Сварочный аппарат своими руками: разбираемся в схеме устройства

Что нужно знать для сборки сварочного аппарата своими руками

Сделать самостоятельно несложный сварочный аппарат вполне по силам любому, знакомому с правилами электромонтажа. Но прежде чем приступать к делу, необходимо выполнить расчёт всех компонентов устройства. От этого будет зависеть эффективность устройства при работе от обычной бытовой однофазной сети.

Конструкция и принцип работы простейших сварочных аппаратов

Для получения устойчивой сварочной дуги, которая позволит сваривать металл разной толщины, требуются токи в пределах 70 – 150 А. Если использовать устройства, рассчитанные на напряжение 220 В, то они должны потреблять высокую мощность, в пределах 15 – 30 кВт. Поэтому такие установки будут громоздкими, да и работать с ними нормально не выйдет. А в домашних условиях их просто будет невозможно подключить, стандартные сети не рассчитаны на подобную нагрузку.

Поэтому основной задачей при проектировании и сборке сварочных аппаратов становится обеспечение необходимой силы тока при снижении потребляемой мощности. Это возможно только при выполнении сварочных работ с пониженным напряжением на электродах.

Простейший сварочный аппарат представляет собой следующую конструкцию:

  • Понижающий трансформатор, обеспечивающий снижение напряжения до пределов 55 – 70 В и повышающий при этом силу тока до требуемых параметров. Благодаря этому и удаётся снизить энергопотребление до разумных пределов.
  • От трансформатора к электроду и обрабатываемой детали ток подаётся при помощи специальных сварочных кабелей. Они отличаются увеличенным сечением и усиленной изоляцией, позволяющей работать с большими токами.
  • Для сварки потребуются электроды, устанавливаемые в держатель. Благодаря применяемой обмазке они упрощают зажигание и поддерживание электрической дуги, которая и становится источником тепловой энергии, необходимой для плавления металла.

Сложных устройств в конструкции таких сварочных аппаратов нет. Но при проектировании необходимо выполнить расчёт основных параметров, иначе подключение несоответствующего оборудования к сети приведёт к выходу его из строя, к коротким замыканиям на линии или им просто будет невозможно варить.

Виды сварочных аппаратов

Существует несколько основных видов:

Сварочный трансформатор. Для преобразователя применяется понижающий трансформатор.

Сварочный трансформатор

Сварочный трансформатор

Сварочный инвертор. В качестве преобразователя здесь служит инверторный болк питания с ШИМ.

Сварочный выпрямитель. Это тоже самое что и сварочный трансформатор, только он имеет диодный или тиристорный выпрямитель во вторичной цепи.

Сварочный выпрямитель

Сварочный выпрямитель

Полуавтомат. Сварка производится в инертной среде, для этого используется газовый баллон.

Упрощённая схема расчётов сварочника

На практике расчёты ведут, основываясь на типе и диаметре используемых электродов. Да, существуют более сложные и точные расчётные формулы, но любителями они применяются редко. Для получения устойчивой и производительной дуги необходимо получить ток со следующими показателями:

  • Для электродов диаметром 2 мм достаточно 30 – 80 А.
  • При увеличении диаметра до 3 мм сила тока должна возрасти до 70 – 130 А.
  • Для электродов 4 мм устанавливают показатель 110 – 170 А.
  • 5-мм электродами варят при силе тока 150 – 200 А.

Разница значений силы тока обусловлена работой с металлами различной толщины, физическими свойствами.

При самостоятельном изготовлении сварочного аппарата чаще всего приходится довольствоваться магнитопроводом от других устройств, который имеется в наличии. Поэтому простейший расчёт и будет выполняться исходя из этих двух известных характеристик — сечение магнитопровода и требуемая сила тока на вторичной обмотке.

Обратите внимание — для сборки трансформатора предпочтительно применять сердечники стержневого типа. По сравнению с броневыми они обеспечивают большую плотность тока в обмотках, обладают повышенным КПД.

Виды магнитопроводов

Виды магнитопроводов

Кроме того, имеет значение и расположение обмоток на плечах сердечника. Если разнести первичную и вторичные обмотки по разным стержням, это приведёт к увеличению магнитного рассеивания из-за возросшего воздушного зазора. Поэтому предпочтительной считается схема размещения части обеих обмоток и на одном, и на другом стержне.

В этом случае для определения необходимого количества витков первичной обмотки применяют следующую формулу:

N1 = 7440 × U1/(Sиз × I2)

N1 — расчётное количество витков;

U1 — напряжение сети (200-240В);

Sиз — сечение имеющегося магнитопровода;

I2 — необходимый сварочный ток.

Обратите внимание, что для устройств с разнесёнными обмотками применяют другую формулу:

N1 = 4960 × U1/(Sиз × I2)

Если предстоит выполнять работы в условиях нестабильного напряжения в сети, есть смысл рассчитать количество витков для основных значений — 180, 190, 200, 220 и 240 В. При намотке провода просто делают отводы на этих значениях, что позволит подобрать стабильный режим работы трансформатора в любых условиях.

Необходимое количество витков вторичной обмотки рассчитывают по следующей упрощённой формуле:

N2 = 0,95 × N1 × U2/U1

N1 — расчётное количество витков;

U1 — напряжение сети (200-240В);

U2 — требуемое напряжение холостого хода на вторичной обмотке (50 – 70 В).

Для первичной обмотки выбирают медный изолированный провод сечением в пределах 5 – 7 кв. мм, его хватит для работы с бытовой однофазной электросетью. При выборе обращают внимание на жаропрочные показатели изоляции, она должна выдерживать значительный нагрев, которого избежать не выйдет.

Вторичную обмотку мотают более толстым проводом, что связано со значительной силой тока, который будет протекать по ней. Оптимальным вариантом станет медная шина сечением не менее 30 кв. мм.

Сварочный трансформатор — простейших тип оборудования

Для выполнения большинства сварочных работ в домашних условиях хватит понижающего сварочного трансформатора без дополнительных схем или устройств. Последовательность сборки такого агрегата следующая:

  1. Делят общее количество витков каждой обмотки на две равные половины, чтобы разместить их на обоих стержнях сердечника.
  2. Если собираете сердечник из отдельных пластин, потребуется их фиксация стяжками или в простейшей обойме. Изолировать пластины друг от друга не следует.
  3. Для катушек делают каркас из толстого электротехнического картона. Внутренний размер должен соответствовать сечению сердечника и должен позволять смещать катушку вверх или вниз.
  4. Обмотки наматывают, укладывая витки вплотную друг к другу. При необходимости делают несколько рядов из уложенного провода.
  5. Если первичная обмотка рассчитана с отводами, то на необходимом количестве витков делают петлю и выводят её, не разрезая.
  6. На нижнюю часть сердечника надевают первичную обмотку, вторичная крепится сверху.
  7. Чтобы менять силу тока для сваривания металлов или при работе с деталями, отличающимися по толщине, предусматривают обустройство простейшего регулятора. Он будет перемещать катушки со вторичной обмоткой вверх-вниз.
  8. Принцип действия такого регулятора основан на изменении воздушного зазора между обмотками. В результате меняются параметры магнитного поля, что и приводит к увеличению или уменьшению силы тока во вторичной обмотке.
  9. Регулятор представляет собой винт с резьбой, при закручивании которого и происходит подъём катушек. Для этого эти элементы соединяют между собой.
Читайте также:
Используем многофункциональный вращающийся инструмент интересным способом

Практически во всех случаях самодельные сварочные аппаратуры делают без корпуса. Это делают с целью предотвращения перегрева катушек, который может стать причиной выхода устройства из строя. Если сделать схему с принудительным охлаждением при помощи вентилятора, то сварочный трансформатор можно установить и в корпус. Для его изготовления выбирают устойчивые к температуре пожаробезопасные материалы, например, текстолит толщиной 1,5 – 2 см.

На поверхность корпуса выводят шпильки для подключения сварочных кабелей и сетевого провода. Возможность подключения к отводам первичной обмотки обеспечивают обустройством отдельных контактов или установкой мощного пакетного переключателя на требуемое число положений.

