Как сделать сварочный аппарат своими руками? - Теоретические материалы - Теория

Сейчас бытовой электрический сварочный аппарат не редкость и каждый мастеровитый хозяин предпочитает его иметь у себя дома. Такой «джентельменский» набор как электросварка, болгарка и электродрель очень «развязывает» руки. Если болгарку и электродрель надо покупать в магазине, то сварочный аппарат можно сделать и самому, тем более это не так сложно.

Есть несколько конструкций самодельных сварочных аппаратов: трансформаторные, инверторные, импульсные, полуавтоматы, автоматы, на постоянном токе, на переменном токе и т.д. Но, мы в этой статье рассмотрим самый простой трансформаторный сварочный аппарат на переменном токе. Как правило, его хватает для бытовых целей, а если кому надо будет, то к нему можно сделать еще приставку и варить на постоянном токе более тонкий металл и более качественно.

В качестве материала надо будет раздобыть где-то трансформаторное железо, лучше с высокой магнитной проницаемостью, для сердечника, и несколько десятков метров толстого провода, лучше медного в виде шины. Можно попытать счастье на пунктах приема металлолома, у знакомых и т.д. Проще всего и удобнее было бы сделать сварочный аппарат с П-образным сердечником, стержневого типа, но при отсутствии можно использовать и круглый сердечник, тороидального типа, например из латора или статора от электродвигателя. Формулы расчета хотя и похожие, но отличаются.

Здесь мы рассмотрим методику изготовления сварочного аппарата классического типа, с П-образным сердечником. Наматывать обмотку на такой трансформатор намного легче, чем на тороидальный, ведь его можно разобрать и без труда поставить или снять катушки.

Для того, чтобы сварочный аппарат использовать в быту, достаточно чтобы он мог «варить» металл электродами диаметром 3-4 мм. Исходя из этих требований и будем делать свои расчеты. Первым делом надо набрать сердечник с поперечным сечением минимум 25-35 см2, а лучше 45-55 см2. Лишнее не надо, потому что аппарат будет тяжелым, а эффекта от этого утяжеления не будет. При площади 45-55 см2 сварочный аппарат будет иметь достаточный запас мощности и не так нагреваться. Рассчитывается площадь поперечного сердечника по формуле S=a*b, см2.

Далее нам необходимо выбрать тип провода и рассчитать сечение и длину первичной и вторичной обмотки. Для первичной обмотки лучше использовать специальный обмоточный термостойкий медный провод в стеклотканевой или хлопчатобумажной изоляции квадратного сечения. Первичной обмотке стоит уделить особое внимание, т.к. перематывать ее сложно, а во время сварки температура ее может достигать 100 и белее градусов С. Поэтому провода в полихлорвиниловой изоляции не годятся, а в резиновой или резинотканевой изоляции еще могут подойти. Аппарат должен выдерживать среднюю длительность сварки и не перегреваться при сжигании 5-7 электродов.

Если у вас не найдется провода с нужной изоляцией, но есть провод нужного сечения, то изоляцию можно сделать самому, а ненужную изоляцию снять . Для этого надо заготовить полоски шириной около 2 см из стеклоткани или хлопчатобумажной ткани и обмотать ими провод, а затем пропитать электротехническим лаком. Чтобы аппарат хорошо «варил», надо чтобы выходное напряжение холостого хода (т.е. не во время сварки, без нагрузки) было в пределах 60-65В, это на самодельных сварочных аппаратах с целью безопасности, а на промышленных его делают немного выше - 70-75В. Напряжение во время сварки Uсв должно быть в пределах 18-24В, в зависимости от диаметра электрода.

Далее рассчитаем площадь сечения провода первичной и вторичной обмотки. Будем исходить из максимальной мощности сварочного трансформатора, т.е. при сварке электродом диаметром 4 мм и токе Iсв=130-160 А. P2=Iсв*Uсв, а следовательно мощность во вторичной обмотке будет Р2=160*24=3,5...4 кВт. А если учесть потери, то первичная обмотка будет потреблять больше - около 5 кВт, а отсюда ток в первичной обмотке сварочного трансформатора может достигать 25 А. Плотность тока в обмотках должна быть не более 5 А/мм2, а отсюда и площадь сечения провода в первичной обмотке 25/5= 5 мм2, а лучше взять с запасом 6-7 мм2 (диаметр 3 мм), во вторичной - 25-30 мм2. И это без учета изоляции.

Далее определяем число витков и длину куска провода. Напряжение для первичной обмотки выбираем немного меньше чем в сети - 210 В, оно уменьшится под нагрузкой. Определяем для начала количество витков на 1 вольт по формуле: n=48 / Sм, где Sм - площадь сечения сердечника магнитопровода в см2, оно должно быть в пределах 45-55 см2 (см. выше). Как видим, при хорошем магнитопроводе n будет равняться примерно 0,9-1,1.

Далее все просто, определяем количество витков W1=U1/n, делим 210/ 0,9 и у нас получается в зависимости от сечения магнитопровода 200-230 витков. Вторичную обмотку рассчитываем примерно также - W2=U2/n. Длину куска провода для первичной и вторичной обмотки, я думаю вы догадываетесь как рассчитать: измеряем длину одного витка на каркасе катушки и умножаем на число витков, плюс небольшой запас.

Все, закончив с расчетами, приступаем к намотке катушек. Делаем каркас катушки по размеру магнитопровода, чтобы он легко одевался на сердечник, из электротехнического картона или текстолита. Наматываем сначала половину первичной обмотки, а сверху половину вторичной. Вторую катушку наматываем точно также. Между слоями можно проложить, для лучшей изоляции, электротехнический картон, бумагу, стеклоткань или полоски из картона. Перед намоткой катушки очень желательно внутрь каркаса, вместо сердечника, вставить два деревянные клинья, по форме сердечника. Т.о. катушку не покарежет и она легко оденется на магнитопровод.

Хочу сказать, что это примерные расчеты. Для более точных, там приходится учитывать довольно много чего. Не буду забивать вам этим голову, ведь на практике расчеты всегда чем-то отличаются от реальных показателей. Поэтому самодельный сварочный аппарат, после сборки, всегда надо подстраивать. Включаем аппарат и замеряем напряжение на вторичной обмотке, оно должно быть в пределах 60-65В. Далее доматываем или сматываем обмотку, добиваясь этого значения.

Что касается первичной обмотки, то здесь неплохо было бы иметь несколько ответвлений под разное напряжение сети. Если вы будете использовать свой сварочный аппарат в разных местах - это вам очень пригодится. Ведь, как показывает практика, напряжение сети колеблется от 210В, особенно в селах, до 240В в городах.

Второй момент, если вы где-то ошиблись в своих расчетах, неправильно определили, к примеру, магнитную проницаемость трансформаторного железа, а коль вы берете его не в магазине то это сделать сложно, и видите, что диск вашего счетчика явно крутится быстрее, чем от 2 киловатной электроплитки, значит надо подмотать первичную обмотку, или переключится на большее количество витков, если вы об этом позаботились. Поэтому, пока не сделана настройка самодельного сварочного аппарата, не спешите откусывать излишки обмоток сварочного трансформатора.

Важное примечание, если нет нужного сечения провода, можно мотать катушку в два провода, параллельно. А при намотке алюминиевым проводом, его сечение надо увеличить в 1,5-1,7 раза.

И не забывайте об электробезопасности, почитайте правила и соблюдайте их. А при выполнении сварочных работ надо выполнять и правила пожарной безопасности, ведь от искры электросварки легко можно зажечь много чего. Собранный по данной технологии сварочный аппарат потребляет примерно на холостом ходу около 1 кВт, а в момент сварки 3-5-6 кВт, в зависимости от диаметра электрода.

На этом все. Желаю вам успехов в ваших творческих началах.

E-mail отправителя *:
Причина:	Такая схема уже есть на сайте Ненужный материал на сайте! Я против размещения этой статьи на сайте. В комментариях спам или нец-ая брань. Требую удаления материала.
Текст сообщения *:
Номер схемы или Url *: