Схемы и платы точечной сварки. Как сделать аппарат контактной сварки своими руками. Важные конструктивные свойства

Главная / Принципы

Мне очень понадобился аппарат для точечной сварки и я решил его сделать своими руками из старой микроволновой печи, в этой статье я опишу подробный процесс его создания. В основном он нужен для спайки между собой тонких листовых металлов, например для скрепления между собой аккумуляторных батарей используя шину из тонкого металла, так как они боятся перегрева то паять их просто паяльником нельзя. Данная точечная сварка из трансформатора от микроволновки способна выдавать ток до 800 Ампер.

Детали и инструменты:

Старая ненужная микроволновка, а точнее трансформатор от неё;
Клеммная колодка;
Кусок медного провода диаметром 1,7 мм;
Силовой многожильный кабель диаметром 8 мм;
Адаптер питания на 12 В и 0,5 А;
Компьютерный БП, а точнее его металлический корпус;
Выключатель на 220В;
Кнопка без фиксации;
Деревянная рейка;
Пружина.

Как сделать точечную сварку своими руками, пошаговая инструкция:

Нам нужна будет старая ненужная или нерабочая (ну естественно с рабочим трансформатором) микроволновая печь, чем крупнее она будет тем мощнее трансформатор может там стоять. Итак, достаём с неё эту необходимую нам деталь, у меня попался трансформатор на 800 Ампер.

Затем разбираем компьютерный БП, оставляем только железный корпус, и разъём питания 220В, в него мы разместим всю начинку точечной сварки.

Размещаем в корпусе трансформатор, плату таймера и адаптер питания, примеряем и размечаем все необходимые отверстия которые нужно будет в дальнейшем просверлить.

Нам нужно будет избавится от вторичной обмотки (та, обмотка у которой более тонкий провод) трансформатора микроволновки и намотать силовым кабелем свою новую обмотку. Для того, чтобы не разбирать пластины трансформатора то обмотку можно сначала с одной стороны срезать стамеской ударяя по ней молотком, затем проделать тоже самое с другой стороны. Потом просто выбить оставшиеся волоски проволоки, я это делал с помощью сверла.

Теперь вместо старых обмоток наматываем новые силовым кабелем, у меня получилось 2 витка. Ставим этот трансформатор в корпус, там, где решётка проделываем два отверстия под выводы катушки, продеваем их, делаем также отверстия в дне корпуса под крепления транса.

На заднюю панель добавляем выключатель питания.

Покажу полную схему подключения всех частей:

У адаптера питания отпиливаем вилку, так как она занимает лишнее место и мы припаяемся к разъёму питания напрямую проводками. Припаиваем все части будущей точечной сварки проводками, от таймера к трансформатору я присоединился клеммами. К таймеру я подключил кнопку без фиксации. С помощью переменного резистора таймера выставляется время импульса для сваривания, подходящее время подбирается уже при сваривании деталей.

С помощью металлических уголков крепим деревянную рейку к корпусу сварочника.

Достаём с клеммной колодки клеммники с винтиками и надеваем на зачищенные контакты кабеля, зажимаем винтами. Прикручиваем теперь их шурупами к рейке.

Спусковую кнопку размещаем тоже в этой же рейке для удобства, просверлив под него отверстие.

Из медной проволоки диаметром 1,7 мм делаем электроды, скручивая таким образом (но если есть толстая проволока то можно выточить из них более красивые контакты), обтачиваем из конец чтобы они были острыми:

Закрепляем их в клеммниках:

Теперь нам нужно добавить пружину, которая будет возвращать контакты аппарата контактной сварки на место. Для этого прикрутим к верхней крышке ещё одну деревянную рейку.

Покупка аппарата для сварки доступна не каждому, так как данный инструмент отличается высокой стоимостью. Поэтому гораздо дешевле изготовить его своими руками из подручных материалов. Об особенностях применения и изготовления аппарата для точечной сварки рассмотрим далее.

Сварочный аппарат для точечной сварки: принцип работы и основы изготовления

Сфера применения контактной сварки довольно широкая, данный инструмент используется в ремонте или изготовлении разного рода изделий из металла. Кроме того, с помощью данного аппарата, удается с легкостью выполнить различные работы по изготовлению металлических лестниц, ворот, конструктивных элементов и т.д.

Принцип работы контактной сварки состоит в том, что электрический ток нагревает определенные участки стальных деталей, которые соприкасаются между собой. При этом, образуется сварное соединение, называемое швом. Конечный результат сварки напрямую зависит от типа материала, из которого изготовлена деталь, ее плотности. Кроме того, следует учитывать такие параметры:

сварочная цепь должна отличаться достаточно низким показателем напряжения, от одного до десяти ватт;
процесс сваривания длиться не более нескольких секунд;
сварочный импульс имеет большую силу тока;
чем меньше зона расплавления, тем качественнее происходит сваривание;
сварочный шов должен выдерживать большие нагрузки.

От того насколько правильно были соблюдены данные характеристики напрямую зависит результат сваривания. Самостоятельное изготовление сварочного аппарата - довольно сложный процесс, для качественного выполнения которого потребуется соблюсти определенные инструкции и технологические рекомендации.

Более простой вариант - сборка сварочного аппарата, имеющего переменную силу тока. Данное устройство управляет процессом сваривания с помощью изменения длительности сварочного импульса, попадающего на деталь. Для того, чтобы выполнить данные действия потребуется наличие часового реле, которое регулируется автоматически или вручную.

Основным узлом самодельного аппарата точечной сварки является сварочный трансформатор, который довольно часто можно встретить в таких бытовых приборах как микроволновая печь, телевизор и т.д. Обмотки трансформаторного устройства перематываются в соотношении с нужной силой тока и напряжения, в процессе подачи которого осуществляется сваривание.

Для подбора сферы управления сварочным аппаратом, следует вначале собрать основные механизмы устройства. Конструктивные элементы сварочного аппарата подбираются в соотношении с его мощностью и параметрами трансформатора - основного механизма.

Изготовление контактно-сварочного аппарата осуществляется в соотношении с типом его применения и характеристик материала, с которым придется работать. Чаще всего, к основному устройству подсоединяют клещи сварочного типа.

Учтите, что все соединения электрического типа должны быть качественно выполненными. Все провода должны быть соответствующего диаметра и сечения. Если цепь будет ненадежной, то электричество будет утеряно. При этом, возможен вариант возникновения искр и процесс сваривания прекратится.

Схема аппарата точечной сварки для металлических деталей

Для самостоятельного изготовления устройства точечной сварки контактного типа, используйте нижеприведенные схемы. Первая их них используется в том случае, если аппарат точечной сварки используется для сваривания листов металла, толщиной до одного миллиметра, а также для проволоки и прута, диаметром до четырех миллиметров.

В таком случае, потребуется наличие такого устройства:

аппарат, работающий от переменного напряжения в 220 Вт;
выходной тип напряжения составляет 3-7 В, при холостом ходу;
максимальное значение сварочного тока до полторы тысячи ампер.

Все устройство отличается наличием схемы принципиального характера, в составе которой присутствует силовая составляющая, автоматизированный выключатель и цепь контроля. Если в процессе работы возникают какие-то аварийные ситуации, то они предотвращаются как раз с помощью выключателя. На первом узле располагается трансформатор для сварки т2 и устройство в виде бесконтактного тиристорного включателя однофазного типа, с помощью которого первичная обмотка подключается к электричеству.

Второй вариант схемы управления подразумевает выполнение обмотки на сварочном трансформаторе определенными витками. На первичной обмотке имеется шесть выводных участков. С помощью их переключения удается регулировать выходной сварочный ток в соотношении с вторичной обмоткой. При этом, постоянное соединение сетевой цепи остается на первом выводе, а с помощью остальных регулируется работа электрического питания.

Пускатель под маркировкой М ТТ4 К, имеет серийное производство. Данный модуль отличается наличием тиристорного ключа, который в процессе замыкания выполняет коммутацию нагрузки через первый и третий контакты. Данное устройство способно работать под нагрузкой в максимальным напряжением до восемьсот ватт и током до восьмидесяти ампер. В составе данной схемы управления присутствует:

блок питания;
цепь для настройки механизма;
реле к1.

Для обеспечения питания сварочного аппарата используется любой тип трансформатора, мощность которого составляет до двадцати ватт. При этом, он должен использоваться при работе на номинальной сети в 220 В. Напряжение, которое выдается на втором варианте обмотки составит около 22 В. Для того, чтобы выпрямить подачу тока, рекомендуется произвести установку диодного моста. Кроме того, возможен вариант применения любого другого механизма, имеющего такие же параметры.

Для того, чтобы замкнуть четвертые и пятые контакты используется реле к1. Данный процесс осуществляется при подаче напряжения от управленческой цепи на обмотку. Значение коммутированного тока при этом составит не более 99 мА. В таком случае, потребуется наличие практически любого реле, обладающего слаботочными электромагнитными характеристиками.

Устройство аппарата точечной сварки и его конструкция

Различают несколько функций цепи управления. При включении к1 на заданном промежутке времени происходит задание определенного типа времени. В данном случае удается задать определенное время подачи электронных импульсов на свариваемых деталях.

