Сварочный аппарат своими руками. И.Д. Зубаль

Испытание

Проведя пробную сварку, могу с уверенностью сказать, что наш самодельный держатель является полноценной заменой промышленных аналогов. Он надежно фиксирует электрод, и в случаях залипания его достаточно легко отсоединить от свариваемой поверхности (в заводской рукоятке он часто выскакивает из зажима и остается приваренным к заготовке).

Недостатком можно считать лишь тот факт, что данная рукоятка выполнена из пластика, хоть и прочного. При продолжительной работе в любом случае происходит нагрев, и ручка может деформироваться. В остальном получилась отличная рукоятка, стоимость которой – три гайки и два болта.

Инвертор (импульсный блок питания для сварки)

Самодельный инверторный сварочный аппарат нельзя изготовить просто «на коленке». Для этого потребуется современная элементная база и опыт работы с ремонтом и созданием электронных устройств. Однако, не так страшна схема, как ее малюют. Подобных устройств сделано великое множество, и все они работают не хуже фабричных аналогов. К тому же, чтобы создать импульсный сварочный аппарат своими руками, не обязательно приобретать десятки дорогостоящих радиодеталей и готовых узлов. Большинство из них, особенно высокочастотные элементы для блока питания, можно позаимствовать у старых телевизоров или БП от компьютера. Стоимость близкая к нулю.

Рассматриваемый инвертор имеет следующие характеристики:

  • Ток нагрузки на электродах: до 100 А.
  • Потребляемая мощность от сети 220 вольт — не более 3.5 кВт (ток порядка 15 А).
  • Используемые электроды до 2.5 мм.

На иллюстрации изображена готовая схема, которая неоднократно опробована многими домашними мастерами.

Сварочный аппарат своими руками. И.Д. Зубаль

Конструктивно инвертор состоит из трех элементов:

Блок питания для схемы преобразователя и управления. Выполнен на доступной элементной базе, с применением оптрона от старого блока питания компьютера. При самостоятельном изготовлении трансформатора стоимость практически нулевая: детали копеечные. Номиналы и названия радиоэлементов на иллюстрации.
Блок задержки заряда конденсаторов (для стартовой дуги). Выполнен на базе транзисторов КТ972 (абсолютно не дефицит). Разумеется, транзисторы устанавливаются на радиаторы. Для коммутации достаточно обыкновенного автомобильного реле с токовой нагрузкой на контактах до 40 А. Для ручного управления установлены обычные защитные автоматы (пакетники) на 25 А. Выходные 300 вольт — холостой ход. При нагрузке напряжение 50 вольт.
Трансформатор тока — самый ответственный узел

При сборке особое внимание следует обратить на точность катушек индуктивности. Некоторую подстройку можно выполнить с помощью переменного резистора (на схеме выделен красным цветом). Однако если параметры не буду согласованными, требуемой мощности дуги достичь не удастся.ШИМ реализуется на микросхеме US3845 (одна из немногих деталей, которую придется покупать)

Силовые транзисторы — все те же КТ972 (973). Некоторые элементы на схеме импортные, однако их легко можно заменить на доступные отечественные, поискав аналоги на сайте datasheet.Высокочастотный блок выполнен из частей строчного трансформатора от телевизора.

Однако если параметры не буду согласованными, требуемой мощности дуги достичь не удастся.ШИМ реализуется на микросхеме US3845 (одна из немногих деталей, которую придется покупать). Силовые транзисторы — все те же КТ972 (973). Некоторые элементы на схеме импортные, однако их легко можно заменить на доступные отечественные, поискав аналоги на сайте datasheet.Высокочастотный блок выполнен из частей строчного трансформатора от телевизора.

На выход сварочного инвертора подключаются рабочие провода длиной не более 2 метров. Сечение не менее 10 квадратов. При работе с электродами до 2.5 мм, падение тока минимальное, шов получается гладкий и ровный. Дуга непрерывная, не хуже заводского аналога.

При наличии активного охлаждения (вентиляторы от того-же компьютерного блока питания), конструкцию можно компактно упаковать в небольшой корпус. Учитывая высокочастотные преобразователи, лучше использовать металл.

