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:
- Для электрода 4 мм – 200 А.
- 3 мм – не более 140 А.
- 2 мм – до 70 А.
- 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.
Поступающий на электрод электрический ток бывает круто- и пологопадающим, а также возрастающим. Для домашнего применения лучше подходят первые 2 разновидности, ввиду минимального виляния на колебание дуги.
Разновидности сварочных аппаратов
Прежде всего, отмечу, что бывают 4 главных вида сварки:
- Электродуговая. Применяется в большинстве бытовых случаев.
- Точечная. Используется для соединения тонкостенных металлических заготовок.
- Микродуговая. Основная сфера – прокладка проводников.
- 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:
- Простое устройство.
- Минимальная стоимость.
- 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:
- Диодный мост. Устанавливается на простейших недорогих моделях.
- 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.
Сварочные аппараты зависимы от перепадов напряжения в сети. Чтобы исключить влияние на параметры дуги и качество шва, требуется ручной регулятор силы тока – за счет передвижения обмоток.
Примеры самоделок
Предлагаю следующие доступные примеры самодельных сварочных аппаратов:
- Из микроволновки.
- На переменном токе.
- На постоянном токе.
- Инверторный на базе компьютерного блока питания.
- 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.
Сварочный агрегат на трансформаторах от СВЧ-печи быстро перегревается. Поэтому после каждого использования требуется 20-30 мин. времени на остывание.
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.
Чтобы инвертор на базе блока питания не перегревался, просверлите в корпусе дополнительные отверстия.
Особенности изготовления инвертора на базе блока питания таковы:
- Все диоды и транзисторы монтируются на радиаторы.
- Для лучшего охлаждения берется мощный вентилятор, но подходящий по габаритам, способный выдавать 4,5-5 тыс. об/мин.
- Подбирается регулятор оборотов с термодатчиком. Он будет закреплен на диодных радиаторах.
- 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:
- Из микроволновки.
- На базе самодельного трансформатора.
- С добавлением выпрямителя.
- Из блока питания для ПК.
- На базе статора от электромотора.
В каждом варианте есть свои технические особенности, плюсы и минусы.
Напишите в комментариях, какой вариант самодельного сварочного аппарата кажется более практичным?
