В современных специализированных магазинах представлены самые разнообразные сварочные аппараты. Это и традиционные трансформаторы, и современные инверторы, и различные инструменты для специальных режимов сварки. Однако качественное изделие заводского производства стоит довольно дорого и не каждому по карману. При большом желании выпрямители без особых проблем собираются своими руками.
Схема сварочного полуавтомата.
Простейшие самодельные сварочные аппараты
Самодельный сварочный выпрямитель прекрасно подойдет для выполнения небольших бытовых задач. До полноценного инвертора он в некоторых моментах, конечно же, не дотягивает, но с обычными домашними работами справляется на ура. Преимуществом самодельных сварочных аппаратов является то, что пользователь может самостоятельно вносить изменения в конструкцию, меняя характеристики агрегата и добавляя или исключая ненужные функции.
За основу можно взять конструкцию, представленную на рис. 1. Принципиальная схема такого агрегата показана на рис. 2.
Рисунок 1. Размеры самодельного сварочного аппарата.
Самые простые модели самодельных сварочных аппаратов представляют собой трансформатор с рабочей и сетевой обмоткой. Сетевая, как правило, создается под напряжением в 220-240 В. Рабочую рассчитывают на напряжение 45-70 В. Изменение тока осуществляется путем изменения количества витков рабочей обмотки. «Железную» часть можно собрать из деталей промышленных понижающих трехфазных трансформаторов либо же старых асинхронных двигателей.
Собираются самодельные сварочные аппараты с использованием:
- Отверток.
- Паяльника.
- Плоскогубцев.
- Ножниц, ножа и ножовки.
- Электродрели.
- Молотка.
- Шайб, винтов и гаек.
- Алюминиевых пластин и заклепок.
Что нужно знать об обмотках сварочного аппарата?
В процессе расчета и создания проекта агрегата нужно рассчитывать первичную обмотку на ток в 25 А. Рабочая либо вторичная обмотка рассчитывается на 160 А. Очень важно подобрать подходящее сечение проводов. Как правило, используется расчет, в соответствии с которым на 1 мм² провода допускается подавать ток не более 10 А. В случае использования алюминиевых проводов данное значение необходимо уменьшить до 4 А.
Рисунок 2. Принципиальная схема самодельного аппарата для сварки.
Сначала определяется площадь сечения окна железа в см², после рассчитывается число витков обмоток. Сначала нужно рассчитать количество обмоток на 1 В, а затем для суммарного значения. На 1 В определите следующим образом: разделите 48 на площадь сечения окна железа трансформатора.
К сборке самодельных сварочных аппаратов можно приступать только после полного завершения расчета. Созданное в соответствии с этой инструкцией приспособление представляет собой простейший сварочный агрегат. Для того чтобы перевести инструмент в режим работы на постоянном токе, нужно внести ряд изменений в конструкции и скорректировать расчет.
Возможные детали и необходимые расчеты
Для того чтобы самодельные аппараты могли работать на постоянном токе, в их конструкцию включаются высокомощные выпрямители.
Для максимально эффективной теплоотдачи используются радиаторы. Сами диоды имеют довольно большой размер, что оказывает непосредственное влияние на габариты конструкции. В некоторых ситуациях есть смысл использовать специальный диодный мост. Вы можете самостоятельно его запараллелить, увеличив за счет этого значение выходного тока.
Для сглаживания кривой формы напряжения применяется «электролит» 10 000 мкФ и больше. Его подключение выполняется при помощи резистора. Он обеспечит защиту появления К3 при возгорании сварочной дуги, в момент прикосновения электродом к свариваемым изделиям.
Рисунок 3. Схема сварочного аппарата.
При расчете самодельных сварочных аппаратов приходится корректировать и подстраивать все характеристики под доступные для сборки детали, которые при самостоятельном конструировании в большинстве случаев имеют не самое высокое качество. К примеру, домашние мастера часто используют магнитопровод от трансформатора низкой мощности или же статор давно отслужившего свое и проржавевшего двигателя.
По возможности нужно подобрать детали в хорошем состоянии. От этого напрямую зависит качество сварочных работ. Многим умельцам удается собирать в домашних условиях прекрасные самодельные сварочные аппараты с мягким зажиганием дуги, позволяющие сваривать тонкостенные изделия и практически исключающие разбрызгивание расплавленного металла.
Как работает схема сварки?
На рис. 3 показана принципиальная схема самодельного аппарата.
