Сварочный аппарат из двух трансформаторов своими руками
В виду того, что в быту обывателям часто требуется работать с металлом, многие используют сварочные агрегаты. Но далеко не всем по карману приобретение дорогостоящего оборудования, из-за чего и возникает вопрос, как собрать сварочный аппарат своими руками. Процесс изготовления будет отличаться в зависимости от типа и конструктивных особенностей сварочного устройства.
Типы сварочных аппаратов
Современный рынок наполнен достаточно большим разнообразием сварочных аппаратов, но далеко не все целесообразно собирать своими руками.
В зависимости от рабочих параметров устройств различают такие виды устройств:
- на переменном токе – выдающие переменное напряжение от силового трансформатора напрямую к сварочным электродам;
- на постоянном токе – выдающие постоянное напряжение на выходе сварочного трансформатора;
- трехфазные – подключаемые к трехфазной сети;
- инверторные аппараты – выдающие импульсный ток в рабочую область.
Первый вариант сварочного агрегата наиболее простой, для второго понадобиться доработать классическое трансформаторное устройство выпрямительным блоком и сглаживающим фильтром. Трехфазные сварочные аппараты используются в промышленности, поэтому рассматривать изготовление таких устройств для бытовых нужд мы не будем. Инверторный или импульсный трансформатор довольно сложное устройство, поэтому чтобы собрать самодельный инвертор вы должны уметь читать схемы и иметь базовые навыки сборки электронных плат. Так как базой для создания сварочного оборудования является понижающий трансформатор, рассмотрим порядок изготовления от наиболее простого, к более сложному.
На переменном токе
По такому принципу работают классические сварочные аппараты: напряжение с первичной обмотки 220 В понижается до 50 – 60 В на вторичной и подается на сварочный электрод с заготовкой.
Перед тем, как приступить к изготовлению, подберите все необходимые элементы:
- Магнитопровод – более выгодными считаются наборные сердечники с толщиной листа 0,35 – 0,5мм, так как они обеспечивают наименьшие потери в железе сварочного аппарата. Лучше использовать готовый сердечник из трансформаторной стали, так как плотность прилегания пластин играет основополагающую роль в работе магнитопровода.
- Провод для намотки катушек – сечение проводов выбирается в зависимости от величины, протекающих в них токов.
- Изоляционные материалы – основное требование, как к листовым диэлектрикам, так и к родному покрытию проводов – устойчивость к высоким температурам. Иначе изоляция сварочного полуавтомата или трансформатора расплавится и возникнет короткое замыкание, что приведет к поломке аппарата.
В данном примере мы рассмотрим вариант изготовления сварочного аппарата из блока питания микроволновки. Следует отметить, что трансформаторная сварка должна обладать достаточной мощностью, для наших целей подойдет сварочный аппарат хотя бы на 4 – 5кВт. А так как один трансформатор для микроволновки имеет только 1 – 1,2 кВт, для создания аппарата мы будем использовать два трансформатора.
Для этого вам понадобится выполнить такую последовательность действий:
оставив только низковольтную, в таком случае намотку первичной катушки уже делать не нужно, так как вы используете заводскую.
- Удалите из цепи катушки на каждом трансформаторе токовые шунты, это позволит увеличить мощность каждой обмотки. Рис. 3: удалите токовые шунты
- Для вторичной катушки возьмите медную шину сечением 10мм 2 и намотайте ее на заранее изготовленный каркас из любых подручных материалов. Главное, чтобы форма каркаса повторяла габариты сердечника. Рис. 4: намотайте вторичную обмотку на каркас
- Сделайте диэлектрическую прокладку под первичную обмотку, подойдет любой негорючий материал. По длине ее должно хватать на обе половинки после соединения магнитопровода. Рис. 5: сделайте диэлектрическую прокладку
- Поместите силовую катушку в магнитопровод. Для фиксации обеих половинок сердечника можно использовать клей или стянуть их между собой любым диэлектрическим материалом. Рис. 6: поместите катушку в магнитопровод
- Подключите выводы первички к шнуру питания, а вторички к сварочным кабелям. Рис. 7: подключите шнур питания и кабели
Установите на кабель держатель и электрод диаметром 4 – 5мм. Диаметр электродов подбирается в зависимости от силы электрического тока во вторичной обмотке сварочного аппарата, в нашем примере она составляет 140 – 200А. При других параметрах работы, характеристики электродов меняются соответственно.
Во вторичной обмотке получилось 54 витка, для возможности регулировки величины напряжения на выходе аппарата сделайте два отвода от 40 и 47 витка. Это позволит осуществлять регулировку тока во вторичке посредством уменьшения или увеличения количества витков. Ту же функцию может выполнять резистор, но исключительно в меньшую сторону от номинала.
