Как осуществляется домашняя сварка

Сварка металла в домашних условиях может быть произведена следующими способами:

• с помощью покупного оборудования для электродуговой и газовой сварки металлов;
• путем создания и применения самодельного сварочного трансформатора;
• использованием для соединения тонких листов металла;
• с помощью приборов для точечной сварки, изготовленных в домашних условиях.

Ниже будут рассмотрены все вышеперечисленные методы и приведены соответствующие схемы домашней сварки металлов.

Покупное оборудование для сварочных работ дома

Наиболее распространенные типы аппаратов для таких работ делятся на два основных вида:

• электродуговые приборы;
• сварка при помощи газовой горелки.

Первый метод наиболее распространен для сварки металлов. Он доступен и прост: для этого надо лишь приобрести аппарат для электродуговой сварки. Он включается в домашнюю электрическую сеть, а сам процесс сварки выполняется при помощи электродов, которые покрыты специальной обмазкой. Между свариваемыми металлическими деталями и электродом возникает электрическая дуга, и они соединяются под воздействием выделившегося тепла. Электродуговой сваркой скрепляют детали из меди, серого чугуна, стали.

На рынке различные фирмы продают разного типа аппараты электродуговой сварки бытового применения (Рисунок 1). При покупке не надо забывать, что они потребляют много электроэнергии, а применяемые при работе электроды имеют калибр не более трех миллиметров. Перед началом работы с таким аппаратом надо убедиться, что домашняя сеть выдержит подключаемую нагрузку. При проведении сварочных работ надо строго выполнять правила техники безопасности.

Диаметр электродов зависит от толщины свариваемых деталей. Их обмазка при оплавлении защищает место соединения от доступа воздуха и влияет на качество сварного шва, повышает стабильность горения дуги. Если обмазка отсырела, то такой электрод использовать не рекомендуется. В ее состав входят вещества, которые улучшают качество сварного шва.

Во время производства работ надо смотреть на место сварки через темное стекло маски и иметь плотную одежду, которая воспрепятствует попаданию частиц расплавленного металла на кожу.

Газовая сварка используется для сваривания металлов методом сплавления. Это происходит при сгорании рабочего газа в кислороде, когда образуется большое количество тепла. Для этого используется специальная ручная газовая горелка, в которой происходит смешивание газа с кислородом. В качестве рабочего тела используют ацетилен, метан. В процессе сварки используется специальная проволока — она нужна для образования сварного шва. Оборудование для газовой сварки более дорогое, а от специалиста требуется высокая квалификация и строгое выполнение правил техники безопасности при таких работах.

На рынке продаются портативные аппараты для выполнения сварки при помощи газовой горелки (Рисунок 2). Обычно комплект состоит из следующих компонентов:

• редуктор для снижения давления газа;
• баллоны с кислородом и рабочим газом;
• соединительные шланги и манометры;
• ручная газовая горелка.

Сварка металла при помощи самодельного трансформатора

Аппарат переменного тока можно собрать самому. Он предназначен для сварки металлических изделий толщиной более 1,3 мм. Применяют электроды для переменного тока с диаметром до двух миллиметров. Сварочный ток может достигать несколько десятков ампер, и дуга горит устойчиво.

Чтобы сделать сварочный трансформатор надо выполнить такие условия:

• обеспечение нормального напряжения зажигания дуги (60-70 В);
• напряжение при процессе работы должно колебаться от 19 до 25 В (оно зависит от калибра применяемых электродов);
• обеспечение нормального рабочего тока, при котором достигается устойчивое горение дуги;
• должен быть ограничен ток короткого замыкания (он не может превышать номинальный более чем на 33%);
• не надо стремиться создать сварочный аппарат, работающий в широком диапазоне токов.

Аппарат для сварки металла должен быть достаточно компактным и иметь сравнительно небольшой вес, чтобы его можно было переносить. Он должен подключаться к сети 220 В и иметь достаточную продолжительность работы за 1 цикл (для сварки используются до 7 электродов калибром до 4 мм).

Для начала надо достать магнитопровод стержневого типа. Сварочный трансформатор получается путем набора сердечника из пластин металла толщиной 0,3-0,5 мм, которые стягивают стальными шпильками. Высота набора выбирается в зависимости от нужной мощности трансформатора. Надо правильно подобрать его «окно», чтобы в нем уместилась вся обмотка, и площадь поперечного сечения сердечника (она должна быть в пределах 45-60 кв. см).

Другие методы создания магнитопровода

Часто для намотки трансформатора применяют тороидальные сердечники из металла, но надо учесть, что трудозатраты на их изготовление и обмотку в этом случае значительно выше. Если использовать готовый ЛАТР на 9 А, то он не выдерживает указанный выше цикл работы и перегревается после использования 2 электродов калибром 3 мм.

Есть случаи использования в качестве сердечника статора асинхронного двигателя мощностью более 10 кВт. Его вынимают из корпуса, убирают зубилом перемычки на пазах и чистят внутреннюю поверхность напильником. Сердечник обматывают хлопчатобумажной тканью. Затем накручивают нужное количество витков первой и второй обмоток.

Сечение провода для них подбирается в зависимости от тока сварки и нужной мощности трансформатора. Для самостоятельного расчета можно использовать справочник по электротехнике. Если нет провода с нужным сечением, то намотку выполняют из нескольких проводников меньшего сечения. Главное, чтобы их общее сечение было равно расчетному. Если вместо медных проводов использовать алюминиевые, нужно увеличить полученную при расчете цифру в 1,65 раза.

Обычно первичная обмотка сварочного трансформатора переменного тока состоит из 250-600 витков, а вторичная — из 60-75 (ее делают из изолированной медной шины сечением не менее 30-35мм). При намотке необходимо соблюдать следующие рекомендации:

• работа должна производится по изолированному стержню и всегда в одном направлении;
• каждый слой обмотки изолируется стеклотканью или подобным ей изолятором;
• выводы обмоток залуживают и маркируют, а на концы сетевой части нужно надеть кембрик.

Самодельные аппараты для точечной сварки металла дома

Так как стоимость промышленных приборов не всем по карману, многие умельцы предпочитают самостоятельно изготовлять сварочный трансформатор.

Производят самодельные аппараты постоянного и переменного тока. Первые применяют для сварки металла при помощи малых токов. Дуга постоянного тока очень устойчива, и при этом методе работы сварка бывает как прямой, так и другой полярности. При использовании постоянного тока можно применять электроды без обмазки. Напряжение холостого хода на таких аппаратах колеблется от 60 до 80 В.

Для получения от трансформатора постоянного тока используют мостики на диодах. Для зажигания дуги и сглаживания пульсаций переменного тока один из выводов аппарата надо соединить с электродом через дроссель, который представляет из себя катушку. Она содержит до 14 витков медной шины (сечение до 30 кв. мм), намотанной на сердечнике от магнитного пускателя.

Существуют и другие схемы, выполненные на мощном тиристоре, что позволяет регулировать напряжение и ток в более широких пределах (Рисунок 3).

Этот аппарат может быть использован для сварки листов толщиной до 0,18 мм или стальной проволоки калибром до 0,25 миллиметров. Он хорош для соединения листов фольги или сварки термопар. Так как такие детали тонки, то усилие прижима должно быть как можно меньше, иначе материал прогорит. Основной узел такого аппарата — трансформатор Т2. К его верхнему выводу (по схеме) присоединяют сварочный электрод при помощи многожильного кабеля, а ко второму выводу подключают свариваемую деталь. К сети трансформатор соединяют при помощи выпрямителя V5-V8. Тиристор V9 стоит в другой диагонали моста. Управление им можно осуществить кнопкой S3 «Импульс».

Для трансформатора можно использовать любой маломощный экземпляр (до 15 Вт). Выходное напряжение на обмотке 111 может быть в пределах 13-16 В. Вторая обмотка 11 предназначена для подсветки и на ней 5 В. Трансформатор Т2 делают из пластин Ш40 с толщиной набора 65-75 мм. Его первичная обмотка выполнена проводом ПЭВ-2 калибром 0,75-082. Количество витков — 280-310. Вторичную обмотку наматывают в 2 провода (многожильные) диаметром 3,8-4,2 мм. Можно использовать медную шину (сечением не менее 22 кв. мм). Число витков — 9-11. Указанный на схеме тиристор можно поменять на КУ202 с индексами от К до Н, но при этом увеличивают емкость конденсатора С1 до 2000 мкФ, хотя в таком случае может снизится надежность работы аппарата.

Можно сделать и более мощный прибор. Этот сварочный аппарат позволяет варить листовой материал толщиной в 1 мм или проволоку калибром до четырех миллиметров. Общая схема расположена в верхней части рисунка. Сетевая обмотка сварочного трансформатора соединена с источником тока через пускатель на тиристоре (МТТ4К). Его прямой ток достигает 75-80 А, а обратное напряжение может быть до 830 В. Переключателем П2К (он должен быть с независимой фиксацией) к диодному мосту можно подсоединить любое количество конденсаторов, что позволит изменять выдержку реле времени. Их зарядка осуществляется с помощью кнопки КН1. Реле может быть типа РЭС42 (напряжение срабатывания до 18 В). Конденсаторы подбираются на напряжение не менее 50 В, они должны иметь такую емкость:

• С1, С2 — 47 мкФ;
• С4, С3 — 100 мкФ;
• С5, С6 — 470 мкФ.

Трансформатор Тр2 должен иметь вторичную обмотку на 22-26 В и быть мощностью до 20 Вт. Диодный мост можно собрать из отдельных элементов. Основной трансформатор для сварки металла делают с использованием магнитопровода ЛАТРа на 2,5 А. Его обмотку удаляют и покрывают железо тремя слоями лакоткани. Первичную обмотку делают проводом с калибром 1,5 мм и изоляцией из ткани. Количество витков показано на нижней части рисунка. Отводы нужны для грубой регулировки тока сварки. Затем наматывают 1 слой хлопчатобумажной ленты. Вторичная обмотка делается многожильным проводом калибром до 18-20 мм. Количество витков — от 4 до 7. Сечение провода должно быть не менее 280 кв. мм. Этим обеспечивается ток сварки до 1300-1500 А при напряжении холостого хода до 6-8 В. Сварку осуществляют контактами из медных стержней.

Материалы и инструменты, используемые при сборке сварочного трансформатора

• О- или Ш-образные листы для сердечника;
• статор асинхронного двигателя;
• провод медный или алюминиевый;
• изоляционная лента (стеклоткань, лакотань и т. д.);
• сварочные электроды;
• радиодетали;
• паяльник;
• пинцет и лупа;
• оловянно-свинцовый припой;
• напильник;
• зубило.

Описанные выше конструкции сварочных трансформаторов для работы можно изготовить только при неукоснительном выполнении всех указанных рекомендаций. При их использовании в процессе сварки не забывайте о мерах техники безопасности.