Довольно часто в практике любого хозяина возникает необходимость соединить металлические детали. Один из таких способов соединения – это сварка. Но что делать, если нет сварочного аппарата? Конечно, можно его приобрести, но можно и изготовить самый простейший аппарат самому, причем практически за полчаса.
Пролог
Простейший прототип сварочного аппарата – осветительный электродуговой проектор – использовался еще в середине ХХ-го века в киностудиях во время съемок фильмов.
В домашних условиях, возможно, сделать простой раритетный самодельный сварочный аппарат из автотрансформатора мощностью 200 Вт. (Примерная схема автотрансформатора приведена на рисунке). Выходное напряжение регулируется за счет перестановки телевизионной вилки в гнездах.
На вторичной обмотке трансформатора необходимо найти два вывода, на которых напряжение будет около 40 В. К этим выводам остается подсоединить графитовые электроды и сварочный аппарат готов! Правда нужно учитывать, что при использовании такого автотрансформатора в сварочных целях желательно хорошо знать основы электробезопасности, поскольку не обеспечивается гальваническая развязка с электросетью.
Область применения такого самодельного сварочного аппарата довольно широкая: от сварки металлических изделий до закалки рабочих поверхностей инструмента.
Примеры применения Вольтовой дуги
В практике радиолюбителей временами возникает необходимость в сваривании или очень сильном разогреве мелких деталей. В таких случаях нет необходимости в применении серьезного сварочного аппарата, т.к. чтобы создать высокотемпературную плазму не обязательно иметь специальное оборудование.
Рассмотрим несколько примеров практического применения Вольтовой дуги.
Сварка накала магнетрона с питающими шинами
В этом случае сварка просто необходима, хотя многие, при встрече с такой трудностью, производят замену магнетрона. А ведь чаще всего бывают лишь две неисправности: обрывается накал в точке (поз.1) и выходят из строя из-за пробоя проходные конденсаторы (поз.2).
На рисунке магнетрон от микроволновой печи «Kenwood», который проработал после ремонта более двадцати лет.
Конечно, изготовить термопару – дело совсем безнадежное, однако бывает, что нужно ее отремонтировать в случае облома «шарика». Обычно такие термопары встречаются в мультиметрах, у которых есть режим замера температуры
В случае необходимости изменения формы пружины или проделывания отверстия следует учитывать, что закаленная пружина имеет слишком высокую твердость для сверления и слишком хрупкая для пробивания отверстия при помощи пробойника.
А в случае закалки стального инструмента (изготовленного из инструментальной стали) достаточно нагреть рабочую поверхность до малинового цвета и охладить в ванночке с машинным маслом. На рисунке изображено закаленное жало отвертки после механической обработки рабочей кромки.
Мелкие сварочные работы можно выполнять при помощи трансформатора мощностью от 200 Ватт и выходным напряжением в диапазоне от 30 до 50 Вольт. При этом сварочный ток должен быть 10-12 Ампер. Можно не беспокоиться по поводу перегрева трансформатора, поскольку горение дуги кратковременно.
Также подойдет и обычный лабораторный автотрансформатор ЛАТР с силой тока от 9 Ампер. Однако нужно учитывать всю степень опасности в связи с тем, что отсутствует гальваническая развязка с электросетью.
В целях предупреждения повреждения графитового ролика токосъемника ЛАТРа желательно ввести ограничения входного тока применением плавкой вставки (предохранителя). Тогда случайное короткое замыкание в цепи электрода уже не страшно.
Электродами могут быть любые графитовые стержни простых карандашей (желательно мягкие).
В качестве держателя для грифеля используется металлическая часть электромонтажного клеммника.
На этом рисунке показан пример держателя с применением клеммника, причем одно отверстие используется для крепления ручки, а второе для зажима грифеля в клемме.
В целях предотвращения расплавления одноразового шприца (поз.3) при нагреве клеммника (поз.1) используются шайбы из стеклотекстолита (поз.2). А для стандартного подключения к кабелю можно применить стандартное гнездо от прибора (поз.4).
Итак, схема соединения довольно простая: один вывод вторичной обмотки соединяется с держателем, а второй вывод подсоединяется к свариваемой детали.
Есть еще другой вариант крепления держателя электрода с применением электромонтажной клеммы. Второй держатель понадобится в случае сварки металлических изделий с такой же температурой плавления или при необходимости раскалить металлическое изделие (закалка, изменение формы).
Схема подключения к вторичной обмотке трансформатора двух графитовых электродов.
Для сохранения глаз от ожога роговицы и от попадания искр недостаточно будет использовать темные очки из-за малой плотности светофильтров. Можно изготовить такое приспособление: в качестве щитка может быть оправа бинокулярных очков с удаленными линзами; фильтр крепится при помощи канцелярского зажима. Или можно воспользоваться радиолюбительскими очками, применяемыми в SMD технологиях.
В случае сварки меди с нихромом или сталью понадобится флюс. При добавлении небольшого количества воды в тетраборат натрия (буру) или в борную кислоту получается кашица, которой смазываются места сварки.
Материалы для приготовления флюса обычно можно найти в хозяйственном магазине. Также можно воспользоваться средством борьбы с насекомыми «Боракс» содержащим борную кислоту.
Схема подключение аналоговой камеры видеонаблюдения к телевизору, компьютеру
Хороший сварочный аппарат значительно облегчает все работы по металлу. Он позволяет соединять и разрезать различные детали железа, которые отличаются своей толщиной и плотностью стали.
Современные технологии предлагают огромный выбор моделей, отличающихся мощностью и размером. Надежные конструкции имеют достаточно высокую стоимость. Бюджетные варианты, как правило, имеют короткий срок эксплуатации.
В нашем материале представлена подробная инструкция как сделать сварочный аппарат своими руками. Перед началом рабочего процесса рекомендуется ознакомиться с разновидностью сварочного оборудования.
Виды сварочного аппарата
Устройства этой техники различается на несколько типов. Каждый механизм имеет некоторые особенности, которые отображаются на выполненной работе.
Современные сварочные аппараты делятся на:
- модели постоянного тока;
- с переменным током
- трёхфазные
- инвекторные.
Модель с переменным током считается самым простым механизмом, который легко можно сделать самостоятельно.
Простой сварочный аппарат позволяет выполнять сложные работы с железом и тонкой сталью. Чтобы собрать подобную конструкцию, необходимо иметь определенный набор материалов.
К ним относятся:
- провод для обмотки;
- сердечник выполненный из трансформаторной стали. Он необходим для намотки сварочника.
Все эти детали можно приобрести в специализированных магазинах. Подробная консультация специалистов, помогает сделать правильный выбор.
Конструкция с переменным током
Опытные сварщики называют подобную конструкцию понижающим трансформатором.
Как сделать сварочный аппарат своими руками?
Первое что необходимо сделать — это правильно изготовить основной сердечник. Для данной модели, рекомендуется выбирать стержневой тип детали.
Для его изготовления понадобятся пластины, выполненные из трансформаторной стали. Их толщина равна 0,56 мм. Перед тем как приступить к сборке сердечника, необходимо соблюдать его размеры.
Как правильно рассчитать параметры детали?
Все достаточно просто. Размеры центрального отверстия(окна) должны вместить всю обмотку трансформатора. На фото сварочного аппарата изображена подробная схема сборки механизма.
Следующим этапом будет сборка сердечника. Для этого берут тонкие трансформаторные пластины, которые соединяют между собой до необходимой толщины детали.
Далее наматываем понижающий трансформатор, состоящий из витков тонкой проволоки. Для этого делают 210 витков тонкой проволоки. С другой стороны делают намотку из 160 витков. Третья и четвертая первичная намотка, должна содержать 190 витков. После этого на поверхности крепят толстую платину.
Концы намотанной проволоки фиксируют болтом. Его поверхность отмечаю цифрой 1. Следующие концы проволоки закрепляют подобным образом с нанесением соответствующей разметки.
Обратите внимание!
В готовой конструкции должно присутствовать 4 болта с различным количеством витков.
В готовой конструкции соотношение наматывания обмотки будет равно 60% к 40%. Такой результат обеспечивает нормальную работу аппарата и хорошее качество сварочного крепления.
Контролировать подачу электрической энергии можно при помощи переключения проводов на необходимое количество обмотки. В процессе работы не рекомендуется перегревать сварочный механизм.
Аппарат постоянного тока
Данные модели позволяют выполнять сложные работы по толстым стальным листам и чугуну. Главное преимущество этого механизма, заключается в простой сборке, которая не займет много времени.
Сварочный инвектор представляет собой конструкцию вторичной обмотки с дополнительным выпрямителем.
Обратите внимание!
Он будет выполнен из диодов. В свою очередь, они должны выдерживать электрический ток в 210 А. Для этого подойдут элементы с маркировкой Д 160-162. Такие модели, довольно часто применяют для работы в промышленных масштабах.
Главный сварочный инвектор изготавливают из печатной платы. Такой сварочный полуавтомат выдерживает скачки электроэнергии во время длительной работы.
Ремонт сварочного аппарата не составит особого труда. Здесь достаточно заменить повреждённую область механизма. В случае серьезной поломки, необходимо заново осуществлять первичную и вторичную обмотки.
Фото сварочного аппарата своими руками
Обратите внимание!
Сварочный прибор, который будет отличаться небольшим размером и легким весом, - это незаменимая вещь для сварщиков, которые работают по вызову или на большой высоте. Такие инверторы также смогли набрать высокую популярность среди любителей для работы на дому. Многие профессионалы говорят о том, что сварочный инвертор, как и маленький его размер в придачу - это лучший тип сварочного оборудования на сегодняшний день. Так как при своём скромном виде он способен объединить в себе требуемый функционал, лёгкий вес, примочки в виде ручки или ремня для удобной транспортировки и достаточную мощность для самых разных задач.
Маленький сварочный аппарат — это заслуженно один из самых современных и инновационных приборов для сварочных работ. Его название происходит от электронной схемы инвертора, которая является его источником тока. По своему внешнему виду он напоминает простую металлическую коробку, которая свободно подвергается перемещению с места на место. Отличительной популярностью пользуется оборудование с ремнём: он позволяет держать прибор при себе при работе на высоте или в обычных условиях на земле.
Миниатюрные сварочные инверторы преобразовывают электрическую энергию, изменяя её характеристики четырежды прежде, чем образуется ток. Он равен нескольким сотням ампер. Это и есть прямой принцип его действия. Инверторы малых размеров используют для соединения разных металлических материалов в одно с помощью дуги. Это осуществляется посредством попадания тока к металлу через специальные электроды. Затем металл греется, что приводит к его плавлению.
Главное отличие инвертора от традиционного сварочного прибора - это работа с током высокой частотности. Магнитная индукция позволяет снижать поступающие в аппарат 220 В до 30 В. Благодаря этому мы и получаем возрастание тока до сотен ампер. Такая сила позволяет комфортно работать с металлом, имея в арсенале устойчивую и стабильную дугу. Она может расплавить его и при надобности соединить на крае шва.
Ещё одна особенность прибора - его доступная цена, стабильная работа и возможность надёжно служить на протяжении нескольких лет. Он всегда обеспечит качественную сварку и позволит использовать его даже неопытному специалисту.
Этот вид имеет следующую схему преобразования:
- Выравнивание;
- Затем сглаживается специальным фильтром;
- Постоянный ток преобразуется в переменный с высокой частотой;
- Сила тока повышается, а напряжение снижается;
- Силовое выравнивание тока.
Инвертор для бытовых задач
Бывает три основных вида сварочных инверторов маленького размера. Для дома используются бытовые аппараты, для сложных задач повышенного уровня - профессиональные и промышленные. Но все они имеют определённые схожие черты: у них одинаковый ампераж и способность стабильно работать не один час. А отличие состоит в том, что профессиональные агрегаты позволяют работать с нестабильным напряжением. Для этого в них установлен регулятор, он позволяет выбирать подходящий по силе тока режим для комфортной сварки.
Устройства, которые люди покупают для дома, не отличаются способностью работать без перерыва несколько часов. Обычно их предел составляет минут 30 стабильного процесса сварки.
Запомните: чем аппарат меньше, тем скромнее его функционал. Но они хорошо экономят электроэнергию, а качество дуги позволяет добиться ровного и прочного уровня шва благодаря стабильному напряжению. Он также позволяет осуществлять аргонодуговую сварку.
Единственными недостатками является его стоимость: не для всех она может оказаться на доступном уровне. Он не устойчив к механическим повреждениям, поэтому лучше уберечь его от ударов и падений. Также наблюдается чувствительность к воздействию пыли и влажности, поэтому лучше не подвергать его подобного рода испытаниям.
Критерии выбора миниатюрного инверторного аппарата
Для того чтобы вывести свой выбор сварочного прибора на более профессиональный уровень, мы всегда можем воспользоваться советами экспертов, которые знают, на что нужно обратить внимание при выборе своего помощника:
- перед тем как определится с моделью, надо сделать замер напряжения в том месте, где в основном будут проходить работы с использованием данного агрегата;
- нужно обратить внимание на длительность будущих сварочных работ, так как каждый аппарат может показывать разные параметры, поэтому это один из важнейших критерий отбора;
- учитывается вид металлических изделий, с которыми придётся справляться устройству. Если это чугун, потребуется более мощный прибор, а для изделий из стали подойдут модели средних возможностей;
- и, конечно, нужно определить цели и задачи, с которыми должен в будущем справиться наш инвертор.
Примеры инверторов небольших инверторов и их цена
Профессионалы никогда не будут советовать ставить опыты при выборе той или иной модели инвертора. Стоит использовать лишь проверенные аппараты, которые уже проявили себя с качественной и надёжной стороны.
Одной из таких компаний является финский производитель «Кемппи». Ярким примером хорошего устройства служит модель Kemppi Minarc 150VRD. Аппарат способен предоставить ручную и аргонодуговую сварку. Он сам корректирует характеристику дуги, а электроды подойдут самые разные, привязки к марке или определённому типу не наблюдается. Устройство не проявляет слабости к влажным условиям и пыли, также может стабильно работать при низких и высоких показателях температуры воздуха. Вес примерно 4 кг.
Ещё одним устоявшимся лидером является немецкий бренд FUBAG. Агрегаты данной марки славятся знаменитым немецким качеством и надёжностью. Диапазон напряжения таких устройств находится в пределах от 85 до 257 Вт. Они отличаются простотой, что позволит даже неопытному сварщику с лёгкостью разобраться в устройстве и начать работу, не боясь за отсутствие безопасности. Все продукты данной фирмы отличаются компактностью и легким весом, а цена может быть доступной для каждого. Она стартует от 8000 рублей за аппарат.
Вывод
Помимо представленных брендов, на рынке сварочного оборудования неплохо себя зарекомендовали и такие бренды, как итальянский ProfHelper и знаменитая марка Brima. Советуем обратить свое внимание на устройства данных производителей. Если вы планируете работы с отсутствием источника напряжения, хорошим выбором будет сварочный аппарат бензиновый маленький. Конечно, размеры будут превышать габариты традиционного инвертора, но, учитывая функционал таких устройств, их можно назвать компактным решением выполняемых ими задач.
Ни одна работа с железом не обойдётся без сварочного аппарата. Он позволяет резать и соединять металлические детали любых размеров и толщины. Хорошее решение - сделать сварку своими руками, ведь хорошие модели стоят дорого, а дешёвые - низкого качества. Для реализации идеи самостоятельного изготовления сварочника необходимо обзавестись специальным оборудованием, позволяющим оттачивать качественные навыки специалиста в реальных условиях.
Виды и характеристики инструмента
После того как все необходимые условия подготовительного этапа благополучно соблюдены, открывается возможность сделать модель сварочного устройства своими руками. Сегодня встречается множество принципиальных схем, по которым можно изготовить аппарат. Они действуют по одному из подходов:
- Постоянный или переменный ток.
- Импульсный или инверторный.
- Автоматический или полуавтоматический.
Стоит обратить внимание на аппарат, принадлежащий к трансформаторному типу. Важной характеристикой этого устройства является работа от переменного тока, позволяющая использовать его в бытовых условиях. Аппараты переменного тока способны обеспечивать номенклатурное качество швов сварных соединений. Агрегат такого типа легко найдёт своё применение в быту при обслуживании недвижимости, расположенной в частном секторе.
Для того чтобы собрать такое устройство, необходимо иметь:
- Около 20 метров кабеля или провода большого сечения.
- Металлическое основание высокой магнитной проницаемости, которое будет использовано в качестве сердечника трансформатора.
Оптимальная конфигурация сердечника имеет стержневую основу П-образной формы. В теории запросто может подойти сердечник любой другой конфигурации, к примеру - круглой формы, взятой из статора, пришедшего в негодность электродвигателя. Но на практике наматывать обмотку на подобное основание значительно сложнее.
Площадь сечения для сердечника, принадлежащего бытовому сварочному аппарату самодельного образца, равна 50 см 2 . Этого будет достаточно для того, чтобы применять в установке стержни от 3 до 4 мм в диаметре. Использование большего сечения лишь приведёт к увеличению массы конструкции, а эффективность аппарата выше не станет.
Инструкция изготовления
Для первичной обмотки необходимо использовать медный провод с высокими показателями термостойкости, так как при выполнении сварочных работ она будет подвержена действию высокой температуры. Используемый провод необходимо выбирать по стеклотканевой или хлопчатобумажной изоляции
, предназначенной для стационарного применения в зоне высоких температур.
Для обмотки трансформатора не допускается использование провода с ПВХ изоляцией, которая при нагревании моментально придёт в негодность. В отдельных случаях изоляцию для трансформаторной обмотки изготавливают самостоятельно.
Чтобы выполнить эту процедуру, нужно взять заготовку из хлопчатобумажной ткани или из стекловолокна, нарезать её на полоски шириной около 2 см, обмотать ими заготовленный провод и пропитать бандаж любым лаком, обладающим электротехническими свойствами. Подобная изоляция по термохарактеристикам не уступит ни одному заводскому аналогу.
Наматывают катушки по определённому принципу. Вначале накручивается половина первичной обмотки, на которую следом идёт половина вторичной. Затем приступают ко второй катушке, используя ту же технику. Для повышения качества изоляционного покрытия между слоёв обмоток вставляют фрагменты полос из картона, стекловолокна или прессованной бумаги.
Настройка оборудования
Далее следует осуществить настройку. Она производится путём включения оборудования в сеть и снятия показаний напряжения со вторичной обмотки. Величина напряжения на ней должна составлять от 60 до 65 вольт.
Точная подгонка параметров осуществляется путём уменьшения или увеличения длины обмотки. Для получения качественного результата величину напряжения на вторичной обмотке следует подогнать под заданные параметры.
К первичной обмотке готового сварочного трансформатора подключают кабель ВРП либо провод ШРПС, который будет использован для подключения к сети. Один из выводов вторичной обмотки подают на клемму, к которой впоследствии будет подключаться «масса», а второй - подаётся на клемму, подключённой к кабелю. Последняя процедура закончена и новый сварочный аппарат готов к эксплуатации.
Производство малогабаритного агрегата
Для изготовления небольшого сварочного аппарата легко подойдёт автотрансформатор от телевизора советского образца. Его можно запросто использовать для получения вольтовой дуги. Чтобы все получилось правильно, между выводами автотрансформатора подключают графитовые электроды. Эта несложная конструкция позволяет исполнить несколько простых работ с применением сварки, таких как:
- Изготовление или починка термопар.
- Разогрев до максимальной температуры изделий из высокоуглеродистой стали.
- Закалка инструментальной стали.
Самодельный сварочный аппарат, созданный на базе автотрансформатора, обладает существенным недостатком. Использовать его необходимо соблюдая дополнительные меры предосторожности. Не имея гальванической развязки с электрической сетью, он является довольно опасным прибором.
Оптимальными параметрами автотрансформатора, пригодного для создания сварочного аппарата, считают выходное напряжение в пределах от 40 до 50 вольт и малая мощность от 200 до 300 ватт. Этот аппарат способен выдавать от 10 до 12 ампер рабочего тока, что будет достаточно при сварке проводов, термопар и других элементов.
В качестве электродов для созданного своими руками мини сварочного аппарата можно использовать грифели от простого карандаша. Держателями для импровизированных электродов могут послужить клеммы, которые есть на разных электроприборах.
Для производства сварочных работ держатель подсоединяют к одному из выводов вторичной обмотки, а свариваемую деталь к другому. Ручку для держателя лучше всего изготовить из стеклотекстолитовой шайбы или из другого термостойкого материала. Следует заметить, что дуга подобного устройства действует достаточно кратковременно, не давая перегреваться используемому автотрансформатору.
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
Необходимые детали:
- 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
Трансформатор намотан на куске ферритового стержня от радиоприемника.- 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
Режем дугой лезвие от бритвы.
Сплавляем медные провода, толщиной до 1 мм.
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 – . В этом случае мощность будет порядочная.
Также не стоит смотреть на яркие разряды дуги не вооруженным взглядом, используйте специальные защитные очки.