На постоянном токе
Такой аппарат отличается от предыдущего более стабильными характеристиками электрической дуги, так как она получается не напрямую с вторичной обмотки трансформатора, а от полупроводникового преобразователя со сглаживающим элементом.
Рис. 8: принципиальная схема выпрямления для сварочного трансформатора
Как видите, делать намотку трансформатора для этого не требуется, достаточно доработать схему существующего устройства. Благодаря чему он сможет выдавать более ровный шов, варить нержавейку и чугун. Для изготовления вам понадобится четыре мощных диода или тиристора, примерно на 200 А каждый, два конденсатора емкостью в 15000 мкФ и дроссель. Схема подключения сглаживающего устройства приведена на рисунке ниже:
Рис. 9: схема подключения сглаживающего устройства
Процесс доработки электрической схемы состоит из таких этапов:
В связи с перегревом трансформатора во время работы, диоды могут быстро выйти со строя, поэтому им нужен принудительный отвод тепла.
Для подключения лучше использовать луженные зажимы, так как они не потеряют изначальную проводимость от больших токов и постоянной вибрации.
Рис. 12: используйте луженные зажимы
Толщина провода выбирается в соответствии с рабочим током вторичной обмотки.
- Подключите силовые конденсаторы и дроссель во вторичную цепь диодного моста. Рис. 13: подключите силовые конденсаторы
- Подсоедините к выводам сглаживающего устройства сварочные шлейфа, установите держатели для электродов – сварочный аппарат постоянного тока готов.
При сварке металлов таким аппаратом всегда следует контролировать нагрев не только трансформатора, но и выпрямителя. А при достижении критической температуры делать паузу для остывания элементов, иначе сварочный агрегат, сделанный своими руками, быстро выйдет со строя.
Инверторный аппарат
Представляет собой довольно сложное устройство для начинающих радиолюбителей. Не менее сложным процессом является подборка необходимых элементов. Преимуществом такого сварочного аппарата являются значительно меньшие габариты и меньшая мощность, в сравнении с классическими устройствами, возможность реализовать точечную сварку и т.д.
Рис. 14: принципиальная схема импульсного блока
В работе такая схема преобразует переменное напряжение из сети в постоянное, затем, при помощи импульсного блока, выдает ток большой амплитуды в область сварки. Этим и достигается относительная экономия мощности аппарата по отношению к его производительности.
Конструктивно инверторная схема сварочного аппарата включает в себя такие элементы:
- диодный выпрямитель с магазином емкостей, балластным резистором и системой плавного пуска;
- система управления на основе драйвера и двух транзисторов;
- силовая часть из управляющего транзистора и выходного трансформатора;
- выходная часть из диодов и дросселя;
- система охлаждения из кулера;
- система обратной связи по току для контроля параметра на выходе сварочного аппарата.
Для изготовления сварочного инвертора вам понадобится самостоятельно намотать силовой трансформатор, трансформатор тока на базе ферритового кольца. Для моста лучше использовать готовую сборку из быстродействующих полупроводниковых элементов.
К сожалению, большинство других элементов вряд ли найдутся под рукой в гараже или у вас дома, поэтому их придется заказывать или приобретать в специализированных магазинах. Из-за чего сборка инверторного блока своими руками обойдется не дешевле заводского варианта, а с учетом затраченного времени, еще и дороже. Поэтому для инверторной сварки лучше приобрести готовый аппарат с заданными рабочими параметрами.
Самодельный сварочный аппарат из трансформаторов от СВЧ с регулировкой тока
Микроволновые печи оснащаются мощными трансформаторами, которые после несложной доработки можно использовать для изготовления сварочного аппарата. Собранный из них прибор не уступает покупному при сварке электродами диаметром до 3 мм. Таким образом, его изготовление своими руками полностью оправдано.
Материалы:
Процесс изготовления сварочного аппарата
Трансформаторы для изготовления сварочного аппарата нужно предварительно доработать. Для этого у них удаляется вторичная обмотка. Ее выступающую часть с одной стороны нужно спилить ножовкой по металлу. Болгарку лучше не использовать, так как можно порезать лишнее. Также спиливается расположенная в центре накальная обмотка.
После этого требуется выбить распиленные обмотки из сердечника, и вычистить его от остатков изоляции. Затем нужно наклеить на внутренние углы сердечника бумажную ленту, чтобы они не повредили мягкую изоляцию новой обмотки.
Теперь в сердечник продевается кабель в силиконовой изоляции сечением 4 кв.мм. Требуется укладывать его максимально плотно, чтобы удалось разместить 23-24 витка.
Переделав 2 трансформатора, необходимо соединить их последовательно. В итоге при подаче 220 В переменного тока на выходе должно получится 40 В.
Для регулировки тока, на сварочном аппарате потребуется диммер.
Чтобы увеличить мощность его цепи, будет применено 4 симистора установленных параллельно по предложенной схеме.
При наличии диммера на 4 кВт можно обойтись без симисторов. Если все же включаете их в цепь, то обязательно делайте монтаж на алюминиевый радиатор для нормального охлаждения.
Корпус сварочного аппарата изготавливается из листового алюминия и фанеры. Из алюминия выгибается П-образная деталь, которая послужит верхом и боковыми стенками. Также из него нужно сделать торцевые стенки. Дно же выпиливается из фанеры. Из нее вырезается вставка для жесткости П-образной алюминиевой детали. Алюминиевые части нужно будет просверлить для обеспечения вентиляции, а также установки выключателя, двух вентиляторов, двух аппаратных гнезд, входа кабеля питания и выхода колесика диммера.
На фанерном дне нужно будет закрепить 2 накладки, чтобы к ним можно было прикрутить торцевые стенки. Затем устанавливаются трансформаторы. Они подключаются последовательно.
Соединение нужно спаять и заизолировать термоусадкой.
На концы самодельной обмотки трансформаторов устанавливаются наконечники. С их помощью выполняется подключение к панельным гнездам.
На дно прикрепляется клеммная колодка. К ней подводится провод с вилкой. Жилу заземления из него следует присоединить на корпус сварки. Затем устанавливается диммер. Провода питания от трансформаторов подключаются на него.
В корпус устанавливается выключатель. От него нужно пробросить провода к диммеру. Далее в корпус вклеивается на двусторонний скотч блок питания 12 В. Его нужно соединить с клеммной колодкой. В П-образную алюминиевую деталь устанавливаются вентиляторы, которые и соединяются с блоком. Также на нее прикручивается ручка.
Останется только соединить клеммную колодку с выключателем. Теперь при нажатии на него будет подаваться напряжение на трансформаторы и вентиляторы. Нужно проверить работоспособность системы, после чего собрать корпус.
В завершение изготавливаются провода. На них устанавливаются штекеры, контакт массы и держатель. После этого сварочный аппарат готов к использованию.
Простой сварочный аппарат из микроволновки
Простой сварочный аппарат для электродуговой сварки может сделать каждый в домашних условиях, не применяя никакого специализированного оборудования или схем. Все что нам понадобиться это всего на всего две микроволновые печи, которые можно найти на свалке или два трансформатора из них.
Эти трансформаторы повышающие, то есть преобразуют 220 Вольт в напряжение порядка 2,5 кВ, нужное для работы магнетрона. Поэтому вторичная обмотка у них содержит менее толстый провод и с большим количеством витком. Такой трансформатор имеет мощность порядка 1200 Вт.
Чтобы собрать сварочный аппарат для дуговой сварки нам не придется разбирать сердечник этих трансформаторов. Мы просто спилим и высверлим вторичную высоковольтную обмотку. Обычно эта обмотка идет с верху, а первичная на 220 В снизу.
Инструмент, который нам понадобиться для работы.
Изготовление простого сварочного аппарата из микроволновки своими руками
Берем трансформатор и закрепляем, чтобы он не двигался. Берем ножовку по металлу и срезаем вторичную обмотку с обеих сторон у обоих трансформаторов. Если решитесь повторить, то будьте осторожны, не повредите первичную обмотку.
Затем сверлим обмотку дрелью со сверлом по металлу, снимаем тем самым внутреннее напряжение металлов, чтобы было проще выбить остатки.
У нас получилось два трансформатора с обмотками на 220 В. Трансформатор с лева, над обмоткой, имеет токовый шунт, разделяющий обмотки. Для увеличения мощности их тоже нужно выбивать. Такая манипуляция повысит мощность трансформатора процентов на 20-25.
Ещё бывает между большими обмотками маленькая низковольтная обмотка из пары проводов – её тоже выкидываем.
Берем многожильный провод в пластиковой изоляции сечением шесть квадратов и длиной 11-12 метров. Можно взять более многожильный провод, не грубый как у меня в примере.
Обмотки включаются последовательно. Я мотал все одним проводом, но можно мотать каждый трансформатор в отдельности, а затем соединить. Вся намотка очень плотная, не должна болтаться.
После завершения намотки, подключаем высоковольтные обмотки на 220 В параллельно. Я использовал автомобильные наконечники, с изоляцией термоусадочной трубкой.
Включаю в сеть всю конструкцию, и замеряю напряжение на вторичке, которую намотал. Получилась порядка 31-32 Вольт.
Затем я взял деревянную доску и прикрутил оба трансформатора саморезами, чтобы получилось единое целое.
В принципе варить можно, но не долго, так как трансформаторы сильно нагреваются и поэтому после каждого электрода нужно дать время аппарату остыть.
Тока хватает, поэтому варить тонкий металл не особо получается, так как его просто режет. Для уменьшения тока в цепи можно использовать дроссель или балансный резистор. В роли резистора можно взять отрезок стальной проволоки, включив его в цепь низковольтной обмотки, и уже его длинной подбирать ток, настраивая ровность горения дуги.
Результатом я доволен, для домашних нужд вполне сгодиться, учитывая ещё то, что все фактически мне досталось бесплатно.
Сморите видео изготовления сварочного аппарата для дуговой сварки
Мини сварочный аппарат 12 В
С помощью этого простого сварочного аппарата вы сможете резать тонкие металлы, сваривать медные провода, наносить гравировку на металлическую поверхность. Без проблем можно найти и другие применения. Такой мини сварочный аппарат возможно питать напряжением 12-24 В.
В основе сварочного аппарата лежит высоковольтный преобразователь высокой частоты. Построенный по принципу блокинг-генератора с глубокой трансформаторной обратной связью. Генератор формирует кратковременные электрические импульсы, повторяющиеся через сравнительно большие интервалы. Частота тактирования лежит в пределах 10-100 кГц.
Коэффициент трансформации этой схемы будет 1 к 25. Это значит, что если подать на схему напряжение 20 В, то на выходе должно быть порядка 500 В. Это не совсем так. Так как любой импульсный трансформаторный источник или генератор без нагрузки имеет мощные высоковольтные импульсы, достигающие напряжения 30000 В! Поэтому, если вы разберете любую импульсную китайскую зарядку, то увидите параллельно выходному конденсатору подпаянный резистор. Это и сеть нагрузка, без резистора выходной конденсатор быстро вытечет из-за превышения напряжение, или хуже того взорвется.
Поэтому, внимание! Напряжение на выходе трансформатора опасно для жизни!
Схема мини сварочного аппарата
- Трансформатор – самодельный, порядок изготовления описан ниже.
- Резисторы – мощностью 0,5-2 Вт.
- Транзистор был использован FP1016, но его трудно найти из-за его специфичности. Можно заменить на транзистор 2SB1587, КТ825, КТ837, КТ835 или кт829 с изменением полярности источника питания. Подойдет и другой транзистор с током коллектора от 7 А, напряжением коллектор-эмиттер от 150 В, с большим коэффициентом усиления (составной транзистор).
Изготовление трансформатора
- Обмотка коллектора – 20 витков провода 1 мм.
- Обмотка базы – 5 витков поводом 0,5-1 мм.
- Высоковольтная обмотка – 500 витков поводом 0,14-0,25 мм.
Собираем схему. Если все исправно – должно запуститься все без проблем. Так как рабочая частота генератора превышает звуковую частоту, то писк при работе вы не услышите, так что не стоит прикасаться к выходу трансформатора руками.
Запуск генератора начните с напряжения 12 Вольт и при необходимости повышайте.
Дуга зажигается с расстояния 1 см, что свидетельствует о напряжении 30 кВ. Высокая частота не дает разорваться горящей дуге, вследствие чего дуга горит очень стабильно. При использовании медного электрода при близком контакте с другим электродом образуется плазменная среда (плазма меди) в результате чего повышается температура дуговой сварки-резки.
Испытания сварочного аппарата резкой и сваркой
В роли электрода использовалась толстая медная проволока. Он зажат в деревянной спичке, так как сухое дерево является и хорошим изолятором.
Если вам понравился этот небольшой сварочный аппарат, то вы можете сделать его и больших размеров, и мощности. Но будьте крайне осторожны.
Также для увеличения мощности можно собрать генератор по двухтактной схеме, да ещё и на полевых транзисторах, как тут – Простой индукционный нагреватель 12 В. В этом случае мощность будет порядочная.
Также не стоит смотреть на яркие разряды дуги не вооруженным взглядом, используйте специальные защитные очки.
Смотрите видео изготовления сварочного аппарата на блокинг-генераторе
Сварочный аппарат из двух трансформаторов
В статье описан сварочный аппарат постоянного тока из двух трансформаторов с разделением первичной обмотки на две по 37 В с дополнительным отводом на 110 В, а вторичной — на две по 50 В для поочередной работы в течение каждого периода через диоды выпрямителя для сварки постоянным током. Возможен также вариант параллельного включения вторичных обмоток для сварки переменным током. Такое техническое решение позволило намотать первичные обмотки проводом нужного сечения с меньшим количеством витков, а вторичные обмотки — более тонким проводом, обеспечивающим необходимое суммарное сечение, что существенно облегчило намотку и укладку провода.
В журнале «Электрик» были описаны конструкции сварочных трансформаторов из двух ЛАТРов, нескольких трансформаторов от телевизоров и другие варианты. В серии статей И. Зубаля «Сварочный трансформатор своими руками» дано много интересных решений и рекомендаций. Сварочный аппарат из двух ЛАТРов на 10 А может быть также изготовлен и со штатными обмотками ЛАТРов в качестве первичной обмотки. Это обеспечивает мощность аппарата 4,4 кВт. При установке ЛАТРов вертикально между соприкасающимися торцами необходимо проложить кольцо шириной 20 мм, например, из пропитанной лаком ДВП. Обмотки соединить параллельно и синфазно, чтобы магнитные потоки имели одинаковое направление. Оголенную токосъемную дорожку следует покрыть эпоксидным лаком. Для улучшения охлаждения первичной обмотки на каждую наружную часть ЛАТРов намотать по 3-4 витка канатика диаметром 4…5 мм. После этого намотать вторичную обмотку по рекомендации И. Зубаля.
При установке ЛАТРов по типу «ушастик» между ними необходимо проложить три деревянные прокладки высотой 15…20 мм, пропитанные лаком. После этого ЛАТРы связать между собой канатиком диаметром 4…5 мм, равномерно распределив по высоте 4-6 витков. Первичные обмотки соединить последовательно и синфазно, чтобы в месте соприкосновения ЛАТРов магнитные потоки имели одно направление. Вторичная обмотка может быть полностью намотанной через отверстия ЛАТРов или состоять из двух половин, намотанных на каждый из них и соединенных синфазно. В таком случае первичные обмотки будут лучше охлаждаться.
Предлагаемая конструкция предназначена для сварки постоянным током и изготовлена из двух дросселей с трансформаторным железом УШ40х80. Суммарное сечение сердечника 64 см2, чего вполне достаточно для сварочного трансформатора. В конструкции использованы штатные каркасы катушек и крепежные детали без переделки, что свело к минимуму использование дополнительных материалов и трудозатраты на изготовление.
Катушки обоих трансформаторов должны быть идентичны. Первичные обмотки каждого трансформатора рассчитаны на 137 В с отводами на 110 В и содержат каждая по 221 витков с отводом от 161 витка. Эти обмотки намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 2,0 мм. Вторичные обмотки рассчитаны на 50 В каждая при напряжении по 110 В на первичных обмотках и содержат по 75 витков провода ПБД диаметром 3,0 мм. Между обмотками проложены изоляционные прокладки из одного слоя тонкого прессшпана. После намотки катушки поочередно погружаются в емкость с подогретым до температуры 50…60°С лаком на 10 мин для пропитки. После высыхания катушки шихтуются трансформаторным железом вперекрышку, скрепляются штатным крепежным материалом и устанавливаются на металлическое основание. При этом необходимо учесть идентичность установки трансформаторов, чтобы направление магнитных потоков в соприкасающихся частях магнитопроводов совпадали. 20 диодов выпрямителя типа Д242А закреплены на алюминиевой пластине размерами 300×140 мм и толщиной 4 мм без изоляционных прокладок, так как «+» при сварке постоянным током подключается к «массе». Аноды диодов соединены с выводами вторичных обмоток индивидуальными монтажными проводниками сечением 1,5 мм2.
Электрическая схема сварочного аппарата показана на рисунке. Переключатели SA1 и SA2 позволяют получать на вторичных обмотках напряжения 50 В, 44 В и 37 В. Учитывая, что напряжения этих обмоток в течение каждого периода подаются на выход через диоды поочередно, ток каждой обмотки в два раза меньше сварочного. Это позволило намотать вторичные обмотки более тонким проводом, что облегчает его намотку и укладку. Соединив вторичные обмотки параллельно, аппарат без диодов можно использовать для работы на переменном токе.
Малые габариты и вес создают определенные удобства при его эксплуатации, в то же время это ограничивает применение электродов диаметром выше 3 мм. Конструкция сварочного аппарата показана на фото.
Читайте также: