Конструирование самодельных сварочных аппаратов постоянного тока

На чтение: 24 минРубрика: Инструменты и оборудование

На что обратить внимание при выборе сварочного инвертора

Речь пойдет не о характеристиках, а о выборе марок и производителей. Ситуация на рынке со сварочными инверторами не лучше и не хуже, чем с остальными инструментами или бытовой техникой. Очень много товара из Поднебесной. Ценовая категория — от самого дешевого, до среднего. Есть также российские аппараты, украинские и белорусские. Они, в основном, в среднем ценовом диапазоне, хотя есть и более дорогие линейки. «Европейцев» в последние годы очень мало и цена далеко не «средняя».

Как работает сварочный инвертор — это одно. Надо еще, чтобы он был ремонтопригодным. Схемотехника может существенно различаться

Так что же выбрать? Оптимально — нормальный Китай и аппараты производства стран СНГ. И будьте осторожны. Очень много дешевых китайских подделок, которые имитируют российские, украинские или белорусские марки или даже «нормальный» товар из Поднебесной. В «фирменных» приборах заявленные параметры соответствуют реальным. И, если вы выставили ток, скажем, 130 ампер, на выходе вы получите именно 130 ампер плюс-минус пару процентов. В дешевых же поделках приходится потом «опытным» путем переписывать цифры на регуляторах. Потому что при положении регулятора 150 А, но на выходе может быть всего 90 А. В лучшем случае — 110-120 А, что явно не радует.

Ремонт и сервис

Второй момент, на который надо обратить внимание при выборе сварочного инверторного аппарата — его ремонтопригодность и доступность элементной базы. Производители разделились на два лагеря

У одних компоненты для ремонта стоят недорого, легкодоступны. Следовательно, ремонт быстрый, без особых проблем и недорого. Вторая группа производителей исходит из того, что нечего ремонтировать — покупайте новый аппарат. Элементная база подбирается особая, просто так ее не найти, приходится заказывать. Поставляет ее тот же производитель по очень высоким ценам. Так что действительно, часто получается дешевле купить новый аппарат, чем ремонтировать вышедший из строя.

Важно чтобы заявленные характеристики совпадали с реальными

Как ни странно, сварочные инверторы «второй группы» обычно работают нормально и довольно долго. Так что отзывы о работе обычно положительные. Но вот ремонт… Это проблема.

Ну, и следует обратить внимание на наличие сервисных центров в вашем регионе. И на то, на какой срок дают гарантию

Не только производители, но и сервисники. Может получиться так, что гарантия на аппарат солидная — несколько лет. А на ремонтные работы — всего месяц-два-три. Скажем, вам не повезло, ваш сварочник сломался очень быстро. Отвезли в мастерскую, они отремонтировали, а на отремонтированный аппарат дают гарантию два месяца. И все. Дальше «за свои деньги».

Экономичный сварочный трансформатор

Электрическая дуга была впервые получена в 1802 г. русским академиком В.В. Петровым. За свою более чем 200-летнюю историю она из обычного электрического явления превратилась в мощную технологическую составляющую современного производства.

Технический прогресс в промышленности неразрывно связан с постоянным совершенствованием сварочного производства.

Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъёмных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, кузнечно-прессового, химического и энергетического оборудования, в сельскохозяйственном и тракторном машиностроении, в производстве строительных и других конструкций.

Начиная с середины 80-х годов прошлого столетия, стало увеличиваться количество сварочных аппаратов, предназначенных для домашнего применения. Сегодня их изготавливают не только любители-одиночки, но и всевозможные акционерные общества, появившиеся при крупных промышленных предприятиях.

Однако приобрести надежный и удобный сварочный аппарат для личных нужд не так то просто. Дело в том, что при изготовлении подобных устройств очень часто копируются их «старшие братья» (сварочные аппараты для промышленного применения) как бы в уменьшенном виде. Такой подход нельзя считать правильным.

Как известно, сварочные аппараты являются энергоёмкими устройствами. Эта особенность, с которой мирятся на производстве, может стать существенным препятствием для применения их в домашних условиях. Попробуем разобраться в причинах этого явления.

Почему бытовые сварочные аппараты так же «прожорливы» как и их «старшие братья»? На первый взгляд кажется, что причина кроется в неверных электротехнических расчётах сварочного трансформатора или ошибках, допущенных при его намотке. Такое часто случается, когда трансформатор изготавливают в любительских условиях.

Но дело не только в этом. Даже безупречно грамотно рассчитанный сварочный трансформатор потребляет в рабочем режиме значительное количество энергии. Здесь требуется дать некоторые пояснения. В теоретической электротехнике при расчётах используются понятия «идеального источника тока» и «идеального источника напряжения».

Первый на любой нагрузке обеспечивает неизменный ток, а второй- неизменное напряжение. Чтобы выйти на такие режимы «идеальный источник тока» должен иметь бесконечно большое внутреннее сопротивление (r=∞), а «идеальный источник напряжения» – бесконечно маленькое внутреннее сопротивление (r=0).

Реальные источники электрической энергии имеют внутреннее сопротивление: 0

Так как на внутреннем сопротивлении бесполезно расходуется часть энергии источника, то разным оказывается и КПД данных источников: источник тока имеет коэффициент полезного действия : 0

Как работает инверторный сварочный аппарат

Принцип действия инверторного аппарата во многом схож с работой импульсного блока питания. И в инверторе, и в импульсном блоке питания энергия трансформируется похожим образом.

Процесс преобразования электрической энергии в сварочном аппарате инверторного типа можно описать так.

Переменный ток с напряжением 220 Вольт, протекающий в обычной электрической сети, преобразуется в постоянный.
Полученный постоянный ток при помощи специального блока электрической схемы инвертора опять преобразуется в переменный, но обладающий очень высокой частотой.
Понижается напряжение высокочастотного переменного тока, что значительно увеличивает его силу.
Сформированный электрический ток, обладающий высокой частотой, значительной силой и низким напряжением, преобразуется в постоянный, на котором и выполняется сварка.

Принцип работы сварочного инвертора

Основным типом сварочных аппаратов, которые использовались ранее, были трансформаторные устройства, повышавшие сварочный ток за счет уменьшения значения напряжения. Самыми серьезными недостатками такого оборудования, которое активно используется и сегодня, являются низкий КПД (так как в них большое количество потребляемой электрической энергии тратится на нагрев железа), большие габариты и вес.

Изобретение инверторов, в которых сила сварочного тока регулируется совершенно по иному принципу, позволило значительно уменьшить размеры сварочных аппаратов, а также снизить их вес. Эффективно регулировать сварочный ток в таких аппаратах становится возможным благодаря его высокой частоте. Чем выше частота тока, который формирует инвертор, тем меньшими могут быть габариты оборудования.

Одна из основных задач, которую решает любой инвертор, – это увеличение частоты стандартного электрического тока. Возможно это благодаря использованию транзисторов, которые переключаются с частотой 60–80 Гц. Однако, как известно, на транзисторы можно подавать только постоянный ток, в то время как в обычной электрической сети он переменный и имеет частоту 50 Гц. Чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, в инверторных аппаратах устанавливают выпрямитель, собранный на основе диодного моста.

После транзисторного блока, в котором формируется переменный ток с высокой частотой, в сварочных инверторах расположен трансформатор, который понижает напряжение и, соответственно, увеличивает силу тока. Для регулировки напряжения и тока, имеющих высокую частоту, требуются менее габаритные трансформаторы (при этом по своей мощности они не уступают более крупным аналогам).

Сварочный инвертор без защитного кожуха

Диодный мост в сварочном аппарате: силовые выпрямители своими руками

Диод представляет собой полупроводниковый агрегат с разной проводимостью, определяемой прикладываемым напряжением. Он имеет два вывода: катод и анод. Если подается прямое напряжение, то есть на аноде в сравнении с катодом потенциал положителен, агрегат открыт.

Если напряжение отрицательно, он закрывается. Такая особенность нашла применение в электротехнике: диодный мост активно используется в сварочном деле для выпрямления переменного тока и улучшения качества сварных операций.

Выпрямитель для сварки

Оборудование для сварки на переменном токе обладает существенным минусом при использовании в домашних условиях: оно провоцируют перепады напряжения в сети и помехи для работы электроустройств.

По этой причине, при проведении сварных работ своими руками, требуется выпрямитель для сварочного аппарата, позволяющий в некоторой мере сгладить мощные перепады сетевого напряжения.

Как сделать выпрямитель своими руками?

Если в наличии мастера имеются комплектующие детали, вполне реально изготовить самодельный сварочный выпрямитель. При условии соблюдения всех рекомендаций специалистов он гарантировано обеспечит процесс ручной дуговой сварки постоянным током, но потребуется применить электрод с обмазкой.

Использовать проволоку без обмазки также допустимо, но только при условии большого опыта в сварных вопросах. Для неопытного сварщика справиться с ней будет практически нереально.

Диодный мост для сварочного аппарата.

Обмазка при расплавлении электрода препятствует проникновению составляющих воздуха в расплавленный металл сварного соединения. Без нее контакт металла в расплавленном виде с азотом и кислородом снизят прочностные свойства шва, сделав его хрупким и пористым.

Сначала потребуется выбрать или смотать своими руками понижающий трансформатор с требуемыми параметрами. Собирают трансформатор до подключения диодного моста.

Если выбран путь самостоятельного изготовления аппарата, важно правильно рассчитать его элементы, в том числе:

параметры магнитопровода;
актуальное количество витков;
размеры сечения шин, проводов.

В работе не обойтись без светодиодов: нужны они в качестве проводников тока в одном единственном направлении. Простейший диодный выпрямитель, созданный по мостиковой схеме, монтируют на радиатор с целью теплообмена и охлаждения.

Мощные диоды для сварочного аппарата, по типу ВД-200, выделяют при работе довольно большой объем тепловой энергии. Чтобы обеспечить падающую характеристику тока, в цепь потребуется включить дроссель последовательно.

Активное переменное сопротивление в такой схеме обеспечит сварщику возможность плавно регулировать сварочный ток. Далее, один полюс нужно подключить к сварной проволоке, а второй ‒ к рабочему объекту.

Выполнить намотку реостата несложно своими силами, но для такой задачи потребуется керамический сердечник и проволока из никелина или нихрома. Актуальный диаметр проволоки определит величина регулируемого тока сварной операции.

Расчет сопротивления реостата нужно проводиться учетом удельного сопротивления электрода, его сечения и общей длины.

Электрическая схема сварки с диодным мостом.

Шаг регулировки тока для сварки зависит от диаметра витков. Если правильно собрать перечисленные детали в единый агрегат, процесс сварки будет сопровождаться постоянным током. Не лишним будет и монтаж резистора, препятствующего короткому замыканию при работе.

При наличии резистора можно сгладить разряды на конденсаторе, сделать поджога электрода более простым и мягким. Изготовление аппарата для выпрямления сварного тока своими руками позволит создавать максимально аккуратные и долговечные сварные швы.

Итоги

Диодный мост для сварочного аппарата преобразует переменный ток в постоянный, что позволяет повысить качества сварных соединений. Такое приспособление можно приобрести в готовом виде или создать своими руками, следуя советам, озвученным в статье.

Отличия при работе с инвертором и полуавтоматом

На терморежим электродного кончика при сварке (постоянный ток) влияет полюсность. С плюсовым подключением показатель достигает почти 4 000 г, на минусе – на 1000 г меньше. Используя прямую и обратную полярность при сварке инвертором, можно точнее корректировать рабочий процесс. Во втором случае расходники сгорают быстрее.

Особенность сварки полуавтоматом – наличие присадки-проволоки, подаваемой равномерно. Швы ровные, аккуратные за счет равномерного прогрева металлов. Рабочий процесс облегчает встроенный преобразователь электронного типа. Прямая агрегация клемм уместна для стандартной порошковой проволоки.

Актуальность вопроса

Главным вопросом сварщиков считается такой: какой ток должен быть у аппарата, чтобы он работал долго и качественно – неустойчивый или статичный? Раньше было гораздо проще, потому что все аппараты работали на переменке.

Не стоял трудный выбор, который возник буквально 25 лет назад. Обычному мастеру сегодня крайне сложно определить, что будет работать лучше – инверторы, трансформаторы или выпрямители. Стоит остановиться на этом вопросе подробнее.

Что же собой представляет переменный ток? Это стандартный электрический импульс, который выходит из розеток.

Аппараты старого образца работали именно по такому принципу: они подключали механизм и на выходе получали пару сотен Ампер сварочного тока. Этого хватало для успешной работы.

Сегодня технологии прогрессируют, и появляются аппараты, способные менять ток с переменного на постоянный. Но вот в чем подвох: инвертор переменного тока на самом деле меняет его на статичный. А это понятно далеко не всем.

Наша цель в этой статье – рассказать, что собой представляют и те, и другие аппараты

Кроме этого, мы попытаемся обосновать важность переделки сварочного оборудования с переменного тока на постоянный

Полезные дополнительные функции

Самые недорогие инверторы способны только изменять силу тока и показывать индикацию сети и перегрева. Чаще всего автоматика отключает питание при повышении температуры. Но чтобы работать было комфортнее или легче существует несколько дополнительных функций.

Функция Anti Stick

Чтобы получился ровный шов, необходимо выдерживать четкое расстояние между концом электрода и свариваемыми частями в пределах 3-5 мм (зависит от силы тока). Новичкам это удается с трудом (еще не привыкла рука), поэтому у них часто электрод прилипает к поверхности. Функция мгновенно отключает напряжение и возобновляет его как только контакт с изделием разорван.

В противном случае пользователю приходится прилагать физическую силу, чтобы оторвать конец присадочного материала, а это приводит к обсыпанию обмазки.

Функция Hot Start

Практична для сварки ржавых металлов или ответственных соединений. Действие функции заключается в подаче повышенного напряжения (В) при начале сварки, что обеспечивает легкий поджиг и избавляет от необходимости многократно стучать торцом электрода о поверхность. Если это лицевая сторона детали, то так дуга оставит меньше следов, которые потом придется обрабатывать механически.

Функция Arc Force

Оптимальна для новичков, у которых часто прилипает электрод. Аппарат с такой функцией «чувствует» расстояние между контактами и когда дуга вот-вот погаснет добавляет кратковременно силу тока (А), чтобы предотвратить это. Такое действие полезно и при сварке тонких металлов (1.0-1.2 мм), поскольку там изначально устанавливаются малые значения (20-40 А), что провоцирует залипание.

Выбирать инвертор лучше с цифровым дисплеем, поскольку так всегда видно текущее напряжение и силу тока. Нарисованная шкала обычно мелкая и уже с 3-4 метров трудно различима.

Инвертор с электронным дисплеем.

Если аппарат оснащен разъемом для TIG сварки, то пригодится функция затухания дуги, обеспечивающая плавное понижение ампер при отпускании кнопки сварщиком. Это предупредит образование свищей в конце шва и позволит планомерно кристаллизоваться сварочной ванне.

Когда инверторный аппарат с аргоном используют для сварки крупных емкостей из нержавеющей стали или ремонта корпусов двигателей и коробок, то практична функция дистанционной регулировки силы тока. Она выполнена в виде второй кнопки на горелке и позволяет корректировать амперы не приближаясь каждый раз к инвертору.

Вместо заключения

Нет однозначного ответа на вопрос, какой сварочный аппарат лучше — инвертор или трансформатор. Дело в том, что сварочный инвертор или сварочный трансформатор — это два принципиально разных аппарата. И хоть оба они предназначены для РДС сварки, их суть различается. Наша рекомендация: если подбираете аппарат для дачи, чтобы пару раз в год подварить теплицу, то выбирайте недорогой инвертор. Они проще в освоении, компактнее и легче.

Ну а если вы планируете обучаться и хотите аппарат «на вырост», то присмотритесь к трансформаторам или выпрямителям. Они тяжелее и сложнее в транспортировке, зато стоят столько же, сколько хороший инвертор. При этом гораздо мощнее и даже бытовые модели выдают силу тока до 300 Ампер.

Но учтите, что при использовании трансформаторов или выпрямителей у вас нет права на ошибку. Правильно выставите настройки — получите шов отличного качества. Здесь аппарат не будет помогать вам, как в случае с инвертором. Но мы считаем, что это скорее плюс, чем минус. Поскольку обучившись работать с трансформатором, вы потом сможете варить любым аппаратом, будь он трансформаторный, инверторный или полуавтоматический. Так же не забывайте про выпрямители, это тоже отличный аппарат для новичка. Желаем удачи в работе!

Что такое инвертор сварочный

Сварочные инверторы — это один из самых современных видов сварочных аппаратов. Они практически полностью вытеснили из мастерских и гаражей трансформаторные устройства, выпрямители и генераторы.

Принцип действия инвертора, как и любого другого сварочного аппарата заключается в выработке тока большой силы, способного возбудить и поддерживать сварочную дугу. Дуга, как известно, возникает между свариваемыми деталями и электродом, а расплавленный таким методом металл заполняет пустоты шва и образует прочнейшее соединение, которое ничем не отличается от монолитной детали. В классических сварочных аппаратах ток большой силы возбуждался в обычном трансформаторе, в инверторных же аппаратах для этого существует несколько другой способ, более современный и совершенный.

Особенности переделки

Антенна для цифрового тв своими руками

Изготовить аппарат точечной сварки своими руками удаётся без излишних усилий, если воспользоваться вариантом переделки его из ненужного сварочного устройства

При подготовке к работам необходимо будет обратить внимание на следующие моменты:

Для рядового ТТ напряжение при работе на холостом ходу (х. х.), как правило, выбирается не более 70 Вольт;
В ситуации с агрегатом для точечной сварки этот показатель не должен превышать 6-ти Вольт;
Для реализации данного условия потребуется новая вторичная обмотка, рассчитанная на пониженное значение выходного напряжения.

Обратите внимание! Изготовить новую низковольтную катушку можно и путём её намотки поверх имеющейся вторичной обмотки (если место позволяет). В противном случае лучше размотать прежнюю «вторичку» и воспользоваться её проводом для формирования новой рабочей обмотки

В противном случае лучше размотать прежнюю «вторичку» и воспользоваться её проводом для формирования новой рабочей обмотки.

Перед тем, как сделать точечную сварку с обновлённым трансформатором, желательно ознакомиться с существующими типами этих электротехнических изделий и постараться выбрать наиболее подходящий из них.

Инверторы

По дрогу принципу работают сварочные инверторы, которые тоже относятся к аппаратам постоянного тока. Преобразования в них происходят несколько по-другому.

Входное сетевое напряжение 220 В сразу преобразуется выпрямителем в постоянный ток. С помощью фильтра низких частот пульсации сглаживаются, и ток, в качестве питающего, поступает на задающий генератор, силовые биполярные или полевые транзисторы.

Генератор вырабатывает сигнал частотой от 40 до 80 кГц. Изменение частоты переменным резистором, выведенным на лицевую панель, позволяет регулировать силу сварочного тока. Эта частота поступает на управляющие входы силовых транзисторов, на выходе в результате получается импульсный ток той же частоты.

Для дальнейшего преобразования он пропускается через конденсаторы, чтобы получился высокочастотный переменный ток. Затем он подается на понижающий трансформатор.

С вторичной обмотки снимается пониженное напряжение высокой частоты. Благодаря этому не требуются такие громоздкие преобразователи (понижающие трансформаторы низкой частоты). Сварочный пост в таком случае получается компактным и эргономичным.

Получившийся высокочастотный ток вновь выпрямляется диодным мостом и превращается в постоянный. Для уменьшения пульсаций устанавливаются батареи конденсаторов, а для мягкости дуги – дроссель. Благодаря электронной схеме управления силой сварочного тока и напряжения, отсутствуют проседания мощности и нестабильность дуги.

Сварочный ток не зависит от изменения сетевого напряжения. Шов получается качественным. Сварщику гораздо легче работать таким сварочным аппаратом. Единственно, при пользовании электросваркой необходимо соблюдать требования к присадочной проволоке.

Электроды для сварки нужно использовать те, которые рекомендуются для данного вида металла. Диаметр необходимо выбирать исходя из толщины свариваемого материала.

Сварочная дуга: что это?

Мы говорили ранее, что во время работы дуга может гореть неустойчиво. Процесс часто заметен невооруженным глазом: сварщик выполняет свою работу, а дуга при этом отклоняется от заданной оси. Как итог – шов получается неровным.

Новички часто делают много ошибок, потому что не знают всех нюансов. Это чревато быстрому погасанию дуги и некорректной работе.

Такие моменты наталкивают на мысль о ненужности покупки трансформаторов мастерам без опыта. Но всё обстоит несколько иначе: если вы научитесь работать с таким сложным механизмом, то в будущем у вас не возникнет трудностей с любым другим аппаратом.

Если вы твердо решили отказаться от агрегатов с переменным током — мы посоветуем, что предпринять. Мы подскажем, что делать, когда вы уже купили трансформатор, но пожалели об этом. Наша цель – рассказать, как правильно переделать такой механизм.

Основная классификация

Для соединения металлов разработано множество видов оборудования, которое отличается не только конструкцией, но и методом сварки. Сварочные аппараты могут быть следующих типов.

Трансформаторы. С помощью данного типа агрегата переменное напряжение сети преобразуется в переменное, но с характеристиками, подходящими для сварки.
Выпрямители. Агрегаты являются преобразователями переменного тока в постоянный, благодаря чему сварочная дуга становится более устойчивой, а сварочный шов – более качественным.
Инверторы. Сварочный инвертор преобразует переменный ток в постоянный, после чего постоянный преобразуется в переменный высокочастотный, а на выходе снова выпрямляется, поскольку сварочная дуга на постоянном токе, как уже говорилось, более устойчива.
Полуавтоматы бывают как трансформаторные, так и инверторные. На агрегатах вместо электродов используется специальная проволока, а сварка происходит в среде защитных газов. Аппараты способны варить как в режиме непрерывного горения дуги, так и в импульсном режиме. Такой способностью обладает инверторно-импульсный агрегат.
Сварочные генераторы. Это комбинация сварочного аппарата (трансформаторного или инверторного) с генератором. Последний может иметь бензиновый либо дизельный двигатель. Данные устройства используются в местах, где отсутствует электроснабжение.

На сварочных аппаратах можно увидеть следующую аббревиатуру, относящуюся к токам, с которыми они работают:

AC (англ. alternating current) – данными буквами обозначается переменный ток;
DC (англ. direct current) – маркировка постоянного тока.

Методы сварки обозначаются следующими аббревиатурами.

ММА (Manual Metal Arc) переводится как “ручная электродуговая сварка” (РДС). Это традиционный и самый распространенный способ соединения металлических изделий. В качестве присадки с аппаратами используются штучные электроды, имеющие защитное покрытие (обмазку).
MAG (Metal Active Gas) – способ сварки, при котором происходит обдув дуги активным газом (обычно используется углекислота СО₂). Данный способ применяется на полуавтоматах, использующих в качестве присадки электродную проволоку.
MIG (Metal Inert Gas). При данном способе сварки используются инертные газы, такие как аргон, гелий и др. Метод MIG также используется на полуавтоматических сварочниках для соединения цветных металлов и нержавеющей стали. Для сварки используется проволока из различных металлов.
TIG (Tungsten Inert Gas). В переводе с английского слово “Tungsten” означает “вольфрам”. Сварка происходит неплавящимся электродом в среде инертного газа. Возникновение дуги происходит между металлом и электродом из вольфрама. Присадка, в качестве которой используют металлический прут, подается непосредственно в место сварки, активно обдуваемое защитным газом.
PAW (Plasma Arc Welding) – это плазменная сварка. Выполняется с помощью направленного потока ионизированной плазмы.

На фото ниже ПН аппарата равняется 60%. Это значит, что через каждые 6 минут работы устройства ему нужно давать на отдых 4 минуты.

Но, как показывается практика, именно такой режим работы по умолчанию и получается у любого сварщика из-за технологических остановок (замена электрода или свариваемых деталей, перемещение в пределах рабочего места и т.д.).

Как работает сварочный аппарат инверторного типа

Инвертор благодаря своим техническим характеристикам может применяться для выполнения сварки электродами различных типов. Отличают такой аппарат компактные размеры, а также легкий вес, что делает его очень мобильным, в отличие от тяжелых и крупногабаритных трансформаторов. Удобно и то, что такой сварочник может вырабатывать как постоянный, так и переменный ток.

Для того чтобы понять, какими преимуществами обладает инвертор, необходимо разобраться в том, как он работает. В основу работы этого аппарата, который начал приобретать массовую популярность только в начале XXI века, заложен совершенно иной принцип в сравнении с функционированием обычного сварочного трансформатора.

Принципиальная схема сварочного инвертора «Дуга-200» (нажмите для увеличения)

Переменный ток, подаваемый на инвертор из обычной электрической сети, сначала выпрямляется, проходя через диодный мост, которым оснащена электрическая схема устройства. После выпрямления уже постоянный ток поступает на силовые транзисторы, которые преобразуют его обратно в переменный, но обладающий повышенной частотой. Чтобы снизить величину напряжения высокочастотного переменного тока и получить сварочный ток требуемой силы, в электрической схеме инвертора используется трансформатор.

Поскольку понижение напряжения высокочастотного тока осуществляется не по такому принципу, как в обычном сварочном аппарате, для этого нет необходимости использовать габаритные трансформаторы, вполне достаточно компактного устройства. После понижения напряжения и увеличения силы тока до требуемой величины его подают на выходной выпрямитель, в котором он преобразуется в постоянный.

Органы управления инвертором на примере аппарата «Форсаж» (нажмите для увеличения)

Упрощенная схема работы сварочного инвертора

Таким образом, любое инверторное устройство состоит из таких конструктивных элементов, как:

выпрямитель, собранный на основе диодного моста (данный блок электрической схемы отвечает за выпрямление переменного тока, поступающего из электрической сети);
сам инвертор, являющийся генератором высокочастотных электрических импульсов (основу данного блока составляют транзисторы, открывающиеся и закрывающиеся с высокой частотой);
понижающий трансформатор, который решает задачу понижения высокочастотного напряжения и, соответственно, увеличения силы сварочного тока;
выпрямитель выходного тока, обладающего высокой частотой (такой выпрямитель, как и входной блок, собран на основе диодного моста);
специальный электронный блок, предусмотренный для управления режимами работы инверторного аппарата.

Поэтапные работы

Если вы решили сделать такой инвертор своими руками, то стоит понимать, что это такой же трансформатор, что используется в микроволновой печи. Состоит он из двух катушек, на которые намотан изолированный медный провод. Одна из обмоток является первичной, а другая вторичной.

За счет того, что количество витков разное, ток подается на первичную катушку, а затем при помощи индукции во вторичной катушке, напряжение уменьшается, а сила тока возрастает в несколько раз.

Использовать сразу трансформатор из микроволновки нельзя, его необходимо переделать. Это объясняется тем, что в микроволновой печи он вырабатывает напряжение в несколько тысяч вольт, а чтобы работал сварочный аппарат, он должен быть намного меньшим.

Нам надо добиться, чтобы сила тока увеличилась, а напряжение уменьшилось. Надо учитывать, что если получится большая сила тока, то электрод будет гореть и портить металл, а при малом токе качество сварки будет плохим. Чтобы не выполнять ремонт оборудования сразу после его создания, необходимо правильно провести расчеты.

Перематывать своими руками необходимо вторичную обмотку, для этого сначала надо аккуратно снять старую обмотку

Наматывать необходимо повод, что покрыт эмалью, все надо делать осторожно, витки ложить один к одному и не повредить при этом первичную катушку. Говорить о толщине провода и количестве витков не будем, так как все зависит от того, какой трансформатор вы будете переделывать

После того как вы намотаете необходимое количество витков, все надо покрыть специальным токоизоляционным лаком.

Подбираем корпус и соединяем катушки

Если вы делаете самодельный аппарат, вам необходимо подыскать для этого соответствующий корпус. В подобранный корпус надежно крепим один трансформатор за другим, после чего соединяют их первичные и вторичные катушки.

При создании инверторов, надо первичные обмотки соединять параллельно, а вторичные последовательно. Такая конструкция позволит получать ток под нагрузкой около 60А, а напряжение на выходе около 40 В, этого достаточно, чтобы выполнять сварочные работы по дому.

Создаем систему охлаждения

Во время работы инверторов они сильно нагреваются, поэтому их надо хорошо охлаждать. В данном случае придерживаемся такой схемы: по обеим бокам корпуса, напротив трансформаторов, устанавливаем вентиляторы, их можно взять из старого компьютера, установить надо так, чтобы они работали на вытяжку.

Чтобы обеспечить не только удаление теплого воздуха, но и поступление свежего, в корпусе своими руками надо сделать несколько десятков отверстий. Кабель можно приобрести в магазине, а держак можно сделать своими руками или тоже приобрести уже готовый.

При создании полуавтомата, вам понадобится баллон для газа. В этом случае, можно использовать, например, баллон от старого углекислотного огнетушителя или приобрести готовый баллон в магазине.

Для схемы «ГЕНЕРАТОР СТАБИЛЬНОГО ТОКА»

Радиолюбителю-конструкторуГЕНЕРАТОР СТАБИЛЬНОГО ТОКА Генераторами стабильного тока принято называть устройства. выходной ток которых практически не зависит от сопротивления нагрузки. Он может найти применение, например.в омметрах с линейной шкалой. На рис. 1 приведена принципиальная схема генератора стабильного тока на двух кремниевых транзисторах. Величина коллекторного тока транзистора V2 определяется отношениемIк=0,66/R2.Puc.1Например, при R2, равном 2,2 к0м. ток коллектора транзистора V2 будет равен 0,3 мА и остается практически постоянным при изменении сопротивления резистора Rx от 0 до 30 к0м. При необходимости величина постоянноготока может быть увеличена до 3 мА, для этого сопротивление резистора R2 нужно уменьшить до 180 Ом. Схемы стрелочных индикаторов мощности Дальнейшее подъем тока при сохранении высокой стабильности его величины как при смене нагрузки, так и при увеличении температуры быть может лишь при использовании трехтранзисторного генератора, показанного на рис.2. При этом транзисторы V2 и V3 должны быть средней мощности, а напряжение второго источника питания — в 2…3 раза больше напряжения питания транзисторов V1, V2. Сопротивление резистора R3 рассчитывается по вышеприведенной формуле, но дополнительно корректируется с учетом разброса характеристик транзисторов. Puc.2″Elektrotehnicar» (СФРЮ), 1976, N 7-8 От редакции. Транзисторы ВС 108 могут быть заменены на КТ315Г. ВС107 -КТ312Б, BD137 — КТ602Б или КТ605Б, 2N3055 — КТ803А…. Смотреть описание схемы …

Рейтинг

( Пока оценок нет )

Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Добавить комментарий

Как устроен аппарат для сварки постоянным током

На чтение: 23 минРубрика: Сварка

Для схемы «МОЩНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТИРИСТОРАХ»

ЭлектропитаниеМОЩНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТИРИСТОРАХ А. БЕРНШТЕЙН, М. БОСЫХ г. ВоркутаОписываемое устройство предназначено для преобразования постоянного напряжения 12 в в переменное от 200 до 500 в и может отдать в нагрузку мощность до 500 вт. Схема преобразователя представлена на рисунке. Частота выходного переменного напряжения определяется частотой импульсов автогенератора, •выполненного на транзисторах Т1 и Т2. Этими импульсами через трансформатор Тр1 управляются тири-сторные ключи Д1 и Д2, которые попеременно подключают к источнику постоянного напряжения то одну, то другую половины первичной обмотки трансформатора Тр2. К выводам 4-5 трансформатора Тр2 подключается нагрузка. Качество работы преобразователя напряжения во многом зависит от правильного подбора емкости конденсатора С4, так как напряжением на этом конденсаторе попеременно закрываются тиристоры Д1 и Д2. Конденсатор подобран правильно, если при колебаниях питающего напряжения в пределах +-10% обеспечено четкое попеременное закрывание ключей. Схема умножителя добротности р.п на транзисторе Применение разделительных конденсаторов С2 и С3 повышает стабильность работы преобразователя.Резистор R3 предохраняет источник питания от короткого замыкания в моменты переключения ключей. Частота выходного напряжения устройства при указанных данных равна 200 гц. Если предусмотреть вероятность изменения частоты автогенератора (например, вместо автогенератора собрать регулируемый по частоте мультивибратор с усилителем мощности), то на выходе преобразователя можно получить напряжение с частотой 50-400 гц, что позволит использовать его для плавного регулирования скорости вращения синхронных электродвигателей мощностью до 500 вт. Изменяя соответствующим образом число витков вторичной обмотки трансформатора Тр2, можно получить на выходе преобразователя напряжения различной величины. Трансформатор Тр1 намотан на сердечнике Ш16 Х 10 и имеет обмотки:I — 2х4… Смотреть описание схемы …

Что такое инвертор сварочный

Напряжение холостого хода

Среди всех показателей сварочного инвертора главными остаются:

напряжение в сети питания;
диапазон тока на выходе.

После всех преобразований электрические импульсы могут получать силу 10–600 А. Этот показатель силы тока, который будет поступать на электрод, имеет второе название — напряжение холостого хода. Параметр можно регулировать в соответствии с режимом сварки и используемым металлом.

Высокое рабочее напряжение холостого хода позволяет быстро зажечь сварочную дугу, но небезопасно для человека. Автоматические фильтры снижают показатель до безопасного уровня перед работой и восстанавливают во время сварки.

Комплектация изделия

Сварочные инверторы самостоятельно делают достаточно редко. Это электронное устройство требует неоднократной проверки, специфических знаний и опыта. Самоделку на основе трансформатора сделать проще и, поскольку работать она должна от бытовой сети (чаще 220 В), то для выполнения мелкого домашнего ремонта этого аппарата будет вполне достаточно.

Сварочный инвертор на сеть в 220 В собирается по схеме, которая используются для приборов, работающих от промышленной трехфазной сети. Нужно знать, что эти аппараты будут иметь КПД на 60% выше, чем оборудование, приспособленное на однофазную сеть.

Cварочник из трансформатора изготавливается без дополнительных узлов, в комплектацию входит:

трансформатор (можно сделать самому);
изоляционный материал;
держак сварочного стержня;
ПРГ-кабель.

Более сложные изделия инверторы комплектуются:

трансформатором;
инвертором;
системой вентиляции;
амперным регулятором.

Блок питания простого сварочника

Самодельные сварочные трансформаторы — простое оборудование для редкого ремонта. Магнитопроводом может служить статор. Первичная намотка будет подключаться к сети, вторичная рассчитана для получения электродуги и выполнения работ. Обмотка трансформатора состоит из медного провода или ленты (до 30 метров).

При сварке рекомендуется использовать электрод диаметром 3-4 мм. Сердечник трансформатора делают в форме подковы, его площадь сечения — около 50 кв см. Этих параметров достаточно для максимальной мощности.

Первичная намотка делается медной полосой с хлопчатой изоляцией. Можно использовать «голый» магнитопровод и заизолировать его отдельно. Полосками из хлопчатой ткани обматывают провод и пропитывают любым лаком для электротехнических работ. Вторичная обмотка наматывается после изолирования первичной. Сечение первичной обмотки 5-7 кв. мм, сечение вторичной — 25-30 кв. мм. После изоляции проводят тестирование параметров: может потребоваться большее количество витков.

Сварочный аппарат инверторного типа имеет более сложное устройство, может работать на постоянном или переменном токе и обеспечивает лучшее качество шва

Но если в быту требуется провести только точечную сварку (например при ремонте бытовой техники), то изготовление инверторного сварочника нецелесообразно. Если используется трансформатор от пылесоса или микроволновой печи, важно не повредить первичную обмотку. Вторичная обмотка в 80% случаев должна сниматься и переделываться, чтобы агрегат не перегревался

Блок выпрямителя

Блок выпрямителя преобразует напряжение переменного сигнала в постоянный и состоит из небольшого количества мелких деталей:

диодные мосты;
конденсаторы;
дроссель;
вольтдобавка.

Выпрямитель собирается по принципу мостовой схемы, где на входе подается переменный ток, а с выходных клемм выходит постоянный. Оба устройства — трансформатор и выпрямитель для сварочника — оснащаются блоком принудительного охлаждения. Можно использовать кулер от блока питания компьютера.

Блок инвертора

Блок инвертора преобразует постоянный ток с выпрямителя в переменный и выдает напряжение до 40 В, силу тока до 150 А.

Инвертор работает по следующей схеме:

С розетки переменный ток (частота 50-60 Гц) поступает на выпрямитель, где выравнивается частота.Ток поступает на транзисторы, где постоянный сигнал преобразуется в переменный с увеличением частоты колебаний до 50 кГц.
Понижение напряжения высокочастотного потока на понижающем трансформаторе с 220 до 60 В. При этом увеличивается сила тока. Благодаря увеличению частоты в катушке инвертора используют лишь минимально допустимое количество витков.
На выходном выпрямителе происходит последнее преобразование электропотока в постоянный с большой силой и низким напряжением, который оптимально подходит для качественной сварки.

В сварочном приборе кроме главных этапов происходит корректировка силы тока, обеспечивается оптимальная вентиляция. Изготовить инвертор самому можно, руководствуясь подробной схемой.

Последовательная сборка всех деталей

Все элементы агрегата для сварки должны располагаться на базе из металла или текстолита строго на своих местах.

По правилам выпрямитель граничит с трансформатором, а дроссель находится на одной плате с выпрямителем.

Регулятор силы тока устанавливают на панель управления. Сам каркас для конструкции агрегата создается из листов алюминия, для этого подойдет и сталь.

Также можно воспользоваться уже готовым корпусом, который до этого защищал содержимое системного блока компьютера или осциллографа. Главное, он должен быть прочным и твердым.

Причина такого расположения – сильное нагревание трансформатора и дросселя.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Как сделать точечную сварку своими руками?

Тепло от дросселя отводят тиристоры, устанавливаемые на радиаторах из алюминия. Они сводят на нет даже тепловые волны, исходящие от проводов.

К наружной панели прикрепляют держак электрода, а к задней – провод с вилкой для подключения агрегата к бытовой сети.

Как собрать своими руками агрегат для сварки, демонстрирует видео в нашей статье.

Видео:

Ни в коем случае нельзя фиксировать элементы агрегата вплотную друг к другу, так они должны подвергаться обдуву.

На сторонах каркаса необходимо проделать дырочки, откуда будет поступать воздух. Это нужно и для установки системы охлаждения.

Если агрегат для сварки постоянно находится на одном и том же месте, то с ним вряд ли что-то случится.

Долгое время сможет работать регулятор тока, если точнее, его ручка, зафиксированная на наружной стенке.

Но переносные мини инверторы, которые берут на выездные работы, могут подвергаться механическим ударам. В основном, от этого страдает корпус изделия, но существует риск отпадения дросселя.

Проверять изделие нужно уже со штатными контактными кабелями.

Во время самого первого подключения к сети смотрят на регулятор силы тока

Важно проследить, не осталось ли незафиксированных деталей

Если агрегат исправен и лишен дефектов, то можно приступать к сварке на различных режимах.

Инвертор или трансформатор- отличия, преимущества и недостатки

Можно сказать, что в недалеком прошлом веке, одним из самых заветных желаний любого мастера, вплотную связанного с ремонтом машин или любой другой металлообработкой, было иметь под рукой сварочный аппарат. Пусть это будет самодельная трансформаторная модель, но это оборудование помимо несказанной пользы, всегда вселяло гордость его владельцу. Сейчас же, при высоком темпе развития технологий, полки магазинов электрооборудования забиты различными моделями сварочных аппаратов, отличающихся назначением, функциями, ну и, конечно же, ценой. И тому, кто сталкивается с выбором сварочного аппарата РДС для бытовых нужд или на производство, наперво встает вопрос «Что выбрать сварочник инвертор или трансформатор?».

Поэтому в этой статье мы представим некоторые плюсы и минусы этих устройств, для того, что бы Вы смогли четко определить, какой из типов устройств Вам необходим- инвертор или трансформатор. Предупреждаем, что в этом материале будет идти разговор исключительно об аппаратах для ручной дуговой сварки.

Отличия процесса сварки инвертора от трансформатора

Давай те рассмотрим сам процесс сварки и отличие в этом вопросе инвертора от трансформатора. И здесь, главный недостаток привычных трансформаторов это недостаточная устойчивость дуги вместе с низкой стабильностью режима, которая полностью зависит от колебаний электро-сети. У сварочных инверторов здесь неоспоримое преимущество, так как инверторные источники обеспечивают стабилизированный постоянный сварочный ток, который не зависит от колебаний входного напряжения и обеспечивает, таким образом, более устойчивую дугу и минимальное разбрызгивание металла при сварке. Более технологически подкованный инвертор, отличает от трансформатора, как минимум наличие плавной регулировки сварочного тока, не говоря уже о наличии специальных функций, присутствующих в арсенале даже у бюджетной модели, таких как Hot-Start, Anti-Sticking, Arc-Force и др.

Помимо всего выше перечисленного, сварочный инвертор потребляет гораздо меньше электроэнергии и может работать от автономных источников питания- бензиновых и дизельных электрогенераторов (на нашем сайте Вы можете ознакомиться с актуальными моделями генераторов ). Для примера, электропотребление инвертора при работе электродом диаметром в 3мм равносильно потреблению двух электрочайников, что вполне укладывается в бытовые нормы. Исходя из всего перечисленного, сваривать инвертором гораздо более выгодно, приятней, а главное проще, чем трансформатором.

Вес и габариты

Немаловажное преимущество сварочного инвертора перед трансформатором – это его малый вес и достаточно небольшие габариты. Все это становится возможным благодаря повышению частоты напряжения: ведь при повышении частоты в 1000 раз, размер трансформатора уменьшается в десять раз

У некоторых моделей инверторов сам трансформатор имеет размеры меньше сигаретной пачки; основную же массу занимает радиатор. Неудивительно, что такой инвертор можно легко повесить на плечо и варить в труднодоступных местах: при массе меньше 4-х килограмм некоторые модели инверторов позволяют легко работать электродами диаметром даже до 3-4 мм (к примеру, инвертор отечественного бренда Сварог ARC 200 Easy). И опять в соперничестве между 2-мя типами оборудования побеждает инвертор, как говорится, 40 килограммовый трансформатор на плече не поносишь.

Денежный вопрос

Не скроем, зачастую трансформаторы по-прежнему в два и более раза дешевле инверторов. Да и ремонт трансформаторов на пост-советском пространстве обычно обходится дешевле. Тем, не менее, из опыта Европейских коллег, можно вынести интересные данные: каждые 1000 Евро стоимости сварочных работ при ручной дуговой сварке могут быть разделены на следующие категории затрат:

35% оплата труда сварщиков
35% стоимость электродов
28% стоимость электроэнергии
И всего 2% оборудование и принадлежности (стоимость св. аппарата, кабелей и пр.)

Как видно, стоимость оборудования для сварки лишь незначительно влияет на общую стоимость сварочных работ. В связи с этим становится выгодно покупать оборудование, использующее новейшие разработки: даже при большей стоимости инвертора уменьшение расходов на электроэнергию в перспективе дает суммарную экономию общей стоимости сварочных работ на 5-8% процентов!

Подведем итоги

Судя по всему, современные сварочные инверторы действительно более практичны, экономичней, а главное более выгодны в использовании в отличие от классических трансформаторов

Тем не менее, важно помнить, что залог качественной сварки в большей степени зависит не от «навороченного» оборудования, а от навыков и подготовки мастера, а именно- человека!

Как повысить выходное напряжение сварочного инвертора

Большинство инверторов для сварки выдают по разным результатам, напряжение от 30 до 80 Вольт. Хорошо если есть аппарат, который выдаёт нужное напряжение, тогда и такие капризные электроды, как МР-3 варят хорошо и без проблем.

Однако, как это часто и бывает, инвертор не выдаёт нужное напряжение, что связано со многими причинами. Чаще всего это заниженное напряжение в сети, из-за чего собственно и страдает качество розжига электродов.

Чтобы избавиться от проблемы, которая связанна с плохим розжигом электродов, можно попробовать следующее:

Увеличить сварочный ток. В действительности, те значения тока для сварки, которые прописаны на крутилке аппарата, не всегда соответствуют действительности;
Попробовать использование других электродов на том же самом сварочном инверторе.

Увеличить холостой ход инвертора очень сложно, для этого придётся лезть в электронную схему аппарата или добавлять блок. Изменению необходимо подвергать вторичную обмотку трансформатора, что чревато выходом из строя всего инвертора.

Основные требования к ИСТ

При нормальной плотности тока 10-20 А/мм2, характерной для ручной сварки в воздухе и в защитных газах, дуга имеет жесткую статическую вольт-амперную характеристику (ВАХ). Напряжение дуги, горящей в воздухе, можно найти по формуле :

где I_св — сварочный ток.

На практике из-за колебаний длины дуги ее напряжение может изменяться в большую или меньшую сторону относительно рассчитанного значения. Для обеспечения высокого качества сварки ИСТ должен удовлетворять следующим основным требованиям:

при изменении длины дуги изменения сварочного тока должны быть минимальными;
напряжение холостого хода ИСТ должно в 1,8-2,5 раза превышать напряжение дуги;
ток короткого замыкания ИСТ не должен превышать удвоенного значения сварочного тока.

Выполнение первого требования особенно актуально при ручной сварке, когда необходимая длина дуги поддерживается сварщиком вручную. Выполнение второго требования гарантирует устойчивое начальное и повторное зажигание дуги переменного тока.

В процессе сварки металл с расплавленного кончика электрода переносится в сварочную ванну. В переносе металла, кроме силы тяжести и газового дутья, большую роль играет эффект сжатия («пинч-эффект»), который обусловлен магнитным полем, возбуждаемым сварочным током. Благодаря этому эффекту расплавленный металл электрода разрывается на отдельные капли, которые с ускорением вводятся в сварочную ванну. При этом часть металла в виде брызг выбрасывается из зоны сварки, что ухудшает прочность и внешний вид сварочного шва. Выполнение третьего из вышеперечисленных требований гарантирует уровень разбрызгивания металла на некотором допустимом уровне. На рис. 1 изображен возможный вид внешней ВАХ источника, удовлетворяющей поставленным условиям.

Рис. 1. Желаемая внешняя ВАХ ИСТ

Подобная ВАХ называется круто падающей и может быть получена включением последовательно с вторичной обмоткой СТ активного или реактивного сопротивления Х_ф (рис. 2).

Рис. 2. Схема формирования внешней характеристики ИСТ

В этом случае напряжение холостого хода U_xx ИСТ равно напряжению U₂ на вторичной обмотке СТ, а ток короткого замыкания можно найти по формуле I_кз = U₂/Х_ф. С помощью изменения величины можно изменять ток короткого замыкания I_кз, а следовательно, и сварочный ток I_св (рис. 3).

Рис. 3. Регулировка сварочного тока

Для примера смоделируем с помощью программы LTSpice различные варианты формирования внешней ВАХ ИСТ. Предварительно считаем, что нам нужен сварочный источник переменного тока, обеспечивающий максимальный сварочный ток 150 А при питании от сети 220 В/50 Гц.

Как сделать своими руками сварочный агрегат?

После изучения главных особенностей процесса сборки, можно приступать непосредственного к сборке самодельного оборудования.

На сегодняшний день существует большое количество различных способов и рекомендаций, как лучше собрать самодельный сварочный аппарат любого вида – с переменным или постоянным током, импульсные или инверторные, автоматические или полуавтоматические.

Достаточно глубоко в эту тему уходить не стоит, поскольку один из самых простых способов собрать аппарат для сварки своими руками, это использование трансформатора.

Его особенность – работа с переменным током, благодаря чему обеспечивается выполнение качественного шва при сваривании металлических поверхностей. Такое оборудование может справиться с любой бытовой работой, где необходимо сварить металлические либо стальные конструкции

Чтобы изготовить его необходимо подготовить:

Несколько метров кабеля с большой толщиной.
Материал для сердечника, который будет располагаться в трансформаторе. Сам материал должен обладать повышенной проницаемостью с примагничиванием.

Оптимальный вариант, когда сердечник в форме стрежня имеет букву «П». В некоторых случаях разрешено применять данную деталь в более измененной форме, к примеру, круглой из статора, изготовленной из поврежденного электрического двигателя.

Однако стоит обратить внимание, что на такую форму обмотки накручиваются труднее. Лучше всего, когда сечение сердечника для классического сварочного оборудования, сделанного своими руками и используемого в бытовых целях, имело площадь около 50 см2. Чтобы оборудование имело доступный вес, не стоит увеличивать в объеме сечение, однако технический эффект будет не на высшем уровне

Если площадь сечения вам не подходит, то её удастся посчитать самостоятельно, используя специальные схемы и формулы

Чтобы оборудование имело доступный вес, не стоит увеличивать в объеме сечение, однако технический эффект будет не на высшем уровне. Если площадь сечения вам не подходит, то её удастся посчитать самостоятельно, используя специальные схемы и формулы.

Первичная обмотка должны быть изготовлена из провода из меди, который будет обладать повышенными характеристиками: термическая стойкость, поскольку в процессе эксплуатации конструкции данная детали очень сильно нагревается.

Такая деталь должна обладать хлопчатобумажной либо стеклотканевой изоляцией. На крайний случай, возможно использовать провод из резины с изоляцией либо резиновую ткань, однако опасайтесь полихлорвиниловой обмотки.

Изоляция также изготавливается своими руками, с использованием хлопчатобумажной либо стеклоткани, а точнее её части по 2 см в ширину. Благодаря этим кускам получится обмотать провод, а затем пропитать его с помощью любого лака с электротехническим назначением. Такая изоляция не будет перегреваться после регулярного функционирования.

Аналогично приведенным выше расчетам удастся посчитать, какая площадь сечения обмотки – первичной и вторичной будет самой оптимальной. Зачастую вторичная обмотка имеет площадь около 30 мм2, а первичная обмотка до 7 мм2, с использованием стержня в 4 миллиметра диаметром.

Кроме этого простым способом нужно определить, насколько будет протягиваться кусок провода из меди и сколько витков понадобится, чтобы накрутить две обмотки. После этого наматываются катушки, а каркас изготавливается при помощи геометрических параметров магнитопровода.

Главное проследить, чтобы при надевании магнитопровода не было никаких сложностей. В первую очередь, необходимо правильно подобрать размер сердечника. Его лучше всего изготавливать по помощи электротехнического картона либо текстолита.

По такому же аналогу удастся изготовить конструкцию для сварки мелких деталей. Для дома можно использовать сварочный аппарат «мини» маленького размера.

Сварочный аппарат из электродвигателя

Сварочный аппарат в домашней мастерской — мечта многих радиолюбителей. Но вот проблема: где взять железо для изготовления его главной детали — мощного трансформатора? Я предлагаю простой выход из положения.

Для трансформатора подойдет неисправный электродвигатель мощностью не менее 7,5 кВт, с числом оборотов в минуту 740-960 (в этих электродвигателях диаметр ротора больше, чем в электродвигателях с числом оборотов 1500 — 3000 в минуту). Электродвигатель разбирается, из него вынимается статорная обмотка.

Затем корпус статора разбивается и из него вынимается пакет железа, в котором была уложена обмотка. После этого на железо наматывается необходимая обмотка — точно так, как на 0-образный сердечник, т.е. с помощью челнока.

Если он меньше, количество витков уменьшают, а если больше — увеличивают. Наконец, полученное количество витков делят на 12 и получают результат: количество витков на 1 вольт. В авторском варианте использован электродвигатель мощностью 7,5 кВт, 960 об/мин.

Немалая сложность состояла в выполнении вторичной обмотки. Я отказался от применения провода в стеклянной изоляции и для вторичной обмотки использовал провод ПЭТВ-2 диаметром 2,36 мм, который был сложен семь раз, то есть каждый виток выполнялся в семь проводов.

Первичная обмотка изготовлена из провода сечением 2,36 мм, сложенного вдвое. Можно использовать для обмоток любой провод диаметром от 1,5 мм до 2,5 мм, предварительно перерасчитав по его сечению количество проводников в витке.

Провод вторичной обмотки необходимо изолировать по всей длине, для чего можно использовать обычную изоленту. Вначале наматывается обмотка на 220 вольт, затем — все остальные.

Особое внимание надо обратить на качество изоляции между обмотками. Сделав отвод во вторичной обмотке для получения напряжения 13 вольт и поставив диоды, трансформатор можно использовать для запуска автомобиля без аккумулятора

Напряжение вторичной обмотки должно составлять 60…70 вольт. При этих данных сварочный аппарат варит электродами от 3 до 5 мм.

После укладки обеих обмоток, если осталось достаточно места, можно сделать обмотку для точечной сварки. Эта обмотка представляет собой 4 витка медной полосы размером 40 х 5 мм. Толщина скрепляемого точечной сваркой железа при этих данных составляет 1,5 мм. Изготовленный таким способом сварочный трансформатор надежно действует вот уже в течение 10 лет.

РЛ 6, 1993

Воробьев С. Опубликована: 2005 г. 1 Вознаградить Я собрал 0 0

Техническая грамотность
Актуальность материала
Изложение материала
Полезность устройства
Повторяемость устройства
Орфография

Основные технические характеристики

Выбирая трансформаторное оборудование любого российского производителя необходимо будет оценить технические характеристики. У большинства моделей характеристики схожи, но иногда имеют место быть различия, которые определяют эффективность, быстроту и безопасность работы.

Основной характеристикой любого сварочного оборудования являются показатели номинального тока сварки. Этот параметр обозначает, какой по своей толщине металл можно будет обработать определенным инструментарием. Чем больше значение, тем, понятно, что более эффективнее будет работа по большим слоям металла.

Для обычных сварочных работ, например, домашних и бытовых, подойдут трансформаторные аппараты с силой тока до 160 Ампер. В тоже время, если предвидятся средней длительности работы средней сложности, то лучше выбирать модель с силой тока около 200 Ампер. Для профессиональных работ, например, работ с прочными метал конструкциями, швеллерами, широкополосными уголкам выбирают варианты оборудования, которые обладают силой тока в 220 Ампер.

Выходное напряжение — вторая по своей важности характеристика, которая характеризует то, какое напряжение образуется на участке цепи электрод-изделие. Аппараты с минимальными значениями силы тока имеют параметр не более 50 Вольт, средние — около 70, а профессиональные — 80

Если сварочный механизм трансформаторного типа будет использоваться для сварки специфических сплавов, то напряжение должно составлять не менее 90 Вольт.

Выходное напряжение устанавливается в соответствии с используемой для определенного типа работ силой тока. Если подбор будет неправильный, то работа не будет эффективной. Например, если установлен 220 А ток, но напряжение минимальное, то образуется на изделии поры и шлак.

Продолжительностью включения называют величину, которая определяет в процентном соотношении сколько может работать аппарат без перерыва при максимальной нагрузке. Если указывается, что продолжительность включения равна 70 процентам, то это значит, что если сварочный аппарат трансформаторного типа включить на десяти минут, то семь минут работает без перерыва. Но обязательно следует отключить устройство по прошествии времени, как минимум на три минуты.

Диаметр установленного электрода определяет то, каково будет значение тока сварки. Значение этого параметра указано в эксплуатационном листе.

Тип сварочного тока определяет, для каких именно целей можно будет использовать трансформаторный аппарат. В зависимости от этой характеристики определяют, к какому типу относится подаваемый ток — перемененный или постоянный. При помощи первого можно проводить работы по сварке черного металла. Постоянный же ток дает большие возможности, с помощью эффективны работы по любым видам металла, в том числе и цветным.

Присутствуют в продаже специальные электроды, позволяющие при помощи аппарата с переменным током проводить сварку и цветных металлов, но в таком случае алгоритм действий усложняется. Гораздо проще изначально выбрать трансформаторный сварочный аппарат с постоянным током, который подходит для выполнения большей части бытовых и профессиональных операций.

Тип сварки — важная характеристика, от которой зависит не только эффективность сварки, но и то, сколько прослужит сам механизм. Есть варианты сварки проволокой в среде инертного газа, а также неподвижными электродами в газовой среде. Эти характеристики могут различаться у различных видов трансформаторных аппаратов.

Тип аппарата — эта характеристика не часто указывается в эксплуатационном листе. Но стоит понимать, что присутствуют варианты с тиристорных фазорегуляторами и с регулируемой дросселью иди подвижными сердечниками. Как показывает практика, первый вариант превосходит два последних. Дело в том, что при использовании тиристорного фазорегулятора импульс существенно быстрей проходит через нулевое значение.

Фактор приводит к тому, что затуханий происходит меньше, меньшая амплитуда, а также к тому, что сварочная дуга горит более стабильно и дольше. В результате этого шов сварки получается качественным и долгослужащим. Такие аппараты не имеют установленных внутри подвижных деталей, поэтому они служат дольше. Подходят не только для выполнения работ на производстве, но и для использования в бытовых условиях — дома или на даче.

Преимущества и недостатки

Сварка с помощью инвертора постепенно вытесняет использование трансформаторных аппаратов. Главные преимущества агрегата:

Высокая частота выходного тока формирует сварочный шов высокого качества, без наплывов, при правильной регулировке силы тока не происходит залипания электрода.
Инвертор имеет высокую мощность при малом весе и компактных размерах.
Минимальный КПД агрегата 85 %.
Низкий расход электроэнергии.
Благодаря узлу регулировки инвертор можно использовать в широком диапазоне выходных токов.

Простота использования не требует специальной подготовки. Инвертор используют и непрофессионалы для домашнего ремонта и строительства.

Из недостатков инверторов остается высокая цена брендовых аппаратов. При ремонте часто требуется менять мощные транзисторы, стоимость которых составляет до 60 % от цены агрегата.

Какие электроды использовать

Подбирая электроды для сваривания деталей постоянным током, в первую очередь необходимо убедиться в наличии сертификатов соответствия.

Они должны быть подтверждены соответствующими организациями типа «Центра стандартизации и метрологии» с соответствующими лицензиями. Дальше нужно выбирать электроды с учетом мощности сварочного аппарата, толщиной свариваемых деталей и вида металла. Среди многочисленных марок можно выделить такие:

для сварки постоянным током низкоуглеродистых и низколегированных сталей подойдут электроды УОНИ13/45. Ими хорошо варить сосуды, работающие под давлением, толстостенные детали, а также заваривать дефекты литья;
электродами УОНИ 13/55 также варят низкоуглеродистые и низколегированные стали. Используют при сварке сосудов высокого давления и стальных конструкций;
электродами ОЗС-12 ГОСТ 9467-75 варят ответственные конструкции из низкоуглеродистой стали. Сваривание производится во всех положениях, кроме вертикального шва;
ОЗС- 4 можно варить по окисленной поверхности с теми же сталями.

Перечисленные выше марки наиболее универсальные и простые в использовании. Их можно быстро зажечь и обеспечить стабильную дугу, поддерживаемую постоянным током.

Перед применением электродов необходимо убедиться, что они сухие, без сколов обмазки. Правильный подбор марки и диаметра, силы сварного тока обеспечит получение качественного сварного шва. Все необходимые данные имеются в инструкции по эксплуатации на сварочный аппарат и паспорте на электроды.

Преимущества и недостатки

Применение постоянного тока позволяет получать шов лучшего качества благодаря тому, что электрическая дуга стабильна. Нет переходов через ноль, как у аппарата переменного тока, поэтому нет брызг.

Возможность использования прямой и обратной полярности позволяет варить нержавеющую сталь, цветные металлы, то есть электродуговая сварка постоянным током имеет более широкий диапазон применения при прочих равных условиях. При использовании инверторов сварочный аппарат получается значительно меньше по габаритам и весу.

Недостатками являются относительно высокая стоимость (по сравнению с аппаратами переменного тока) и чувствительность к пыли. Приходится часто чистить внутренние блоки.

Рейтинг

( Пока оценок нет )

Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Добавить комментарий