В составе электрической цепи присутствуют конденсаторы, от с1 до с6. Они имеют электролитические характеристики, при этом напряжение составляет более 52 В. Кроме того, потребуется наличие конденсатора, емкостью в 46 мкФ. При разомкнутой нормально замкнутой контактной группе реле заряжается непосредственно через питательный блок.

Основной силовой частью данного механизма является трансформатор. С его помощью происходит преобразование одного вида электричества на другой. Для этих целей используется магнитный провод, на 2,5 А. От старой обмотки следует избавиться, на торце магнитного провода устанавливаются кольца для изготовления которых используется электрический картон. Они подгибаются по внутренней и внешней кромке. Далее производится обмотка магнитопровода лакотканью в три или более слоев. Для того, чтобы выполнить обмотку потребуется наличие таких проводов:

первичная обмотка составляет около 1,5 мм диаметром, для того, чтобы она лучше пропиталась лаковым составом, рекомендуется использовать провод на тканевой основе;
вторичный вариант обмотки имеет диаметр около двух сантиметров, в его составе присутствует многожильная изоляция, имеющая кремниевоорганическое происхождение.

В процессе выполнение первой обмотки следует оборудовать выводы промежуточного назначения. Далее производится ее пропитка с помощью лака. На первичную катушку наматывается хлопчатобумажная лента, которая также пропитывается с помощью лакового состава. Далее следует процесс вторичной обмотки, и дальнейшее пропитывание лаком.

Изготовление самодельного аппарата точечной сварки также подразумевает конструирование клещей. Клещи бывают двух видов: стационарного или выносного. Первый вариант - более прост в изготовлении, так как они имеют качественную и надежную изоляцию, с прочно соединенными между собой узловыми участками. Но, у данных клещей имеется определенный недостаток, для создания прижимного усилия, необходимо непосредственное участие человека, выполняющего сварочные работы.

Выносные клещи - более удобные в работе, легко снимаются, не занимают много места. Для контроля усилия клещей, достаточно изменить длину их вынесения за аппарат. В месте подсоединения выносных клещей со сваркой следует установить болты, втулки и шайбы, которые обеспечивают надежную гидроизоляцию.

В процессе изготовления клещей для аппарата точечной сварки своими руками, необходимо определить величину вылета из электродного пространства, расстояние между корпусом и местом подвижных соединений на ручке. Данный параметр сказывается на максимально возможном расстоянии между сваркой и кромкой соединения листов.

Для изготовления клещевых электродов, используйте медные прутья или бериллиевую бронзу. Возможен вариант использования жала от паяльного аппарата с высокой мощностью. Диаметр электрода должен соответствовать диаметру провода, к которому он подключен. Для того, чтобы сварочные ядра имели хорошее качество концы электрода должны сужаться и иметь минимальный размер.

Как сделать аппарат точечной сварки из микроволновой печи

На аппарат точечной сварки цена довольно высокая, поэтому намного дешевле изготовить его самостоятельно. В процессе работы потребуется наличие микроволновой печи, предпочтительнее выбрать устройство побольше. От данного параметра зависит мощность будущего сварочного аппарата.

Если микроволновой печи у вас нет, вы можете поискать ее на барахолке или поспрашивать у соседей и купить ненужную микроволновую печь совсем недорого. Далее следует разобрать микроволновую печь и извлечь из нее деталь в виде высоковольтного трансформатора.

Обратите внимание: несмотря на то, что вы разбираете микроволновую печь не подключенную к электроснабжению, внутри у нее имеются детали, которые бьются током даже в таком состоянии.

Среди основных частей трансформатора отметим - сердечник и два вида обмотки - первичную и вторичную. Для соединения сердечника используют два тонких сварочных шва, от них следует избавиться. Сделать это можно с помощью молотка и ножовки. Также для его срезывания можно использовать болгарку. Таким образом вы доберетесь до трансформаторных обмоток, старайтесь не повредить их. Для извлечения вторичной обмотки следует аккуратно разрезать вторичную и вытащить нужную.

После этого вы получите сердечник от трансформатора и первичную его обмотку. Сердечник должен состоять из двух частей, разъединенных между собой.

Далее следует выполнить вторичную обмотку трансформаторной детали. Для этих целей потребуется наличие медного кабеля, имеющий такое же сечение, как и трансформаторная прорезь. Намотайте около двух витков. С помощью стандартной двухкомпонентной эпоксидной смолы происходит соединение двух половин сердечника между собой. Для того, чтобы они лучше соединились, поместите их в тиски.

Проверьте уровень напряжения на выходе из трансформаторного механизма, оно не должно превышать двух вольт. При этом минимальное значение силы тока составляет 850 А.

Далее следует позаботиться об изготовлении корпуса сварочного аппарата, для этих целей можно использовать дерево или высокопрочный пластик. Задняя панель корпуса должна иметь несколько отверстий, одно из которых будет отвечать за электроснабжение, а второе за выключение и включение механизма.

Если корпус изготавливается из дерева, то его следует хорошо отшлифовать, покрыть пропиткой и лаком. Для того, чтобы изготовить ручной аппарат для точечной сварки, также потребуется наличие:

шнура электропитания;
дверной ручки;
выключателя;
держателей из меди, из которых будут выполнены электроды;
медного провода с большим сечением;
саморезов по дереву и гвоздей.

После высыхания корпусной части, следует собрать данное устройство и соединить все детали между собой. Далее следует отрезать две части провода, выполненного из меди, размер каждого участка около 25 мм. Они будут выполнять функцию электродов, для их фиксации в держателе, достаточно использовать обычную отвертку. Далее следует зафиксировать выключатель, утолщенный кабель предотвращает его выпадение. Для фиксации трансформатора на корпусной части используйте обычные саморезы. При этом, следует позаботиться о заземлении, которое одевается на одну из клемм.

Для большей безопасности использования данного механизма, рекомендуем установить еще один дополнительный включатель. Для фиксации рычагов также используются саморезы и гвоздь. На торцевых участках рычагов производится установка контактных электродов. Для поднятия верхнего рычага используйте обычную резину. После выгорания электродов, они легко заменяются на новые, изготовленные таким же способом.

Рано или поздно у многих людей возникает желание приобрести собственный сварочный аппарат. Но, к сожалению, подобное оборудование отличается высокой стоимостью, поэтому многие ставят приоритет на изготовление самодельного устройства. С помощью имеющихся в свободном доступе схем, чертежей и прочего пошагового руководства предстоящее мероприятие может стать очень простым и понятным .

Описание и принцип работы

В настоящее время точечная контактная сварка пользуется очень большим спросом и используется в самых различных сферах деятельности человека. Инструмент незаменим при ремонте или производстве металлических деталей. Также он может применяться для изготовления металлических лестниц, ворот, отдельных конструктивных элементов и других деталей.

Принцип работы контактной сварки заключается в следующем: имеющийся в ключевом узле электрический ток способен нагревать отдельные детали стальной заготовки, которые соединены друг с другой. Таким образом происходит формирование особого сварного соединения - шва. Качество результата определяется типом материала, из которого выполнено изделие, а также плотностью. К тому же при проведении сварочных мероприятий следует обратить внимание на такие особенности:

У сварочной цепи должны присутствовать низкие показатели напряжение - от 1 до 10 ватт.
Процесс сваривания продолжается на протяжении нескольких секунд.
Для сварочного импульса характерна большая сила тока.
Чем меньше зона расплавления, тем выше качество сваривания.
Сварочный шов должен справляться и выдерживать большие нагрузки.

От правильного соблюдения подобных правил зависит конечный результат сварочных мероприятий . Изготовить устройство своими руками достаточно сложно. Чтобы выполнение поставленной задачи было успешным, необходимо в точности выучить ряд определенных инструкций и технологический рекомендаций.

Более простое решение заключается в сборке сварочной установки с переменной силой тока . Такой прибор способен управлять процессом сваривания посредством изменения продолжительности сварочного импульса, который попадает на заготовку. К тому же, чтобы успешно завершить поставленную задачу необходимо обустроить часовое реле, которым можно управлять автоматическим или ручным путём.

Важные конструктивные свойства

Ключевой узел сварочного устройства точечного типа - это сварочный трансформатор, который часто встречается в микроволновых печах, телевизорах и другом оборудовании. Перематывание обмотки проводят только после определения соотношения нужной силы тока и напряжения, в процессе подачи которого происходит сваривание.

Чтобы подобрать подходящий вариант управления устройством, необходимо правильно собрать основные механизмы . Не секрет, что конструктивные детали подбирают с учётом мощности и параметров трансформатора.

При изготовлении контактно-сварочных систем учитывается соотношение типа применения и свойств материала , который поддаётся обработке. В большинстве случаев к основному прибору фиксируют сварочные клещи.

Выполняя любую сборочную работу, будьте предельно внимательными и тщательными. Качество сборки должно быть максимальным , иначе дальнейшая эксплуатация может стать проблематичной. Провода выбирают с соответствующим диаметром и сечением. Если надёжность цепи недостаточно хорошая, интенсивность требуемого электрического тока не будет стабильной. К тому же повышается риск появления искр, что заставит рабочих остановить сваривание.

Схема точечной сварки

Чтобы самостоятельно изготовить точечную контактную сварку, внимательно изучите соответствующие схемы. Самая популярная из них эффективна в тех ситуациях, где приходится обрабатывать металлические листы с толщиной от одного миллиметра или проводку и прут с диаметром до 4 миллиметром.

В данном случае необходимо учесть такие особенности:

Для сваривания следует обзавестись оборудованием с переменным напряжением в 220 Вт.
Что касается выходного типа напряжения при работе на холостом ходу, то оно составляет 3−7 В.
Максимальные показатели сварочного тока достигают 1,5 тысячи ампер.

Вся конструкция характеризуется принципиальной схемой, которая состоит из силовых частей, автоматизированного выключателя и контрольной цепи. Если при выполнении поставленной задачи возникают опасные ситуации, для их предотвращения достаточно нажать на выключатель. На первом узле установлен трансформатор для сварки т2 и прибор бесконтактного тиристорного включателя однофазного типа, который подключает первичную обмотку к источнику электрического питания .

Что касается второй схемы, то она требует выполнение характерной обмотки на сварочном трансформаторе с помощью определенных витков. На первичной обмотке размещены выводные участки, которые предназначаются для регулировки выходного сварочного тока с учётом соотношения вторичной обмотки. Таким образом постоянное соединение сетевой цепи остаётся на первом выводе, а работа электропитания регулируется посредством остальных.

Важная деталь системы с маркировкой М ТТ4 К отличается серийным производством. В таком модуле предусмотрен тиристорный ключ, который выполняет коммутацию нагрузки через 1 и 3 контакты. Устройство может работать под нагрузками с напряжением до 800 ватт и током до 80 ампер. Состав схемы включает в себя:

блок питания.
цепь для настройки механизма.
реле к1.

В качестве источника электрического питания для сварочного оборудования используются любые трансформаторные системы с мощностью до 20 ватт. При этом его используют при работе на номинальной сети в 220 В. Что касается напряжения, которое выдается на втором варианте обмотки, то его показатели достигают 22 В. Чтобы выпрямить интенсивность подачи тока, можно установить диодный мост . Также не исключается вариант использования любых других узлов с подобными параметрами.

Особенности устройства и конструкция

В настоящее время существует несколько функций цепи управления. Если необходимо включать к1 на заданном промежутке времени, нужно правильно задать этот промежуток, определяя конкретное время подачи электронных импульсов на свариваемых элементах.

В устройстве электрической цепи предусмотрены конденсаторры: от с1 до с6 с характерными электролитическими свойствами. Их напряжение равно 52 В. К тому же необходимо воспользоваться конденсатором ёмкостью в 46 мкФ .

Основной силовой узел механизма - трансформатор. Он выполняет роль преобразователя одного вида электроэнергии в другой. В данном случае принято использовать магнитный провод на 2,5 А. Старую обмотку лучше не использовать, а на торце магнитного провода установить кольца из электрического картона. Их подгибают по внутренней и верхней кромке. На следующем этапе следует выполнить обмотку магнитопровода латотканью в три или более слоев. Для успешного выполнения обмотки следует воспользоваться такими проводами:

первичная обмотка с диаметром 1,5 миллиметров, которую пропитывают лаковым составом.
второй вариант обмотки с диаметром около двух сантиметров, который оборудован многожильной изоляцией с кремниевоорганическим происхождением.

При выполнении первой обмотки важно обустроить выводы промежуточного типа. Затем обмотку пропитывают специальным лаком, а на первичную катушку наматывают хлопчатобумажную ленту , которую тоже пропитывают лаковым составом. Затем начинается процесс вторичной обмотки, а также дальнейшее пропитывание лаком.

Изготовление клещей для сварочного оборудования

При желании изготовить самодельную точечную сварку вы должны ответственно отнестись к конструированию клещей. Сегодня применяется две разновидности таких элементов:

стационарные.
выносные.

Первое решение характеризуется простотой в эксплуатации, а также качественной и надёжной изоляцией, которая обусловлена прочно соединенными узловыми участками. Правда, подобные клещи характеризуются одним недостатком - чтобы обеспечить прижимное усилие, нужно приложить физическое усилие.

Вариант выносных клещей отличается особым удобством работы и компактными размерами. Чтобы контролировать усилия клещей, достаточно поменять длины их вынесения за аппарат. В мете подсоединения таких деталей устанавливают болты, втулки и шайбы, для более надёжной гидроизоляции.

При изготовлении деталей принято использовать медные прутья или бериллиевую бронзу . Также можно воспользоваться жалом от паяльного аппарата с высокими показателями мощности. Что касается диаметра электрода, то он должен соответствовать диаметру провода, к которому подключен.

Чтобы сварочные ядра обладали хорошим качеством, концы электродов сужают и делают небольшими.

Точечная сварка из микроволновки

Не секрет, что покупные модели стоят очень дорого, поэтому есть смысл отдать предпочтение самодельным решениям. Для изготовления продуктивной установки можно применить микроволновую печь с большими размерами. Именно габариты определяют мощность будущего устройства .

Если вы не располагаете микроволновкой, попробуйте поискать её на барахолке или купить у соседей. Подобное приобретение не станет большим вложением. В дальнейшем остаётся разобрать микроволновку и извлечь из неё высоковольтный трансформатор.

Будьте внимательны, т. к. даже в разобранном состоянии без прямого подключения к электрической сети отдельные узлы оборудования могут «биться» током.

Основные части трансформатора представлены сердечником и двумя видами обмотки - первичным и вторичным. Чтобы соединить сердечник, можно использовать два сварочных шва с небольшой толщиной. Заранее избавьтесь от них, что можно сделать посредством молотка и ножовки. Также вы можете применить болгарку, что позволит добраться до трансформаторных обмоток, не повредив их. Чтобы извлечь вторичную обмотку, достаточно аккуратными движениями разрезать вторичную.

В конечном итоге вам будет открыт доступ к сердечнику от трансформатора, который состоит из двух частей.

На следующем этапе следует провести вторичную обмотку трансформаторной детали. Здесь понадобится воспользоваться медным кабелем с таким же сечением, как трансформаторная прорезь. Необходимо намотать около двух витков. Используя стандартную двухкомпонентную эпоксидную смолу, осуществите соединение двух половин сердечника между собой. Чтобы процесс был выполнен по-особому успешно, попробуйте зафиксировать их в тисках.

Не забудьте проверить уровень напряжения на выходе из трансформаторного механизма. Оно не должно превышать отметку в 2 вольта. При этом минимальное значение силы тока варьируется в пределе 850 А.

Затем необходимо приступить к изготовлению корпуса сварочного материала. На данном этапе можно воспользоваться деревом или высокопрочным пластиком. На задней панели размещается несколько отверстий. Одно из них отвечает за электрическое снабжение, а второе - за включение и выключение системы.

Заключение

Если корпусная часть высохнет, можно переходить к сборке устройства, соединив рабочие узлы между собой. Затем необходимо отрезать две части медного провода с размером около 25 миллиметров. Они выполняют роль электродов, которые фиксируются в держателе с помощью обычной отвертки. Затем необходимо зафиксировать выключатель с помощью утолщенного кабеля, который предотвратит выпадение. Трансформатор фиксируется с помощью обычных саморезов. Также важно позаботиться о заземлении, которое фиксируется на одной из клемм.

Если внимательно соблюсти все рекомендации и пошаговое руководство, процесс сборки сварочного аппарата будет успешным. В таком случае вы сможете снизить все расходы, лишив себя необходимости покупать дорогостоящее профессиональное оборудование.

Сварка своими руками в данном случае значит не технология производства сварочных работ, а самодельное оборудование для электросварки. Рабочие навыки приобретаются производственной практикой. Безусловно, прежде чем идти в мастерскую, нужно усвоить теоретический курс. Но претворять его в практику можно только, имея на чем работать. Это первый довод в пользу того, чтобы, самостоятельно осваивая сварочное дело, позаботиться вначале о наличии соответствующего оборудования.

Второй – покупной сварочный аппарат стоит дорого. Аренда тоже недешева, т.к. вероятность выхода его из строя при неквалифицированном пользовании велика. Наконец, в глубинке добраться до ближайшего пункта, где можно взять сварочник напрокат, может быть просто долго и трудно. В общем, первые шаги в сварке металлов лучше начинать с изготовления сварочной установки своими руками. А потом – пусть себе стоит в сарае или гараже до случая. Потратиться на фирменную сварку, буде дело пойдет, никогда не поздно.

О чем будем

В настоящей статье рассматривается, как в домашних условиях сделать оборудование для:

Электродуговой сварки переменным током промышленной частоты 50/60 Гц и постоянным током до 200 А. Этого хватит, чтобы варить металлоконструкции примерно до забора из профнастила на каркасе из профтрубы или сварного гаража.
Микродуговой сварки скруток проводов – очень просто, и полезно при прокладке или ремонте электропроводки.
Точечной импульсной контактной сварки – может хорошо пригодиться при сборке изделий из тонкого стального листа.

О чем не будем

Первое, пропустим газовую сварку. Оборудование для нее стоит гроши по сравнению с расходными материалами, баллоны с газом дома не сделаешь, а самодельный газогенератор – серьезный риск для жизни, плюс карбид сейчас, где он еще поступает в продажу, дорог.

Второе – инверторную электродуговую сварку. Действительно, сварочный инвертор-полуавтомат позволяет начинающему дилетанту варить довольно ответственные конструкции. Он легок и компактен, носить его можно рукой. Но покупка в розницу компонентов инвертора, позволяющего стабильно вести качественный шов, обойдется дороже готового аппарата. А с упрощенными самоделками опытный сварщик работать попробует, и откажется – «Дайте нормальный аппарат!» Плюс, точнее минус – чтобы сделать более-менее приличный сварочный инвертор, нужно обладать довольно солидным опытом и познаниями в электротехнике и электронике.

Третье – аргонно-дуговую сварку. С чьей легкой руки пошло гулять в рунете утверждение, что она гибрид газовой и дуговой, неведомо. На самом деле это разновидность дуговой сварки: инертный газ аргон в сварочном процессе не участвует, но создает вокруг рабочей зоны кокон, изолирующий ее от воздуха. В результате сварочный шов получается химические чистым, свободным от примесей соединений металлов с кислородом и азотом. Поэтому варить под аргоном можно цветные металлы, в т.ч. разнородные. Кроме того, возможно уменьшить ток сварки и температуру дуги без ущерба для ее стабильности и варить неплавящимся электродом.

Оборудование для аргонно-дуговой сварки вполне возможно изготовить в домашних условиях, но – газ очень дорогой. Варить же в порядке рутинной хозяйственной деятельности алюминий, нержавейку или бронзу вряд ли понадобится. А если уж надо, то проще взять аргонную сварку в аренду – по сравнению с тем, на сколько (в деньгах) газа уйдет обратно в атмосферу, это копейки.

Трансформатор

Основа всех «наших» видов сварки – сварочный трансформатор. Порядок его расчета и конструктивные особенности существенно отличаются от таковых трансформаторов электропитания (силовых) и сигнальных (звуковых). Сварочный трансформатор работает в прерывистом режиме. Если конструировать его на максимальный ток как трансформаторы непрерывного действия, он получится непомерно большим, тяжелым и дорогим. Незнание особенностей электрических трансформаторов для дуговой сварки – основная причина неудач конструкторов-любителей. Поэтому прогуляемся по сварочным трансформаторам в следующем порядке:

немного теории – на пальцах, без формул и зауми;
особенности магнитопроводов сварочных трансформаторов с рекомендациями по выбору из случайно подвернувшихся;
испытания имеющегося в наличии б/у;
расчет трансформатора для сварочного аппарата;
подготовка компонент и намотка обмоток;
пробная сборка и доводка;
ввод в эксплуатацию.

Электрический трансформатор можно уподобить накопительному резервуару водоснабжения. Это довольно глубокая аналогия: трансформатор действует за счет запаса энергии магнитного поля в его магнитопроводе (сердечнике), который может многократно превышать мгновенно передаваемую от сети электропитания потребителю. А формальное описание потерь на вихревые токи в стали похоже на него же для водопотерь на инфильрацию. Потери электроэнергии в меди обмоток формально схожи с потерями напора в трубах за счет вязкого трения в жидкости.

Примечание: различие – в потерях на испарение и, соотв., рассеяние магнитного поля. Последние в трансформаторе частично обратимы, но сглаживают пики энергопотребления во вторичной цепи.

Внешние характеристики электрических трансформаторов

Важный в нашем случае фактор – внешняя вольт-амперная характеристика (ВВАХ) трансформатора, или просто его внешняя характеристика (ВХ) – зависимость напряжения на вторичной обмотке (вторичке) от тока нагрузки, при неизменном напряжении на первичной обмотке (первичке). У силовых трансформаторов ВХ жесткая (кривая 1 на рис.); они подобны мелководному обширному бассейну. Если его как следует изолировать и накрыть крышей, то водопотери минимальны и напор довольно стабилен, как бы там потребители краны ни крутили. Но если в стоке булькнуло – суши весла, вода слита. Применительно к трансформаторам – силовик должен как можно более стабильно держать выходное напряжение до некоторого порога, меньшего, чем максимальная мгновенная мощность потребления, быть экономичным, небольшим и легким. Для этого:

Марку стали для сердечника выбирают с более прямоугольной петлей гистерезиса.
Конструктивными мерами (конфигурацией сердечника, способом расчета, конфигурацией и расположением обмоток) всячески уменьшают потери на рассеивание, потери в стали и меди.
Индукцию магнитного поля в сердечнике берут меньше максимально допустимой для передачи формы тока, т.к. ее искажение снижает КПД.

Примечание: трансформаторную сталь с «угловатым» гистерезисом часто называют магнитожесткой. Это неверно. Магнитожесткие материалы сохраняют сильную остаточную намагниченность, их них делают постоянные магниты. А любое трансформаторное железо – магнитомягкое.

Варить от трансформатора с жесткой ВХ нельзя: шов идет рваный, пережженный, металл разбрызгивается. Дуга неэластичная: чуть не так двинул электродом, гаснет. Поэтому сварочный трансформатор делают похожим уже на обычный водонапорный бак. Его ВХ мягкая (нормального рассеяния, кривая 2): при возрастании тока нагрузки вторичное напряжение плавно падает. Кривая нормального рассеяния аппроксимируется прямой, падающей по углом 45 градусов. Это позволяет за счет снижения КПД кратковременно снимать с того же железа в несколько раз большую мощность, или соотв. уменьшить массогабариты и стоимость трансформатора. Индукция в сердечнике при этом может достигать величины насыщения, а кратковременно даже превосходить ее: трансформатор не уйдет в КЗ с нулевой передачей мощности, как «силовик», но станет нагреваться. Довольно долго: тепловая постоянная времени сварочных трансформаторов 20-40 мин. Если потом дать ему остыть и недопустимого перегрева не было, можно продолжать работу. Относительное падение вторичного напряжения ΔU2 (ему соотв. размах стрелок на рис.) нормального рассеивания плавно растет при увеличении размаха колебаний сварочного тока Iсв, что позволяет легко держать дугу при любых видах работ. Обеспечиваются такие свойства следующим:

Сталь магнитопровода берут с гистерезисом, более «овальным».
Нормируют обратимые потери на рассеяние. По аналогии: упало давление – потребители много и быстро не выльют. А оператор водоканала успеет включить подкачку.
Индукцию выбирают близкой к предельной по перегреву, это позволяет за счет снижения cosφ (параметра, равнозначного КПД) при токе, существенно отличном от синусоидального, взять с той же стали большую мощность.

Примечание: обратимые потери рассеяния значит, что часть силовых линий пронизывает вторичку через воздух минуя магнитопровод. Название не вполне удачное, также как и «полезное рассеяние», т.к. «обратимые» потери для КПД трансформатора ничуть не полезнее необратимых, но они смягчают ВХ.

Как видим, условия совершенно различны. Так что, же непременно искать железо от сварочника? Необязательно, для токов до 200 А и пиковой мощности до 7 кВА, а на хозяйстве этого хватит. Мы расчетно-конструктивным мерами, а также при помощи несложных дополнительных устройств (см. далее) получим на любом железе ВХ, несколько более жесткую, чем нормальная, кривая 2а. КПД энергопотребления сварки при этом вряд ли превысит 60%, но для эпизодических работ для себя это не страшно. Зато на тонких работах и малых токах держать дугу и ток сварки будет несложно, не имея большого опыта (ΔU2.2 и Iсв1), на больших токах Iсв2 получим приемлемое качество шва, и можно будет резать металл до 3-4 мм.

Бывают еще сварочные трансформаторы с крутопадающей ВХ, кривая 3. Это уже скорее насос подкачки: или поток на выходе в номинале независимо от высоты подачи, или его вовсе нет. Они еще более компактны и легки, но, чтобы на крутопадающей ВХ выдержать режим сварки, нужно за время порядка 1 мс реагировать на колебания ΔU2.1 порядка вольта. Электронике это под силу, поэтому трансформаторы с «крутой» ВХ нередко применяются в сварочных полуавтоматах. Если же от такого трансформатора варить вручную, то шов пойдет вялый, недоваренный, дуга опять же неэластичная, а при попытках зажечь ее снова электрод то и дело залипает.

Магнитопроводы

Типы магнитопроводов, пригодных для изготовления сварочных трансформаторов, показаны на рис. Наименования их начинаются с буквосочетания соотв. типоразмера. Л значит ленточный. Для сварочного трансформатора Л или без Л – существенной разницы нет. Если в префиксе есть М (ШЛМ, ПЛМ, ШМ, ПМ) – в игнор без обсуждения. Это железо уменьшенной высоты, для сварочника непригодное при всех прочих выдающихся достоинствах.

Магнитопроводы трансформаторов

После букв типономинала следуют цифры, обозначающие a, b и h на рис. Напр., у Ш20х40х90 размеры поперечного сечения керна (центрального стержня) 20х40 мм (a*b), а высота окна h – 90 мм. Площадь сечения сердечника Sс = a*b; площадь окна Sок = c*h нужна для точного расчета трансформаторов. Мы ею пользоваться не будем: для точного расчета нужно знать зависимости потерь в стали и меди от величины индукции в сердечнике данного типоразмера, а для них – марку стали. Где мы ее возьмем, если мотать будем на случайном железе? Мы посчитаем по упрощенной методике (см. далее), а потом доведем в ходе испытаний. Труда уйдет больше, но зато получим сварку, на которой можно реально работать.

Примечание: если железо ржавое с поверхности, то ничего, свойства трансформатора от этого не пострадают. А вот если на нем есть пятна цветов побежалости – это брак. Когда-то этот трансформатор очень сильно перегрелся и магнитные свойства его железа необратимо испортились.

Еще один важный параметр магнитопровода – его масса, вес. Поскольку удельная плотность стали неизменна, он определяет объем сердечника, и, соотв., мощность, которую с нее можно взять. Для изготовления сварочных трансформаторов пригодны магнитопроводы массой:

О, ОЛ – от 10 кг.
П, ПЛ – от 12 кг.
Ш, ШЛ – от 16 кг.

Почему Ш и ШЛ нужны тяжелее, понятно: у них есть «лишний» боковой стержень с «плечиками». ОЛ может быть легче, потому что в нем нет углов, на которые нужен излишек железа, а изгибы силовых магнитных линий плавнее и по некоторым другим причинам, о которых – уже в след. разделе.

Себестоимость трансформаторов на торах высока вследствие сложности их намотки. Поэтому использование тороидальных сердечников ограничено. Подходящий для сварки тор можно, во-первых, извлечь из ЛАТРа – лабораторного автотрансформатора. Лабораторный, значит не должен бояться перегрузок, и железо ЛАТРов обеспечивает ВХ, близкую к нормальной. Но…

ЛАТР – штука очень полезная, первое. Если сердечник еще жив, лучше ЛАТР восстановить. Вдруг не нужен, можно продать, и вырученного хватит на пригодную для своих нужд сварку. Поэтому «голые» сердечники ЛАТРов найти сложно.

Второе – ЛАТРы мощностью до 500 ВА для сварки слабы. От железа ЛАТР-500 можно добиться сварки электродом 2,5 в режиме: 5 мин варим – 20 мин он остывает, а мы накаляемся. Как в сатире Аркадия Райкина: раствор бар, кирпич йок. Кирпич бар, раствор йок. ЛАТРы же 750 и 1000 – большая редкость и годные.

Еще подходящий по всем свойствам тор – статор электромотора; сварка из него получится хоть на выставку. Но найти его не легче, чем железо ЛАТРа, а мотать на него много сложнее. Вообще, сварочный трансформатор из статора электродвигателя – отдельная тема, столько там сложностей и нюансов. Прежде всего – с навивкой толстого провода на «бублик». Не имея опыта намотки тороидальных трансформаторов, вероятность испортить дорогой провод, а сварки не получить, близка к 100%. Поэтому, увы, со с варочным аппаратом на троидальн6ом трансформаторе придется повременить.

Броневые сердечники конструктивно рассчитаны на минимальное рассеяние, и нормировать его практически невозможно. Сварка на обычном Ш или ШЛ получится слишком жесткой. Кроме того, условия охлаждения обмоток на Ш и ШЛ наихудшие. Единственно пригодные для сварочного трансформатора броневые сердечники – увеличенной высоты с разнесенными галетными обмотками (см. далее), слева на рис. Разделяются обмотки диэлектрическими немагнитными термостойкими и механически прочными прокладками (см. далее) толщиной в 1/6-1/8 высоты керна.

Пластины броневых магнитопроводов и галетные обмотки

Шихтуется (собирается из пластин) сердечник Ш для сварки обязательно вперекрышку, т.е. пары ярмо-пластина поочередно ориентируются туда-обратно относительно друг друга. Способ нормирования рассеяния немагнитным зазором для сварочного трансформатора непригоден, т.к. потери дает необратимые.

Если подвернется шихтованный Ш без ярем, но с просечкой пластин между керном и перемычкой (в центре), вам повезло. Шихтуют пластины сигнальных трансформаторов, а сталь на них, для уменьшения искажений сигнала, идет дающая нормальную ВХ изначально. Но вероятность такого везения очень мала: сигнальные трансформаторы на киловаттные мощности – редчайшая диковина.

Примечание: не пытайтесь собрать высокий Ш или ШЛ из пары обычных, как справа на рис. Сплошной прямой зазор, хоть и очень тонкий – необратимое рассеяние и крутопадающая ВХ. Тут потери рассеивания почти аналогичны потерям воды на испарение.

Намотка обмоток трансформатора на стержневом сердечнике

Наиболее пригодны для сварки сердечники стержневые. Из них – шихтуемые парами одинаковых Г-образных пластин, см. рис., их необратимое рассеяние наименьшее. Второе, обмотки П и ПЛов мотаются точно одинаковыми половинками, по половине витков на каждую. Малейшая магнитная или токовая асимметрия – трансформатор гудит, греется, а тока нет. Третье, что может показаться неочевидным не забывшим школьное правило буравчика – обмотки на стержни навиваются в одном направлении . Что-то не так кажется? Магнитный поток в сердечнике обязательно должен быть замкнут? А вы крутите буравчики по току, а не по виткам. Направления-то токов в полуобмотках противоположные, там и магнитные потоки показаны. Можно и проверить, если защита проводки надежная: подать сеть на 1 и 2’, а замкнуть 2 и 1’. Если автомат сразу не выбьет, то трансформатор взвоет и затрясется. Впрочем, кто там знает, что у вас с проводкой. Лучше не надо.

Примечание: можно еще встретить рекомендации – мотать обмотки сварочного П или ПЛ на разных стержнях. Мол, ВХ смягчается. Так-то оно так, но сердечник для этого нужен специальный, со стержнями разного сечения (вторичка на меньшем) и выемками, выпускающими силовые линии в воздух в нужном направлении, см. рис. справа. Без этого – получим крикливый, трясучий и прожорливый, но не варящий трансформатор.

Если есть трансформатор

Защитный автомат на 6,3 А и амперметр переменного тока помогут также определить пригодность старого сварочника, валявшегося бог знает где и черт знает как. Амперметр нужен или бесконтактный индукционный (токовые клещи), или стрелочный электромагнитный на 3 А. Мультиметр с пределами переменного тока будет недопустимо врать, т.к. форма тока в цепи окажется далека от синусоидальной. Еще – жидкостный бытовой термометр с длинной шейкой, или, лучше, цифровой мультиметр с возможностью измерения температуры и щупом для этого. Пошагово процедура испытаний и подготовки к дальнейшей эксплуатации старого сварочного трансформатора производится так:

Расчет сварочного трансформатора

В рунете можно найти разные методики расчета сварочных трансформаторов. При кажущемся разнобое большинство из них верны, но при полном знании свойств стали и/или для конкретного ряда типономиналов магнитопроводов. Предлагаемая методика сложилась в советские времена, когда вместо выбора был дефицит всего. У рассчитанного по ней трансформатора ВХ падает немного крутовато, где-то между кривыми 2 и 3 на рис. в начале. Для резки так годится, а для работ потоньше трансформатор дополняется внешними устройствами (см. далее), растягивающими ВХ по оси тока до кривой 2а.

Основа расчета обычна: дуга стабильно горит под напряжением Uд 18-24 В, а для ее зажигания требуется мгновенный ток в 4-5 раз больший номинального сварочного. Соотв., минимальное напряжение холостого хода Uхх вторички будет 55 В, но для резки, раз из сердечника выжимается все возможное, берем не стандартные 60 В, а 75 В. Больше никак: и по ТБ недопустимо, и железо не вытянет. Еще одна особенность, по тем же причинам – динамические свойства трансформатора, т.е. его способность быстро переходить из режима КЗ (скажем, при замыкании каплями металла) в рабочий, выдерживаются без дополнительных мер. Правда, такой трансформатор склонен к перегреву, но, раз он свой и на глазах, а не дальнем углу цеха или площадки, будем считать это допустимым. Итак:

По формуле из п.2 пред. списка находим габаритную мощность;
Находим максимально возможный сварочный ток Iсв = Pг/Uд. 200 А обеспечены, если с железа можно снять 3,6-4,8 кВт. Правда, в 1-м случае дуга будет вялой, и варить можно будет только двойкой или 2,5;
Рассчитываем рабочий ток первички при максимально допустимом для сварки напряжении сети I1рmax = 1,1Pг(ВА)/235 В. Вообще-то норма на сеть 185-245 В, но для самодельного сварочника на пределе это слишком. Берем 195-235 В;
По найденному значению определяем ток срабатывания защитного автомата как 1,2I1рmax;
Принимаем плотность тока первички J1 = 5 А/кв. мм и, пользуясь I1рmax, находим диаметр ее провода по меди d = (4S/3,1415)^0,5. Полный его диаметр при самостоятельном изолировании D = 0,25+d, а если провод готовый - табличный. Для работы в режиме «кирпич бар, раствор йок» можно взять J1 = 6-7 А/кв. мм, но только, если нужного провода нет и не предвидится;
Находим количество витков на вольт первички: w = k2/Sс, где k2 = 50 для Ш и П, k2 = 40 для ПЛ, ШЛ и k2 = 35 для О, ОЛ;
Находим общее к-во ее витков W = 195k3w, где k3 = 1,03. k3 учитывает потери энергии обмоткой на рассеяние и в меди, что формально выражается несколько абстрактным параметром собственного падения напряжения обмотки;
Задаемся коэффициентом укладки Kу = 0,8, добавляем по 3-5 мм к a и b магнитопровода, рассчитываем к-во слоев обмотки, среднюю длину витка и метраж провода
Рассчитываем аналогично вторичку при J1 = 6 А/кв. мм, k3 = 1,05 и Kу = 0,85 на напряжения 50, 55, 60, 65, 70 и 75 В, в этих местах будут отводы для грубой подгонки режима сварки и компенсации колебаний питающего напряжения.

Намотка и доводка

Диаметры проводов в расчете обмоток получаются как правило больше 3 мм, а лакированные обмоточные провода с d>2,4 мм в широкой продаже редки. Кроме того, обмотки сварочника испытывают сильные механические нагрузки от электромагнитных сил, поэтому готовые провода нужны с дополнительной текстильной обмоткой: ПЭЛШ, ПЭЛШО, ПБ, ПБД. Найти их еще труднее, и стоят они очень дорого. Метраж же провода на сварочник таков, что более дешевые голые провода возможно изолировать самостоятельно. Дополнительное преимущество – свив до нужного S несколько многожильных проводов, получим провод гибкий, мотать которым куда легче. Кто пробовал уложить на каркас вручную шину хотя бы в 10 квадратов, оценит.

Изолирование

Допустим, есть в наличии провод 2,5 кв. мм в ПВХ изоляции, а на вторичку надо 20 м на 25 квадратов. Готовим 10 катушек или бухт по 25 м. Отматываем с каждой примерно по 1 м провода и снимаем штатную изоляцию, она толстая и не термостойкая. Оголенные провода скручиваем парой пассатижей в ровную тугую косу, а ее обматываем, в порядке нарастания стоимости изоляции:

Малярным скотчем с нахлестом витков 75-80%, т.е. в 4-5 слоев.
Миткалевой тесьмой с нахлестом в 2/3-3/4 витка, т.е в 3-4 слоя.
Х/б изолентой с нахлестом в 50-67%, в 2-3 слоя.

Примечание: провод для вторичной обмотки готовится и мотается она после намотки и испытаний первичной, см. далее.

Тонкостенный самодельный каркас не выдержит давления витков толстого провода, вибраций и рывков при работе. Поэтому обмотки сварочных трансформаторов делают бескаркасными галетными, а на сердечнике закрепляют клиньями из текстолита, стеклотекстолита или, в крайнем случае, пропитанной жидким лаком (см. выше) бакелитовой фанеры. Инструкция по намотке обмоток сварочного трансформатора такова:

Готовим деревянную бобышку высотой по высоте обмотки и с размерами в поперечнике на 3-4 мм больше a и b магнитопровода;
Прибиваем или прикручиваем к ней временные фанерные щеки;
Временный каркас обматываем в 3-4 слоя тонкой полиэтиленовой пленкой с заходом на щеки и заворотом на их внешнюю сторону, чтобы провод не приклеился к дереву;
Мотаем предварительно изолированную обмотку;
По намотке дважды пропитываем до протекания насквозь жидким лаком;
по высыхании пропитки аккуратно снимаем щеки, выдавливаем бобышку и отдираем пленку;
обмотку в 8-10 местах равномерно по окружности туго обвязываем тонки шнуром или пропиленовым шпагатом – она готова к испытаниям.

Доводка и домотка

Шихтуем сердечник в галету и стягиваем его болтами, как положено. Испытания обмотки производятся полностью аналогично испытаниям сомнительного готового трансформатора, см. выше. Лучше воспользоваться ЛАТРом; Iхх при входном напряжении 235 В не должен превышать 0,45 А на 1 кВА габаритной мощности трансформатора. Если больше – первичку доматывают. Соединения провода обмотки делаются на болтах (!), изолируются термоусаживаемой трубкой (ТУТ) в 2 слоя или х/б изолентой в 4-5 слоев.

По результатам испытаний корректируется число витков вторички. Напр., расчет дал 210 витков, а реально Iхх влез в норму при 216. Тогда расчетные витки секций вторички умножаем на 216/210 = 1,03 прибл. Не пренебрегайте знаками после запятой, от них во многом зависит качество трансформатора!

После доводки сердечник разбираем; галету туго обматываем теми же малярным скотчем, миткалем или «тряпочной» изолентой в 5-6, 4-5 или 2-3 слоя соотв. Мотать поперек витков, а не по ним! Теперь еще раз пропитываем жидким лаком; когда просохнет – дважды неразбавленным. Эта галета готова, можно делать вторичную. Когда обе будут на сердечнике, еще раз испытываем теперь уже трансформатор на Iхх (вдруг где-то завитковало), закрепляем галеты и весь трансформатор пропитываем нормальным лаком. Уф-ф, самая муторная часть работы позади.

Но он у нас пока слишком крут, не забыли? Нужно умягчить. Простейший способ – резистор во вторичной цепи – нам не подходит. Все очень просто: на сопротивлении всего лишь 0,1 Ом при токе 200 рассеется теплом 4 кВт. Если у нас сварочник на 10 и более кВА, а варить нужно тонкий металл, резистор нужен. Какой бы ни был ток выставлен регулятором, его выбросы при зажигании дуги неизбежны. Без активного балласта они местами пережгут шов, а резистор их погасит. Но нам, маломощным, он него толку не будет.

Регулировка режима сварки реактивной катушкой

Реактивный балласт (катушка индуктивности, дроссель) лишней мощности не отберет: она поглотит выбросы тока, а потом плавно отдаст их дуге, это и растянет ВХ как надо. Но тогда нужен дроссель с регулировкой рассеяния. А для него – сердечник почти такой же, как и у трансформатора, и довольно сложная механика, см. рис.

Самодельный балласт сварочного трансформатора

Мы пойдем другим путем: применим активно-реактивный балласт, у старых сварщиков в просторечии именуемый кишкой, см. рис. справа. Материал – стальная проволока-катанка 6 мм. Диаметр витков – 15-20 см. Сколько их – на рис. видно, для мощности до 7 кВА эта кишка правильная. Воздушные промежутки между витками – 4-6 см. С трансформатором активно-реактивный дроссель соединяется дополнительным отрезком сварочного кабеля (шланга, попросту), а электрододержатель присоединяется к нему зажимом-прищепкой. Подбирая точку присоединения, можно, вкупе с переключением на отводы вторички, точно настроить рабочий режим дуги.

Примечание: активно-реактивный дроссель в работе может греться докрасна, поэтому ему необходима несгораемая термопрочная диэлектрическая немагнитная подкладка. По идее, специальный керамический ложемент. Допустима замена его сухой песчаной подушкой, или уже формально с нарушением, но не грубым, сварочную кишку укладывают на кирпичи.

А остальное?

Примитивный держатель сварочного электрода

Это значит прежде всего – электрододержатель и присоединительное устройство обратного шланга (зажим, прищепка). Их, раз у нас трансформатор на пределе, нужно купить готовые, а таких, как на рис. справа, не надо. Для сварочного аппарата на 400-600 А качество контакта в держателе мало ощутимо, и просто приматывание обратного шланга он тоже выдержит. А наш самодельный, работающий с натугой, может забарахлить вроде бы непонятно отчего.

Далее, корпус аппарата. Его нужно делать из фанеры; желательно бакелитовой пропитанной, как описано выше. Днище – толщиной от 16 мм, панель с клеммником – от 12 мм, а стенки и крышку – от 6 мм, чтобы при переноске не оторвались. Почему не листовая сталь? Она ферромагнетик и в поле рассеяния трансформатора может нарушить его работу, т.к. мы вытягиваем из него все, что возможно.

Что до клеммных колодок, то самые клеммы делаются из болтов от М10. Основа – те же текстолит или стеклотекстолит. Гетинакс, бакелит и карболит не годятся, довольно скоро пойдут крошиться, трескаться и расслаиваться.

Пробуем постоянку

Сварка постоянным током имеет ряд преимуществ, но ВХ любого сварочного трансформатора на постоянке ужесточается. А у нашего, рассчитанного на минимально возможный запас по мощности, станет недопустимо жесткой. Дроссель-кишка тут уже не поможет, даже если бы он работал на постоянном токе. Кроме того, надо защитить дорогущие выпрямительные диоды на 200 А от бросков тока и напряжения. Нужен возвратно-поглощающий фильтр инфранизких частот, ФИНЧ. Хотя на вид он отражающий, но нужно учесть сильную магнитную связь между половинами катушки.

Схема электродуговой сварки постоянным током

Известная много лет схема такого фильтра дана на рис. Но сразу же по ее внедрении любителями выяснилось, что рабочее напряжение конденсатора С мало: выбросы напряжения при зажигании дуги могут достигать 6-7 значений ее Uхх, т.е.450-500 В. Далее, конденсаторы нужны выдерживающие циркуляцию большой реактивной мощности, только и только масляно-бумажные (МБГЧ, МБГО, КБГ-МН). О массогабаритах одинарных «банок» этих типов (кстати, и не дешевых) дает представление след. рис., а на батарею их понадобится 100-200.

Масляно-бумажные конденсаторы

С магнитопроводом катушки проще, хотя и не совсем. Для него подойдут 2 ПЛа силового трансформатора ТС-270 от старых ламповых телевизоров-«гробов» (данные есть в справочниках и в рунете), или аналогичные, или ШЛ с похожими либо большими a, b, c и h. Из 2-х ПЛов собирают ШЛ с зазором, см. рис., в 15-20 мм. Фиксируют его текстолитовыми или фанерными прокладками. Обмотка – изолированный провод от 20 кв. мм, сколько влезет в окно; 16-20 витков. Мотают ее в 2 провода. Конец одного соединяют с началом другого, это будет средняя точка.

Броневой магнитопровод с немагнитным зазором

Настройка фильтра производится по дуге на минимальном и макисмальном значениях Uхх. Если дуга на минимале вялая, электрод липнет, зазор уменьшают. Если на максимале жжет металл – увеличивают или, что будет эффективнее, срезают симметрично часть боковых стержней. Чтобы сердечник от этого не рассыпался, его пропитывают жидким, а потом нормальным лаком. Найти оптимум индуктивности довольно трудно, но зато потом сварка работает безукоризненно и на переменном токе.

Микродуга

О назначении микродуговой сварки сказано вначале. «Аппаратура» для нее предельно проста: понижающий трансформатор 220/6,3 В 3-5 А. В ламповые времена радиолюбители подключались к накальной обмотке штатного силового трансформатора. Один электрод – сама скрутка проводов (можно медь-алюминий, медь-сталь); другой – графитовый стерженек вроде грифеля от карандаша 2М.

Сейчас для микродуговой сварки используют более компьютерные блоки питания, или, для импульсной микродуговой сварки, батареи конденсаторов, см. видео ниже. На постоянном токе качество, работы, разумеется, улучшается.

Видео: самодельный аппарат для сварки скруток

Контакт! Есть контакт!

Контактная сварка в промышленности используется преимущественно точечная, шовная и стыковая. В домашних условиях, прежде всего по энергопотреблению, осуществима импульсная точечная. Пригодна она для сваривания и приваривания тонких, от 0,1 до 3-4 мм, стальных листовых деталей. Дуговая сварка тонкостенку прожжет, а если деталь с монетку и менее, то самая мягкая дуга сожжет ее целиком.

Схема точечной контактной сварки

Принцип действия точечной контактной сварки иллюстрирует рис: медные электроды с силой сжимают детали, импульс тока в зоне омического сопротивления сталь-сталь нагревает металл до того, что происходит электродиффузия; металл не плавится. Ток для этого нужен ок. 1000 А на 1 мм толщины свариваемых деталей. Да, ток в 800 А прихватит листы по 1 и даже 1,5 мм. Но если это не поделка для забавы, а, допустим, оцинкованный профнастил забора, то первый же сильный порыв ветра напомнит: «Мужик, а ток-то слабоват был!»

Тем не менее, контактная точечная сварка намного экономичнее дуговой: напряжение холостого хода сварочного трансформатора для нее – 2 В. Оно складывается 2-х контактных разностей потенциалов сталь-медь и омического сопротивления зоны провара. Рассчитывается трансформатор для контактной сварки аналогично ему же для дуговой, но плотность тока во вторичной обмотке берут 30-50 и более А/кв. мм. Вторичка контактно-сварочного трансформатора содержит 2-4 витка, хорошо охлаждается, а его коэффициент использования (отношение времени сварки к времени работы на холостом ходу и остывания) многократно ниже.

В рунете немало описаний самодельных импульсно-точечных сварочников из негодных микроволновок. Они, в общем-то, правильные, а в повторении, как написано в «1001 ночи», пользы нет. И старые микроволновки на помойках кучами не валяются. Поэтому займемся конструкциями менее известными, но, между прочим, более практичными.

Простая самодельная установка контактной сварки

На рис. – устройство простейшего аппарата для импульсной точечной сварки. Им можно сваривать листы до 0,5 мм; для мелких поделок он подходит отлично, а магнитопроводы такого и большего типоразмера относительно доступны. Его достоинство, помимо простоты – прижим ходовой штанги сварочных клещей грузом. Для работы с контактно-сварочным импульсником не помешала бы и третья рука, а если одной приходится с силой сжимать клещи, то вообще неудобно. Недостатки – повышенная аварийно- и травмоопасность. Если случайно дать импульс, когда электроды сведены без свариваемых деталей, то из клещей ударит плазма, полетят брызги металла, защиту проводки вышибет, а электроды сплавятся намертво.

Вторичная обмотка – из медной шины 16х2. Ее можно набрать из полосок тонкой листовой меди (получится гибкая) или сделать из отрезка сплющенной трубки подачи хладоагента бытового кондиционера. Изолируется шина вручную, как описано выше.

Здесь на рис. – чертежи аппарата импульсной точечной сварки помощнее, на сварку листа до 3 мм, и понадежнее. Благодаря довольно мощной возвратной пружине (от панцирной сетки кровати) случайное схождение клещей исключено, а эксцентриковый прижим обеспечивает сильное стабильное сжатие клещей, от чего существенно зависит качество сварного стыка. В случае чего прижим можно мгновенно сбросить одним ударом по рычагу эксцентрика. Недостаток – изолирующие узлы клещей, их слишком много и они сложные. Еще один – алюминиевые штанги клещей. Они, во-первых, не столь прочны, как стальные, во-вторых, это 2 ненужных контактных разности. Хотя теплоотвод по алюминию, безусловно, отличный.

Об электродах

Электрод контактной сварки в изолирующей втулке

В любительских условиях целесообразнее изолировать электроды в месте установки, как показано на рис. справа. Дома не конвейер, аппарату всегда можно дать остыть, чтобы изолирующие втулки не перегрелись. Такая конструкция позволит сделать штанги из прочной и дешевой стальной профтрубы, а еще удлинить провода (до 2,5 м это допустимо) и пользоваться контактно-сварочным пистолетом или выносными клещами, см. рис. ниже.

На рис. справа видна еще одна особенность электродов для точечной контактной сварки: сферическая контактная поверхность (пятка). Плоские пятки долговечнее, поэтому электроды с ними широко используются в промышленности. Но диаметр плоской пятки электрода должен быть равен 3-м толщинам прилегающего свариваемого материала, иначе пятно провара пережжется или в центре (широкая пятка), или по краям (узкая пятка), и от сварного стыка пойдет коррозия даже по нержавейке.

Пистолет и выносные клещи для контактной сварки

Последний момент об электродах – их материал и размеры. Красная медь быстро выгорает, поэтому покупные электроды для контактной сварки делают из меди с присадкой хрома. Такими следует пользоваться, при нынешних ценах на медь это более чем оправдано. Диаметр электрода берут в зависимости от режима его использования в расчете на плотность тока 100-200 А/кв. мм. Длина электрода по условиям теплопередачи не менее 3-х его диаметров от пятки до корня (начала хвостовика).

Как давать импульс

В простейших самодельных аппаратах импульсно-контактной сварки импульс тока дают вручную: просто включают сварочный трансформатор. Это ему, конечно, на пользу не идет, а сварка – то непровар, то пережог. Однако автоматизировать подачу и нормировать сварочные импульсы не так уж сложно.

Схема простого формирователя импульсов для контактной сварки

Схема простого, но надежного и проверенного долгой практикой формирователя сварочных импульсов дана на рис. Вспомогательный трансформатор Т1 – обычный силовой на 25-40 Вт. Напряжение обмотки II – по лампочке подсветки. Можно вместо нее поставить 2 включенных встречно-параллельно светодиода с гасящим резистором (обычным, на 0,5 Вт) 120-150 Ом, тогда напряжение II будет 6 В.

Напряжение III – 12-15 В. Можно 24, тогда конденсатор С1 (обычный электролитический) нужен на напряжение 40 В. Диоды V1-V4 и V5-V8 – любые выпрямительные мосты на 1 и от 12 А соотв. Тиристор V9 – на 12 и более А 400 В. подойдут оптотиристоры из компьютерных блоков питания или ТО-12,5, ТО-25. Резистор R1 – проволочный, им регулируют длительность импульса. Трансформатор Т2 – сварочный.

Домашние слесарные работы – часть жизни хозяйственного человека. Одним из наиболее популярных домашних устройств считается точечная сварка. Она предполагает наличие заводского или самодельного сварочного устройства. Создать подобный аппарат, которым будет осуществляться точечная сварка своими руками несложно, необходимо лишь желание и некоторые подручные средства.

Особенности и принцип точечной сварки

Изучение вопроса, как своими руками сделать точечную сварку, начнем с принципа действия.

На сегодняшний день точечная сварка востребована не только в быту, но и в производстве, так как она способна разрешить даже самые трудновыполнимые задачи. В промышленности, как правило, применяют устройства, работающие в автоматическом режиме, в бытовых условиях применяют сварочный аппарат-полуавтомат для точечной сварки.

Точечная контактная сварка на производстве необходима, чтобы сварить листовые болванки из черных и цветных металлов. С помощью ее сваривают изделия из профиля разной толщины и конфигурации, пересекающиеся металлические заготовки. При некоторых условиях можно добиться скоростного рабочего режима до 600 точек в минуту.

Многие люди интересуются вопросом, как сделать точечную сварку дома? В домашней среде точечную сварку применяют для ремонта бытовой утвари и при необходимости сварить электропровода.

Процедура точечного сваривания включает в себя несколько этапов:

заготовки совмещают в требуемом положении;
делают крепеж деталей непосредственно между прижимными электродами установки;
осуществляют нагрев поверхностей, в процессе которого происходит деформирование деталей и они связываются между собой.

Существует еще одна технология точечного соединения – лазерная сварка. Она способна выполнять задачи, связанные с работой высокой точности и предельной прочности спайки.

Получается, что принцип точечной сварки заключается в чрезмерном нагревании рабочих металлических поверхностей, результатом которых осуществляется их сплавление и единое структурное новообразование.

Основную роль в процессе сварки исполняет импульсная характеристика тока, который создает необходимый нагрев металлической области. Не менее важной характеристикой служит время воздействия и сила удержания деталей. Благодаря этим параметрам кристаллизуется металлическая структура.

Основными преимуществами сварки электроконтактной из сварочного аппарата считаются:

выгодность использования;
прочный шов;
простота оборудования;
самодельная точечная сварка может быть создана в домашних условиях;
возможность автоматизации в условиях предприятия.

Единственным изъяном точечного соединения деталей считается негерметичность соединения.

Основными требованиями к сварочному оборудованию считаются:

возможность изменить время процесса;
создание давления в рабочей области, с достижением предела в окончании процесса нагрева;
наличие электродов с высокими показателями проводимости энергии и тепла.

Для бытового применения подходить электролитическая медь и ее смесь марки ЭВ. Стоит отметить, что площадь контактируемого участка электрода должна превышать свариваемое соединение (шов) в 2,5 раза.

Сборка сварочного аппарата своими силами

Для точечного сваривания деталей необходимо создать соответствующее оборудование. Установка для точечной сварки своими руками, изготовленная в домашних условиях, может иметь любую форму – от переносных разновидностей до крупногабаритных моделей. На практике обычно используются настольные варианты, применяемые для соединения различных металлов. Перед тем как создать точечную сварку из инвертора, следует ознакомиться с материалами, какие понадобятся при изготовлении.

преобразователь энергии, то есть трансформатор;
электрический кабель с изоляцией сечением от 10 мм;
медные электроды;
прерыватель;
наконечники;
болты;
подручные средства и материалы для создания корпусной основы либо сварочных клещей (бруски из дерева, вторсырье, фанера).

1 - трансформатор ОСМ-1,0 доработанный; 2 - токопровод (дюралюминиевый пруток диаметром 30, L300, 2 шт.); 3 - вкладыш (стальной пруток диаметром 10, L30, 2 шт.); 4 - электрод (медный пруток диаметром 12, L50, 2 шт.); 5 - шайба латунная (2 шт.); 6,12 - винты М6; 7 рукоятка; 8 - эксцентрик; 9 - щека (2 шт.); 10 - пружина; 11 - вывод половины вторичной обмотки (4 шт.); 13 - втулка текстолитовая (с канавкой под концевую петлю пружины); 14 - болт М8 (6 шт.); 15 - шайба текстолитовая (4 шт.); 16 - покрытие изоляционное (лакоткань или защитная клейкая лента на тканевой основе, 2 шт.); 17 - кожух трансформатора.

Схемы монтажа

Основными разновидностями схем сборки сварочного устройства являются простые проекты с минимальным количеством требуемых материалов. Стоит отметить, что изготовленное оборудование не будет мощным, то есть данная схема точечной сварки предназначена только для бытового применения. Его назначение – сварка небольших листов железа и электрических проводов.

Чтобы понять, как сделать контактную сварку вспомнить курс школьной программы, а именно физическое правило «Закон Джоуля-Ленца»: когда электричество проходит по проводнику, объем тепловой энергии, создаваемый в нем, прямо пропорционален сопротивлению проводника, времени воздействия и квадрату электрического тока. Вывод, если ток изначально составлял большое значение (например, 1000 А), то при слабом соединении и маленьких проводах будет расходоваться большее количество энергии (в несколько тысяч раз), чем при меньшем электротоке (10 А). То есть качество собранной электрической цепи играет важную роль.

Формирование электрического импульса между двумя участками металлических изделий считается базовой частью работы сварочной установки. Для этого потребуется небольшой преобразователь энергии. Свариваемое изделие необходимо подключить к нижней обмотке устройства, а металлический электрод к вторичной.

Стоит отметить, что недопустимо непосредственно совмещать преобразователь с источником питания. Для этого в электрической цепи предусмотрен мост с электронным выключателем (тиристор). Чтобы создать требуемый импульс, в устройство необходимо подать вспомогательное питание, включающее в себя мост выпрямления энергии и трансформатор. Электрический ток будет концентрироваться в конденсаторе, чья роль – это формирование импульса.

Для того чтобы аппарат контактной сварки, изготовленный своими руками, заработал, нужно на рукояти пистолета нажать «кнопку импульса» для открытия цепной схемы конденсатора-резистора. В результате этих манипуляций произойдет разряд через металлический стержень. Чтобы закрепить теоретический материал, рекомендуется ознакомиться с обучающим видео, где подробно рассказывается о точечной сварке. Это позволяет понять визуально, как же это все правильно осуществляется.

Самодельный аппарат из микроволновой печи

Так как на аппараты точечной сварки не всегда можно выделить лишнюю сумму денежных средств, то можно изготовить ее собственными силами. Для этого потребуется довольно мощная микроволновая печь.

Сборка трансформатора

От микроволновки потребуется лишь одна деталь – это высоковольтный трансформатор для точечной сварки. От этой детали требуется лишь сердечник (магнистор) и первичная (нижняя) обмотка. Для удаления ненужных участков можно воспользоваться молотком, болгаркой либо ножовкой. После удаления трансформаторной вторичной обмотки, необходимо создать самодельный трансформатор для контактной сварки. Чтобы это выполнить, следует воспользоваться медным кабелем, диаметром, равным проему трансформатора. Необходимо сделать два витка. Для того чтобы соединить две части сердечника потребуется эпоксидная смола.

Основу сделали, теперь необходимо заняться корпусом самодельной установки. Для этого используются различные полимеры, например, пластмасса или дерево. Обратная область корпуса точечной установки должна содержать несколько проемов. Один проем будет служить ключом устройства, а другое подавать электричество.

Если вместо пластика применяется дерево, то для начала следует выполнить несколько подготовительных операций, а именно отшлифовать, пропитать и лакировать. Чтобы создать самодельный рабочий аппарат для точечной сварки своими руками, потребуется:

кабель электропитания сварочной установки;
ручка от двери;
выключатель;
медные держатели;
электропровод большого диаметра;
расходные материалы (саморезы, гвозди).

После подсыхания корпусного участка, необходимо собрать установку и совместить все сопутствующие детали. После этого отрезается медный провод на 2 части, каждый из которых примерно 25 мм. Эти элементы будут осуществлять функцию электродов. Чтобы их зафиксировать, достаточно применить стандартную отвертку. Затем необходимо установить ключ системы, толстый электрокабель предотвратит его выскальзывание. Чтобы зафиксировать трансформатор на корпусе конструкции можно использовать саморезы, но не стоит забывать о заземлении одной из клемм.

Чтобы повысить безопасность использования устройства для сварки рекомендуется установка вспомогательного включателя. Для крепежа рабочих рычагов также применяют небольшие гвозди и другие крепежные элементы. К торцевым частям рукоятей прикрепляются контактные металлические стержни. Для вознесения верхней рукояти применяется стандартный полимер – резина.

Создание электродов

Элементы, применяемые для точечной сварки своими руками, должны отвечать определенным требованиям, а именно устойчивостью к воздействию рабочих температур, хорошей электропроводностью и легкостью механической обработки.

Для этого прекрасно подходят медные провода сечением от 15 мм. Основной принцип – сечение электрода не должно быть меньше поперечника провода. Если не жалко, то можно применить жала 2 паяльников, которые точно прослужат долго.

Органы управления

Создаваемая контактная сварка своими руками имеет простое устройство. Приходится всего две управляющих системы – выключатель и рукоять. Выключатель точечной сварки фиксируется в цепи первичной обмотки. Это необходимо из-за того, что во вторичной обмотке ток больше, а выключающая система создаст дополнительное сопротивление. Выключатель устанавливается на рычаге, так удобнее будет работать. То есть одной рукой можно будет включать электричество, а второй удерживать свариваемые материалы.

Стоит отметить, что включение и выключение сварочного тока необходимо осуществлять лишь при сжатых электродах, потому что в противном случае появится искра, приводящая к их подгоранию. Рекомендуется также применять вентилятор для охлаждения аппарата.

Если подобная охлаждающая система отсутствует, то следует постоянно контролировать температуру преобразователя энергии, металлических электродов, электропроводов и создавать дополнительные перерывы, чтобы предотвратить перегрев.

На сегодня приобретение сварочного аппарата для точечной сварки не является проблемой, если есть денежные средства. В любом специализированном магазине предложат целый ряд установок для точечного соединения деталей, причем разной мощности и производителей. Но для домашних мастеров не всегда возможно подобрать требуемые параметры, поэтому сделать аппарат точечной сварки своими руками будет оптимальным решением. Все необходимые расходные материалы можно позаимствовать и найти дома. Собранная собственными руками установка для точечной сварки не подводит и отлично работает, тем самым обеспечивая требуемый мелкий ремонт металлических изделий.