Учимся сваривать металл: от азов сварочных работ до обучения технике сварки. Азы сварки металла инвертором для начинающих Как сделать самодельный сварочный аппарат

В виду того, что в быту обывателям часто требуется работать с металлом, многие используют сварочные агрегаты. Но далеко не всем по карману приобретение дорогостоящего оборудования, из-за чего и возникает вопрос, как собрать сварочный аппарат своими руками. Процесс изготовления будет отличаться в зависимости от типа и конструктивных особенностей сварочного устройства.

Типы сварочных аппаратов

Современный рынок наполнен достаточно большим разнообразием сварочных аппаратов, но далеко не все целесообразно собирать своими руками.

В зависимости от рабочих параметров устройств различают такие виды устройств:

• на переменном токе – выдающие переменное напряжение от силового трансформатора напрямую к сварочным электродам;
• на постоянном токе – выдающие постоянное напряжение на выходе сварочного трансформатора;
• трехфазные – подключаемые к трехфазной сети;
• инверторные аппараты – выдающие импульсный ток в рабочую область.

Первый вариант сварочного агрегата наиболее простой, для второго понадобиться доработать классическое трансформаторное устройство выпрямительным блоком и сглаживающим фильтром. Трехфазные сварочные аппараты используются в промышленности, поэтому рассматривать изготовление таких устройств для бытовых нужд мы не будем. Инверторный или импульсный трансформатор довольно сложное устройство, поэтому чтобы собрать самодельный инвертор вы должны уметь читать схемы и иметь базовые навыки сборки электронных плат. Так как базой для создания сварочного оборудования является понижающий трансформатор, рассмотрим порядок изготовления от наиболее простого, к более сложному.

На переменном токе

По такому принципу работают классические сварочные аппараты: напряжение с первичной обмотки 220 В понижается до 50 – 60 В на вторичной и подается на сварочный электрод с заготовкой.

Перед тем, как приступить к изготовлению, подберите все необходимые элементы:

• Магнитопровод – более выгодными считаются наборные сердечники с толщиной листа 0,35 – 0,5мм, так как они обеспечивают наименьшие потери в железе сварочного аппарата. Лучше использовать готовый сердечник из трансформаторной стали, так как плотность прилегания пластин играет основополагающую роль в работе магнитопровода.
• Провод для намотки катушек – сечение проводов выбирается в зависимости от величины, протекающих в них токов.
• Изоляционные материалы – основное требование, как к листовым диэлектрикам, так и к родному покрытию проводов – устойчивость к высоким температурам. Иначе изоляция сварочного полуавтомата или трансформатора расплавится и возникнет короткое замыкание, что приведет к поломке аппарата.

Наиболее выгодным вариантом является сборка агрегата из заводского трансформатора, в котором вам подходит и магнитопровод, и первичная обмотка. Но, если подходящего устройства под рукой нет, придется изготовить его самостоятельно. С принципом изготовления, определения сечения и других параметров самодельного трансформатора вы можете ознакомиться в соответствующей статье: .

В данном примере мы рассмотрим вариант изготовления сварочного аппарата из блока питания микроволновки. Следует отметить, что трансформаторная сварка должна обладать достаточной мощностью, для наших целей подойдет сварочный аппарат хотя бы на 4 – 5кВт. А так как один трансформатор для микроволновки имеет только 1 – 1,2 кВт, для создания аппарата мы будем использовать два трансформатора.

Для этого вам понадобится выполнить такую последовательность действий:

Рис. 2: уберите высоковольтную обмотку

оставив только низковольтную, в таком случае намотку первичной катушки уже делать не нужно, так как вы используете заводскую.

• Удалите из цепи катушки на каждом трансформаторе токовые шунты, это позволит увеличить мощность каждой обмотки.
  Рис. 3: удалите токовые шунты
• Для вторичной катушки возьмите медную шину сечением 10мм 2 и намотайте ее на заранее изготовленный каркас из любых подручных материалов. Главное, чтобы форма каркаса повторяла габариты сердечника.
  Рис. 4: намотайте вторичную обмотку на каркас
• Сделайте диэлектрическую прокладку под первичную обмотку, подойдет любой негорючий материал. По длине ее должно хватать на обе половинки после соединения магнитопровода.
  Рис. 5: сделайте диэлектрическую прокладку
• Поместите силовую катушку в магнитопровод. Для фиксации обеих половинок сердечника можно использовать клей или стянуть их между собой любым диэлектрическим материалом.
  Рис. 6: поместите катушку в магнитопровод
• Подключите выводы первички к шнуру питания, а вторички к сварочным кабелям.
  Рис. 7: подключите шнур питания и кабели

Установите на кабель держатель и электрод диаметром 4 – 5мм. Диаметр электродов подбирается в зависимости от силы электрического тока во вторичной обмотке сварочного аппарата, в нашем примере она составляет 140 – 200А. При других параметрах работы, характеристики электродов меняются соответственно.

Во вторичной обмотке получилось 54 витка, для возможности регулировки величины напряжения на выходе аппарата сделайте два отвода от 40 и 47 витка. Это позволит осуществлять регулировку тока во вторичке посредством уменьшения или увеличения количества витков. Ту же функцию может выполнять резистор, но исключительно в меньшую сторону от номинала.

На постоянном токе

Такой аппарат отличается от предыдущего более стабильными характеристиками электрической дуги, так как она получается не напрямую с вторичной обмотки трансформатора, а от полупроводникового преобразователя со сглаживающим элементом.

Рис. 8: принципиальная схема выпрямления для сварочного трансформатора

Как видите, делать намотку трансформатора для этого не требуется, достаточно доработать схему существующего устройства. Благодаря чему он сможет выдавать более ровный шов, варить нержавейку и чугун. Для изготовления вам понадобится четыре мощных диода или тиристора, примерно на 200 А каждый, два конденсатора емкостью в 15000 мкФ и дроссель. Схема подключения сглаживающего устройства приведена на рисунке ниже:

Рис. 9: схема подключения сглаживающего устройства

Процесс доработки электрической схемы состоит из таких этапов:

В связи с перегревом трансформатора во время работы, диоды могут быстро выйти со строя, поэтому им нужен принудительный отвод тепла.

Для подключения лучше использовать луженные зажимы, так как они не потеряют изначальную проводимость от больших токов и постоянной вибрации.

Рис. 12: используйте луженные зажимы

Толщина провода выбирается в соответствии с рабочим током вторичной обмотки.

При сварке металлов таким аппаратом всегда следует контролировать нагрев не только трансформатора, но и выпрямителя. А при достижении критической температуры делать паузу для остывания элементов, иначе сварочный агрегат, сделанный своими руками, быстро выйдет со строя.

Инверторный аппарат

Представляет собой довольно сложное устройство для начинающих радиолюбителей. Не менее сложным процессом является подборка необходимых элементов. Преимуществом такого сварочного аппарата являются значительно меньшие габариты и меньшая мощность, в сравнении с классическими устройствами, возможность реализовать и т.д.

Рис. 14: принципиальная схема импульсного блока

В работе такая схема преобразует переменное напряжение из сети в постоянное, затем, при помощи импульсного блока, выдает ток большой амплитуды в область сварки. Этим и достигается относительная экономия мощности аппарата по отношению к его производительности.

Конструктивно инверторная схема сварочного аппарата включает в себя такие элементы:

• диодный выпрямитель с магазином емкостей, балластным резистором и системой плавного пуска;
• система управления на основе драйвера и двух транзисторов;
• силовая часть из управляющего транзистора и выходного трансформатора;
• выходная часть из диодов и дросселя;
• система охлаждения из кулера;
• система обратной связи по току для контроля параметра на выходе сварочного аппарата.

Для вам понадобится самостоятельно намотать силовой трансформатор, трансформатор тока на базе ферритового кольца. Для моста лучше использовать готовую сборку из быстродействующих полупроводниковых элементов.

К сожалению, большинство других элементов вряд ли найдутся под рукой в гараже или у вас дома, поэтому их придется заказывать или приобретать в специализированных магазинах. Из-за чего сборка инверторного блока своими руками обойдется не дешевле заводского варианта, а с учетом затраченного времени, еще и дороже. Поэтому для инверторной сварки лучше приобрести готовый аппарат с заданными рабочими параметрами.

Видео инструкции

Если у вас есть необходимость выполнения каких-нибудь несложных сварочных работ для бытовых нужд, вовсе не обязательно приобретать дорогостоящий заводской агрегат. Ведь если знать некоторые тонкости, можно без труда собрать сварочный аппарат своими руками, о чем и пойдет речь ниже.

Сварочные аппараты: классификация

Любые аппараты для сварки бывают электрическими или же газовыми. Стоит сразу сказать, что самодельные сварочные аппараты не должны быть газовыми. Поскольку они включают в себя взрывоопасные баллоны с газом, держать такую установку дома не стоит.

Поэтому в контексте самостоятельной сборки конструкций речь пойдет исключительно об электрических вариантах . Такие агрегаты также подразделяются на разновидности:

1. Установки-генераторы - оснащены собственным генератором тока. Отличительная черта - большой вес и габариты. Для домашних нужд такой вариант не подойдет, да и собрать самостоятельно его будет сложно.
2. Трансформаторы - такие установки, в особенности полуавтоматического типа, очень распространены среди тех, кто делает сварочное оборудование самостоятельно. Питаются от сети в 220 или 380 В.
3. Инверторы - такие установки просты в применении и идеально подходят для дома, конструкция компактная и мало весит, но электронная схема достаточно сложна.
4. Выпрямители - эти аппараты просто собирать и применять по назначению. С их помощью даже новичок может выполнять качественные сварные швы.

Чтобы в домашних условиях собрать инвертор, потребуется схема, которая позволит соблюсти нужные параметры. Рекомендуется брать детали от старых советских приборов:

Параметры для аппарата можно выбирать такие:

• Он должен работать с электродами, диаметр которых не превышает 5 мм.
• Максимальный показатель рабочего тока равен 250 А.
• Источник напряжения - сеть бытовая на 220 В.
• Регулировка сварочного тока варьируется от 30 до 220 А.

Инструмент включает такие компоненты:

• блок питания;
• выпрямитель;
• инвертор.

Начинаем с намотки трансформатора и действуем в такой последовательности:

1. Возьмите ферритовый сердечник.
2. Выполните первую обмотку (100 витков посредством провода ПЭВ 0,3 мм).
3. Вторая обмотка - 15 витков, проводом с сечением 1 мм).
4. Третья обмотка - 15 витков проводом ПЭВ 0,2 мм.
5. Четвертая и пятая - соответственно по 20 витков проводами с сечением 0, 35 мм.
6. Чтобы охладить трансформатор, возьмите вентилятор от компьютера.

Чтобы транзисторные ключи работали непрерывно, напряжение следует на них подавать после выпрямителя и конденсаторов. Блок выпрямителя соберите по схеме на плате, а все узлы прибора закрепите в корпусе. Можно использовать старый корпус от радиоустройства , а можно его сделать и самостоятельно.

С лицевой части корпуса устанавливается светодиодный индикатор , который показывает, что прибор включен в сеть. Здесь же можно поставить дополнительный выключатель, а также защитный предохранитель. Еще его можно установить на заднюю стенку и даже в сам корпус.

Все зависит от его размеров и конструктивных особенностей. Переменное сопротивление устанавливается на лицевой части корпуса, с его помощью можно регулировать рабочий ток . Когда вы собрали все электрические схемы, проверьте аппарат специальным прибором или тестером и можете провести его испытание.

Сборка трансформаторного варианта будет от предыдущей несколько отличаться. Этот агрегат работает на переменном токе, но для сварки постоянным током нужно собрать к нему простую приставку.