Сварочный аппарат своими руками. И.Д. Зубаль

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.
Популярные статьи  Пасхальные кролики из ткани

Классификация держателей электродов

Главной задачей этого инструмента стоит закрепление электрода, подведение рабочего тока и осуществление полного управления в процессе сварки. Из этого следуют обязательные требования, которые предъявляются к такому оборудованию:

  • Надёжная и крепкая фиксация электродов различных диаметров в разных положениях.
  • Качественный контакт для стабильной токопередачи.
  • Высокий срок службы и стойкость к сложным условиям эксплуатации.
  • Удобство работы и хвата в руке, отсутствие лишней нагрузки и дискомфорта.

Развитие сварочного оборудования и требуемой оснастки повлияло и на держатели, которые также модернизировались и развивались, расширяя представленный ассортимент на рынке электрододержателей.

В основном держатели для сварочного аппарата можно разделить на специализированные и универсальные, изготовление которых регламентируется требованиями ГОСТа:

  • Держатель зажим-прищепка, пружинный или рычажный, который обладает очень простой конструкцией, и низкой ценой — самый популярный среди мастеров вариант. Может быть, выполнен в различных модификациях, различия которых в совместимости с большинством сварочных аппаратов и полной изоляцией поверхностей сварочного держателя электродов. Обеспечивает высокое качество рабочего шва, эффективный уровень энергосбережения и автоматический поджог электродуги.
  • Вилка-трезубец или цанга. В обычном представлении очень спорный вариант, запрещённый к эксплуатации в большинстве стран мира из-за незащищенной поверхности, находящейся под напряжением и создающей постоянную опасность причинения серьёзной травмы для человека. Автоматизированный вариант считается более безопасным при работах, а также может обеспечить высокий уровень выполняемых работ и их эффективность. Основываясь на практике, большинство мастеров, кто использовал такой вид, получили ожоги и удары током даже со смертельным исходом.
  • Винтовой держатель позволяет крепко закрепить катод. Основным недостатком отмечается постоянное закручивание и откручивание винта в зажимном устройстве при смене рабочего электрода.
  • Безогарковый электрододержатель позволяет оперативно вставлять новый материал и полностью исключает получение неиспользованных частей электрода. Конструкция устроенна так, что электрод фиксируется привариванием катода к концу изолированного стержня и поэтому полностью расходуется при работе.

Наряду с вышеприведёнными вариантами, существует ещё и специализированные держатели, которые предназначаются для создания определённого вида швов и изделий. К таким моделям можно отнести держатели для нескольких электродов одновременно или для работы под напряжением трехфазной дуги. Основным отличием считается большой вес и сложная конструкция, что относит такие модели к специализированным и не имеющим широкого применения. Каждый мастер индивидуально под себя делает выбор нужного оборудования, основываясь на личных потребностях и условиях работы.

Что такое правильный держатель

Что он делает? Если коротко, то он управляет электродом во время сварки: закрепляет его и подводит сварочный ток. Отсюда и желательные свойства.

Самодельный держатель.

Функции и технологические свойства, которыми должен обладать держак для сварки:

  • обеспечивает крепкую фиксацию электрода с меняющимся углом выхода электрода;
  • дает надежный и полный электрический контакт;
  • долговечность работы;
  • способен к быстрой замене электродов;
  • должен быть небольшого веса, чтобы рука не уставала. Обычный вес держака около 350 г. Для тока в 500А, устройство мощнее и может весить до 750 г;
  • обязательная эргономичность: удобство положения в руке, не требующее усилий.

Один из классических стереотипов – покупка устройства побольше и помощнее с несбыточной мечтой в голове, чтобы оно работало подольше и получше. На самом деле так не бывает. На держатель для сварки это тоже распространяется.

Его нужно покупать именно на ту нагрузку, с которой вы собираетесь работать

Здесь важно не сделать ошибку с маркой производителя: выбирайте солидный бренд, он вас не подведет

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.

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.

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:

Сварочный аппарат своими руками. И.Д. ЗубальПринципиальная 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

Популярные статьи  Как сделать автомат по выдаче шоколада MELLER

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.

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:

https://youtube.com/watch?v=videoseries

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.

Сварочный аппарат своими руками. И.Д. ЗубальСварочный трансформатор

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.

Самодельный аппарат точечной сварки

Готовый аппарат для точечной сварки имеет достаточно высокую цену, которая не оправдывает его внутреннюю “начинку”. Устроен он очень просто, и сделать его самому не составит большого труда.

Чтобы самостоятельно изготовить точечный сварочный аппарат, потребуется один трансформатор от микроволновки мощностью 700-800 Вт. С него нужно убрать вторичную обмотку способом, описанным выше, в разделе, где рассматривалось изготовление сварочного аппарата из микроволновки.

Аппарат для точечной сварки делается следующим способом.

  1. Сделайте 2-3 витка внутри манитопровода кабелем с диаметром проводника не менее 1 см. Это будет вторичная обмотка, позволяющая получить ток в 1000 А.
  2. На концах кабеля рекомендуется установить медные наконечники.
  3. Если подключить к первичной обмотке 220 В, то на вторичной обмотке мы получим напряжение 2 В с силой тока около 800 А. Этого будет достаточно, чтобы за несколько секунд расплавить обычный гвоздь.

  4. Далее, следует сделать корпус для аппарата. Для основания хорошо подойдет деревянная доска, из которой следует изготовить несколько элементов, как показано на следующем рисунке. Размеры всех деталей могут быть произвольными и зависят от габаритов трансформатора.

  5. Чтобы придать корпусу более эстетичный вид, острые углы можно убрать с помощью ручного фрезера с установленной на него кромочной калевочной фрезой.

  6. На одной части сварочных клещей необходимо вырезать небольшой клин. Благодаря ему клещи смогут подниматься выше.

  7. Вырежьте на задней стенке корпуса отверстия под выключатель и сетевой провод.
  8. Когда все детали будут готовы и отшлифованы, их можно покрасить черной краской или покрыть лаком.
  9. От ненужной микроволновки потребуется отсоединить сетевой кабель и концевой выключатель. Также потребуется металлическая дверная ручка.

  10. Если у вас дома не завалялся выключатель и медный прут, а также медные зажимы, то данные детали необходимо приобрести.
  11. От медной проволоки отрежьте 2 небольших прутка, которые будут выполнять роль электродов, и закрепите их в зажимах.

  12. Прикрутите выключатель к задней стенке корпуса аппарата.
  13. Прикрутите к основанию заднюю стенку и 2 стойки, как показано на следующих фото.

  14. Закрепите на основании трансформатор.
  15. Далее, один сетевой провод подсоединяется к первичной обмотке трансформатора. Второй сетевой провод подсоединяется к первой клемме выключателя. Затем нужно прикрепить провод ко второй клемме выключателя и подсоединить его к другому выводу первички. Но на этом проводе следует сделать разрыв и установить в него прерыватель, снятый из микроволновки. Он будет выполнять роль кнопки включения сварки. Данные провода должны быть достаточной длины, чтобы ее хватило для размещения прерывателя на конце клещей.
  16. Закрепите на стойках и задней стенке крышку аппарата с установленной ручкой.
  17. Закрепите боковые стенки корпуса.
  18. Теперь можно устанавливать сварочные клещи. Сначала просверлите на их концах по отверстию, в которые будут вкручиваться шурупы.
  19. Далее, закрепите на конце выключатель.
  20. Вставьте клещи в корпус, предварительно положив между ними для выравнивания квадратный брусок. Просверлите в клещах сквозь боковые стенки отверстия и вставьте в них длинные гвозди, которые будут служить в качестве осей.

  21. На концах клещей закрепите медные электроды и выровняйте их так, чтобы концы стержней были друг напротив друга.

  22. Чтобы верхний электрод поднимался автоматически, вкрутите 2 шурупа и закрепите на них резинку, как показано на следующих фото.

  23. Включите агрегат, соедините электроды и нажмите кнопку пуска. Вы должны увидеть электрический разряд между медными стержнями.
  24. Для проверки работы агрегата можно взять металлические шайбы и сварить их.

Популярные статьи  Соединения трех профильных труб без сварки под 90 градусов в угол

В данном случае результат оказался положительным. Поэтому создание точечного сварочного аппарата можно считать оконченным.

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.

Сварочный аппарат своими руками. И.Д. Зубаль

Разновидности держателей

Держаки для ручной дуговой сварки классифицируют по конструкции:

Прищепка рычажного или пружинного типа благодаря простому устройству и низкой цене стала самым популярным вариантом. Чтобы закрепить электрод под нужным углом, достаточно раздвинуть губки нажатием на рукоятку. Детали под напряжением заизолированы. Размер зависит от величины тока и диаметра расходников. Из недостатков отмечают громоздкость и слабый зажим электрода.

Электрод крепится между губками при нажатии на рукоятку

Вилка трезубец уже не выпускается из-за отсутствия изоляции на токоведущих частях. При сварке сварочный стержень сгорает практически полностью, но удалить огарок без молотка или пассатижей затруднительно. У вилки часто подгорают зубцы, поэтому для восстановления контакта требуется регулярная очистка от окалины.

Вилку-трезубец можно изготовить самостоятельно

Винтовые электрододержатели прочно зажимают электроды. Надежность контакта обеспечена антикоррозионным покрытием. К недостаткам относят сравнительно большие затраты времени на вращение зажима при смене расходника, закрепление только в перпендикулярном положении.

Винтовой электродержатель обеспечивает надежный контакт

Цанга используется преимущественно для соединения небольших заготовок аргонодуговой сваркой на малых токах. Держак компактен, удобен в работе, с легкой заменой расходников. Корпус надежно защищен по электротоку и температуре. Отмечают повышенный расход электродов, так как нельзя оставлять короткие огарки из-за риска повреждения пластиковой изоляции. К минусам также относят ограничения по току.

Сварочный аппарат своими руками. И.Д. Зубаль
Цанговый держатель используется при аргонодуговой сварке

Безогарковый держак состоит из металлического стержня, на который надета изоляционная рукоять. С одного конца присоединяют кабель, к другому приваривают электрод. Когда он расплавится до конца, прихватывают следующий.

Сварочный аппарат своими руками. И.Д. Зубаль
Безогарковый держатель: 1. Металлический стержень, к которому приваривают электрод; 2. Рукоять; 3. Источник питания

Кроме перечисленных типов выпускают специализированные фиксаторы, например, держатель для сварки трехфазным током или многоэлектродной. Такие виды отличаются большим весом, сложной конструкцией, поэтому применяются в составе механизированных комплексов.

Выбор электродов и настройка режимов сварки

Для сварки тонкого 3 мм металла нужны марки с рутиловой обмазкой, замедляющие плавление сердечника, иначе они будут быстро сгорать. На концах электродов с тугоплавким покрытием образуется козырек, препятствующий повторному розжигу дуги. Сердечник должен быть сделан из того же материала, что и заготовки или близкого по составу. Работа выполняется аппаратом переменного или постоянного тока, поэтому предпочтительны универсальные электроды. Перед сваркой тонкого металла их необходимо прогреть при температуре 170⁰C. После предварительного прокаливания легче зажигается и удерживается дуга без образования брызг.

В зависимости от толщины заготовок, диаметр электрода и сила тока определяются по таблице:

Толщина заготовки, мм

Ток

Диаметр электрода, мм

0,5

10

1

1

25 — 35

1,6

1,5

45 — 55

2

2

65

2

2,5

75

3

Если у аппарата есть настройка начального напряжения, необходимо установить начальный ток на 20% ниже рабочего. Это избавит от прожога при зажигании дуги. Если такая опция отсутствует, сварку по тонкому металлу начинают с разжигания дуги на графитовой пластине с последующим переносом на стык.

Поскольку для сварки на тонком металле нужен малый ток, диапазон регулировки должен начинаться с 10 А. Если у аппарата минимальное значение выше, массу подключают через стальную пружину или балластное устройство, которые снижают ток до требуемого значения. При наличии импульсного режима можно сваривать сталь толщиной менее 0,5 мм. В промежутках между импульсами заготовки будут остывать.

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий