Инверторная сварка — это современное устройство, которое пользуется широкой популярностью благодаря небольшому весу аппарата и его габаритов. Инверторный механизм основывается на применении полевых транзисторов и силовых переключателей. Чтобы стать обладателем сварочного аппарата, можно посетить любой магазин инструментов и обзавестись такой полезной вещью. Но есть способ намного экономнее, который обусловлен созданием инверторной сварки своими руками. Именно второму способу и уделим внимание в данном материале и рассмотрим, как сделать сварку в домашних условиях, что для этого понадобится и как выглядят схемы.
Особенности функционирования инвертора
Сварочный аппарат инверторного типа — это не что иное, как блок питания, тот, который сейчас применяется в современных компьютерах. На чем же основывается работа инвертора? В инверторе наблюдается следующая картина преобразования электрической энергии:
2) Ток с постоянной синусоидой преобразовывается в переменный с высокой частотой.
3) Происходит снижение значения напряжения.
4) Происходит выпрямление тока с сохранением необходимой частоты.
Перечень таковых преобразований электрической цепи необходим для того, чтобы иметь возможность снизить массу аппарата и его габаритные размеры. Ведь, как известно, старые сварочные аппараты, принцип которых основывается на снижении величины напряжения и увеличения силы тока на вторичной обмотке трансформатора. В результате благодаря высокому значению силы тока наблюдается возможность дугового сваривания металлов. Для того чтобы сила тока увеличивалась, а напряжение снижалось, на вторичной обмотке уменьшается число витков, но при этом увеличивается сечение проводника. В результате можно заметить, что сварочный аппарат трансформаторного типа не только имеет значительные габариты, но и приличный вес.
Для решения проблемы был предложен вариант реализации сварочного аппарата посредством инверторной схемы. Принцип инвертора основывается на увеличении частоты тока до 60 или даже 80 кГц, тем самым осуществляя снижение массы и габаритов самого устройства. Все что потребовалось для реализации инверторного сварочного аппарата — это увеличить частоту в тысячи раз, что стало возможным благодаря применению полевых транзисторов.
Транзисторы обеспечивают сообщение между собой с частотой около 60-80 кГц. На схему питания транзисторов приходит постоянное значение тока, что обеспечивается благодаря применению выпрямителя. В качестве выпрямителя используется диодный мост, а выравнивание значения напряжения обеспечивают конденсаторы.
Переменный ток, который передается после прохождения через транзисторы на понижающий трансформатор. Но при этом в качестве трансформатора используется в сотни раз уменьшенная катушка. Почему используется катушка, потому как частота тока, которая подается на трансформатор, уже увеличена в 1000 раз благодаря полевым транзисторам. В результате получаем аналогичные данные, как и при работе трансформаторной сварки, только с большой разницей в весе и габаритах.
Что нужно для сборки инвертора
Чтобы собрать самостоятельно инверторную сварку, нужно знать, что схема рассчитывается, прежде всего, на потребляющее напряжение величиной 220 Вольт и током на 32 Ампера. Уже после преобразования энергии на выходе ток будет увеличен почти в 8 раз и будет достигать 250 Ампер. Такого тока достаточно для того, чтобы создать прочный шов электродом на расстоянии до 1 см. Для реализации блока питания инверторного типа потребуется воспользоваться следующими составляющими:
1) Трансформатор, состоящий из ферритного сердечника.
2) Обмотка первичного трансформатора со 100 витками провода диаметром 0,3 мм.
3) Три вторичных обмотки:
— внутренняя: 15 витков и диаметром провода 1 мм;
— средняя: 15 витков и диаметром 0,2 мм;
— наружная: 20 оборотов и диаметром 0,35 мм.
Кроме того, чтобы собрать трансформатор, потребуются следующие элементы:
— стеклоткань;
— текстолит;
— электротехническая сталь;
— хлопчатобумажный материал.
Как выглядит схема инверторной сварки
Для того, чтобы понимать, что вообще собой представляет сварочный инверторный аппарат, необходимо рассмотреть схему, представленную ниже.
Электрическая схема инверторной сварки
Все эти компоненты необходимо объединить и тем самым получить сварочный аппарат, который будет незаменимым помощником при выполнении слесарных работ. Ниже представлена принципиальная схема инверторной сварки.
Схема блока питания инверторной сварки
Плата, на которой находится блок питания аппарата, монтируется отдельно от силовой части. Разделителем между силовой частью и блоком питания выступает металлический лист, подсоединенный к корпусу агрегата электрически.
Для управления затворками применяются проводники, припаивать которые нужно поблизости транзисторов. Эти проводники соединяются между собой парно, а сечение этих проводников не играет особой роли. Единственное, что важно учитывать — это длина проводников, которая не должна превышать 15 см.
Для человека, который не знаком с основами электроники, прочесть такого рода схему проблематично, не говоря уже о назначении каждого элемента. Поэтому если у вас нет навыков работы с электроникой, то лучше попросить знакомого мастера помочь разобраться. Вот, к примеру, ниже изображена схема силовой части инверторного сварочного аппарата.
Схема силовой части инверторной сварки
Как собрать инверторную сварку: поэтапное описание + (Видео)
Для сборки инверторного сварочного аппарата необходимо выполнить следующие этапы работы:
1) Корпус . В качестве корпуса для сварки рекомендуется воспользоваться старым системником от компьютера. Он подходит лучше всего, так как в нем имеется необходимое количество отверстий для вентиляции. Можно использовать старую 10-литровую канистру, в которой можно вырезать отверстия и разместить кулера. Для увеличения прочности конструкции из корпуса системника необходимо разместить металлические уголки, которые закрепляются с помощью болтовых соединений.