В данном случае позицией VD-VD4 обозначен сетевой мост. Он отвечает за выпрямление переменного сетевого потенциала. По контактам лампы HL1 начинается течение тока. Она выполняет функции индикатора на протяжении всего сварочного процесса и одновременно заряжает «электролит», обозначенный на рассматриваемой схеме как С5. Дополнительно HL1 отвечает за ограничение тока заряда устройства. Сразу после того как индикатор погаснет, можно начинать варить.
Одновременно с началом зарядки «электролита» С5 стартует зарядка батареи конденсаторов, обозначенных на схеме позициями С6-С17. Происходит это через контур дросселя L1. Загорается светодиод HL2. Это позволяет пользователю понять, что на сварочный аппарат идет сетевое напряжение. Но сварки пока что не будет, т.к. тиристор под позицией VS1 закрыт. Потенциал на его управляющем выводе отсутствует.
Для подачи напряжения на генератор импульсов нужно включить кнопку SB1. Непосредственно генератор сделан на однопереходном транзисторе, обозначен как VT1. Генератор передает импульсы на тиристор под позицией VS2, он включается и открывает запараллеленные тиристоры. На схеме обозначены как VS3-VS7.
Происходит разрядка «электролитов» С6-С17 по обмотке трансформатора Т1, а также контур дросселя под позицией L2. Цепь с трансформатором, дросселем и упомянутыми «электролитами» представляет собой колебательный контур с переменным током. При нахождении контура в противофазе происходит передача тока по диодам под позициями VD8 и VD9. Запараллеленные тиристоры (на рассматриваемой схеме обозначены VS3-VS7) запираются и ждут подачи нового импульса узла на VT1. Затем все происходит по новой, в той же последовательности.
На обмотке «III» трансформатора появляются импульсы, под воздействием которых отпирается VS1. Уже через него происходит соединение выпрямителя VD1-VD4 и преобразователя на тиристорах.
Схема сварочного трансформатора.
Светодиод HL3 сигнализирует о запуске генератора. За выпрямление напряжения отвечают VD11-VD34. Форма кривой сглаживается при помощи «электролитов» под позициями С19-С24. Они же отвечают за облегчение появления дуги.
Трансформатор под позицией Т1 состоит из трех «строчников» от телевизоров старых моделей, сложенных разом. Использован ферритовый сердечник ПК30х16. Обмотки «I» и «II» состоят из 2 секций с проводом ПСД 1,68 в стеклотканевой изоляции. Соединение последовательное. Присутствуют следующие витки:
- На «I» обмотке — 2х4.
- На «II» обмотке — 2х2.
Тепловой режим обмотки «I» несколько хуже, поэтому в процессе сборки самодельных сварочных аппаратов постоянного тока эта обмотка мотается с зазором (шагом), равным 1 мм. Во второй обмотке должен быть сделан отвод от середины.
Обе обмотки выставляются так, чтобы ничего не мешало работе диодов под позициями VD11-VD34. Обмотка «I», начиная от вывода на L2, наматывается против часовой стрелки. Вторую обмотку мотают по часовой стрелке, от вывода, подсоединенного на VD21-VD34. Обмотка «III» — виток 0,4-0,5-миллиметрового изолированного провода на напряжение от 500 В.
При распределении обмоток нужно знать и учитывать правильные зазоры, чтобы обеспечивалось требуемое охлаждение магнитопровода.
Из соображений безопасности устанавливаются 4 пластины из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. После подгонки их необходимо приклеить.
Дроссель L1 наматывается на сердечник ПЛ 12,5х25-50. При этом необходимо соблюдать зазор в 0,3-0,5 мм. Наматываются 175 витков. Используется провод типа ПЭВ-2. Подходит калибр 1,32.
Дроссель L2 представляет собой бескаркасную спираль, намотанную с использованием провода 4 мм² в теплоизоляции. Всего нужно 11 витков. Намотка выполняется с диаметром в 14 мм. Через дроссель проходит сильный ток, поэтому он требует организации дополнительной обдувки.
В качестве выпрямителя VD11-VD34 в данной конструкции выступает алюминиевая этажерка. Для стяжки используются шпильки. Каждые 2 диода зажимаются между пластинами размером 4,4х4,2 см и толщиной 1 мм.
Тиристоры, «кондеры», транзистор, диоды, стабилитроны и резисторы устанавливаются на стеклотекстолитовую плиту.
Рассмотренная схема позволяет собрать самодельный сварочный аппарат, который сможет качественно выполнять различные бытовые задачи, требующие применения сварки. Данный аппарат пригодится при ремонте в гараже и прочих хозяйственных и бытовых помещениях. В процессе использования придерживайтесь требований техники безопасности, актуальных для сварочных аппаратов любого типа.
