1. Перш ніж розглядати варіанти саморобних сварочніка, розберемо принцип їх роботи
2. Існують чотири основних типи зварювальних апаратів
3. Трансформатори (з випрямлячем або без нього)
4. додаємо випрямляч
5. Міні зварювальний трансформатор
6. Мікросварочнік
7. Інвертор (імпульсний блок живлення для зварювання)
8. підсумок

Зварювальні роботи в домашніх умовах давно стали звичайною справою. Доступність апаратів і витратних матеріалів, можливість недорого навчитися на курсах зварників, різні методички для отримання самостійних навичок. Всі ці фактори дають можливість заощадити на оплаті праці професійного зварника, і підвищити оперативність робіт.

Однак, якщо уважно вивчити ринок зварювальних апаратів, з'ясовуються неприємні моменти:

• Якісні сварочніка мають високу вартість, вигідніше кілька разів найняти фахівця (якщо, звичайно, ви не займаєтеся цими роботами постійно).
• Доступні за ціною агрегати мають ряд недоліків: низька надійність, погана якість шва, залежність від напруги живлення і типу витратних матеріалів.

Звідси висновок: якщо необхідно високу якість обладнання за доступною ціною, доведеться зробити зварювальний апарат з доступних матеріалів своїми руками.

Перш ніж розглядати варіанти саморобних сварочніка, розберемо принцип їх роботи

В основі роботи будь-якого агрегату лежить закон Ома. При незмінній потужності, є зворотна залежність між струмом і напругою. Для нормальної роботи потрібно сила струму 60-150 А. Тільки в цьому випадку метал в зоні зварювання буде плавитися. Уявімо собі зварювальний апарат, який працює безпосередньо з напругою 220 вольт. Для досягнення необхідної сили струму, потрібно потужність 15-30 кВт. По-перше, для цього треба буде прокладати окрему лінію енергопостачання: більшість вводів до житлових приміщень обмежені технічними умовами на рівні 5-10 кВт. Крім того, для такої сили струму буде потрібно проводка перерізом не менше 30 мм ². Варити доведеться з дотриманням заходів захисту при роботі в електроустановках до 1000 вольт: гумові боти, рукавички, огородження робочого місця, та інше.

Зрозуміло, забезпечити такі умови в реальності неможливо.

Тому будь-який зварювальний апарат перетворює напругу (в бік зниження): на виході отримуємо шуканий струм при збереженні розумної потужності.

Оптимальне значення напруги - 60 вольт. При зварювальному струмі 100 А, це цілком прийнятні 6 кВт потужності. Як перетворити напруга?

Існують чотири основних типи зварювальних апаратів

1. Трансформатор. Пристрій працює на змінному струмі. Основний вузол нічим не відрізняється звичайного блоку живлення: на вході 220 вольт, на виході необхідні 60 вольт. За рахунок можливості механічного переміщення вторинної обмотки по сердечнику, змінюється значення робочого струму. Переваги: ​​простота і дешевизна конструкції, ремонтопрігодность.Недостаткі: великі розмір і вага, змінний струм призводить до нестабільного формування зварювального шва, для роботи потрібна висока кваліфікація фахівця.
2. Випрямляч. По суті, це той же трансформатор, тільки з доданими (тиристорним) випрямлячем в колі вторинної обмотки. Після перетворення напруги на трансформаторі (з традиційним механічним регулятором сили струму), вторинне змінне напруга випрямляється одним із способів. У примітивних (недорогих) конструкціях застосовується діодний міст. Більш просунуті схеми працюють на тиристорної схемою, з можливістю регулювання параметров.Преімущества: стабільні параметри зварювання, можливість працювати з різними металами, не потрібна висока кваліфікація мастера.Недостаткі: більш висока вартість, складність в ремонті і обслужіваніі.Некоторие майстри перероблюють найпростіший трансформаторний сварочник в апарат постійного струму. Для цього необхідно лише зібрати потужний випрямляч, і підключити його до виходу вторинної обмотки. Для цього будуть потрібні потужні діоди (збираємо міст) і радіатори для розсіювання тепла.
   

   Загальний недолік розглянутих схем - залежність вихідних параметрів від якості електромережі. Якщо є просадив напруги (при зварюванні - це нормальне явище), змінюються характеристики вихідних напруги і струму. За рахунок цього страждає якість зварювального шва. Тому ручне регулювання сили струму (переміщенням обмоток) обов'язкове.