Для работы вам потребуется трансформаторное железо для сердечника, а также несколько десятков метров толстого провода или толстой медной шины. Все это можно найти в пункте приема металлов. Сердечник лучше всего делать П-образным, тороидальным либо круглым. Многие также берут статор от старого электромотора.

Инструкция сборки П-образного сердечника выглядит таким образом:

• Возьмите трансформаторное железо сечением от 30 до 55 с м 2 . Если показатель будет больше, аппарат получится слишком тяжелым. А если сечение будет меньше 30, прибор не сможет корректно работать.
• Возьмите медный обмоточный провод сечением около 5 мм 2 , оснащенный термостойкой изоляцией из стеклоткани или хлопка. Изоляция важна, поскольку во время работы обмотка может нагреться до 100 градусов и выше. У обмоточного провода сечение квадратное или прямоугольное сечение. Однако такой вариант отыскать сложно. Подойдет и обычный с аналогичным сечением, но только вам нужно будет снять с него изоляцию, обмотать стеклотканью и тщательно пропитать электротехническим лаком, после чего высушить. В первичной обмотке 200 витков.
• Вторичная обмотка потребует порядка 50 витков. Провод обрезать не нужно. Включите в сеть первичную обмотку, а на проводах вторичной отыщите место, где напряжение составляет около 60 В. Для поиска такой точки отматывайте или наматывайте дополнительные витки. Провод может быть алюминиевым, но сечение должно быть больше, чем для первичной обмотки, в 1,7 раза.
• Готовый трансформатор установите в корпус.
• Чтобы вывести вторичную обмотку, потребуются медные клеммы. Возьмите трубку диаметром 10 мм и длиной около 4 см. Расклепайте ее конец и просверлите отверстие с диаметром в 10 мм, а в другой конец вставьте конец провода, предварительно очищенный от изоляции. Далее, обожмите его легкими ударами молотка. Чтобы усилить контакт провода с трубкой-клеммой, нанесите керном на нее насечки. Самодельные клеммы прикрутите к корпусу гайками и болтами. Детали лучше всего использовать медные. Наматывая вторичную обмотку желательно делать отводы через каждые 5−10 витков, они позволят менять ступенчато напряжение на электроде;
• Для изготовления электродержателя возьмите трубу с диаметром около 20 мм и длиной порядка 20 см. На концах примерно в 4 см от торцевой части выпилите выемки до половины диаметра. В выемку вставьте электрод и прижмите пружиной на основе приваренного куста проволоки из стали с диаметром 5 мм. Ко второму кону прикрепите такой же провод, который использовался для вторичной обмотки, с помощью гайки и винта. Наденьте на держатель резиновую трубку с подходящим внутренним диаметром.

Готовый аппарат к сети лучше всего подключать с помощью проводов с сечением от 1,5 с м 2 и более, а также рубильника. Ток в первичной обмотке обычно не превышает показатель в 25 А, а во вторичной колеблется в пределах 6-120 А. Во время работы с электродами диаметром 3 мм через каждые 10−15 делайте остановки, чтобы трансформатор остыл . Если электроды более тонкие, это не нужно. Более частые перерывы нужны, если вы работаете в режиме резки.

Мини-сварка своими руками

Чтобы самостоятельно собрать миниатюрный аппарат для сварки, вам потребуется всего лишь несколько часов и такие материалы:

Сначала аккуратно разберите старую батарейку и извлеките из нее графитовый стержень. На конце его заострите шкуркой и протрите сухой тряпкой. Кусок толстой проволоки на4−5 см от конца очистите от изоляции и с помощью пассатижей или бокорезов загните петлю. В нее вставьте угольный электрод.

Уберите вторичную обмотку с трансформатора и на ее место намотайте толстую проволоку на 12−16 витков. Теперь все это вставляется в подходящий корпус - и аппарат готов.

Его провода присоединяются к выводам вторичной обмотки, угольный стержень вставляется в петлю и хорошо обжимается. Плюсовый вывод соедините с держателем электрода, а минусовый - со скруткой рабочих деталей. Ручку-держатель можно приспособить для электрода.

Можно применять ручку паяльника или нечто подобное. Включите прибор в бытовую сеть и выполните соединение деталей посредством графита . Должно возникнуть пламя, а на конце деталей образуется шарообразный сварной шов.

Для домашней мастерской наличие сварочного аппарата очень важно. Такие приборы имеют разные конструкции и модификации . Как новички, так и опытные мастера часто предпочитают не заводские, а самодельные аппараты, которые можно модифицировать на свой лад.

Время чтения: 8 минут

Благодаря технологическому прогрессу сварочные аппараты превратились в компактные и интуитивно понятные устройства из громоздких и сложных в освоении. И если раньше сварочный аппарат можно было встретить только у человека, который занимается этим делом профессионально, то сейчас простенькие инверторы есть у каждого дачника и домашнего умельца. Сейчас можно найти инвертор по цене до 50$, и это сущие копейки в сравнении с аппаратами прошлого поколения.

Но, не смотря на большой ассортимент современных сварочных аппаратов, порой мастеру легче собрать свой прибор, чем купить в магазине. И у этого решения есть сразу несколько причин. В этой статье мы подробно расскажем, зачем изготавливать самодельный сварочный аппарат и как сделать сварочный аппарат типа инвертор, полуавтомат и аппарат для сварки контактным методом. Как показывает практика, именно эти типы сварочных аппаратов чаще всего собирают своими руками.

Самодельные сварочные аппараты постоянного тока обладают множеством преимуществ перед заводскими аппаратами. Мы перечислим основные из них, чтобы вы понимали целесообразность сборки самодельного инвертора, полуавтомата или контактного аппарата.

Стоимость

Первое преимущество это цена самодельного аппарата. Себестоимость сварочника, собранного своими руками, редко превышает 100$ и это очень выгодно. Да, в продаже есть дешевые инверторы за 100$ и даже меньше, но вы уверены, что сможете полноценно пользоваться им на протяжении долгих лет? Мы не уверены. Дешевые сварочные аппараты заводского производства редко бывают долговечными и функциональными. А вам ведь нужен полноценный помощник в быту, а не пародия на сварочный аппарат.

Все еще не верите, что дешевый аппарат просто по определению не может быть качественным? Подумайте сами. Для производства аппарата недостаточно иметь одни лишь детали. Нужен еще персонал, работники, оборудование, плюс оплата налогов, зарплат и т.д. Это все большая доля расходов, и чтобы хоть как-то снизить цену на конечный продукт производители просто используют некачественные комплектующие при изготовлении.

Вы можете поступить иначе. Чтобы собрать сварочный аппарат на постоянном токе для своих нужд, нужно сразу купить более-менее качественные детали. Себестоимость собранного вами аппарата будет такой же, как и цена на бюджетный заводской аппарат. Но при этом ваш самодельный сварочник будет гораздо надежнее, долговечнее и сможет работать в тяжелых условиях.

Ремонтопригодность

Еще одно преимущество аппарата, собранного в домашних условиях - это ваша полная уверенность в нем. Вы с точностью до детали знаете, из чего он собран, что может выйти из строя, как починить такой аппарат и сколько это будет стоить. В случае с заводским аппаратом предсказать исход практически невозможно. К тому же, сейчас ассортимент настолько велик, что сварщикам старой закалки просто не хочется тратить время и силы на изучение всех типов аппаратов. Им проще собрать свой добротный инвертор или тот же полуавтомат.

Саморазвитие

И последний не очевидный, но все же плюс - самоделки развивают вас и ваши навыки в сборке электроприборов. Если вы давно хотели начать собирать электроинстументы или модернизировать бытовую технику, то самодельный сварочник может стать первой ступенью.Это очень занятный и интересный процесс, который понравится вам и может стать полноценным хобби или даже подработкой.Ну а если самостоятельная сборка аппарата вас не заинтересует, то вы хотя бы сможете выполнять мелкий ремонт дома.

Как сделать инвертор?

Чтобы собрать инверторный сварочный аппарат своими руками вам понадобится минимальный набор инструментов, деталей и базовые знания электротехники. Всю «начинку» самодельного инвертора можно поместить в корпус от стационарного компьютера. Посмотрите видеоролик ниже, где автор рассказывает о своем самодельном аппарате.

У такого самодельного инвертора очень простое устройство. Есть силовая часть, сварочный трансформатор постоянного тока и дроссель. Дополнительно нужно добавить блок питания. Аппарат, показанный в ролике, оснащен регулятором тока и кнопкой включения. Если будете использовать корпус компьютера, то добавьте несколько отверстий для выхода горячего воздуха и забора холодного.

Здесь мы не будем перечислять все детали, необходимые для сборки, поскольку в видеоролике автор все подробно и быстро объясняет. Вам достаточно посмотреть одно видео и уже можно собирать свой инвертор. Все нужные детали можно добыть либо на радиорынке, либо на онлайн-досках объявлений. Если у вас есть гараж, то поищите запчасти там. У многих умельцев где-то да завалялся старенький трансформатор от бытового прибора вроде микроволновки.

Такой самодельный инвертор вполне надежен и долговечен, при этом он не так прихотлив к хранению, как заводские аппараты. Ну а схема сборки сварочного инвертора есть в открытом доступе, ее легко можно найти в интернете.

Как сделать полуавтомат?

Для сборки полуавтомата вам понадобится инвертор в качестве «донора». Необязательно покупать в магазине новый инвертор, можно буквально за копейки взять б/у аппарат с рук. Подающий механизм для проволоки можно собрать буквально из подручных деталей. Мы не рекомендуем изготавливать какие-то детали самостоятельно, гораздо проще и быстрее купить их в интернете. К примеру, не стоит самому делать сварочный рукав. Лучше закажите его в интернет-магазине и не заморачивайтесь.

Посмотрите ниже еще один видеоролик, только о сборке полуавтомата. В видео автор подробно рассказывает, как он собрал полноценный полуавтомат на базе обычного инвертора для РДС сварки.

Также прочтите наш подробный материал о сборке полуавтомата. Там же есть схема сварочного аппарата постоянного тока полуавтоматического типа.

Как сделать контактную сварку?

Самодельная контактная сварка - вещь крайне нужная. Такой прибор потребляет мало электроэнергии, при этом позволяет быстро сваривать тонколистовой металл без электродов с покрытием, сварочной проволоки, газа и прочих расходников. В интернете есть множество видероликов с изготовлением контактной сварки, но мы расскажем свою подробную инструкцию.

Первое, что вам понадобится - это работающий трансформатор. Его можно достать из ненужной бытовой техники вроде микроволновки. Если вы хотите собрать мощный аппарат для контактной сварки, то используйте сразу два трансформатора, чтобы увеличить мощность.

Дополнительно достаньте провод из меди. Он должен быть толстым, либо свяжите несколько тонких проводов воедино. Сделайте или купите рычаги, с их помощью вы будете зажимать металл между двумя металлическими электродами. Не забудьте про основание для аппарата. Это может быть лист металла, весом как минимум пару кг. При желании может смонтировать аппарат прямо на сварочный стол. Еще вам понадобятся струбцины, отвертка, материал для обмотки (например, изолента) и медные . Их можно сделать самому из медных деталей.

Контактная сварка своими руками может быть собрана из любого трансформатора, но лучше все же взять деталь из той же микроволновки. Поскольку такой трансформатор отлично подходит для самодельного сварочного аппарата. Для сборки вам понадобится не весь трансформатор целиком, а его магнитопровод и первичная обмотка. Уберите из трансформатора вторичную обмотку, делайте это осторожно. Дополнительно демонтируйте шунты. Они располагаются по обеим сторонам вторичной обмотки.

Теперь пора сделать новую обмотку. Для нее нам понадобиться провод минимум 10 мм в диаметре. Намотайте 2-3 витка, этого будет достаточно для бесперебойной работы трансформатора. Если у выбраного вами провода слишком толстая изоляция, снимите ее и обмотайте провод изолентой.

Основа готова. Осталось собрать воедино все детали. Поместите их в корпус. Его можно изготовить самому, а можно взять просто кожух от неработающего электроприбора, подходящего по размеру и конфигурации. Подсоедините медные провода, необходимые кнопки включения и т.п. Все готово!

Вместо заключения

Как видите, чтобы собрать самодельный сварочный аппарат постоянного тока своими руками вам понадобится минимальный набор деталей и базовые знания в области электротехники. Этого уже достаточно для сборки инвертора, полуавтомата или аппарата контактной сварки. В интернете есть самые разнообразные схемы этих аппаратов, вы можете выбрать наиболее подходящие и использовать их. Усовершенствование самодельного аппарата также возможно. Это в принципе одно из достоинств. Самодельный сварочник можно переделывать и модифицировать, не боясь слететь с гарантии и сломать устройство.

Сварка – это наиболее надежное соединение неразъемных деталей. В повседневной жизни она широко используется в изготовлении изгороди с использованием сетки-рабицы, тепличных каркасов, печей для бань и гаражей или различных емкостей, необходимых на дачных участках. Человек, владеющей навыками сварочных работ, способен создать на своем приусадебном участке настоящие шедевры ажурных ограждений, навесов для крыш и прочих необходимых в быту вещей.

Чем обоснована надежность сварки: основы сварочных работ

По прочности создания неразъемных соединений, сварка занимает лидирующие позиции. Это обеспечивается нагреванием сплавов из различных металлов с помощью электрической дуги, которое приводит к пластической деформации используемых материалов. При этом происходит взаимное проникновение элементарных частиц электрода в строение соединяемых материалов. В результате возникают молекулярные связи, обладающие сверхвысокой прочностью.

Благодаря современным инновационным технологиям, в настоящее время появилась возможность использовать для сварки лазерные и электронные лучи, ультразвук и пламя газовой горелки. Но для сварки в бытовых условиях по-прежнему самой оптимальной остается электродуговая сварка, источником энергии, для создания электрической дуги которой служат сварочные аппараты различных типов, в том числе и инверторы.

Способы сварки

Существуют следующие способы сварки:

• Газопрессовая , с использованием пламени ацетилкислорода. Преимущества этого вида сварки в высокой производительности. Поэтому она находит широкое применение в нефтяной и газовой отрасли, в частности при строительстве магистралей для транспортировки нефти и газа, а также в машиностроении.
• Контактная , осуществляемая электрическим током, имеющим относительно низкое напряжение при достаточно высокой силе тока. Этот способ включает следующие разновидности: сварка встык, шов и точечная.

Кроме этого, в отдельных случаях применяется роликовая и электрошлаковая сварка, трением и термитная, а также ряд других разновидностей.

Выбор правильного оборудования

Если вы решили освоить технику выполнения сварочных работ, то вам потребуется сварочное оборудование. Его можно арендовать или купить. В настоящее время торговые точки предлагают сварочные аппараты, оснащенные устройством, позволяющим увеличивать или уменьшать силу тока. Любители делать все собственными руками, могут смастерить сварочный аппарат из подручных средств. В любом случае, вам потребуется один из следующих преобразователей электрической энергии:

1. Трансформатор для преобразования переменного тока бытовой электрической сети в ток, необходимый для осуществления сварочных работ. Выбирая агрегат этого типа, необходимо учитывать, что дешевые модели не смогут обеспечить необходимую стабильность электрической дуги. Для них характерно «просаживание» напряжения. К тому же, они слишком тяжелые.
2. Выпрямитель. Это прибор, который преобразует переменный электрический ток, подаваемый в потребительские сети в постоянный. В отличие от трансформаторов, данные агрегаты обеспечивают достаточную стабильность электрической дуги, что, в свою очередь, повышает качество сварного шва.
3. Инвертор. Он преобразует переменный ток бытовой электросети, в требуемый постоянный, с необходимым для качественной сварки напряжением. Этот аппарат отличается компактностью и небольшим весом, легкостью зажигания, быстрым действием и высокой производительностью.

** Рекомендация. Наиболее эффективным из перечисленных аппаратов считается инвертор, отличающийся экономичностью и высокой производительностью.

Как правильно выбрать электроды для сварки

Для самой распространенной, дуговой сварки требуются электроды, которые предназначены для подведения тока к сварочному шву. В большинстве случаев, это – проволока, состоящая из специального плавящегося порошка. Но для тех, кто впервые сталкивается со сварочными работами, лучше использовать электроды, в виде твердых стержней, покрытых плавящимся составом. Они позволяют даже новичку оформить ровный шов. Оптимальный диаметр стержня электрода для этой категории сварщиков – 3 мм. Электроды меньшего диаметра применяются для соединения тонких листов металла, а для использования

электродов большего диаметра необходимо оборудование большей мощности.

Безопасность проведения сварочных работ (экипировка сварщика)

Сварочные работы сопровождаются ярким световым излучением и множеством брызг раскаленного металла. Поэтому, сварщик должен позаботиться о защите кожи своего лица и глаз от ожогов. Для этих целей потребуется специальный щиток и маска. Но не только лицо и глаза нуждаются в защите. Кожа рук подвержена ожогам от разлетающихся брызг плавящегося металла в большей мере. Поэтому, рукавицы из брезента или замши – необходимое средство обеспечения безопасности. Идеальный вариант – наличие халата или комбинезона из плотной брезентовой или прорезиненной ткани.

В целях обеспечения пожарной безопасности, в местах проведения сварочных работ должна быть емкость с водой или другие средства, защищающие от возгорания при попадании случайной искры.

Пошаговая инструкция выполнения сварочных работ

1. Свариваемая поверхность должна быть тщательно защищена. На ней не должно быть загрязнений и ржавчины.
2. Перед началом выполнения сварочных работ, необходимо вставить электрод в держатель аппарата для сварки и создать электрическую дугу. Для этого необходимо вызвать движение тока в зоне сварки. Осуществить этот процесс можно, чиркнув стержнем электрода по металлу или, касаясь им поверхности заготовки в виде постукивания.
3. Как только появится электрическая дуга, необходимо создать зазор между ней и соединяемой поверхностью. Этот зазор должен иметь постоянную величину и находиться в пределах от 3 до 5 мм.

** Рекомендация. Чтобы получить ровный шов, без дефектов, необходимо, чтобы величина зазора оставалась постоянной в течение всего времени выполнения сварочных работ. В противном случае, дуга будет прерываться, что приведет к ухудшению качества сварного шва.

1. Угол наклона стержня должен составлять 70?. Но он может быть изменен, в целях обеспечения комфортности выполнения сварочных работ.
2. Немаловажное значение имеет и стабильность подачи электрического тока. Необходимо учитывать, что слишком большая его сила вызовет проплавление металла, а при низкой происходит гашение дуги.

После того, как вы освоили технику выполнения сварочного шва в виде валика, можно приступать непосредственно к выполнению неразъемных соединений. Начинается работа с создания дуги. Затем сварщик переходит к непосредственному соединению деталей. При этом его рука должна совершать колебательные движения от одного элемента к другому. Сварной шов (траектория движения) может быть выполнен в виде елочки, петли, зигзага и т.п. В завершение работы, необходимо зачистить шов от образовавшихся шлаков.

Как только вы освоите основные навыки сварочных работ, можно перейти к выполнению более сложных операций, производя стыковые и тавровые соединения, а также внахлест и угловые, двигаясь в различных направлениях. Как только рука приобретет уверенность, можно приступать к изготовлению более сложных изделий.

Видео — ручная дуговая сварка для начинающих

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:

— медные провода;

— 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.