Наши партнеры ArtmMisto
Якщо ми хочемо зібрати зварювальний апарат своїми руками, нам буде потрібно дуже потужне джерело живлення для створення і підтримки дуги, який буде перетворювати мережну напругу забезпечення номінальної величини і якості зварювального струму
Під блоком живлення дуги в загальному випадку мається на увазі схема складається з силового трансформатора і регулюючих елементів, що поліпшують характеристику дуги а також випрямляч і інші пристрої. У найпростішому варіанті, якщо розглядати схеми виготовлення зварювального апарату своїми руками, то джерелом харчування для дуги є тільки один силовий трансформатор, без використання додаткових блоків і вузлів.
Зварювальний апарат своїми руками структурна схема для домашньої майстерні
Блок живлення полягає в корпус і обладнується всіма необхідними дрібницями: сполучними роз'ємами і клемами, спеціальними вимикачами і регуляторами. Корпус сварочніка можна обладнати ручками для перенесення і коліщатками.
Подібну конструкцію досить хорошої якості зварювання можна виготовити самостійно і своїми руками. Головний секрет саморобного апарату це невелике розуміння процесу зварювання, правильний вибір матеріалу, ну і вкласти в процес виготовлення пристрою шматочок своєї душі, майстерності і терпіння.
Однак, якщо ви зважилися на самостійну збірку апарату, вам буде набагато легше, якщо сви зрозумієте основні базові теоретичні навички, що стосуються моменту горіння зварювальної дуги і плавлення електрода, характеристик трансформаторів, магнитопроводов.
Це головний елемент будь-якої схеми зварювального пристрою, він знижує напруга мережі до 50 ... 80 В. Працює трансформатор в особливих умовах, їх називають дуговом режимі при цьому відбувається максимальна віддача потужності. Тому трансформатори повинні спокійно витримувати протікання великих струмів до 200 А. Силові характеристики трансформаторів повинні поєднуватися з їх динамічними - ВАХ трансформатора повинна відповідати певним вимогам, інакше її не можна буде використовувати для ручного зварювання.
Конструкції типових трансформаторів сильно відрізняються один від одного. різноманітність саморобних зварювальних трансформаторів величезне, так як в їх конструкціях багато унікальних рішень, але крім цього саморобні конструкції трансформаторів дуже прості: в них відсутні додаткові елементи для регулювання струму, а регулювання відбувається шляхом перемикання витків котушок або за допомогою інших зовнішніх спеціалізованих пристроїв.
Трансформатор складається з магнітопровода, що складається зі складальних пластин спеціальної трансформаторної сталі, первинної і вторинної обмотки, часто зібраних з відводами для регулювання або схеми пристрою. Якщо трансформатор розрахований на заданий струм, то варити можна відразу з виходу вторинної обмотки, без додаткових схемних рішень обмеження струму. Первинну обмотку рекомендується виготовляти з відводами - це дозволяє трохи змінювати зварювальний струм, а при деяких умовах поднастроіть трансформатор під просевшие напруга мережі.
Головною частиною трансформатора є магнітопровід. У більшості випадків при виготовленні своїми руками застосовують магнітопроводи зі списаних силових і старих телевізійних трансформаторів , а також статоров електродвигунів . Цим пояснюється величезна різноманітність виготовлених народними умільцями різних типів магнітопроводів зварювальних трансформаторів.
Зварювальний апарат своїми руками. Характеристики джерела живлення і зварювальної дуги
Крім основних параметрів трансформатора таких як геометричні розміри магнітопровода, число витків його обмоток, величина рівня вхідного і вихідного напруги, споживаний і максимальний на виході струм є ще ряд характеристик для електрозварювальної системи, які важко оцінити в домашніх умовах або виміряти за допомогою саморобних вимірювальних приладів , Проте саме ці характеристики визначають ступінь придатності зварювального трансформатора в якості джерела живлення для ручного зварювання, в тому числі і для формування якісного шва. Що безпосередньо залежить від здатності трансформатора стабільно тримати струм, що описується таким тезніческім параметром, як зовнішня вольт амперна характеристика (ВАХ) джерела живлення.
Зовнішньої ВАХ називається залежність напруги на роз'ємах джерела від величини зварювального тока.Сварочний ток залежить від навантажувальних властивостей трансформатора і від електричної дуги.
Для ручного зварювання використовується тільки крутопадаючих характеристика (3), жорстка і пологопадающих використовуються тільки в автоматах.
Характеристики зварювальної дуги. Дуга це тривалий електричний розряд на кінці електрода і області дугового зони металу. При запаленні дуги спочатку відбудеться пробій газового проміжку електронами, а потім процес стабілізується і в дуговому проміжку з'явиться також іонна провідність. Крім цього, стабілізатором горіння дуги вважається плавиться і випаровується обмазка електродів.
В процесі з'єднання металом плавиться, під впливом високих температур, здійснюється плавлення металу і формування краплі, а потім її відрив від електрода і перенесення на метал конструкцію. Діаметр формуються крапель і швидкість їх появи залежать від сили струму, діаметру електрода, довжини дуги.
Якщо трансформатор працює добре, дуга горить стабільно, а наплавлений метал ложітсяровно - значить, все зроблено правильно; якщо немає, то характеристика ВАХ трансформатора близька до жорсткої. Тоді можна це виправити включивши в ланцюг баластні опір резистора номіналом в соті частки ома, наприклад шматочок дроту з ніхрому. Баластний резистор трохи обмежить максимальний струм трансформатора, що підправить його зовнішню характеристику.
Так можна отримати хороші результати горіння дуги при зварюванні в ручному режимі. Покращення крутизни зовнішньої характеристики трансформатора можна також добитися збільшивши його вихідна напруги холостого ходу, хоча при цьому знизиться ККД трансформатора.
Ще один корисний технічний параметр, що характеризує роботу пристрою -динамічна характеристика джерела живлення. Як відомо, джерело живлення дуги повинен володіти швидкою реакцією на зміни струму і напруги в дузі. Це залежить від часу відновлення напруги від нульових показань в режимі короткого замикання до напруги повторного появи дуги. Це час і вважається динамічною характеристикою джерела живлення. Воно не повинно бути більше 0,05 с на 25 Вольт. Ця особливо значимо при замиканні крапель розплавленого металу дугового проміжку, тобто в момент переходу трансформатора в режим короткого замикання.
Сила струму короткого замикання у вторинній обмотці може бути вище зварювального струму в два рази. Для режиму ручного в саморобних зварювальних апаратах своїми руками, мале відношення струмів можуть виявитися негативним фактором.
Для стійкого горіння зварювальної дуги важлива властивість має так звана еластичність дуги, тобто вона продовжує горіти при збільшенні її довжини. Еластичність дуги величина коллічественние, її критерієм є її максимальна довжина, при якій дуга здатна існувати.
Дуга здатна спалахнути тільки при досягненні на початку напівперіоду необхідного напруги. Дуга змінного струму може зажігатся і гаснути по 100 разів за секунду і горіти окремими спалахами. Це залежить від напруга холостого ходу і фазового зсуву між напругою холостого ходу і струмом дуги. Скоротити паузи в горінні дуги можна підвищивши напруги холостого ходу. Однак не слід підвищувати його вище рівня 80 В з точки зору електробезпеки . Краще це вирішити за допомогою схемотехнических можливостей, включивши в ланцюг дроселя, що призводять до фазового зсуву між струмом і напругою.
Зварювальний дуга після цього може не мати перерв у горінні взагалі, так як вона підтримується ЕРС самоіндукцією.
На постійному струмі дуга більш стабільна, шви виходять більш кращими. Постійний струм в зварювальних апаратах зібраними своїми руками з'являється після випрямлення його змінним струмом за допомогою потужних випрямних мостів. Наприклад на основі потужних діодів типу В-200 з максимальним ток до 200 Ампер).
Ці діоди мають більші розміри, а їх корпус необхідно встановити на радіатори. Краще буде якщо замість окремих діодів використовувати вже готовий діодний міст.
Діодні мости в разі потреби можна з'єднати паралельно для збільшення межі максимального струму.
Форму постійної напруги легко згладити, використавши на виході конденсатор ємністю від 10000 мкФ. При цьому ємність підключається через опір, який необхідний, так як в момент запалювання дуги відбувається дотик електрода до металу і створюється коротке замикання.
Зварювальний апарат своїми руками. розрахунок трансформатора
Специфіка розрахунку полягає в тому, що при виготовленні саморобного апарату параметри необхідно підлаштовувати під наявний муздрамтеатр. Часто трансформатор збирається не з самого кращого матеріалу для муздрамтеатру, і намотується не кращим проводом.
Зварювальний апарат своїми руками постійного струму, дуже проста схема
Переваги апаратів постійного струму перед їх «переменнотоковимі аналогами добре відомі. Це м'яке і плавне запалювання дуги, можливість з'єднувати тонкостінні деталі, менше розбризкування металу, відсутність непроваріваемих ділянок.
Варіант саморобного зварювального апарату своїми руками
Вихідна змінна напруга з вторинної обмотки силового трансформатора - 54 вольта. Використано потужні тиристори - Т161 - 160, керовані Оптотиристори типу ТО125 - 12,5. Діоди потужні типу Д151 - 160. Це схема дозволяє варити електродами до 3-4мм. Після випрямляча в схемі мають три конденсатора по 15000 микрофарад на напругу 80 вольт, і дросель. Дросель ізготавлівае5тся на ш-подібному сердечнику з немагнітним зазором 0,5 - 1,0мм, площа перерізу якого 25 см2. Намотування здійснюється товстим мідним дротом до заповнення каркаса.
Блок управління тиристорами виконаний на двох біполярних транзисторах, це стандартний релаксаційний генератор з аналогом динистора. Стабілітрон VD1 типу Д814Д. Випрямний міст КЦ405Е або його аналог.
