Саморобні зварювальні апарати постійного струму: деталі і розрахунки

В сучасних спеціалізованих магазинах представлені найрізноманітніші зварювальні апарати. Це і традиційні трансформатори, і сучасні інвертори, і різні інструменти для спеціальних режимів зварювання. Однак якісний виріб заводського виробництва коштує досить дорого і не кожному по кишені. При великому бажанні випрямлячі без особливих проблем збираються своїми руками.

Схема зварювального напівавтомата.

Найпростіші саморобні зварювальні апарати

Саморобний зварювальний випрямляч прекрасно підійде для виконання невеликих побутових завдань. До повноцінного інвертора він в деяких моментах, звичайно ж, не дотягує, але зі звичайними домашніми роботами справляється на ура. Перевагою саморобних зварювальних апаратів є те, що користувач може самостійно вносити зміни в конструкцію, змінюючи характеристики агрегату і додаючи або виключаючи непотрібні функції.

За основу можна взяти конструкцію, представлену на рис. 1. Принципова схема такого агрегату показана на рис. 2.

Малюнок 1. Розміри саморобного зварювального апарату.

Найпростіші моделі саморобних зварювальних апаратів є трансформатор з робочою і мережевий обмоткою. Мережева, як правило, створюється під напругою в 220-240 В. Робочу розраховують на напругу 45-70 В. Зміна струму здійснюється шляхом зміни кількості витків робочої обмотки. «Залізну» частина можна зібрати з деталей промислових понижуючих трифазних трансформаторів або ж старих асинхронних двигунів.

Збираються саморобні зварювальні апарати з використанням:

  1. Викруток.
  2. Паяльника.
  3. Плоскогубців.
  4. Ножиць, ножа і ножівки.
  5. Електродрилі.
  6. Молотка.
  7. Шайб, гвинтів і гайок.
  8. Алюмінієвих пластин і заклепок.

Що потрібно знати про обмотках зварювального апарату?

У процесі розрахунку і створення проекту агрегату потрібно розраховувати первинну обмотку на ток в 25 А. Робоча або вторинна обмотка розраховується на 160 А. Дуже важливо підібрати підходяще перетин проводів. Як правило, використовується розрахунок, відповідно до якого на 1 мм² проводу допускається подавати струм не більше 10 А. У разі використання алюмінієвих проводів дане значення необхідно зменшити до 4 А.

Малюнок 2. Принципова схема саморобного апарату для зварювання.

Спочатку визначається площа перерізу вікна заліза в см², після розраховується число витків обмоток. Спочатку потрібно розрахувати кількість обмоток на 1 В, а потім для сумарного значення. На 1 В визначте наступним чином: розділіть 48 на площу перетину вікна заліза трансформатора.

До збірки саморобних зварювальних апаратів можна приступати тільки після повного завершення розрахунку. Створене відповідно до цієї інструкції пристосування являє собою найпростіший зварювальний агрегат. Для того щоб перевести інструмент в режим роботи на постійному струмі, потрібно внести ряд змін в конструкції і скорегувати розрахунок.

Можливі деталі і необхідні розрахунки

Для того щоб саморобні апарати могли працювати на постійному струмі, в їх конструкцію включаються високопотужні випрямлячі.

Для максимально ефективної тепловіддачі використовуються радіатори. Самі діоди мають досить великий розмір, що безпосередньо впливає на габарити конструкції. У деяких ситуаціях є сенс використовувати спеціальний діодний міст. Ви можете самостійно його запараллелить, збільшивши за рахунок цього значення вихідного струму.

Для згладжування кривої форми напруги застосовується «електроліт» 10 000 мкФ і більше. Його підключення виконується за допомогою резистора. Він забезпечить захист появи К3 при загорянні зварювальної дуги, в момент дотику електродом до зварювальних виробів.

Малюнок 3. Схема зварювального апарату.

При розрахунку саморобних зварювальних апаратів доводиться коригувати і підлаштовувати все характеристики під доступні для збирання деталі, які при самостійному конструюванні в більшості випадків мають не найвищу якість. Наприклад, домашні майстри часто використовують муздрамтеатр від трансформатора низької потужності або ж статор давно відслужило своє і проржавілого двигуна.

По можливості потрібно підібрати деталі в хорошому стані. Від цього безпосередньо залежить якість зварювальних робіт. Багатьом умільцям вдається збирати в домашніх умовах прекрасні саморобні зварювальні апарати з м’яким запалюванням дуги, що дозволяють зварювати тонкостінні вироби і практично виключають розбризкування розплавленого металу.

Як працює схема зварювання?

На рис. 3 показана принципова схема саморобного апарату.

В даному випадку позицією VD-VD4 позначений мережевий міст. Він відповідає за випрямлення змінного мережевого потенціалу. За контактам лампи HL1 починається протягом струму. Вона виконує функції індикатора протягом усього зварювального процесу і одночасно заряджає «електроліт», позначений на розглянутій схемі як С5. Додатково HL1 відповідає за обмеження струму заряду пристрою. Відразу після того як індикатор згасне, можна починати варити.

Одночасно з початком зарядки «електроліту» С5 стартує зарядка батареї конденсаторів, позначених на схемі позиціями С6-С17. Відбувається це через контур дроселя L1. Загоряється світлодіод HL2. Це дозволяє користувачеві зрозуміти, що на зварювальний апарат йде напруга в електромережі. Але зварювання поки що не буде, тому що тиристор під позицією VS1 закритий. Потенціал на його керуючому виведення відсутня.

Для подачі напруги на генератор імпульсів потрібно включити кнопку SB1. Безпосередньо генератор зроблений на одноперехідному транзисторі, позначений як VT1. Генератор передає імпульси на тиристор під позицією VS2, він включається і відкриває запараллеленние тиристори. На схемі позначені як VS3-VS7.

Відбувається розрядка «електролітів» С6-С17 по обмотці трансформатора Т1, а також контур дроселя під позицією L2. Ланцюг з трансформатором, дроселем і згаданими «електролітами» являє собою коливальний контур зі змінним струмом. При знаходженні контуру в протифазі відбувається передача струму по диодам під позиціями VD8 і VD9. Запараллеленние тиристори (на даній схемі позначені VS3-VS7) замикаються і чекають подачі нового імпульсу вузла на VT1. Потім все відбувається за новою, в тій же послідовності.

На обмотці «III» трансформатора з’являються імпульси, під впливом яких відмикається VS1. Уже через нього відбувається з’єднання випрямляча VD1-VD4 і перетворювача на тиристорах.

Схема зварювального трансформатора.

Світлодіод HL3 сигналізує про запуск генератора. За випрямлення напруги відповідають VD11-VD34. Форма кривої згладжується за допомогою «електролітів» під позиціями С19-С24. Вони ж відповідають за полегшення появи дуги.

Трансформатор під позицією Т1 складається з трьох «строчников» від телевізорів старих моделей, складених разом. Використаний феритовий сердечник ПК30х16. Обмотки «I» і «II» складаються з 2 секцій з проводом ПСД 1,68 в стеклотканевой ізоляції. З’єднання послідовне. Присутні наступні витки:

  1. На «I» обмотці — 2х4.
  2. На «II» обмотці — 2х2.

Тепловий режим обмотки «I» дещо гірше, тому в процесі складання саморобних зварювальних апаратів постійного струму ця обмотка мотається з зазором (кроком), рівним 1 мм. У другій обмотці повинен бути зроблений відвід від середини.

Обидві обмотки виставляються так, щоб нічого не заважало роботі діодів під позиціями VD11-VD34. Обмотка «I», починаючи від виведення на L2, намотується проти годинникової стрілки. Другу обмотку мотають за годинниковою стрілкою, від виведення, приєднаного на VD21-VD34. Обмотка «III» — виток 0,4-0,5-міліметрового ізольованого проводу на напругу від 500 В.

При розподілі обмоток потрібно знати і враховувати правильні зазори, щоб забезпечувалося необхідне охолодження муздрамтеатру.

З міркувань безпеки встановлюються 4 пластини з склотекстоліту товщиною 1,5 мм. Після підгонки їх необхідно приклеїти.

Дросель L1 намотується на сердечник ПЛ 12,5х25-50. При цьому необхідно дотримуватися зазор в 0,3-0,5 мм. Намотуються 175 витків. Використовується провід типу ПЕВ-2. Підходить калібр 1,32.

Дросель L2 являє собою бескаркасную спіраль, намотану з використанням проводу 4 мм² в теплоізоляції. Всього потрібно 11 витків. Намотування виконується з діаметром в 14 мм. Через дросель проходить сильний струм, тому він вимагає організації додаткової обдування.

Як випрямляча VD11-VD34 в даній конструкції виступає алюмінієва етажерка. Для стяжки використовуються шпильки. Кожні 2 діода затискаються між пластинами розміром 4,4х4,2 см і товщиною 1 мм.

Тиристори, «кондери», транзистор, діоди, стабілітрони і резистори встановлюються на стеклотекстолитовую плиту.

Розглянута схема дозволяє зібрати саморобний зварювальний апарат, який зможе якісно виконувати різні побутові завдання, що вимагають застосування зварювання. Даний апарат стане в нагоді при ремонті в гаражі і інших господарських і побутових приміщеннях. У процесі використання дотримуйтеся вимог техніки безпеки, актуальних для зварювальних апаратів будь-якого типу.

Ссылка на основную публикацию