2) Сборка блока питания. Важным элементом блока питания является именно трансформатор. В качестве основы трансформатора рекомендуется воспользоваться ферритом 7х7 или 8х8. Для первичной обмотки трансформатора необходимо осуществить намотку проволоки по всей ширине сердечника. Такая немаловажная особенность влечет за собой улучшение работы устройства при появлении перепадов напряжения. В качестве проволоки обязательно нужно использовать медные провода марки ПЭВ-2, а в случае отсутствия шины, провода соединяются в один пучок. Стеклоткань используется для изоляции первичной обмотки. Сверху после слоя стеклоткани необходимо намотать витки экранирующих проводов.
Трансформатор с первичной и вторичной обмотками для создания инверторной сварки
3) Силовая часть . В качестве силового блока выступает понижающий трансформатор. В качестве сердечника для понижающего трансформатора применяются два вида сердечников: Ш20х208 2000 нм. Между обоими элементами важно обеспечить зазор, что решается путем расположения газетной бумаги. Для вторичной обмотки трансформатора характерно наматывание витков в несколько слоев. На вторичную обмотку трансформатора необходимо укладывать три слоя проводов, а между ними устанавливаются прокладки из фторопласта. Между обмотками важно расположить усиленный изоляционный слой, который позволит избежать пробоя напряжения на вторичную обмотку. Необходимо установить конденсатор напряжением не менее 1000 Вольт.
Трансформаторы для вторичной обмотки от старых телевизоров
Чтобы обеспечить циркуляцию воздуха между обмотками, необходимо оставить воздушный зазор. На ферритовом сердечнике собирается трансформатор тока, который включается в цепь к плюсовой линии. Сердечник необходимо обмотать термобумагой, поэтому в качестве этой бумаги лучше всего использовать кассовую ленту. Выпрямительные диоды крепятся к алюминиевой пластине радиатора. Выходы этих диодов следует соединить неизолированными проводами, сечение которых составляет 4 мм.
3) Инверторный блок . Главным предназначением инверторной системы — это преобразование постоянного тока в переменный с высокой частотой. Для обеспечения повышения частоты и применяют специальные полевые транзисторы. Ведь именно транзисторы работают на открытие и закрытие с высокой частотой.
Рекомендуется использовать не один мощный транзистор, а лучше всего реализовывать схему на основании 2 менее мощных. Это нужно для того, чтобы иметь возможность стабилизации частоты тока. В схеме не обойтись и без конденсаторов, которые соединяются последовательно и дают возможность решить такие проблемы:
Инвертор на алюминиевой пластине
4) Система охлаждения . На стенке корпуса следует установить вентиляторы охлаждения, а для этого можно использовать компьютерные кулера. Необходимы они для того, чтобы обеспечить охлаждение рабочих элементов. Чем больше вентиляторов будет использовано, тем лучше. В частности, обязательно требуется установить два вентилятора для обдува вторичного трансформатора. Один кулер будкт обдувать радиатор, тем самым не допуская перегрева рабочих элементов — выпрямительных диодов. Диоды монтируются на радиаторе следующим образом, как показано на фото ниже.
Выпрямительный мост на радиаторе охлаждения
Фото терморегулятора
Его рекомендуется устанавливать на самом нагревающемся элементе. Этот датчик будет срабатывать при достижении критической температуры нагрева рабочего элемента. При его срабатывании будет отключаться питание инверторного устройства.
Мощный вентилятор для охлаждения инверторного устройства
При работе инверторная сварка очень быстро нагревается, поэтому наличие двух мощных кулеров является обязательным условием. Эти кулеры или вентиляторы располагаются на корпусе устройства, чтобы они работали на вытяжку воздуха.
Поступать свежий воздух в систему будет благодаря отверстиям в корпусе устройства. В системном блоке эти отверстия уже имеются, а если вы используете любой другой материал, то не забудьте обеспечить приток свежего воздуха.
5) Пайка платы является ключевым фактором, так как именно на плате основывается вся схема. На плате диоды и транзисторы важно устанавливать на встречном направлении друг к другу. Плата монтируется непосредственно между радиаторами охлаждения, с помощью чего соединяется вся цепь электроприборов. Питающая цепь рассчитывается на напряжение 300 В. Дополнительное расположение конденсаторов емкостью 0,15 мкФ дает возможность сброса избыточной мощности обратно в цепь. На выходе трансформатора располагаются конденсаторы и снабберы, с помощью которых осуществляется гашение перенапряжений на выходе вторичной обмотки.
6) Настройка и отладка работы . После того, как инверторная сварка будет собрана, потребуется провести еще несколько процедур, в частности, настроить функционирование агрегата. Для этого следует подключить к ШИМ (широтно-импульсный модулятор) напряжение в 15 Вольт и запитать кулер. Дополнительно включается в цепь реле через резистор R11. Реле включается в цепь для того, чтобы избежать скачков напряжения в сети 220 В. Обязательно важно провести контроль за включением реле, после чего подать питание на ШИМ. В результате должна наблюдаться картина, при которой должны исчезнуть прямоугольные участки на диаграмме ШИМ.
Устройство самодельного инвертора с описанием элементов
Судить о правильности соединения схемы можно в том случае, если во время настройки реле выдает 150 мА. В случае, когда же наблюдается слабый сигнал, то это говорит о неправильности соединения платы. Возможно, имеется пробой одной из обмоток, поэтому для устранения помех потребуется укоротить все питающие электропровода.
Инверторная сварка в корпусе системного блока от компьютера
Проверка работоспособности устройства
После проведения всех сборочных и отладочных работ остается только провести проверку работоспособности получившегося сварочного аппарата. Для этого запитывается прибор от электросети 220 В, затем задается высокие показатели силы тока и по осциллографу осуществляется сверка показаний. В нижней петле напряжение должно быть в переделах 500 В, но не более 550 В. Если все выполнено правильно со строгим подбором электроники, тогда показатель напряжения не превысит значения в 350 В.
Итак, теперь можно проверить сварку в действии, для чего используем необходимые электроды и осуществляем раскраивание шва до полного выгорания электрода. После этого важно проконтроллировать температуру трансформатора. Если трансформатор попросту закипает, тогда схема имеет свои недочеты и лучше далее не продолжать рабочий процесс.
После раскраивания 2-3 швов радиаторы нагреются до высокой температуры, поэтому после этого важно дать возможность им остыть. Для этого достаточно 2-3 минутной паузы, в результате чего температура понизится до оптимального значения.
Проверка сварочного аппарата
Как пользоваться самодельным аппаратом
После включения в цепь самодельного аппарата, контроллер в автоматическом режиме задаст определенную силу тока. При напряжении провода менее 100 Вольт, то это говорит о неисправности устройства. Придется разобрать аппарат и снова повторно провести проверку правильности сборки.
С помощью такого вида сварочных аппаратов можно осуществлять спайку не только черных, но и цветных металлов. Для того чтобы собрать сварочный аппарат, потребуется не только владение основами электротехники, но и свободное время для реализации задумки.
Инверторная сварка — незаменимая вещь в гараже у любого хозяина, поэтому если вы еще не обзавелись таким инструментом, то вы можете сделать его самостоятельно.
В частном доме и на даче постоянно возникает необходимость что-то сварить. Чтобы не обращаться по мелочам к профи (и не платить им) можно купить недорогой сварочный аппарат и научиться самому. Для приобретения этих навыков рекомендуют приобретать сварочные аппараты постоянного тока, а в частности, сварочные инверторы. Они имеют небольшие габариты, мало весят, с их помощью можно получить качественный шов даже без наличия большого опыта. Что не менее важно, в этой категории есть неплохие аппараты по невысокой цене (5-10 тысяч рублей). Потому сварка инвертором для начинающих — лучшее что может сегодня предложить рынок.
Что такое сварочный инвертор и как он работает
Инвертором это устройство назвали потому, что он преобразует переменный ток сети 220 В с частотой 50 Гц, в высокочастотные колебания, а затем — в постоянный ток. При этом устройство имеет высокий КПД: порядка 85-90% и даже при довольно больших нагрузках счетчик «мотает» немного. Во всяком случае, бешеные счета вам оплачивать не придется. Расход будет чуть выше, чем без сварки, но ненамного.
Большинство инверторных сварочных аппаратов работают от бытовой сети 220 В (есть аппараты и от 380 В). И это — один из их плюсов. Причем, они практически никак на нее не влияют, т.е. не «садят» напряжение. Насчет соседей будьте спокойны: они и не будут знать, что вы занимаетесь сваркой. Второй немаловажный плюс в том, что они более-менее нормально могут работать и при пониженном напряжении. Нужно, конечно, смотреть в характеристиках, но при 170 В большая их часть еще позволяет работать электродом 3 мм. Это очень важно особенно для сельской местности, где низкое напряжение — скорее норма, чем исключение.
Что еще хорошо для новичков — что дугу при инверторной сварке и получить и удержать легче. И вообще, по мнению многих варит от «мягче» и дуга у него «легче». Так что хотите научится варить — пробуйте сначала инверторной сваркой.
Основы сварки инвертором
Для начала разберемся в конструкции сварочного инвертора. «Начинку» рассматривать не будем, осмотрим, что есть сверху и чем придется пользоваться.
Из чего состоит инверторный сварочный аппарат (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
Этот аппарат представляет собой небольшой металлический ящик, который в зависимости от мощности весит от 3 кг до 6-7 кг. Корпус обычно металлический, некоторые производители делают в нем вентиляционные отверстия — для лучшего охлаждения «начинки» (большей частью — трансформатора). Для переноски есть ремень, иногда есть еще и ручка: ремень надевают на плечо, если работа требует передвижения.
На одной из панелей есть клавиша или тумблер включения питания. В лицевой части расположены индикаторы питания и перегрева. Также есть ручки выставления напряжения и сварочного тока. Также на передней панели есть два выхода — «+» и «-» к которым подключаются рабочие кабели. Один кабель заканчивается зажимом-прищепкой, который цепляют к детали, второй — держателем электрода. Разъем подключения кабеля электропитания находится, как правило, сзади. Вот собственно, все.
При покупке инвертора обратите внимание, чтобы кабели были достаточно длинными и гибкими: так удобнее работать. Именно на недостаточно длинные и жесткие рабочие кабели больше всего нареканий у пользователей популярной марки .
Общие принципы работы с инверторным сварочным аппаратом рассказаны в этом видео.
Сварка инвертором для начинающих
Как при любой электросварке, расплавление металла происходит за счет теплоты электрической дуги. Она возникает между сварочным электродом и свариваемым металлом. Для создания дуги их подключают к противоположным полюсам: на один подают «+», на второй «-«.
При подключении электрода к «минусу» а детали к «плюсу» соединение называют «прямым». Если на электрод подан «плюс» — подключение — обратное. И тот и другой вариант используются при сварке, но только для металлов разной толщины: обратную — для прямую — для сварки толстых металлов (толщиной более 3 мм). Но это — не непреложное правило, иногда поступают наоборот.
Чем на практике вызвано такое разделение? Физикой процесса. Электроды при возникновении дуги движутся от минуса к плюсу. И передают при этом положительно заряженной поверхности еще и свою энергию, увеличивая ее температуру. Потому тот элемент, который подключен к положительному выходу, нагревается больше. При сварке металлов достаточной толщины их нужно хорошо разогревать, чтобы они сплавились и шов был качественный. Потому на них подают «+». Тонкий металл, наоборот, от перегрева может прогореть и к нему цепляют «минус», сильнее разогревая электрод, с которого в шов поступает больше расплавленного металла.
Правильно варить металл инвертором можно только если электрод хорошо вами контролируется. Для этого нужно держак взять правильно. Как это сделать, смотрите в видео.
Как при сварке образуется шов
Теперь собственно о процессе сварки. Электрическая дуга образуется при контакте сердечника электрода и металла (как разжечь дугу читайте чуть ниже). При этом начинает гореть обмазка. Она частично расплавляется, переходя в жидкое состояние, частично превращается в газы. Эти газы окружают зону сварки — сварную ванну. Они не дают «прорваться» к расплавленному металлу кислороду из воздуха. Та часть обмазки, которая перешла в жидкое состояние, покрывает расплавленный металл, создавая второй слой защиты. После остывания она превращается в шлак, который коркой покрывает шов. И на этом этапе шлак защищает горячий еще металл от кислорода.
Но шлак и защита — далеко не единственный процесс, который при этом происходит, и который нужно контролировать. При сварке необходимо следить за тем, чтобы место соединения двух кусков металла прогревалось равномерно и достаточно. Обе детали должны расплавиться на одинаковое расстояние от края. Чтобы прогрев был равномерным, нужно удерживать одинаковое расстояние от кончика электрода до детали. Делать это не очень просто: электрод в время сварки плавится, и частицы его расплавленного металла дугой переносятся в шов. Потому приходится держатель электрода постепенно пододвигать ближе к детали. Но и на этом еще не заканчивается техника сварки электродом. Нужно еще его кончиком «выписывать» некоторые фигуры — зигзаги, круги, елочки и т.д. Они позволяют сделать шов шире и сплавить две детали вместе. Самые распространенные движения электрода представлены на фото ниже.
То есть, двигать электрод нужно из стороны в сторону на ширину шва по одной из этих траекторий, следить при этом за тем, в каком состоянии находится сварная ванна, и еще опускать по мере прогорания электрод, поддерживая расстояние до детали постоянным. Вот такая непростая задача стоит перед тем, кто хочет научиться варить металл. Сварочным инвертором это проще — дуга постоянная и не скачет, но поначалу у вас может не получиться.
В этом видео с очень большим замедлением показан процесс переноса частиц металла с электрода в сварную ванну и то, как она формируется.
Как научиться сваривать металл инвертором
Начинают обучение с розжига дуги. Для этого вам понадобится кроме аппарата, металла (толщиной 5-6 мм) и электрода еще маска и краги (плотные кожаные перчатки) сварщика, а также плотная одежда и ботинки из толстой кожи — для защиты от искр и окалины.
Начинают работу с подключения сварочных кабелей. Затем в держатель вставляют выбранный электрод (для начала возьмите МР 3 диаметром 3 мм — они легко зажигаются и хорошо варят). После включают питание, выставляют сварочный ток (смотрите таблицу). Для электрода 3 мм диаметром выставляют ток 90-120 А. Ток в процессе сварки может корректироваться. Если вы видите, что получается не валик, а просто какие-то несвязные полоски, увеличьте его. Если же наоборот, металл очень жидкий и двигать сварную ванну сложно, уменьшайте. Настройки очень сильно зависят от аппарата и выбранного электрода. Так что пробуйте, меняйте. Выставив ток надевают маску сварщика (новичкам будет проще работать в , можно работать.
Сварка инвертором для начинающих начинается с обучения розжигу дуги. Есть два метода: несколько раз стукнуть кончиком электрода по детали или чиркнуть им, как спичкой. Оба метода работают. Каким вам будет удобнее, тем и пользуйтесь. Но на будущее учтите, что чиркать нужно вдоль линии шва — чтобы следов на изделии не оставалось. Чтобы устойчиво разжигать дугу вам придется поупражняться некоторое время и сжечь несколько электродов.
Когда дуга зажигается уже без проблем, можно двигаться дальше — осваивать движения. Делают это прокладывая на толстом металле валики. На металлической пластине рисуете мелом черту, которая будет заменять вам шов. Потом зажигаете дугу. В том месте, куда она уперлась, плавится металл и покрывается пленкой жидкого шлака. Это место называют сварочной ванной. Вот ее и придется вам двигать вдоль нарисованной линии. Делают это одним из движений, показанных на рисунке выше.
Чтобы ванна двигалась, электрод нужно немного наклонить, примерно под углом 50-45°. У кого-то угол больше, у кого-то меньше. Вообще, наклоняя электрод, вы меняете размеры (ширину) сварной ванны. Можете поэкспериментировать: в сварке очень много разных техник и важно только чтобы шов был качественным, а как вы этого добьетесь — ваше дело, тем более, что работать вы будете на себя и для себя.
Есть два основных рабочих положения электрода: углом вперед, и углом назад. При сварке углом вперед получаем меньший нагрев, шов получится шире. Эту технику используют при сварке тонких металлов. Толстые сваривают, как правило, углом назад.
Но угол наклона — это не все параметры, которые придется выдерживать. Есть еще длина дуги. Это расстояние от кончика электрода до поверхности детали. Средняя дуга — 2-3 мм, короткая — 1 мм или вообще впритык, длинная — 5 мм и больше — до отрыва. Практика начинается с работы на средней длине дуги. Выдерживайте до металла 2-3 мм. Тогда шов будет получатся ровнее и качественнее: при слишком большом зазоре дуга начинает скакать, прогрев металла недостаточный, шов получается размазанным, соединение ненадежным. При короткой дуге возникает другая проблема — шов слишком выпуклый из-за того, что зона разогрева слишком мала. Это тоже нехорошо, так как остаются подрезы — канавки вдоль шва на детали — уменьшающие прочность соединения.
Потренировавшись какое-то время на укладке валиков разными движениями, вы сле того как валики получаются одинаковой ширины, чешуйки наплавки имеют приблизительно одинаковые размеры, можно пробовать варить швы. Вы можете почитать , а можете посмотреть еще один урок «Сварка для чайников».
Основы сварки инвертором для начинающих все. Вам осталась только практика: нужно извести не один электрод на тренировку. Даже, может быть, не один килограмм. Когда рука будет сама совершать все движения, вам все покажется совсем несложным.
Чтобы закрепить полученные знания, попробуйте для начала немного натренировать руку без электрода, отрабатывая движения держа в руке карандаш. Тоже неплохой вариант, может он вам покажется более приемлемым. В этом видео-уроке по сварке инвертором для начинающих очень толково, просто и доступно все изложено. Если остались какие-то неясности, просмотрите. Поймете, как правильно варить инверторной сваркой. Для начинающих сварщиков много полезного.
И напоследок о некоторых особенностях эксплуатации сварочных инверторов. Они очень боятся пыли, особенно металлической. Потому желательно рядом с ними не пользоваться болгаркой и проводить регулярную чистку пылесосом внутри (после того как закончен гарантийный срок). Не рекомендуется ими работать на дожде или во влажных помещениях. Особенно это касается недорогих бытовых моделей. Хоть у них есть защита от поражения электротоком, но лучше все-таки перестраховаться.
Выбирая электроды обращайте внимание на область их использования: они должны подходить для работы постоянным током. При сварке на самом большом токе или напряжении режим работы прерывистый. Он указан для каждого аппарата в паспорте.
Довольно часто в практике любого хозяина возникает необходимость соединить металлические детали. Один из таких способов соединения – это сварка. Но что делать, если нет сварочного аппарата? Конечно, можно его приобрести, но можно и изготовить самый простейший аппарат самому, причем практически за полчаса.
Пролог
Простейший прототип сварочного аппарата – осветительный электродуговой проектор – использовался еще в середине ХХ-го века в киностудиях во время съемок фильмов.
В домашних условиях, возможно, сделать простой раритетный самодельный сварочный аппарат из автотрансформатора мощностью 200 Вт. (Примерная схема автотрансформатора приведена на рисунке). Выходное напряжение регулируется за счет перестановки телевизионной вилки в гнездах.
На вторичной обмотке трансформатора необходимо найти два вывода, на которых напряжение будет около 40 В. К этим выводам остается подсоединить графитовые электроды и сварочный аппарат готов! Правда нужно учитывать, что при использовании такого автотрансформатора в сварочных целях желательно хорошо знать основы электробезопасности, поскольку не обеспечивается гальваническая развязка с электросетью.
Область применения такого самодельного сварочного аппарата довольно широкая: от сварки металлических изделий до закалки рабочих поверхностей инструмента.
Примеры применения Вольтовой дуги
В практике радиолюбителей временами возникает необходимость в сваривании или очень сильном разогреве мелких деталей. В таких случаях нет необходимости в применении серьезного сварочного аппарата, т.к. чтобы создать высокотемпературную плазму не обязательно иметь специальное оборудование.
Рассмотрим несколько примеров практического применения Вольтовой дуги.
Сварка накала магнетрона с питающими шинами
В этом случае сварка просто необходима, хотя многие, при встрече с такой трудностью, производят замену магнетрона. А ведь чаще всего бывают лишь две неисправности: обрывается накал в точке (поз.1) и выходят из строя из-за пробоя проходные конденсаторы (поз.2).
На рисунке магнетрон от микроволновой печи «Kenwood», который проработал после ремонта более двадцати лет.
Конечно, изготовить термопару – дело совсем безнадежное, однако бывает, что нужно ее отремонтировать в случае облома «шарика». Обычно такие термопары встречаются в мультиметрах, у которых есть режим замера температуры
В случае необходимости изменения формы пружины или проделывания отверстия следует учитывать, что закаленная пружина имеет слишком высокую твердость для сверления и слишком хрупкая для пробивания отверстия при помощи пробойника.
А в случае закалки стального инструмента (изготовленного из инструментальной стали) достаточно нагреть рабочую поверхность до малинового цвета и охладить в ванночке с машинным маслом. На рисунке изображено закаленное жало отвертки после механической обработки рабочей кромки.
Мелкие сварочные работы можно выполнять при помощи трансформатора мощностью от 200 Ватт и выходным напряжением в диапазоне от 30 до 50 Вольт. При этом сварочный ток должен быть 10-12 Ампер. Можно не беспокоиться по поводу перегрева трансформатора, поскольку горение дуги кратковременно.
Также подойдет и обычный лабораторный автотрансформатор ЛАТР с силой тока от 9 Ампер. Однако нужно учитывать всю степень опасности в связи с тем, что отсутствует гальваническая развязка с электросетью.
В целях предупреждения повреждения графитового ролика токосъемника ЛАТРа желательно ввести ограничения входного тока применением плавкой вставки (предохранителя). Тогда случайное короткое замыкание в цепи электрода уже не страшно.
Электродами могут быть любые графитовые стержни простых карандашей (желательно мягкие).
В качестве держателя для грифеля используется металлическая часть электромонтажного клеммника.
На этом рисунке показан пример держателя с применением клеммника, причем одно отверстие используется для крепления ручки, а второе для зажима грифеля в клемме.
В целях предотвращения расплавления одноразового шприца (поз.3) при нагреве клеммника (поз.1) используются шайбы из стеклотекстолита (поз.2). А для стандартного подключения к кабелю можно применить стандартное гнездо от прибора (поз.4).
Итак, схема соединения довольно простая: один вывод вторичной обмотки соединяется с держателем, а второй вывод подсоединяется к свариваемой детали.
Есть еще другой вариант крепления держателя электрода с применением электромонтажной клеммы. Второй держатель понадобится в случае сварки металлических изделий с такой же температурой плавления или при необходимости раскалить металлическое изделие (закалка, изменение формы).
Схема подключения к вторичной обмотке трансформатора двух графитовых электродов.
Для сохранения глаз от ожога роговицы и от попадания искр недостаточно будет использовать темные очки из-за малой плотности светофильтров. Можно изготовить такое приспособление: в качестве щитка может быть оправа бинокулярных очков с удаленными линзами; фильтр крепится при помощи канцелярского зажима. Или можно воспользоваться радиолюбительскими очками, применяемыми в SMD технологиях.
В случае сварки меди с нихромом или сталью понадобится флюс. При добавлении небольшого количества воды в тетраборат натрия (буру) или в борную кислоту получается кашица, которой смазываются места сварки.
Материалы для приготовления флюса обычно можно найти в хозяйственном магазине. Также можно воспользоваться средством борьбы с насекомыми «Боракс» содержащим борную кислоту.
Схема подключение аналоговой камеры видеонаблюдения к телевизору, компьютеру
Сварочные аппараты для дома своими руками чаще всего создаются умельцами из подручных материалов.
Если у Вас нет возможности или желания покупать сварочный аппарат, то можно собрать его своими руками, используя готовые элементы.
Однако для ускорения процесса сборки могут использоваться готовые узлы, детали. Держатель для электродов также можно сделать собственными силами из имеющихся в арсенале домашнего мастера материалов.
Простейший аппарат для сварки
В хозяйстве домашнего мастера может обнаружиться понижающий трансформатор С-Б22, ИВ-10, ИВ-8, мощность которого равна 1-2 кВт. Он понижает напряжение с 220 В до 36 В, служит для питания электроинструмента.
Сварочные аппараты на основе подобных трансформаторов могут собираться даже при вышедшей из строя обмотке.
Сварочный аппарат изготавливается следующим образом:
С трансформатора необходимо убрать вторичную обмотку.
- с катушек удаляются вторичные обмотки без повреждения первичных;
- среднюю первичную катушку перематывают тем же проводом, создавая через 30 витков отводы общим количеством 8-10 шт. (для удобства лучше нумеровать каждую из них по мере создания);
- две крайние катушки заполняются многожильным кабелем (три 6-8 мм провода с тонкой фазой, на каждую катушку расходуется 12-13 м);
- медная труба диаметром 10-12 мм используется для клеммы для кабеля ВО (одна сторона обжимает провода, вторая расплющивается, сверлится под крепеж диаметром 10 мм);
- на верхней панели трансформатора крепеж М6 заменяется более мощным (М10), к ним крепятся клеммы ВО;
- из текстолита изготавливается плата с 10-ю отверстиями для ПО, в каждое отверстие вставляется крепеж М6.
Сварочные аппараты этой конструкции запитываются в сети 380/220 В. В первом случае последовательно соединяются ПО крайних, затем средней катушек. Во втором варианте крайние обмотки соединяются параллельно, средняя подсоединяется последовательно в эту же цепь. Отводы ВО сажают в клеммы текстолитовой пластины 1 — 10. Ток регулируется клеммами 1 — 10.
Большие объемы работ производить этим СА не рекомендуется (максимум 15 электродов «тройки»).
Для резки металла второй конец кабеля, ведущего к держателю, подключается к клемме резка (со стороны средней катушки ПО). Характеристики тока ВО соответствуют 60-120 А, в ПО ток всегда равен 25 А. При работе электродами «двойка» трансформатор не нагревается выше +70˚С, поэтому время работ не ограничено. Режимы сварки/резки переключают при отключенном рубильнике.
Вернуться к оглавлению
Аппарат для сварки из автомобильных аккумуляторов
Для того, чтобы изобрести дизель-генератор для сварочного аппарата, необходимо в определенной последовательности соединить пару аккумуляторов.
Сварочный аппарат серьезно нагружает бытовую электросеть, обеспечивая скачок напряжения в 30 В при нагрузке 3,5 кВт. Вместо приобретения сварочного дизель-генератора умельцы создали оригинальную схему прибора, основой которой являются 3-4 последовательно соединенных АБ от легкового автомобиля. Емкость каждого из них должна быть не меньше 55-190 А/час, для объединения в общую цепь необходимо использовать надежные зажимы.
Данная схема незаменима в полевых условиях, так как выручат даже б/у аккумуляторы, доставленные к объекту силами легкового ТС. Необходимо учитывать сильный нагрев корпусов АБ уже после нескольких часов работы, ежедневно проверять уровень, плотность электролита при постоянном использовании. В жару из электролита интенсивно испаряется вода, поэтому контролирующие приборы (ареометр), дистиллированную воду, кислоту следует держать под рукой.
Сварочные аппараты этого типа достаточно ставить на ночную подзарядку, подключая соответствующее устройство в общую цепь, чтобы заряжались все АБ сразу. При сварке электродами диаметром 3 мм рабочий ток не больше 90-120 А, что не превышает половину мощности. Электролит не вскипает за счет высокой теплоемкости. Выходное напряжение полностью зависит от количества подключенных в цепь аккумуляторов, составляет 42-54 В.
Вернуться к оглавлению
Самодельный тороидальный сварочный аппарат
П-образные, Ш-образные трансформаторы значительно уступают тороидам в массогабаритном соотношении. Тороидальный сварочный аппарат в полтора раза легче Ш-образного аналога, однако основная трудность при самостоятельном изготовлении кроется в отсутствии необходимого железа. Умельцы делятся рекомендациями по изготовлению трансформатора из промышленного СА, отработавшего положенный ресурс. Аналогичной заменой послужит трансформатор ТСА 310 либо ТС 270. Его П-образные пластины «половинят» зубилом, правят на наковальне.
Сварочные аппараты этого типа собраны из пластин 45 х 9 см:
- пластинчатый клепаный обруч диаметром 26 см наполняется пластинами встык друг к другу (работа выполняется вдвоем, напарник фиксирует набираемый сердечник, предотвращая распрямление пластин);
- при достижении внутреннего диаметра конструкции 12 см набор прекращается;
- из электрокартона вырезаются детали: полоса шириной 9 см, кольца с внутренним диаметром 11 см, внешним 27 см;
- кольца прикладываются к боковым сторонам конструкции, собранной на первом этапе, обматываются матерчатой изолентой;
- обмотка I укладывается на изоленту — 170 оборотов (для 220 В) провода диаметром 2 мм марки ПЭВ-2;
- обмотка II укладывается поверх нее — 30 витков проводом диаметром 15-20 мм марки ПЭВ-3;
- обмотка III — 30 оборотов проводом марки МГТФ 0,35;
- изоляция друг от друга тесьмой, ПО проверяется на ток ХХ: если он меньше 1-2 А, отматывается несколько витков, при величине тока ХХ больше 2 А добавляется два оборота.
Данный сварочный аппарат имеет оригинальную схему управления в виде фазового регулятора. Напряжение, снятое с обмотки III, выпрямляется диодным мостиком. Конденсатор заряжается через резисторы до 6 В, затем происходит пробой через динистор, собранный из тиристора, стабилитрона. Открывается диод с тиристором. Последний резистор в схеме ограничивает ток, при отрицательной волне переменного тока открываются ответные тиристор, диод. Сварочные аппараты такой конструкции отстраиваются резистором.
Для создания сварочного аппарата необходимы резисторы мощностью от 10 Вт.
В схеме использованы:
- диоды на ток 160-250 А, закрепленные на радиаторах с площадью от 100 см 2;
- конденсатор К50-6;
- резисторы мощностью от 10 Вт;
- тиристоры КУ202 либо КУ201.
Сварочный аппарат уверенно варит электродами диаметром 4 мм, режет металл. Держатель для него можно сделать самостоятельно из равнополочного уголка длиной 10 см (полки по 2 см). В 1 см от края уголка в самом углу сверлится отверстие диаметром 4,1 мм, через которое новым электродом можно выталкивать сгоревший электрод. Нижняя часть полок заужается по руке сварщика. Во внутренний угол вваривается проволока, отогнутая от него вертикально вверх. Снизу на конструкцию надевается кусок резинового шланга. При работе электрод вставляется между краями уголка, прижимается к ним куском приваренной проволоки.
Сварочный аппарат может использоваться для строительства или для разовых работ дома, на даче или в гараже. Сейчас можно выучиться на профессионального сварщика в колледже, но для самостоятельного безопасного использования этого агрегата достаточно выучить правила и набить руку. Полезность этого навыка обусловлена тем, что металлические вещи постоянно встречаются в хозяйстве и их детали часто не могут быть надежно скреплены другим способом. В статье мы расскажем о том, как самостоятельно научится варить сваркой в домашних условиях.
Азы электросварочного дела
Скрепление конструкций происходит за счет нагрева материала до высоких температур плавления. Делается это с помощью электрических дуг – они могут плавить изделие только на маленькой площади (сварочная ванна), образуя шов. Расплавленный металл при правильном воздействии входит в диффузионный процесс, то есть молекулы начинают переходить из одного участка в другой, образуя прочные связи. Для разных химических элементов, пород и сплавов требуются различные электродуги и подходящий температурный режим, мощность оборудования и подаваемый ток.
Какие виды электросварки существуют
- ММА. Простой и удобный в использовании ручной аппарат, для которого нужны электроды с обмазкой. Подходит для домашнего применения, недорого стоит, но годится она только для нержавеющей стали и черного металла.
- TIG – технология, которая открывает возможность работы с большим количеством веществ. Особенность в расходнике, который используется для создания дуги, а также в специальной атмосфере из инертного защитного газа, чтобы получить ровный шов. Преимущество – это чистота действия, мощность оборудования. Минус – необходимо специальное обучение, так как научится самому правильно варить электросваркой такого типа сложно.
- MIG-MAG. Это приспособление полуавтоматического плана. Здесь автоматически подается сварочная проволока. Ее использование проходит в атмосфере инертных и активных газов, применяется с различными металлами. Это современное оборудование, которое нередко используется и в домашних условиях. Сварной стык получается гладким, аккуратным, производительность и скорость труда увеличивается. Но в гараже или мастерской сама установка вместе с баллоном будет занимать много места.
- SPOT, она же – точечная, применяется в случаях, когда требуется аккуратная припайка, важен внешний вид, например, при кузовном ремонте машин в автосервисе.
Чем обоснована надёжность сварки: основы сварочных работ
Востребованность обусловлена пластичной деформацией, которая происходит на молекулярном уровне, потому что молекулы взаимно проникают в свариваемые тела. Это достигается путем нагревания металлов с помощью дуги. Классическим «домашним» и повсеместно распространенным производственным способом соединения до недавнего времени считался электродуговой, когда используется электрод и сила тока. Но сейчас все более актуальными становятся новейшие устройства, которые практически не оставляют шва после себя. Эти аппараты в основном работают на основе инвертора, то есть агрегата, который создает переменное напряжение.
Способы сварки: как самостоятельно научиться варить электросваркой
Новичку нужно начинать с основ, а именно с изучения разных техник. Их применяют в соответствии с задачами. Различают:
- Газопрессовую. С помощью кислородно-ацетиленовой смеси получается ток высокой продуктивности, он позволяет скреплять даже самые неподатливые конструкции, например, тяжелые трубы с солидной толщиной стенок. Присадочный состав не применяется.
- Контактную. Результат получается за счет напряжения, которое дает электричество. При этом можно варить встык, внахлест, а также точечно.
- Роликовую. Электрод в виде диска катится по поверхности 2 листов, придавливая их друг у другу и сваривая. Сварные точки образуются через промежутки.
- Электрошлаковую, или ЭШС. Годится, когда стоит задача заполнить толстый и широкий стык. Расходники выходят очень дорого, поэтому применяется редко, когда важно получить изделие высокой прочности и качества. Сварочная ванна образуется в среде шлака. Преимущественно промышленный метод.
- Термитную. Применяется порошкообразная смесь алюминия, магния и железной окалины. Часто применяется для соединения рельсов.
Технология работы
При соприкосновении двух противоположно заряженных элементов (металла и электрода) под напряжением появляется сварочная дуга. Сварщик направляет ее в выделенную область, под ее действием происходит значительный нагрев. Плавится не только исходный, свариваемый материал, но и сердцевина электродуги, которая стекает в сварную ванну – на этом месте образуется шов.