3. Напівавтомат. Це просунутий варіант випрямляча, з пристроєм механічної подачі зварювального дроту в зону робіт. Зварювання проводиться в середовищі інертного газу, для виконання роботи потрібно газовий баллон.Преімущества: якісний шов, немає необхідності в спеціальній підготовці майстра. Недоліки: потрібне додаткове обладнання (газовий балон), висока вартість.
4. Інвертор. На сьогоднішній день найпоширеніший сварочник серед любителів. В якості перетворювача напруги використовується інверторний блок живлення з ШІМ керуванням. Ця технологія на сьогоднішній день стала доступною, що позитивно позначається на вартості. Переваги: ​​працювати з апаратом може навіть початківець зварювальник, компактні розміри, мала вага. Недоліки: не дуже висока надійність, складність в ремонті.

Будь-який з перерахованих апаратів можна зібрати самостійно. Проведемо огляд технологій виготовлення за моделями:

Трансформатори (з випрямлячем або без нього)

Серце трансформатора - сердечник. Він набирається з пластин трансформаторної сталі, виготовити які вручну досить проблематично. Правдами і неправдами вихідний матеріал видобувається на заводах, в будівельних бригадах, на пунктах збору металобрухту. Отримана конструкція (як правило, у вигляді прямокутника) повинна мати перетин не менш, ніж 55 см². Це досить важка конструкція, особливо після укладання обмоток.

При складанні обов'язково треба передбачити регулювальний гвинт, за допомогою якого можна рухати вторинну обмотку відносно нерухомої первинки.

Щоб не вдаватися в складності розрахунків перетину проводів, візьмемо типові параметри:

• сила струму на вторинному ринку 100-150 А;
• напруга холостого ходу 60-65 вольт;
• робоча напруга при зварюванні 18-25 вольт;
• сила струму в первинній обмотці до 25 А.

Виходячи з цього, перетин дроту первинки має бути не менше 5 мм ², якщо робити з запасом - можна взяти провід 6-7 мм ². Ізоляція повинна бути жаростійкої, з матеріалу, що не підтримує горіння.

Вторинна обмотка набирається з дроту (а краще мідної шини), перетином 30 мм². Ізоляція ганчіркова. Нехай товщина вас не лякає, кількість витків на вторинному ринку невелика.

Кількість витків первинної обмотки визначається за коефіцієнтом 0.9-1 виток на вольт (для наших параметрів).

Формула виглядає так:

W (кількість витків) = U (напруга) / коефіцієнт.

Тобто, при напрузі в мережі 200-210 вольт, це буде близько 230-250 витків.

Відповідно, при напрузі вторинки 60-65 вольт, кількість її витків складе 67-70.

З технічної точки зору трансформатор готовий. Для зручності використання рекомендується виконати невеликий запас по вторинній обмотці, з декількома відгалуженнями (на 65, 70, 80 витках). Це дозволить впевнено працювати в місцях зі зниженим напругою мережі.

Ховати агрегат в корпус, або залишати відкритим - це питання безпеки використання. Типовий виготовлений зварювальний трансформатор своїми руками виглядає так:

Оптимальний матеріал для корпусу - текстоліт 10-15 мм.

додаємо випрямляч

Саморобний потужний зварювальний трансформатор з точки зору схемотехніки - звичайний блок живлення. Відповідно випрямляч влаштований так само просто, як в мережевому зарядник для мобільного телефону. Тільки елементна база буде виглядати на кілька порядків масивніше.

Як правило, в просту схему з діодного моста додають пару конденсаторів, що гасять імпульси випрямленого струму.

Можна зібрати випрямляч і без них, але чим рівніше струм, тим якісніше виходить зварювальний шов. Для складання власне моста застосовуються потужні діоди типу Д161-250 (320). Оскільки при навантаженні на елементах виділяється багато тепла, його потрібно розсіювати за допомогою радіаторів. Діоди кріпляться до них за допомогою болтового з'єднання і термопасти.

Зрозуміло, ребра радіаторів повинні або обдуватися вентилятором, або виступати над корпусом. Інакше замість охолодження вони будуть гріти трансформатор.

Міні зварювальний трансформатор

Якщо вам не потрібно варити рейки або швелера зі сталі 4-5 мм, можна зібрати компактний сварочник для спайки сталевого дроту (виготовлення каркасів для саморобок) або зварювання тонкої жерсті. Для цього можна взяти готовий трансформатор від потужного побутового приладу (ідеальний варіант - мікрохвильовка), і перемотати вторинну обмотку. Перетин дроту 15-20 мм ², споживана потужність не більше 2-3 кВт.

Розрахунок схеми проводиться також, як і для більш потужних агрегатів. При складанні випрямляча можна використовувати менш потужні діоди.

Мікросварочнік

Якщо сфера застосування обмежена спайкою мідних проводів (наприклад, при монтажі розподільних коробок), можна обмежитися конструкцією розміром з пару сірникових коробок.

Виконується на транзисторі КТ835 (837). Трансформатор виготовляється самостійно. Фактично - це високочастотний підвищує перетворювач.

На відміну від традиційних сварочніка, в даній схемі використовується висока напруга, до 30 кВ. Тому при роботі слід дотримуватися обережності.

Трансформатор мотаємо на феритових стержні. Дві первинні обмотки: колекторна (20 витком 1 мм), базова (5 витків 0.5 мм). Вторинна (що підвищує) обмотка - 500 витків 0.15 дроту.

Збираємо схему, припаюємо за схемою резисторную обв'язку (щоб трансформатор не перегріватися на холостому ходу), апарат готовий. Харчування від 12 до 24 вольт, за допомогою такого апарату можна зварювати джгути проводів, різати тонку сталь, з'єднувати метали товщиною до 1 мм.

Як зварювальних електродів можна використовувати товсту швейну голку.

Інвертор (імпульсний блок живлення для зварювання)

Саморобний інверторний зварювальний апарат не можна виготовити просто «на коліні». Для цього буде потрібно сучасна елементна база і досвід роботи з ремонтом і створенням електронних пристроїв. Однак, не так страшна схема, як її малюють. Подібних пристроїв зроблено безліч, і всі вони працюють не гірше фабричних аналогів. До того ж, щоб створити імпульсний зварювальний апарат своїми руками, не обов'язково купувати десятки дорогих радіодеталей і готових вузлів. Більшість з них, особливо високочастотні елементи для блоку живлення, можна запозичити у старих телевізорів або БП від комп'ютера. Вартість близька до нуля.

Розглянутий інвертор має такі характеристики:

• Струм навантаження на електродах: до 100 А.
• Споживана потужність від мережі 220 вольт - не більше 3.5 кВт (струм порядку 15 А).
• Використовувані електроди до 2.5 мм.

На ілюстрації зображено готова схема, яка неодноразово випробувана багатьма домашніми майстрами.

Конструктивно інвертор складається з трьох елементів:

1. Блок живлення для схеми перетворювача і управління. Виконано на доступною елементної бази, з застосуванням оптрона від старого блоку живлення комп'ютера. При самостійному виготовленні трансформатора вартість практично нульова: деталі копійчані. Номінали і назви радіоелементів на ілюстрації.
2. Блок затримки заряду конденсаторів (для стартовою дуги). Виконано на базі транзисторів КТ972 (абсолютно не дефіцит). Зрозуміло, транзистори встановлюються на радіатори. Для комутації досить звичайного автомобільного реле з струмовим навантаженням на контактах до 40 А. Для ручного управління встановлені звичайні захисні автомати (пікетники) на 25 А. Вихідні 300 вольт - холостий хід. При навантаженні напруга 50 вольт.
3. Трансформатор струму - найвідповідальніший вузол. При складанні особливу увагу слід звернути на точність котушок індуктивності. Деяку підстроювання можна виконати за допомогою змінного резистора (на схемі виділено червоним кольором). Однак якщо відповідних установок буду узгодженими, необхідної потужності дуги досягти не удастся.ШІМ реалізується на мікросхемі US3845 (одна з небагатьох деталей, яку доведеться купувати). Силові транзистори - все ті ж КТ972 (973). Деякі елементи на схемі імпортні, проте їх легко можна замінити на доступні вітчизняні, пошукавши аналоги на сайті datasheet.Високочастотний блок виконаний з частин сатиричного трансформатора від телевізора.

На вихід зварювального інвертора підключаються робочі дроти завдовжки не більше 2 метрів. Переріз не менше 10 квадратів. При роботі з електродами до 2.5 мм, падіння струму мінімальне, шов виходить гладкий і рівний. Дуга безперервна, не гірше заводського аналога.

При наявності активного охолодження (вентилятори від того-ж комп'ютерного блоку живлення), конструкцію можна компактно упакувати в невеликий корпус. З огляду на високочастотні перетворювачі, краще використовувати метал.

підсумок

Чим складніше саморобний зварювальний апарат, тим відчутніша економія. Саме прості трансформатори обходяться дорожче, через використання дорогої міді в обмотках або трансформаторного заліза. Імпульсні блоки живлення, особливо при наявності в запасі старих деталей від типових електроприладів, обходяться практично безкоштовно.

Відео по темі