ножки.
4. На гриб надевают магнит. С обратной стороны ставят вторую шайбу.
5. На резьбу крепят сварочный наконечник, фиксирую всю конструкцию с помощью гаек.

Проверку работоспособности выполняют только в полевых условиях. Критерием качества будет правильное функционирование сварочного аппарата.

Масса для сварочного аппарата своими руками – отличный способ сэкономить, а также средство для проверки своих навыков по самодельному конструированию.

Грамотно собранное устройство прослужит ничуть не меньше заводского зажима.

Реалистичные ожидания

Но простой сварочный инвертор своими руками отлично подойдет для личных нужд в частном доме, или работах в гараже. Такой аппарат будет способен потреблять 220V от сети, преобразовывать их в 30V, а силу тока увеличивать до 200А. Этого вполне достаточно для работы электродами диаметром 3 и 4 мм. Качество шва будет лучше громоздкого трансформатора, поскольку переменный ток преобразуется в постоянный, и затем обратно в переменный, но с высокой частотой.

Такие инверторы сгодятся для сварки забора, ворот, собственного отопления, дверей. Его удобно переносить, и даже варить с ним, повесив на плечо. Если новичок будет усердно тренироваться, смотреть видео и пробовать на практике накладывать швы, то станет возможным сварка тонких листов стали. Впоследствии можно усовершенствовать схемы сварочных инверторов, своими руками добавив в них механизм подачи проволоки, барабанное крепление и газовые клапана, чтобы получился полуавтомат. Возможна и переделка под аргоновую сварку.

Сборка инвертора своими руками

Важным вопросом остается, как сделать сварочный инвертор своими руками? В первую очередь нужно выбрать корпус с надежной защитой либо сформировать его самому при помощи листового металла, где толщина должна достигать не меньше, чем 4 миллиметра.

За основу, где монтируется трансформатор для инверторной сварки, используют листовой гетинакс с толщиной не меньше, чем 5 миллиметров. Сама конструкция будет располагаться на основании благодаря скобам, изготовленным самостоятельно из медных проволок в диаметре с 3 миллиметрами.

Чтобы создать электронные платы в электрических схемах сварочного аппарата, используют фольгированный текстолит, у которого толщина достигает 1 миллиметр. Монтируя магнитопроводы, которые в период эксплуатации имеют свойство греться, необходимо помнить о зазорах между ними. Они нужны, чтобы воздух мог свободно циркулировать.

С целью автоматического управления сварочным инвертором, сварщик должен купить и подсоединить к нему специальный контроллер, отвечающий за стабильность силы тока. От него также зависит, будет ли величина напряжения подачи мощной.

Для более удобной эксплуатации самодельного агрегата, во внешнюю часть монтируется орган управления. Он может выступать в виде тумблера для активации аппарата, ручкой в переменном резисторе, благодаря ей контролируется подача тока либо зажим для кабеля и сигнальный светодиод.

Собрать сварочный инвертор своими руками достаточно просто, если придерживаться всех правил, соблюдать инструкцию и строго идти по назначенной схеме.

Схема изготовления инвертора своими руками.

Простые поделки для детей

Устройство и схема инвертора

Знакомство с принципиальной схемой сварочного инвертора позволяет определиться с тем, как именно работает аппарат и какие узлы входят в его состав.

Имея чёткое представление о принципе работы импульсного преобразователя можно быть абсолютно уверенным в надёжности собранного своими руками устройства.

С одним из вариантов исполнения можно ознакомиться на приведённом рисунке.

Из этой схемы следует, что в самодельном импульсном устройстве присутствуют все необходимые для преобразования модули, включая два выпрямительных узла, сам инвертор с коммутирующими ключами и импульсный трансформатор с блоком управления.

Виды сварочного аппарата

Устройства этой техники различается на несколько типов. Каждый механизм имеет некоторые особенности, которые отображаются на выполненной работе.

• модели постоянного тока;
• с переменным током
• трёхфазные
• инвекторные.

Модель с переменным током считается самым простым механизмом, который легко можно сделать самостоятельно.

Простой сварочный аппарат позволяет выполнять сложные работы с железом и тонкой сталью. Чтобы собрать подобную конструкцию, необходимо иметь определенный набор материалов.

К ним относятся:

• провод для обмотки;
• сердечник выполненный из трансформаторной стали. Он необходим для намотки сварочника.

Все эти детали можно приобрести в специализированных магазинах. Подробная консультация специалистов, помогает сделать правильный выбор.

Сборка трансформаторного сердечника

Сердечник для трансформатора, как было сказано выше, набирается из пластин трансформаторной стали, толщиной до 0,35 мм. Для сборки сердечника допускается использовать листовую сталь от трансформаторной подстанции (трансформатора).

После этого, собранный и намотанный трансформатор помещается в защитный корпус с вентиляционными отверстиями

Внимание! Для изготовления корпуса сварочного аппарата можно использовать только немагнитный металл, например, алюминий. Можно взять для этих целей и текстолит

Чтобы подключить первичную обмотку трансформатора к сети 220 Вольт, необходимо воспользоваться медным кабелем, сечение которого будет не менее 6 мм2. Розетка для подключения сварочного аппарата, должна быть рассчитана на силу тока не менее чем в 63 А, имеющая в своей конструкции специальный заземляющий нож.

Концы вторичной обмотки сварочного аппарата подсоединяются к 8-10 мм, латунным шпилькам, закреплённым через диэлектрическую основу к корпусу трансформатора.