Сварочный выпрямитель — особенности работы и сборки

Для выполнения отдельных видов сварочных работ, например, с нержавейкой, применение переменного тока, выдаваемого трансформатором, не применяется. Для работы с такими металлами необходима подача постоянного напряжения. Кроме того, резка постоянным током уменьшает расход электродов, а при сварке предотвращается разбрызгивание металла.

Для выполнения работ в таких условиях применяют сварочные выпрямители, которые позволяют варить током прямой и обратной полярности. Если есть опыт по монтажу электронных схем, то такое устройство также можно собрать самостоятельно.

Основой сварочного выпрямителя станет тот же понижающий трансформатор. Отличие заключается в наличии выпрямляющей электронной схемы. При желании можно переделать уже описанный сварочный трансформатор или собрать универсальное устройство, которое позволит варить и переменным, и постоянным током.

Простейшая схема электронной части сварочного выпрямителя выглядит так:

Принципиальная схема сварочного выпрямителя

Принципиальная схема сварочного выпрямителя

При сборке таких устройств следует учитывать такие особенности конструкции:

  • Основная часть устройства — выпрямительный мост из силовых мощных диодов. Они подключаются согласно схеме с обязательным учётом полярности.
  • Сглаживание пульсации тока выполняется за счёт фильтра, выполненного на конденсаторе и дроссельной катушке. Обращаем внимание — компоненты должны иметь 2,5 – 3 запас по допустимому напряжению.
  • При работе с высокими токами происходит нагревание элементов. Чувствительны к перегреву полупроводниковые диоды. Поэтому их устанавливают на радиаторы, которые позволят увеличить интенсивность отвода тепла.
  • При заключении аппарата в корпус становится обязательным применение вентилятора, позволяющего повысить эффективность охлаждения.

Обращаем внимание на соединение отдельных элементов схемы. Учитывая то, что они будут испытывать воздействие большой силы тока, необходимо обеспечить надёжность контакта. Если этого не сделать, то на этих участках будут греться и отгорать провода. Предпочтителен вариант с креплением при помощи площадок с болтом и гайкой.

Дроссель в подобных конструкциях выполняют в виде отдельной выносной катушки индуктивности, которая подключается по мере необходимости. Отметим, что установка выпрямителя не препятствует изменению силы сварочного тока при помощи регулятора положения катушек вторичной обмотки.

Как видите, сложностей в самостоятельной сборке сварочного аппарата нет. Но заниматься такими устройствами стоит только в том случае, если есть опыт в конструировании простых аппаратов, работающих с меньшими токами. В противном случае доверьте сборку специалисту или купите заводской сварочный аппарат.

Сварочный аппарат из микроволновки:

Как собрать сварочный аппарат в домашних условиях?

Оборудование

При выполнении в домашних условиях нетрудных и небольших по объему сварочных работ, каждый может собрать сварочный аппарат своими руками.

Для сборки не придется затрачивать большое количество денег, сил и времени. Также не нужно приобретать неоправданно дорогие модели подобного оборудования.

Что нужно знать для сборки самодельного сварочника?

Чтобы изготовить мини сварочный аппарат своими руками из подручных средств, без особых финансовых затрат и сил нужно понимать как функционирует оборудование, после чего можно приступать к его производству в домашних условиях.

В первую очередь стоит определить нужную мощность подачи тока самодельного оборудования для сварки. Соединение деталей массивной конструкции требует большей интенсивности тока, а сварочные работы с тонкими металлическими поверхностями – минимальной.

Значение силы тока связано с выбранными электродами, которые будут использоваться в процессе. При сварке изделий до 5 миллиметров необходимо использовать стержни до 4 миллиметров, а в конструкции с 2 миллиметрами толщиной, стержни должны быть 1,5 миллиметра.

При использовании электродов в 4 миллиметра, сила тока регулируется до 200 ампер, в 3 миллиметра до 140 ампер, в 2 миллиметра – до 70 ампер и для самых маленьких до 1,5 миллиметров – до 40 ампер.

Сформировать дугу для сварочного процесса можно самому, используя сетевое напряжение, которое получается за счет работы трансформатора.

В комплект этого оборудования входит:

  • магнитопровод;
  • обмотка – первичная и вторичная.

Также трансформатор удастся изготовить самостоятельно. Для магнитопровода используются пластины из стали либо другого прочного материала. Обмотки необходимы чтобы непосредственно выполнять сварочную работу и иметь возможность подключать агрегат для сварки к сети в 220 вольт.

сборка трансформатора

Трансформатор для сварочных работ.

Специализированные оборудования обладают дополнительными устройствами, обеспечивающими повышение качества и мощности дуги, что дает возможность самостоятельно регулировать значения силы тока.

Читайте также:
Точильный камень своими руками из стандартных изношенных дисков от болгарки

Для сварочного оборудования, изготовленного в домашних условиях, не обязательно применять дополнительные приспособления. Смотря на значение силы тока, можно выбрать величину мощности трансформатора, а чтобы рассчитать мощность, необходимо показатель тока, который используется во время эксплуатации оборудования, помножить на 25.

Полученный результат умножается на 0,015, где на исходе получается необходимое значение диаметра магнитопровода. Чтобы рассчитать нужное сечение обмотки достаточно мощность поделить на 2000, а затем полученное число помножить на 1,13.

Чтобы посчитать, сколько необходимо намотать витков проводки, необходимо поделить площадь сечения магнитопровода пополам.

Если вы планируете изготовить простой сварочный аппарат своими руками, то нужно отметить, что сам процесс сварки бывает нескольких видов – мягкий и жесткий, на это влияет напряжение, которое есть на зажиме оборудования.

За счет этого параметра можно установить свойства внешнего тока для сварочного процесса, который также делится на пологопадающий, крутопадающий и возрастающий.

Большинство специалистов рекомендует применять источники тока с пологими либо крутопадающими особенностями. Они имеют минимальное изменение тока, когда колеблется электродуга, что дает возможность сваривать металл в домашнем быту.

Как сделать своими руками сварочный агрегат?

После изучения главных особенностей процесса сборки, можно приступать непосредственного к сборке самодельного оборудования.

На сегодняшний день существует большое количество различных способов и рекомендаций, как лучше собрать самодельный сварочный аппарат любого вида – с переменным или постоянным током, импульсные или инверторные, автоматические или полуавтоматические.

Достаточно глубоко в эту тему уходить не стоит, поскольку один из самых простых способов собрать аппарат для сварки своими руками, это использование трансформатора.

Его особенность – работа с переменным током, благодаря чему обеспечивается выполнение качественного шва при сваривании металлических поверхностей. Такое оборудование может справиться с любой бытовой работой, где необходимо сварить металлические либо стальные конструкции.

Чтобы изготовить его необходимо подготовить:

  1. Несколько метров кабеля с большой толщиной.
  2. Материал для сердечника, который будет располагаться в трансформаторе.
    Сам материал должен обладать повышенной проницаемостью с примагничиванием.

Оптимальный вариант, когда сердечник в форме стрежня имеет букву «П». В некоторых случаях ращрешено применять данную деталь в более измененной форме, к примеру, круглой из статора, изготовленной из поврежденного электрического двигателя.

чертеж трансформатора

Схема устройства сварочного трансформатора.

Однако стоит обратить внимание, что на такую форму обмотки накручиваются труднее. Лучше всего, когда сечение сердечника для классического сварочного оборудования, сделанного своими руками и используемого в бытовых целях, имело площадь около 50 см2.

Чтобы оборудование имело доступный вес, не стоит увеличивать в объеме сечение, однако технический эффект будет не на высшем уровне. Если площадь сечения вам не подходит, то её удастся посчитать самостоятельно, используя специальные схемы и формулы.

Первичная обмотка должны быть изготовлена из провода из меди, который будет обладать повышенными характеристиками: термическая стойкость, поскольку в процессе эксплуатации конструкции данная детали очень сильно нагревается.

Такая деталь должна обладать хлопчатобумажной либо стеклотканевой изоляцией. На крайний случай, возможно использовать провод из резины с изоляцией либо резиновую ткань, однако опасайтесь полихлорвиниловой обмотки.

Изоляция также изготавливается своими руками, с использованием хлопчатобумажной либо стеклоткани, а точнее её части по 2 см в ширину. Благодаря этим кускам получится обмотать провод, а затем пропитать его с помощью любого лака с электротехническим назначением. Такая изоляция не будет перегреваться после регулярного функционирования.

Аналогично приведенным выше расчетам удастся посчитать, какая площадь сечения обмотки – первичной и вторичной будет самой оптимальной. Зачастую вторичная обмотка имеет площадь около 30 мм2, а первичная обмотка до 7 мм2, с использованием стержня в 4 миллиметра диаметром.

Кроме этого простым способом нужно определить, насколько будет протягиваться кусок провода из меди и сколько витков понадобится, чтобы накрутить две обмотки. После этого наматываются катушки, а каркас изготавливается при помощи геометрических параметров магнитопровода.

Главное проследить, чтобы при надевании магнитопровода не было никаких сложностей. В первую очередь, необходимо правильно подобрать размер сердечника. Его лучше всего изготавливать по помощи электротехнического картона либо текстолита.

По такому же аналогу удастся изготовить конструкцию для сварки мелких деталей. Для дома можно использовать сварочный аппарат «мини» маленького размера.

Изготовление сварочного аппарата

На сегодняшний день практически невозможно и довольно-таки трудно сварить металл или обработать его надлежащим способом, не применяя сварочное оборудование. После того, как вы сделаете сварочный аппарат своими руками, вы сможете выполнять любые работы с металлическими изделиями.

чертеж трансформатора сварочного

Схема трансформатора с отдельным дросселем.

Чтобы изготовить качественный агрегат необходимо обладать знаниями и навыками, которые помогут понять схему сварочного аппарата постоянного тока или переменного, что является двумя вариантами сборки оборудования.

С целью домашнего использования лучше всего узнать, как сделать мини сварку.

Удобнее вызвать мастера или приобрести уже готовый агрегат, однако иногда это бывает слишком затратно, поскольку на выбор модели по различным параметрам, таким как масса для сварочного аппарата, количество вольтов на сварочный аппарат определить достаточно трудно.

Существует несколько типов сварочных аппаратов: работающих на переменном токе, постоянном, имеющие три фазы либо инверторные. Чтобы выбрать один из вариантов и начать сборку необходимо, рассмотреть каждую схему первых 2-х типов. Во время подготовительного процесса необходимо обратить внимание на стабилизатор напряжения.

На переменном токе

Чтобы изготовить самодельные сварочные аппараты необходимо подобрать показатель напряжения, самое лучшее это 60 вольт, ток лучше всего регулировать от 120 до 160 ампер.

Можно самостоятельно определить значение сечения необходимого провода для изготовления первичной обмотки трансформатора, который должен подсоединяться к сети в 220 вольт.

Сечение по параметрам площади не должно быть больше 7 мм2, поскольку к вниманию стоит отметить возможный перепад напряжения и возможной дополнительной нагрузки.

Читайте также:
Мастерим точильный станок своими руками: оригинальное решение для мастерской

Исходя из вычислений, оптимальным размером диаметра жилы из меди под первичную обмотку, который уменьшает действие механизма, является 3 миллиметра. При выборе алюминия для провода, сечение умножается на значение 1,6.

Стоит отметить, провода нужно обмотать тряпкой, поскольку они должны быть изолированы. Дело в том, что под увеличением температуры провод может расплавиться и возникнет короткое замыкание.

При отсутствии необходимого провода, есть возможность заменить его жилой немного тоньше, приматывая её парно. Однако необходимо помнить, что обмотка толщина увеличится, из-за чего размеры сварочного оборудования будут большими. Под вторичную обмотку применяют большой толщины провод с большим количеством жил из меди.

На постоянном токе

принципиальная схема сварочного аппарата

Электрическая схема сварочника на постоянном токе.

Некоторые сварочные аппараты работают при помощи постоянного тока. Благодаря такому агрегату можно сваривать чугунные изделия и конструкции из нержавеющей стали.

Чтобы создать своими руками сварочный аппарат постоянного тока может потребоваться не больше получаса. С целью преобразования самоделки с переменным током, нужно, чтоб вторичная обмотка была подключена с выпрямителем, который собирается на диоде.

В свою очередь, диод должен выдерживать ток с 200 ампер и обладать хорошим охлаждением. Чтобы подровнять значение тока можно воспользоваться конденсаторами, имеющие определенные характеристики и особенности напряжения. После этого агрегат собирается последовательно по схеме.

Дроссели используют в регулировке тока, а контакты, чтоб присоединить держатель. Дополнительные детали используются в передаче тока от внешнего носителя на место сваривания.

Рекомендации по работе с агрегатом

Чтобы эксплуатировать аппарат для сварки по его назначению необходимо, в первую очередь, разжечь электрическую дугу. Этот процесс легкий и выполняется следующими действиями: кончик электрода под определенным наклоном со стороны металлического покрытия подносим и чиркаем по поверхности конструкции.

Если действие совершено правильно и удачно, возникает вспышка небольших размеров, и материал расплавляется, после чего можно сваривать необходимые элементы.

При изготовлении мини сварочного аппарата своими руками необходимо руководствоваться рекомендациями по работе с ним. Чтобы сваривать элементы нужно держать стрежень в таком положении, чтобы он был на определенном расстоянии друг от друга свариваемых деталей. Это расстояние может быть равным сечению подобранного электрода.

Зачастую такой металл как углеродистая сталь присоединяется с прямым полярным током. Однако некоторые сплавы можно сварить только по обратной полярности тока. Кроме этого необходимо внимательно контролировать качество шва и как проплавляется конструкция.

сварочник своими руками

Схема простого сварочного аппарата.

Стоит сделать акцент на том, что переменный ток, находящийся в инверторе, может регулироваться эффективно и с плавностью. Зачастую никаких сложностей не возникает с настраиванием агрегата на необходимые параметры.

С небольшим показателем силы тока, шов выйдет некачественным, но и увеличенное значение не стоит выставлять, поскольку есть риск прожечь поверхность.

Если необходимо сварить поверхности небольшой толщины, то стержни подойдут с размером от 1 до 3 миллиметров, при этом сила тока должна варьироваться с отметками 20-60 А. С использованием электродов большого сечения можно сваривать металлические изделия до 5 миллиметров, однако в этом случае ток должен быть 100 А.

По завершению сварочного процесса, с использования самоделки, необходимо аккуратно убрать окалину легкими движениями, которая появляется на шве, после чего он чиститься специальной щеткой.

Благодаря этому действию вы сможете сохранить приятный эстетический вид у своего аппарата. Не стоит беспокоиться, если на первых парах чистка оборудования будет не сильно получаться. Этот навык нарабатывается на опыте и при условии выполнения всех рекомендаций по грамотной эксплуатации конструкции.

Подводя итоги, стоит отметить, что сварочные аппараты постоянного тока собирать значительно легче и они также удобны в эксплуатации, за счет своей маломощности.

При выполнении необходимых рекомендаций сборка сварочного аппарата может занять не больше получаса.

Как собрать сварочный аппарат своими руками?

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

Типы сварочных аппаратов

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

В зависимости от рабочих параметров устройств различают такие виды устройств:

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

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

На переменном токе

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

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

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

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

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

Для этого вам понадобится выполнить такую последовательность действий:

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

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

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

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

На постоянном токе

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

Принципиальная схема выпрямления для сварочного трансформатора

Рис. 8: принципиальная схема выпрямления для сварочного трансформатора

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

Схема подключения сглаживающего устройства

Рис. 9: схема подключения сглаживающего устройства

Процесс доработки электрической схемы состоит из таких этапов:

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

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

Используйте луженные зажимы

Рис. 12: используйте луженные зажимы

Толщина провода выбирается в соответствии с рабочим током вторичной обмотки.

Подключите силовые конденсаторы

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

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

Инверторный аппарат

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

Принципиальная схема импульсного блока

Рис. 14: принципиальная схема импульсного блока

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

Конструктивно инверторная схема сварочного аппарата включает в себя такие элементы:

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

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

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

Читайте также:
Адаптер для стамески: мастерим своими руками и повышаем эффективность работы

Сварочный инвертор своими руками

Вашему вниманию представлена схема сварочного инвертора, который вы можете собрать своими руками. Максимальный потребляемый ток – 32 ампера, 220 вольт. Ток сварки – около 250 ампер, что позволяет без проблем варить электродом 5-кой, длина дуги 1 см, переходящим больше 1 см в низкотемпературную плазму. КПД источника на уровне магазинных, а может и лучше (имеется в виду инверторные).

На рисунке 1 приведена схема блока питания для сварочного.

Схема блока питания сварочника

Рис.1 Принципиальная схема блока питания

Трансформатор намотан на феррите Ш7х7 или 8х8
Первичка имеет 100 витков провода ПЭВ 0.3мм
Вторичка 2 имеет 15 витков провода ПЭВ 1мм
Вторичка 3 имеет 15 витков ПЭВ 0.2мм
Вторичка 4 и 5 по 20 витков провода ПЭВ 0.35мм
Все обмотки необходимо мотать во всю ширину каркаса, это дает ощутимо более стабильное напряжение.

Схема сварочного инвертора

Рис.2 Принципиальная схема сварочного инвертора

На рисунке 2 – схема сварочника. Частота – 41 кГц, но можно попробовать и 55 кГц. Трансформатор на 55кгц тогда 9 витков на 3 витка, для увеличения ПВ трансформатора.

Трансформатор на 41кгц – два комплекта Ш20х28 2000нм, зазор 0.05мм, газета прокладка, 12вит х 4вит, 10кв мм х 30 кв мм, медной лентой (жесть) в бумаге. Обмотки трансформатора сделаны из медной жести толщиной 0.25 мм шириной 40мм обернутые для изоляции в бумагу от кассового аппарата. Вторичка делается из трех слоев жести (бутерброд) разделенных между собой фторопластовой лентой, для изоляции между собой, для лучшей проводимости высоко- частотных токов, контактные концы вторички на выходе трансформатора спаяны вместе.

Дроссель L2 намотан на сердечнике Ш20х28, феррит 2000нм, 5 витков, 25 кв.мм, зазор 0.15 – 0.5мм (два слоя бумаги от принтера). Токовый трансформатор – датчик тока два кольца К30х18х7 первичка продетый провод через кольцо, вторичка 85 витков провод толщиной 0.5мм.

Фото сварочного инвертора

Сборка сварочного

Намотка трансформатора

Намотку трансформатора нужно делать с помощью медной жести толщиной 0.3мм и шириной 40мм, ее нужно обернуть термобумагой от кассового аппарата толщиной 0.05мм, эта бумага прочная и не так рвется как обычная при намотке трансформатора.

Вы скажите, а почему не намотать обычным толстым проводом, а нельзя потому что этот трансформатор работает на высокочастотных токах и эти токи вытесняются на поверхность проводника и середину толстого провода не задействует, что приводит к нагреву, называется это явление Скин эффект!

И с ним надо бороться, просто надо делать проводник с большой поверхностью, вот тонкая медная жесть этим и обладает она имеет большую поверхность по которой идет ток, а вторичная обмотка должна состоять из бутерброда трех медных лент разделенных фторопластовой пленкой, она тоньше и обернуты все эти слои в термобумагу. Эта бумага обладает свойством темнеть при нагреве, нам это не надо и плохо, от этого не будет пускай так и останется главное, что не рвется.

Можно намотать обмотки проводом ПЭВ сечением 0.5…0.7мм состоящих из нескольких десятков жил, но это хуже, так как провода круглые и состыкуются между собой с воздушными зазорами, которые замедляют теплообмен и имеют меньшую общую площадь сечения проводов вместе взятых в сравнении с жестью на 30%, которая может влезть окна ферритового сердечника.

У трансформатора греется не феррит, а обмотка поэтому нужно следовать этим рекомендациям.

Трансформатор и вся конструкция должны обдуваться внутри корпуса вентилятором на 220 вольт 0.13 ампера или больше.

Конструкция

Для охлаждения всех мощных компонентов хорошо использовать радиаторы с вентиляторами от старых компьютеров Pentium 4 и Athlon 64. Мне эти радиаторы достались из компьютерного магазина делающего модернизацию, всего по 3…4$ за штуку.

Силовой косой мост нужно делать на двух таких радиаторах, верхняя часть моста на одном, нижняя часть на другом. Прикрутить на эти радиаторы диоды моста HFA30 и HFA25 через слюдяную прокладку. IRG4PC50W нужно прикручивать без слюды через теплопроводящую пасту КТП8.

Выводы диодов и транзисторов нужно прикрутить на встречу друг другу на обоих радиаторах, а между выводами и двумя радиаторами вставить плату, соединяющею цепи питания 300вольт с деталями моста.

На схеме не указано нужно на эту плату в питание 300V припаять 12…14 штук конденсаторов по 0.15мк 630 вольт. Это нужно, чтобы выбросы трансформатора уходили в цепь питания, ликвидируя резонансные выбросы тока силовых ключей от трансформатора.

Остальная часть моста соединяется между собой навесным монтажом проводниками не большой длины.

Ещё на схеме показаны снабберы, в них есть конденсаторы С15 С16 они должны быть марки К78-2 или СВВ-81. Всякий мусор туда ставить нельзя, так как снабберы выполняют важную роль:
первая – они глушат резонансные выбросы трансформатора
вторая – они значительно уменьшают потери IGBT при выключении так как IGBT открываются быстро, а вот закрываются гораздо медленнее и во время закрытия емкость С15 и С16 заряжается через диод VD32 VD31 дольше чем время закрытия IGBT, то есть этот снаббер перехватывает всю мощь на себя не давая выделяться теплу на ключе IGBT в три раза чем было бы без него.
Когда IGBT быстро открываются, то через резисторы R24 R25 снабберы плавно разряжаются и основная мощь выделяется на этих резисторах.

Настройка

Подать питание на ШИМ 15вольт и хотя бы на один вентилятор для разряда емкости С6 контролирующую время срабатывания реле.

Реле К1 нужно для замыкания резистора R11, после того, когда зарядятся конденсаторы С9…12 через резистор R11 который уменьшает всплеск тока при включении сварочного в сеть 220вольт.

Читайте также:
Зажим для сварочных работ своими руками: повышаем качество работы

Без резистора R11 на прямую, при включении получился бы большой БАХ во время зарядки емкости 3000мк 400V, для этого эта мера и нужна.

Проверить срабатывание реле замыкающие резистор R11 через 2…10 секунд после подачи питания на плату ШИМ.

Проверить плату ШИМ на присутствие прямоугольных импульсов идущих к оптронам HCPL3120 после срабатывания обоих реле К1 и К2.

Ширина импульсов должна быть шириной относительно нулевой паузе 44% нулевая 66%

Проверить драйвера на оптронах и усилителях ведущих прямоугольный сигнал амплитудой 15вольт убедится в том, что напряжение на IGBT затворах не превышает 16вольт.

Подать питание 15 Вольт на мост для проверки его работы на правильность изготовления моста.

Ток потребления при этом не должен превышать 100мА на холостом ходу.

Убедится в правильной фразировке обмоток силового трансформатора и трансформатора тока с помощью двух лучевого осциллографа .

Один луч осциллографа на первичке, второй на вторичке, чтобы фазы импульсов были одинаковые, разница только в напряжении обмоток.

Подать на мост питание от силовых конденсаторов С9…С12 через лампочку 220вольт 150..200ватт предварительно установив частоту ШИМ 55кГц подключить осциллограф на коллектор эмиттер нижнего IGBT транзистора посмотреть на форму сигнала, чтобы не было всплесков напряжения выше 330 вольт как обычно.

Начать понижать тактовую частоту ШИМ до появления на нижнем ключе IGBT маленького загиба говорящем о перенасыщении трансформатора, записать эту частоту на которой произошел загиб поделить ее на 2 и результат прибавить к частоте перенасыщения, например перенасыщение 30кГц делим на 2 = 15 и 30+15=45, 45 это и есть рабочая частота трансформатора и ШИМа.

Ток потребления моста должен быть около 150ма и лампочка должна еле светиться, если она светится очень ярко, это говорит о пробое обмоток трансформатора или не правильно собранном мосте.

Подключить к выходу сварочного провода длиной не мене 2 метров для создания добавочной индуктивности выхода.

Подать питание на мост уже через чайник 2200ватт, а на лампочку установить силу тока на ШИМ минимум R3 ближе к резистору R5, замкнуть выход сварочного проконтролировать напряжение на нижнем ключе моста, чтобы было не более 360вольт по осциллографу, при этом не должно быть ни какого шума от трансформатора. Если он есть – убедиться в правильной фазировке трансформатора -датчика тока пропустить провод в обратную сторону через кольцо.

Если шум остался, то нужно расположить плату ШИМ и драйвера на оптронах подальше от источников помех в основном силовой трансформатор и дроссель L2 и силовые проводники.

Еще при сборке моста драйвера нужно устанавливать рядом с радиаторами моста над IGBT транзисторами и не ближе к резисторам R24 R25 на 3 сантиметра. Соединения выхода драйвера и затвора IGBT должны быть короткие. Проводники идущие от ШИМ к оптронам не должны проходить рядом с источниками помех и должны быть как можно короче.

Все сигнальные провода от токового трансформатора и идущие к оптронам от ШИМ должны быть скрученные, чтобы понизить уровень помех и должны быть как можно короче.

Дальше начинаем повышать ток сварочного с помощью резистора R3 ближе к резистору R4 выход сварочного замкнут на ключе нижнего IGBT, ширина импульса чуть увеличивается, что свидетельствует о работе ШИМ. Ток больше – ширина больше, ток меньше – ширина меньше.

Ни какого шума быть не должно иначе выйдут из строя IGBT.

Добавлять ток и слушать, смотреть осциллограф на превышение напряжения нижнего ключа, чтобы не выше 500вольт, максимум 550 вольт в выбросе, но обычно 340 вольт.

Дойти до тока, где ширина резко становиться максимальной говорящим, что чайник не может дать максимальный ток.

Все, теперь на прямую без чайника идем от минимума до максимума, смотреть осциллограф и слушать, чтобы было тихо. Дойти до максимального тока, ширина должна увеличиться, выбросы в норме, не более 340вольт обычно.

Начинать варить, в начале 10 секунд. Проверяем радиаторы, потом 20 секунд, тоже холодные и 1 минуту трансформатор теплый, спалить 2 длинных электрода 4мм трансформатор горечеватый

Радиаторы диодов 150ebu02 заметно нагрелись после трех электродов, варить уже тяжело, человек устает, хотя варится классно, трансформатор горяченький, да и так уже не кто не варит. Вентилятор, через 2 минуты трансформатор доводит до теплого состояния и можно варить снова до опупения.

Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY и др. файлы

Евгений Родиков (evgen100777 [собака] rambler.ru). По всем возникшим вопросам при сборке сварочника пишите на E-Mail.

Изготовление сварочного инвертора из доступных деталей своими руками

При наличии свободного времени, нехитрого инструмента и простых материалов, можно изготовить сварочный инвертор своими руками, даже не являясь специалистом в электротехнике и электронике. Главное – на всех этапах изготовления строго соблюдать технологию монтажа, выяснить принцип работы прибора. КПД и параметры самоделки будут примерно соответствовать функциональным показателям изготавливаемых на заводах инверторов, что сохранит деньги в семейном бюджете.

Характеристики и материалы

Для эксплуатации в быту требуются самодельные инверторы, подключаемые к электросети 220 В. Легко собирается и сварочник, питаемый от сети 380 В. Инверторы бытового назначения должны соответствовать таким требованиям:

  • напряжение – 220 В;
  • сила входного тока на 32 А;
  • сила выходного тока на 250 А.

Для сооружения инверторного сварочного аппарата своими руками подготавливаются следующие материалы:

  • крепеж;
  • металл листовой;
  • термобумага (подходит кассовая лента);
  • радиодетали для формирования электросхем;
  • медные полоски либо провода;
  • текстолит;
  • слюда;
  • стекловолоконная ткань.

Особенности функционирования

Перед сборкой, следует ознакомиться с особенностями работы инвертора, аналогичными функционированию компьютерного блока питания. Функционирование устройства происходит в таком порядке:

  • входящее переменное напряжение превращается в постоянное;
  • входной ток 50 Гц трансформируется в ток высокой частоты;
  • выходное напряжение понижается;
  • выходной ток выправляется, поддерживается нужная для сварки частота.
Читайте также:
Самодельная лучковая пила: оригинальное решение

Трансформаторное оборудование отличается габаритностью и тяжестью в связи со следующими особенностями. Дуговая сварка выполняется через силу тока. Вторичная обмотка для ослабления напряжения и усиления тока устраивается из минимального числа оборотов, сечение проводника принимается максимально возможным.

Применение инверторного принципа снижает объем и вес агрегатов на порядок благодаря увеличению частоты до 60-80 кГц.

Для реализации такого преобразования необходимо использование полевых транзисторов, сообщающихся друг с другом именно на такой частоте. Для их питания используется постоянный ток, направляющийся от выпрямителя, роль которого выполняет диодный мост. Для выправления напряжения требуются конденсаторы. От транзисторов ток подается к трансформатору, представляющему собой компактную катушку.

Возможна переделка и доработка в инверторный полуавтомат. Ему присущи схожие с трансформатором характеристики, но масса и габариты его меньше.

Что необходимо для сборки

Схема сварочника с указанными выше параметрами состоит из трех функциональных узлов:

  • блока питания;
  • драйверов для силовых ключей;
  • силового блока.

Перед началом сборки самодельного сварочного инвертора из доступных деталей своими руками подготавливается инструмент:

  • отвертки различных размеров и форм;
  • паяльник;
  • острый нож;
  • полотно для резки металла.

Схемы

Для сооружения инвертора принимается одна из следующих схем.

Схемы аналогичны, сборка инвертора на их основе не вызовет затруднений.

Список радиоэлементов

Чтобы собрать самодельный инверторный сварочный аппарат из доступных деталей заранее приобретаются следующие радиоэлементы:

  1. регуляторы линейные LM78L15 – 2 шт.;
  2. преобразователь AC/DC TOP224Y – 1 шт.;
  3. ИС источника опорного напряжения TL431 – 1 шт.;
  4. диоды выпрямительные BYV26C – 1 шт., HER307 – 2 шт., 1N4148 – 2 шт., 1N4007 – 3 шт., VS-HFA30PA60CPBF – 2 шт., VS-150EBU02 – 4шт., VS-HFA25PВ60PBF – 2 шт.;
  5. диоды защитные P6KE200A – 1 шт.;
  6. оптопары РС817 – 1 шт., HCPL-3120 – 2 шт.;
  7. электролитические конденсаторы;
  8. мосты диодные КВРС3510 – 3 шт., 600 В 2 А – 1 шт.;
  9. резисторы 47 кОм, 200 Ом, 10 кОм, 6,2 Ом (по 1 шт.), 300 Ом 5 Вт, 33 кОм (по 2 шт.), 510 Ом – 2 шт., 13 кОм – 1 шт., 150 Ом – 1 шт., 1 Ом 1 Вт – 1 шт., 2 МОм – 1 шт., 1,5 кОм – 3 шт., 250 Ом 40 Вт – 1 шт., 1 кОм – 4 шт., 10 Ом – 2 шт., 300 Ом 20 Вт – 2шт., 2,2 кОм – 1 шт., 50 Ом 5Вт – 2 шт., 5 Ом – 8 шт., 1,5 Ом – 2 шт.;
  10. ШИМ-контроллер UC 3845 – 1 шт.;
  11. MOSFET-транзистор IRF120 – 1 шт., IRF5305 – 8 шт.;
  12. диоды Шоттки: MBR20100CT – 1 шт., 1N5819 – 4 шт.;
  13. резисторы подстроечные 2,2 кОм – 1 шт., 10 кОм – 1 шт.;
  14. конденсаторы 0,1 мкФ – 6 шт, 1 нФ 1000 В – 1шт., 510 пФ – 2 шт., 22 нФ – 1 шт., 4,7 нФ – 1 шт., 2,2 нФ – 1 шт., 6,8 нФ – 4 шт.;
  15. конденсаторы электролитические 10 мкФ 450 В – 2 шт., 100 мкФ 100 В – 2 шт., 470 мкФ 400 В – 6 шт., 50 мкФ 25 В – 1 шт., 1000 мкФ 25 В – 1 шт., 10 мкФ – 4 шт., 22 мкФ – 1 шт., 200 мкФ – 2 шт. 3000 мкФ 400 В – 4 шт., 47 мкФ 25 В – 2 шт.;
  16. катушка индуктивности; 35 мкГн – 1 шт.;
  17. терморезисторы 10 Ом – 1 шт.;
  18. IGBT-транзисторы IRG4PC50W – 6 шт.;
  19. реле 12 В 40 А – 1 шт., РЭС-49 – 1 шт.;
  20. стабилитроны 1 N4007 – 3 шт., 1N4744А – 12 шт.

Силовая часть

В инверторе немалая роль принадлежит блоку питания, представляющему собой трансформатор с ферритовой обмоткой. Его назначение – сбавление напряжения, трансформирование переменного тока в постоянный. Для сборки требуется 2 сердечника типа Ш20х208 2000 нм.

Обмотки инвертора термоизолируются. Для сведения к минимуму неблагоприятного влияния нестабильности напряжения, обвивка производится на всем протяжении сердечника.

Рекомендуется использовать листы омедненной жести 0,3 мм и шириной 40 мм, завернутые в термоустойчивую бумагу 0,05 мм.

[stextbox применения термобумаги диктуется тем, что при сваривании ток проходит поверхностно по проводу, сердечник практически не участвует в процессе, из-за чего образуются излишки тепла. Потому для обмотки проводники стандартного сечения не подходят, для исключения теплообразования используются материалы с большей площадью.[/stextbox]

Если медной жести нет, можно взять многожильный провод ПЭВ сечением 0,5-0,7 мм. Имеющиеся между жилами зазоры позволяют снизить нагрев. Важна и вентиляция сварочника, так как перегревается не сам стержень, а обмотка.

После создания первого слоя по направлению намотки следует накрутить стеклоткань с экранирующим проводом того же сечения, что и основной. Стеклоткань при этом полностью закрывается проводом. Подобным образом создаются последующие обмотки и разделяются посредством термобумаги.

Для обеспечения стабильности напряжения порядка 20-25 В, следует правильно отобрать резисторы. Для мостового инвертора рекомендуется применить диодную схему «косой мост».

При работе инвертора не избежать нагрева диодов, потому их нужно расположить на радиаторе, к примеру, от персонального компьютера.

Всего нужно 2 радиатора – для крепления верхней и нижней частей моста. При установке первого необходимо применение слюдяной прокладки, для другого – термопасты.

Выход моста назначается по направлению выходов транзисторов. Для соединения используются провода длиной до 15 см. От блока мост отделяется листом металла, прикрепляющимся к корпусу агрегата для инверторной сварки.

Инверторный блок

Основная функция инвертора состоит в превращении постоянного тока, идущего от выпрямителя, в переменный с возрастанием его частоты. Для таких целей предназначены силовые транзисторы.

[stextbox Инверторный блок сварочника предпочтительнее создавать на базе нескольких транзисторов меньшего номинала, чем с использованием на самого простого одном мощном транзисторе. Это позволяет минимизировать уровень шума от устройства при производстве работ, сделать неизменной частоту тока.[/stextbox]

Читайте также:
Апгрейд для УШМ своими руками: уникальная конструкция станка

Собранные последовательно конденсаторы, являющиеся частью микросхемы, нужны для:

  • снижения резонирующего эффекта трансформатора;
  • минимизации потерь в транзисторном блоке, образующихся при отключении.

Система охлаждения

Из-за нагрева силовые узлы инвертора могут отказать. Во избежание этого помимо радиаторов с установленными подверженными нагреванию блоками, для недопущения перегрева также требуются вентиляторы.

Если есть высокомощный вентилятор, можно ограничиться только им, направляя воздух непосредственно к трансформатору. Если используются кулеры от старого ПК, то их понадобится порядка 6 штук. Как сделать охлаждение самого трансформатора: устанавливается сразу три вентилятора.

На самый греющийся радиатор устанавливается термодатчик, отключающий питание при приближении к заданной температуре.

Для нормального функционирования охлаждения в корпусе нужно расположить воздухозаборщики с постоянно свободными решетками.

Управление

Электронные платы инвертора следует размещать с использованием фольгированного текстолитового материала 0,5-1 мм.

Инверторная сварка своими руками осуществляется под автоматическим управлением через ШИМ-контроллера, стабилизирующего основные функциональные параметры. Для удобства органы управления рекомендуется располагать на лицевой части совместно с входом для подключения.

Корпус

При изготовлении корпуса, представляющего собой металлический кейс, следует учесть размеры трансформатора, приняв его объем примерно за 30% от всего внутреннего объема.

Кожух можно сделать из листового металла толщиной 0,5-1 мм. Для крепления частей можно использовать болтовое соединение или сварку. Для перемещения инвертора предусматриваются крепления для ремня или рукояток.

Корпус изготавливается разборным для быстрого доступа к закрытыми частям чтобы при необходимости их отремонтировать.

На передней стороне следует расположить:

  • тумблер для изменения силы тока;
  • кнопку ВКЛ/ВЫКЛ;
  • световые индикаторы;
  • входы для подсоединения сварочных и сетевых кабелей.

Подключение

Для включения в сеть требуется использование кабеля площадью сечения более 1,5 мм 2 . Не лишней видится и установка на входе предохранителя либо автомата на 25 А.

[stextbox Перед включением инвертор следует осмотреть на предмет наличия и исправности изоляции всех находящихся под напряжением частей от корпуса.[/stextbox]

Проверка работоспособности

Работоспособность инвертора рекомендуется проверять с помощью осциллографа. Нижняя петля напряжения должна располагаться в диапазоне 500-550 В, при соблюдении технологи сборки, уровень выходного напряжения находится в диапазоне 330-350 В.

По завершении пробной сварки с полным сгоранием электрода проверяется температура трансформатора и радиаторов. Если она в норме, то инвертор собран правильно и переделка или доработка не требуется.

Настройка

При подаче нагрузки на обмотку трансформатора должны выполняться такие условия:

  • ступени перемены полярности не превышают 1,2 мкс;
  • инвертор настраивается под нагрузкой для определения данных обо всех показателях;
  • к выходам подключается сопротивление, равное примерно 0,14 Ом;
  • для проверки поступления питания 12-25 В к вторичной обмотке подключается лампочка;
  • при регулировке частоты должна изменяться яркость дуги.

Диагностика и подготовка к работе

Описание процедуры диагностики сварочника выглядит так:

  1. Подача 15 В на ШИМ совместно с включением одного конвектора позволяет не допустить перегрев и практически устранить шум.
  2. Для стабилизации напряжения включить реле, закорачивающее резистор после включения в электросеть.
  3. Убедиться в сработке реле, закорачивающего резистор спустя 3-5 секунд после подключения к ШИМ. По отработке реле удостовериться в присутствии на плате импульсного сигнала прямоугольного очертания.
  4. Подача 15 В на диодный мост для тестирования его нормальной работы. При работе в холостую сила тока не должна превышать 100 мА.
  5. Убедиться в правильности расположения фаз с применением осциллографа.
  6. При плавном повышении тока через резистор на нижнем ключе не должно быть более 500 В.
  7. К сварке следует приступать спустя 10 секунд или после нагрева радиаторов.

Обслуживание

При обслуживании инвертора необходимо периодически чистить внутренние элементы от грязи и пыли с помощью пылесоса или сухой ветоши, особенно если аппарату пришлось продолжительный период простоять без использования.

Необходимо постоянно следить за работоспособностью термодатчика. В случае поломки этот элемент ремонту не подлежит, а требует замены.

Периодически необходимо следить за качеством соединений и при необходимости исправлять. Определить неисправности можно как визуально, так и при помощи тестера.

[stextbox Евстигнеев, сварщик, стаж работы 20 лет:«С помощью собранного самостоятельно инвертора возможно не только проведение нехитрых работ, существенную роль играет и экономия на покупке «заводского» аппарата. Вы сможете работать с электродами 3-5 мм на дуге до 10 мм, чего вполне хватает для гаража или дома».[/stextbox]

Как сделать сварочный аппарат самостоятельно

Сварочный аппарат своими руками

Сварочные аппараты

Сделать сварочный аппарат своими руками может любой домашний мастер, имеющий навыки в области электротехники. Перед началом работы рассчитывают параметры всех компонентов оборудования. От правильности их выбора будет зависеть качество сварных соединений, получаемых с помощью сделанных в домашних мастерских агрегатов.

Сварочный аппарат

Схема и конструкция устройства

Самодельному сварочному аппарату присуще простое строение. Для сборки применяют схемы, включающие:

  1. Трансформатор понижающего типа. Компонент уменьшает напряжение поступающего от сети электричества до 50-70 В, повышая силу тока до нужных величин. Это помогает снизить потребление энергии до минимальных значений.
  2. Сварочные кабели. Используются для подачи вырабатываемого трансформатором тока к электродам. Провод должен иметь увеличенную толщину и прочную изоляцию.
  3. Держатель с электродами. Стержни, обработанные специальным составом, способствуют быстрому розжигу и уверенному горению дуги. Последняя становится источником тепла, необходимого для расплавления металлов.

Схема

Каким образом работает сварочный аппарат

Характер функционирования агрегата основывается на законе Ома. При постоянной мощности сила тока определяется напряжением. Для расплавления металла нужно 60-150 А. Если устройство питается от сети 220 В, оно будет потреблять 20-30 кВт. Для этого придется прокладывать отдельную электрическую линию, т. к. бытовая электропроводка выдерживает не более 10 кВт. Варить нужно с соблюдением особых требований техники безопасности. В нормальных условиях обеспечить это невозможно.

Читайте также:
Держатель для плашки: мастерим своими руками и экономим 1500 рублей

С учетом таких нюансов, сварочный агрегат должен повышать силу тока, понижая напряжение. Оптимальным считается значение в 60 В. Для его получения используют трансформаторы или инверторы.

Основные типы аппаратов и возможность их домашнего изготовления

Существует 4 разновидности оборудования:

    , работающий с переменным током. Главный компонент системы напоминает стандартный блок питания. Входящее напряжение с его помощью понижается до 60 В. Сила тока меняется в результате движения вторичной обмотки. Недостатками считают большую массу и размер устройства. Кроме того, получить однородный шов с использованием переменного тока трудно. , являющийся усовершенствованным вариантом трансформатора. После понижения напряжения ток стабилизируется диодным мостом. Более сложные схемы включают тиристоры, помогающие регулировать параметры. Подача постоянного тока обеспечивает высокое качество шва. Аппарат работает со всеми типами металлов и сплавов. Недостатком считается чувствительность к скачкам напряжения.
  1. Полуавтомат, содержащий механизм подачи расходного материала. Сварка ведется в газовой среде, поэтому дополнительно подключается баллон. полуавтоматические агрегаты помогают формировать качественные швы.
  2. Инвертор, отличающийся компактными размерами. Такие аппараты чаще всего применяются в бытовых условиях. Для преобразования напряжения используют источник питания с ШИМ управлением. Работать с оборудованием могут даже начинающие сварщики.

Типы аппаратов

Любой из рассмотренных вариантов может быть собран своими руками, однако начинать рекомендуется с простого устройства – трансформатора.

Выбор основных элементов

Питающий блок сварочного агрегата состоит из сердечника и обмоток. Первый можно приобрести в готовом виде или собрать самостоятельно.

Сердечник для сварочника

Основной компонент аппарата изготавливается из стальных профилей. Сделать его самостоятельно сложно. Проще найти готовую деталь на заводах, в пунктах сбора металла. Конструкция имеет вид прямоугольника площадью более 55 см². При сборке устанавливают болт, с использованием которого задают положение подвижной вторичной обмотки по отношению к стационарной первичной.

Сердечник для сварочника

Обмотка проводов и особенности намотки

На первом этапе формируется первичная часть. Для этого накладывают 210-215 витков. Поверх устанавливают текстолитовую планку, на которой болтами фиксируют концы провода. После этого приступают к формированию вторичной обмотки. Она состоит из 70 витков. Концы также прикрепляют к текстолитовой пластине.

Трансформатор можно применять в таком виде или модифицировать на следующих этапах.

Рекомендации по безопасности

При изготовлении сварочного трансформатора соблюдают следующие правила, исключающие возникновение аварийных ситуаций при его эксплуатации:

  1. Все компоненты электрической цепи устанавливают на толстую текстолитовую подставку. Аппарат должен быть защищен герметичным корпусом, препятствующим поражению током.
  2. Обмотки трансформатора надежно изолируют друг от друга, покрывают бакелитовым лаком.
  3. Кабели и электроды прочно фиксируют в держателях.

Переменный ток или постоянный

Чтобы выбрать вариант и правильно собрать устройство, необходимо ознакомиться с особенностями каждого из них:

  1. Прибор, работающий с переменными параметрами, должен давать напряжение 60 В и силу тока до 160 А. Для определения характеристик провода, подсоединяемого к сети 220 В, применяют специальные таблицы. Сечение не должно превышать 7 мм². Оптимальной считают величину 3 мм². При создании прибора для работы с алюминием данный параметр умножают на 1,6. Кабель обматывают тканевой изоляцией, препятствующей короткому замыканию. Вторую обмотку делают из толстого медного провода.
  2. Аппарат, функционирующий на постоянном токе. Оборудование применяют для сварки стальных или чугунных деталей. Для создания самоделки этого типа требуется минимум времени. Вторичная часть катушки здесь подключается через диодный выпрямитель. Блок должен выдерживать до 200 А, обладать качественной системой охлаждения. Для выравнивания силы тока в схему включают конденсаторы, для регулировки параметров – дроссель.

Переменный ток

Аппарат на основе ЛАТР

Для формирования вторичной обмотки с базового лабораторного автотрансформатора снимают защитный кожух, ползунок и крепежные элементы. Имеющуюся жилу изолируют лакотканью. Поверх нее накладывают понижающую вторичную намотку. Она состоит из 70 витков алюминиевой или медной жилы сечением 25 мм².

Доработанный ЛАТР устанавливают в металлический корпус с отверстиями для циркуляции воздуха. Поверх блока устанавливают текстолитовую плату с тиристорами, выключателем, светодиодным индикатором и сварочными клеммами. В схему включают радиаторы, охлаждающие подверженные перегреву блоки.

Изготовление мощного трансформатора

Сборку осуществляют в несколько шагов.

Что потребуется

Для создания трансформатора своими руками понадобятся электротехническая сталь, медные провода, изоляционный материал, крепежные элементы.

Упрощенная формула расчета

Если возможность выполнения сложных вычислений отсутствует, можно воспользоваться типовыми параметрами, к которым относятся:

  • напряжение во время сварки – 18-25 В;
  • сила тока на первой обмотке – 25 А, на второй – 120-150 А;
  • напряжение во время охлаждения – 55-60 В.

Процесс сборки

Для изготовления сердечника потребуются стальные пластины толщиной 0,35-0,55 мм.

Изготовление мощного трансформатора

Размер готовой конструкции зависит от сечения провода. Опытные сварщики умеют определять требуемые параметры без расчетов.

Г-образные пластины укладывают так, чтобы они образовывали прямоугольник. После получения сердечника нужной толщины угловые части пластин скрепляют болтами. Конструкцию зачищают надфилем, изолируют. После этого выполняют намотку стандартным способом.

Добавление сварочного выпрямителя

Самодельный трансформатор представляет собой простой блок питания. Стабилизатор напряжения устроен также, как подобная деталь зарядного устройства телефона. В стандартную схему диодного моста включают конденсаторы, нейтрализующие переменные импульсы. Выпрямитель можно изготовить и без этих деталей, однако прочность шва будет более низкой.

Для изготовления моста применяют диоды Д161-250. Поскольку под нагрузкой они выделяют тепловую энергию, требуется установка радиаторов. Диоды фиксируются на них болтами. Рядом с радиаторами устанавливают вентилятор, отводящий тепло в окружающую среду.

Устройство из трехфазного трансформатора

Если ЛАТР найти невозможно, сварочный аппарат конструируют из блока питания 380/36 В. 3-фазный трансформатор используется в работе осветительных систем или электроинструментов. Допускается применение блока с одной сгоревшей обмоткой. Агрегат будет питаться от бытовой или промышленной сети. В процессе сборки выполняют следующие действия:

  1. Изготавливают клеммы для крепления вторичной намотки из полой трубки. Один конец делают плоским, в нем просверливают отверстие для фиксации провода.
  2. Заменяют расположенные в верхней части трансформатора винты с гайками М6 на болты М10.
  3. Изготавливают текстолитовую плату для вывода концов обмотки. В ней проделывают 10-11 отверстий, в которые вставляют винты М6. Плату устанавливают на верхнюю панель трансформатора.
  4. Крайние первичные намотки подключают друг к другу параллельно. Средняя подсоединяется последовательно.
Читайте также:
Держатель для плашки: мастерим своими руками и экономим 1500 рублей

Устройство из трехфазного трансформатора

Изготовление регулятора тока

Сделать простое устройство можно из 2 тиристоров и подручных средств. Регулирующий аппарат включается в цепь преобразуемого тока. RC определяет точку размыкания тиристоров, после чего сопротивление резистора меняется. Такое устройство помогает выбирать напряжение по энергии переменного тока. Настройку прибора выполняют под напряжением, остальные радиоэлементы должны быть отключенными от схемы. Резисторы и филдисторы можно заменять динисторами, однако такие компоненты работают нестабильно.

Устройства регулировки для контактного сварочника изготавливать самому нецелесообразно. Для сборки требуются дорогие детали, результат может отличаться от желаемого.

Компактный сварочник для проволоки

Если работать с толстыми деталями не придется, можно собрать мини-сварку своими руками. Она используется для пайки проволоки или тонкой жести. В основу агрегата ложится трансформатор от СВЧ-печи или другого бытового прибора. Вторичную обмотку заменяют медной жилой с сечением 2-3 мм². Энергопотребление не должно составлять более 3 кВт. Схема рассчитывается так же, как при изготовлении сварочного трансформатора своими руками. При сборке выпрямителя применяют маломощные диоды.

Компактный сварочник для проволоки

Устройство для спайки проводов

Если прибор будет предназначаться только для работы с тонкими жилами, например, при установке распределительных щитков, обходятся микросварочным прибором. Размер устройства составляет 7-10 см. Оно собирается на основе транзистора КТ835. Трансформатор наматывают самостоятельно, придавая ему вид высокочастотного повышающего преобразователя.

В отличие от стандартных схем, конструкция использует высокое напряжение (до 30000 В). При сварке этим устройством соблюдают технику безопасности. Трансформатор изготавливают на базе ферритового стержня. Первая обмотка включает 20 витков диаметром 1 мм, вторая – из 500. В схему вводят резисторы, препятствующие перегреву прибора на холостом ходу.

Используя маленький аппарат, формируют жгуты проводов, разрезают тонкие листовые металлы. Вместо электрода применяют толстую иглу.

Аппарат для сварки из мотора

Чтобы собрать простой агрегат из статора, выбирают электродвигатель, имеющий нужные параметры. Рекомендуется использовать мотор 2А мощностью 7-15 кВт с большим окном магнитопровода. Для изготовления аппарата выполняют следующие действия:

  1. Устанавливают статор на кирпичи. Внутрь укладывают дрова, поджигают их. Через несколько часов прожарки магнитопровод отделяется от корпуса. При необходимости кабели также удаляют после термической обработки.
  2. Полученную заготовку пропитывают масляным лаком, просушивают. Ускорить процесс помогает тепловая пушка. Лаковая пропитка препятствует рассыпанию конструкции после удаления стяжек, необходимого для повышения мощности трансформатора.
  3. Из картона делают 2 торцевые заготовки. Из этого же материала изготавливают 2 гильзы – внешнюю и внутреннюю.
  4. Устанавливают накладки на заготовку. Монтируют цилиндры, обматывают конструкцию стеклолентой. Покрывают деталь лаком, просушивают.
  5. Наматывают на полученный сердечник 20 витков медной жилы толщиной более 1,5 мм, подают напряжение в 12 В. Замеряют силу тока, она должна составлять около 2 А. При получении большего значения увеличивают число витков, и наоборот.
  6. Подсоединяют один конец вторичной намотки к диодному мосту. Так трансформатор можно будет использовать для запуска автомобиля вместо аккумулятора. Для сварки напряжение должно составлять 60-70 В. Аппарат будет совместим с электродами диаметром 3-5 мм.
  7. При наличии свободного места добавляют 4 витка медной шины. Так получают отличный агрегат для точечной сварки тонкого листового металла.
  8. Изготавливают корпус из пластика или текстолита. В местах соединения катушки с кожухом устанавливают резиновые прокладки.

Аппарат для сварки из мотора

Изготовление инвертора для опытных мастеров

Сборка самодельного аппарата такого типа достаточно сложна. Для этого нужно обладать опытом ремонта электронных устройств. Однако приобретать дорогие детали и узлы для этого необязательно. Блок питания извлекают из нерабочего компьютера или телевизора.

Схема прибора

При первой сборке рекомендуется использовать простую готовую схему, включающую следующие элементы:

  1. Питающий блок для преобразователя и управляющей системы. Изготавливается из оптрона, используемого для подачи тока компонентам компьютера.
  2. Блок накопления заряда для дежурной дуги. Изготавливается на базе транзисторов КТ972, которые размещаются на радиаторах. Для соединения этих компонентов используют автомобильные реле на 40 А. Для управления применяются защитные автоматы номиналом 25 А. Напряжение холостого хода составляет 300 В, при сварке этот параметр снижается до 50.
  3. Преобразователь тока. Самыми важными частями этого блока являются катушки индуктивности. Настройку их параметров производят посредством резисторов. При несогласованности значений ток имеет недостаточную силу.
  4. ШИМ из печатной платы US3845. Деталь снабжают транзисторами марки КТ972.

Рассматриваемая схема инвертора преобразует поступающее от сети переменное напряжение в постоянное. Это помогает получить ток с характеристиками, требуемыми для формирования прочного сварного соединения.

Необходимые элементы

Для сборки агрегата понадобятся:

  • компьютерный блок питания;
  • медные провода;
  • микросхема US3845 (приобретается в готовом виде);
  • корпус от старой СВЧ-печи или системного блока;
  • транзисторы.

Процесс изготовления

Сборку начинают с переделки силового трансформатора с ферритовым основанием. Выпрямительный мост снабжают готовыми компонентами из быстродействующих полупроводников. После доработки трансформатора, следуя схеме, соединяют следующие элементы:

  • диодный выпрямитель с запасом мощности, балластным регулятором, средством медленного пуска;
  • управляющий блок на основе 2 транзисторов и драйвера;
  • трансформаторную силовую часть;
  • выходной компонент из дросселя и диодов;
  • охлаждающую систему из компьютерного кулера;
  • систему контроля параметров выходного тока.

Все компоненты устанавливают на текстолитовую плату толщиной 1,5 мм. Конструкцию вводят в металлический кожух. Использовать пластиковый корпус нежелательно.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: