Сварочный аппарат своими руками – что нужно знать, виды, примеры самоделок

Перед наступлением теплого сезона сделал сварочный аппарат своими руками, так как предстоят работы по сборке каркаса для новой дачной теплицы. За основу взял трансформатор понижающего типа, силовые кабеля и держак для электрода – после сборки решил проверить, варит не хуже заводского. В этом обзоре расскажу, что нужно знать для изготовления сварочного агрегата, какие виды аппаратов бывают, а также как выглядят конкретные примеры изготовления таких приборов.

Минимальный уровень знаний, необходимый для изготовления сварочного аппарата

Прежде чем начать сборку сварочного агрегата советую понять, как он функционирует, устроен и какой мощности должен быть. Чтобы установить, какая предельная сила тока понадобится для варки, следует определиться с диаметром используемого электрода.

Подбирается параметр по толщине заготовки. Так, при сварке металла до 5 мм, электрод должен быть не более 4 мм, а для деталей 2 мм – не менее 1,5 мм. При этом выдаваемая аппаратом сила тока зависит от поперечника расходника следующим образом:

1. Для электрода 4 мм – 200 А. 
   
2. 3 мм – не более 140 А. 
   
3. 2 мм – до 70 А. 
   
4. 1,5 мм – максимум 40 А.
   

Вроде бы все просто – чтобы металл начал плавиться и образовывать шов, требуется подать в зону варки ток, в среднем, 100 А. Однако если делать это на обычном сетевом напряжении 220 В, нагрузка на участке цепи будет 22 кВт! И это при средней норме 15 кВт на 3 фазы.

Естественно, ни проводка, ни автомат такого воздействия не выдержат. Именно поэтому в сварочных аппаратах применяется понижающий напряжение трансформатор. Как правило, это величина около 50-70 В. При 100 А получится вполне приемлемые 5-7 кВт.

Таким образом, база самодельного агрегата – понижающий трансформатор. Состоит он из магнитопровода и 2-х обмоток – первичной и вторичной. Можно взять готовый вариант, а можно сделать самому.

При самостоятельном изготовлении расчет параметров трансформатора выполняется по следующему алгоритму:

• Для расчета мощности, сила тока, подходящая диаметру электрода и толщине заготовки, умножается на 25. 
  
• Чтобы определить диаметр магнитовода, полученная величина перемножается на 0,015. 
  
• Сечение обмотки рассчитывается путем деления мощности на 2000 и умножением результата на 1,13. 
  
• Для определения количества витков обмотки площадь сечения магнитовода делится на 2.
  

Также следует знать, что сварочный процесс характеризуется мягкостью и жесткостью. Это в свою очередь определяется параметрами напряжения на зажиме.

Разновидности сварочных аппаратов

Прежде всего, отмечу, что бывают 4 главных вида сварки:

1. Электродуговая. Применяется в большинстве бытовых случаев. 
   
2. Точечная. Используется для соединения тонкостенных металлических заготовок. 
   
3. Микродуговая. Основная сфера – прокладка проводников. 
   
4. Газовая. Процессы плавления и соединения металлов идут в газовой среде.
   

Последняя разновидность в быту редко применяется, да и сделать агрегат самому вряд ли удастся, к тому же это просто опасно.

По механизму действия сварочные агрегаты разделяются на такие виды:

• Трансформаторные.
  

Функционируют на переменном бытовом токе. В основе применяется понижающий трансформатор. На выходных контактах образуется 50-60 В. Усовершенствованные модели позволяют перемещать вторичную обмотку относительно сердечника. Благодаря этому удается регулировать параметры тока.

Плюсы:

1. Простое устройство. 
   
2. Минимальная стоимость. 
   
3. Ремонтопригодность.
   

Недостатки проявляются в громоздкости, нестабильности шва, необходимости достаточного опыта у сварщика.

• Выпрямительные.
  

Основаны также на трансформаторе, только на выходе стоит один из следующих выпрямителей тока:

1. Диодный мост. Устанавливается на простейших недорогих моделях. 
   
2. Тиристор. Этот вариант, хотя и более дорогой, зато позволяет регулировать параметры выходящего тока.
   

Помимо стабильности электричества, аппараты с выпрямителями позволяют варить различные металлы и значительно снижают требования к мастерству сварщика. Минусы – высокая стоимость, сложность обслуживания и восстановления при поломке.

Некоторые самодельщики приобретают обычный трансформаторный агрегат, а затем ставят на выход мощный выпрямитель – диодный мост + радиатор для отвода тепла.

• Полуавтоматические.
  

По сути это усовершенствованный вариант выпрямительного агрегата. При этом он оснащен системой механической подачи присадочной проволоки и инертного газа в зону варки.

Достоинство – максимальное качество шва независимо от профессионализма сварщика. Недостаток – высокая стоимость и необходимость дополнительного оборудования.

• Инверторные.
  

Этот вариант аппарата, пожалуй, имеет самую большую популярность в среде сварщиков-любителей. В основе лежит блок питания инверторного типа и ШИМ-управление.

Плюсы – малые габариты и масса, доступность, возможность работы для начинающего. Минусы – недостаточная надежность, сложность восстановления в случае неполадок.

Примеры самоделок

Предлагаю следующие доступные примеры самодельных сварочных аппаратов:

1. Из микроволновки. 
   
2. На переменном токе. 
   
3. На постоянном токе. 
   
4. Инверторный на базе компьютерного блока питания. 
   
5. Из электромотора.
   

Разберем особенности изготовления каждого варианта.

Из микроволновки

Для изготовления простейшего сварочного аппарата понадобятся 2 трансформатора от старых, но рабочих микроволновых печей. При этом их мощность должна находиться в рамках – 0,65-0,8 кВт.

Суть сборки агрегата сводится к удалению вторичной обмотки и установке на ее место самодельной из более толстого провода. Алгоритм действий такой:

• Трансформатор устанавливается в удобное положение, и ножовкой по металлу спиливается 2-ая обмотка. 
  
• Операция проводится с обоих краев, и очень аккуратно, чтобы не задеть случайно первичку. 
  
• Далее чтобы облегчить очистку из магнитовода, остатки высверливаются дрелью. 
  
• После этого они выбиваются. 
  
• Такая же процедура проводится со 2-ым трансформатором. 
  
• При этом также следует удалить токовые шунты – это позволит увеличить мощность агрегата до 30 %. 
  
• Вторичная обмотка изготавливается из многожильного провода сечением не менее 6 мм². При этом общая протяженность проводника составит около 12 м. 
  
• Намотка выполняется в 18 витков – по 6 рядов в высоту и 3 слоя в толщину – для каждого трансформатора. 
  
• Оба трансформатора можно соединить одним проводником, но при этом, чтобы соблюдалась последовательная схема. 
  
• Когда обмотки готовы, их выходы соединяются параллельно. 
  
• Сами трансформаторы фиксируются к обрезку доски или фанеры.
  

• Один провод с выхода подсоединяется к держаку, другой остается в качестве «массы».
  

Аппарат готов. Сила тока на выходе находится в пределах 32 А. Варить им можно заготовки толщиной в 2-2,5 мм с помощью электрода 2,5 мм.

Видео-пример изготовления сварочного аппарат из трансформатора СВЧ-печи:

На переменном токе

Если мощности выше рассмотренного варианта недостаточно, можно изготовить аналогичной по схеме работы аппарат. Главное при этом грамотно подойти к выбору компонентов.

Так, для модели выдающей на выходе 60 В и 120-160 А понадобятся следующие детали:

• Проводник из меди сечением 7 мм² для первичной намотки. 
  
• Шина из такого же материала сечением 25 мм² для вторички. 
  
• При этом следует подбирать проводник с тканевой изоляцией. Так как ПВХ быстро плавится при работе агрегата и приводит к межвитковому замыканию. 
  
• Г-образные стальные пластинки для сборки сердечника. В толщину они должны быть 0,35-0,55 мм. При этом площадь сечения должна быть не менее 50 см². При меньшем значении аппарат будет перегреваться и не развивать достаточную мощность.
  

Элементы сердцевины лучше скрепить угловым болтовым соединением, а потом после зачистки изолировать тканью.

Намотка выполняется по такой схеме:

• Сначала наматывается первичка – всего 215 витков. 
  
• При этом делается ответвление на 165-ом и 190-ом.
  

Видео о том, как самому сделать сварочный аппарат для соединения скруток:

• В верхней части аппарата закрепляется текстолитовая панель, и на ней с помощью болтов крепятся провода – первый, последний и промежуточные. 
  
• На каждой ветке делается соответствующая надпись – это позволит изменять силу тока. 
  
• В завершении делается вторичка – 70 витков.
  

Когда намотка готова, первый и последний провод первички подключается к сети 220 В. Сварочные провода подсоединяются к выводам вторички.

На постоянном токе

Аппарат, выдающий на выходе ток постоянного значения, требуется для различных случаев, например, сварки деталей из нержавейки или чугуна. Сделать его можно путем внедрения в схему выпрямителя.

Агрегат для сварки на постоянном токе основан также на понижающем трансформаторе + следующие дополнительные компоненты:

• Диодный мост из 4-х диодов типа Д161, способных выдержать 200 А. 
  
• Радиаторы, на которые монтируются диоды, для эффективного отвода тепла. 
  
• Пара конденсаторов с параметрами – 50 вольт и 1500 мкФ. Они требуются для выравнивания пульсации. 
  
• Дроссельный регулятор силы тока.
  

Видео-инструкция по изготовлению выпрямителя для сварочного аппарата:

На выходы схемы подсоединяются сварочные провода. При этом у каждого есть своя полярность.

Инвертор на базе компьютерного блока питания

Сам по себе блок питания от ПК, конечно, не может применяться в качестве сварочного инвертора – понадобится только корпус от него, вентилятор и некоторые компоненты схемы.

Особенности изготовления инвертора на базе блока питания таковы:

1. Все диоды и транзисторы монтируются на радиаторы. 
   
2. Для лучшего охлаждения берется мощный вентилятор, но подходящий по габаритам, способный выдавать 4,5-5 тыс. об/мин. 
   
3. Подбирается регулятор оборотов с термодатчиком. Он будет закреплен на диодных радиаторах. 
   
4. Изготавливаются специальные печатные платы и заказываются дополнительные компоненты.
   

В общем, для изготовления инвертора на базе блока питания потребуется изготовить специальные печатные платы. И уже потом на них собирать согласно электросхеме все компоненты.

Из электромотора

Еще один вариант сварочника можно собрать на базе электромотора, а точнее из его статора. При этом привод должен обладать мощностью не менее 7-15 кВт, типа 2А.

Техника изготовления следующая:

• Статор очищается от проводов. Иногда для этой цели приходится прожигать его в течение 2 часов. 
  
• Далее корпус пропитывается масляным лаком и высушивается. 
  
• После этого с него спиливается накладная стяжка. 
  
• Затем поверх устанавливаются торцевые накладки, а также цилиндр внутрь и снаружи. Материал – прессшпан или картон. 
  
• Далее вся конструкция перематывается стекло- или киперной лентой, пропитывается лаком и просушивается. 
  
• Наматывается первичка из изолированного провода поперечником около 2 мм. 
  
• Наматывается вторичка из медной шины 8-4 мм протяженностью около 60 м.
  

Готовый трансформатор заключается в корпус из дерева или текстолита на резиновые прокладки.

Видео о том, как альтернативным способом быстро сделать сварочный аппарат в быту:

Коротко о главном

Для того чтобы самому собрать сварочный аппарат, требуется иметь представление о том, как он устроен и работает. Также нужно знать, какая мощность потребуется для сварки конкретных деталей, и какие при этом будут применяться электроды.

Агрегат должен быть основан на понижающем трансформаторе, выдающим в среднем 100 А и напряжение не более 70 В. Иначе проводка не выдержит. Чтобы изготовить трансформатор, требуется грамотно рассчитать параметры обмоток.

При этом сварочные агрегаты бывают 4-х видов – трансформаторные, выпрямительные, полуавтоматические и инверторные.

Изготовить своими руками аппарат можно одним из следующих способов:

1. Из микроволновки. 
   
2. На базе самодельного трансформатора. 
   
3. С добавлением выпрямителя. 
   
4. Из блока питания для ПК. 
   
5. На базе статора от электромотора.
   

В каждом варианте есть свои технические особенности, плюсы и минусы.