Защитное покрытие образует газовое облако, которое оберегает процесс от влияния кислорода.
Чтобы получилось ровное соединение, нужно передвигать аппарат под определенным углом с определенной скоростью – эти показатели зависят от типа металлических деталей.
На стыке останется шлак, его можно сбить молотком, а затем зачистить.
Как самостоятельно научится обращаться с ручной дуговой электросваркой ММА – что потребуется для работы
Наш совет новичкам: начинайте обучение с этой технологии. Она менее затратна, не требует особенного обращения, а инструкция по безопасности проста. Для процесса необходимы:
- Сварочный аппарат. Можно использовать распространенные, простые и недорогие трансформаторы, выпрямители для постоянного тока или современные инверторы, которые не дают скачков напряжения, упрощая задачу начинающему.
- Провода. При выборе обращайте внимание на качественную изоляцию из резины, на вилки, которые предназначены для вашей модели прибора, и на сечения проводов – от 16 до 35 квадратных миллиметров.
- Держатели для электродов. Их можно сделать и своими руками, но это не рекомендуется из-за малой надежности. Оптимальными считаются «прищепки», которые крепко захватывают инструмент. Материал изготовления – латунь или медь. Электрододержатель будет постоянно находиться в руках у сварщика, поэтому требуется его примерить по размеру ладони и по тяжести.
- Зажим для массы. Также должен быть крепким и надежным.
Видео: как выбрать сварочный инвертор
Как научится работать сваркой в домашних условиях безопасно – экипировка
От одежды и оснащения рабочего место напрямую зависит безопасность и удобство. Обязательно понадобятся:
- Маска или щиток. Первая - более полноценный вариант, потому что не приходится держать изделие рукой. Второй может применяться только для недлительной работы, когда нужно быстро приварить элементы. Защитное стекло защищает от искр и дыма. А светофильтр – от ожога роговицы и слезоточивости. При этом он обязан хорошо отражать цвет, чтобы сварщик мог различать мельчайшие детали. Обратите внимание на основу приспособления. Материал должен быть качественным, чтобы не плавился от брызг. Можно выбрать вещь с металлической оправой, но она тяжелее пластиковой.
- Одежда. Лучше остановиться на специальной, очень прочной. Выступающие части и завязки уберите, чтобы не отвлекали во время процесса.
- Обувь лучше брать рабочую, из твердой кожи с высокими голенищами.
- Рукавицы или краги лучше приобретать сшитые из брезента.
При выборе этих элементов спецодежды следует руководствоваться правилом – все части тела, а также запястья, щиколотки, шею следует прикрыть.
Какие электроды использовать
Чтобы научиться сваривать электросваркой нужно подобрать правильные расходные материалы, то обратим внимание на расходники. Он выполнены в виде проволоки или палочек с металлической сердцевиной и обмоткой. Новичкам мы рекомендуем брать вторые, они дешевле и ими легче управлять. Оптимальный диаметр сечения – 3 мм. Важно помнить, что для тонких листов они не подойдут, так как ток может прожечь поверхность насквозь. Тренироваться лучше не толстых пластинах, уголках или швеллерах.
Пошаговая инструкция для начинающих
Начните с подготовки рабочего места. Рядом не должно находиться легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ. Пол в помещении может быть бетонный или земляной. Лучше всего сваривать конструкции на открытом воздухе или с хорошо работающей вытяжкой. В пределах быстрой доступности приготовьте средства для тушения пожара и аптечку. Теперь перейдем к этапам обучения о том, как научиться самому варить сварочным аппаратом.
Как подключать электрод
Вставьте расходную деталь в держатель, чтобы она сидела крепко. Затем подсоедините два кабеля. Они имеют различную маркировку (плюс и минус). Положительный заряд подают к обрабатываемому объекту (с помощью зажима), а отрицательный к электрическому проводнику. Такая полярность увеличивает нагрев металла.
Как правильно сваривать детали
Перед началом нужно прочно зафиксировать заготовку. Подойдут струбцины или быстрозажимные клещи. Они позволят не съезжать конструкции в процессе работы и исключают деформацию стыка. Шов получится ровный, а форма такой, какой она была задумана.
Начало сварки: зажигаем дугу
Электродуга создается самостоятельно при соприкосновении полярно заряженных элементов двумя способами:
- чирканьем – проведите полоску вдоль стыка;
- постукиванием – стукните 2-3 раза по месту, где не важно качество поверхности.
Если искра сразу не образовалась, отбейте лишнюю обмотку и можно работать дальше.
Наклон
Наклоняйте электрод в свою сторону на угол в диапазоне 30-60 градусов. Это обеспечивает хорошее прогревание шлаковой ванны. Но в ряде случаев это не нужно, тогда применяют способ «углом назад», то есть от себя, тогда шов тянется за кончиком защитного покрытия.
На этой картинке мы видим методы, которыми можно направлять проводник по сварочной ванне. Варианты а), б), в), г) актуальны для обычных швов. Если требуется сильный прогрев, задействуются способы д) и е).
Как научиться пользоваться сваркой и определять скорость движения
Нельзя плотно прикладывать электрический проводник к металлической конструкции, между ними должно быть 2-3 мм, этот зазор сохраняют для образования шлаковой ванны. Скорость совершения манипуляций зависит от напряжения и степени прогрева, обычно это индивидуальный показатель, его можно определить по степени нагрева и раскаливания стыка.
Выбор тока
Он всегда зависит от типа соединений и от электрода. Если напряжения в домашней сети не хватает для нужной силы, можно пройтись в два слоя или проводить работу медленнее, чтобы достигнуть оптимальной температуры. Таблица соответствия:
Заключение
В статье мы рассказали, как правильно научиться варить сваркой с нуля самому. В качестве завершения предлагаем вам посмотреть видео: