Любая работа с металлом несколько (или сильно) осложняется, если у мастера нет необходимого оборудования. Например, прочное соединение или резка таких деталей возможна в одном случае — если у хозяина есть сварочный аппарат. Качественный инструмент стоит дорого, дешевый не слишком надежен, поэтому самый разумный выход для многих хозяев, привыкших к самостоятельным подвигам, — сварочный аппарат своими руками. Сделать простое, но функциональное устройство можно, это задача посильная, однако сначала нужно приобрести кое-какие комплектующие, а также получить некоторые знания о видах этой техники, принципах работы будущего потенциального помощника. И выбрать из ассортимента более подходящий агрегат.
Классификация сварочных аппаратов
Такое оборудование бывает газовым либо электрическим, однако для домашнего использования первые не слишком подходящий вариант. Причина — газовые баллоны, так как близкое и постоянное соседство с ними — всегда немалый риск. В этом случае лучше рассматривать исключительно электрические модели, которые не создают столь серьезной угрозы для жизни. Таких сварочных аппаратов существует трио:
Трансформаторы — традиционный вид
Это оборудование, работающее на переменном токе, питающееся от сети. Наиболее распространенное устройство, изготавливаемое домашними умельцами, так как это самая простая конструкция. Главный рабочий элемент — трансформатор, который преобразует напряжение сети до значения, требуемого для сварки: с 220 В на входе до 60 — на выходе. Изменение силы тока достигается несколькими способами, самый известный из них — смещение вторичной обмотки.
Плюсы — надежность, небольшие затраты, простота конструкции, возможность несложного ремонта. Минусы — габариты изделия и его вес, переменный ток, провоцирующий разбрызгивание металла, а значит, ухудшение качества сварных швов.
Выпрямители — усовершенствованные модели
Помимо понижающего трансформатора в этих конструкциях нередко бывает задействован выпрямитель — диодный блок, меняющий напряжение и преобразующий переменный ток в постоянный. Выпрямления вторичного переменного напряжения можно достичь несколькими способами. Самый простой — диодный мост. Более совершенные конструкции оснащаются тиристорным регулятором напряжения, элементами запуска, защиты.
Преимущество — ровная дуга, которая обеспечивает более ровные швы и простоту работы с различными материалами — нержавейкой, цветными металлами, чугуном, надежность. Недостатки — вес, несколько большие траты на сборку, сложность ремонта, «просадка» напряжения при сварке.
Инверторы — импульсные фавориты
Такие конструкции отличаются от аналогов, здесь нет входного понижающего трансформатора, зато выпрямители присутствуют в двух экземплярах. Напряжение сначала подается на входной выпрямитель, потом на инверторный блок. Затем преобразованный, уже переменный, ток подается на компактный высокочастотный трансформатор. После него напряжение выпрямляется с помощью выходного выпрямителя, подается на дугу.
Причины популярности инверторных аппаратов — небольшой вес, малые габариты, легкость работы даже для дилетантов, так как есть гарантия качества швов из-за уменьшения разбрызгивания металла. Недостатки — сложная схема и ремонт, надежность, находящаяся после самостоятельной сборки под вопросом.
Каждый из трех претендентов возможно изготовить собственноручно, однако потребуется разный уровень знаний, отличается необходимый набор комплектующих. Инверторная электродуговая сварка наиболее требовательна к мастеру, так как существует несколько препятствий для создания этого сварочного аппарата:
- изготовить качественную вещь под силу только тому человеку, который обладает обширными познаниями — как в электронике, так и в электротехнике, имеет большой опыт подобных работ;
- для сборки приличного аппарата необходимы только высококачественные комплектующие, а значит, вряд ли домашний умелец сможет уложиться в сумму, хотя бы аналогичную цене готового изделия.
Сварочные аппараты-трансформаторы
Для домашнего сооружения такого сварочника (магнитопровода), необходимо приобрести провод для обмоток — первичной и вторичной, а также иметь сердечник, изготовленный из трансформаторной стали, потому что сделать его самостоятельно сложно, синоним — почти невозможно. Однако исходник добывают разными путями: обращаются на заводы, спрашивают в строительных бригадах, в пунктах, принимающих металлолом.
Оптимальный вариант — прямоугольный сердечник стержневого типа из пластин трансформаторной стали. Они могут иметь любую конфигурацию, но толщина должна быть от 0,35 до 0,55 мм. Стягивают пластины шпильками, которые изолируют от сердечника. Чтобы гарантировать качественную сварку сечение детали обязано быть от 45 до 55 см2. Большее значение лучше, так как оно обеспечит надежную работу, однако вес такого устройства после «намотки обмоток» будет немалым. Собирая конструкцию, нужно заранее предусмотреть винт, регулирующий движение вторичной обмотки относительно первичной.
Выбор материала для обмоток
Типовые параметры трансформатора:
- Сила тока: первичная обмотка — максимум 25 А, вторичная — 100-150.
- Напряжение: на холостом ходу — 60-65 В, рабочее — 18-25 В.
Чтобы не заниматься долгими расчетами, сразу лучше привести все требования, которым должны отвечать провода:
- первичная обмотка: минимальное сечение — 5 мм2, максимум — 7;
- вторичная обмотка: сечение — 30-35 мм2.
Лучший материал — медные провода/шина. Изоляция обязана быть жаростойкой —хлопчатобумажной, стеклотканевой. Несколько худшие варианты — резиновая либо резинотканевая. Если отсутствует провод нужного сечение, возможно делать намотку в 2 провода, сечения которых подходят по параметрам. Когда решено использовать алюминиевый материал, диаметр его увеличивают в 1,6-1,7 раз.
Расчет количества витков
Это значение определяют, используя коэффициент 0,9-1 виток/вольт, по следующей формуле:
W = U / коэффициент, где W — количество витков обмотки, U — напряжение.
При обычном напряжении искомый результат для первички равен 230-250 виткам. Три ответвления для улучшения качества сварных швов делают примерно на 160, 185 и 210 витках. При напряжении вторичной обмотки — 60-65 В — необходимо 65-70 витков. В последнем случае, для возможности ступенчатого изменения напряжения, также делают несколько отводов: например на 65, 55 и 45 витках.
После намотки сетевой кабель подключают к отводу 210 витка и сетевому кабелю. Сварочные — ко вторичной обмотке. Аппарат оставляют открытым либо прячут в корпус, изготовленный из бакелитовой фанеры. Клеммные колодки делают из текстолита (10-15 мм) либо стеклотекстолита.
Аппарат на постоянном токе
Это устройство необходимо, если мастер собирается работать с нержавейкой, цветметом или чугуном. В этом случае к сделанному трансформатору — его вторичной обмотке — добавляют выпрямитель.
Выпрямитель собирают на мощных диодах, способных выдержать 200 А, — Д 162, Д250, Д320. Для гашения импульса в схему моста добавляют два конденсатора на 50 В, 15000 мкФ (С1, С2). В электросхему для регулировки тока «встраивают» дроссель (L1). Элементы под нагрузкой будут выделять много тепла, поэтому следующие необходимые элементы — радиаторы.
Диоды к ним крепят болтами и термопастой. Для обдува радиаторных ребер необходим вентилятор, иначе сварочному аппарату (трансформатору) грозит перегрев. Сварочные кабели присоединяют к контактам Х4, Х5, полярность зависит от толщины металла, с которым предстоит работа.
Миниатюрный простой аппарат
Для получения желаемого прибора потребуется несколько часов свободного времени и набор материалов, в который входит:
- графитовый стержень, добытый из старой батарейки;
- бокорезы либо пассатижи, нож;
- изолента, металлический зажим, наждачная бумага;
- проволока, алюминиевая или медная (20 см, сечение 5 мм), кабель ПЭВ (6 см, диаметр 0,5 мм), многожильный провод;
- трансформатор с выпрямителем (из СВЧ-печи, приемника, телевизора).
Порядок работ:
- Сначала осторожно разбирают батарейку, вынимают графитовый стержень. Его заостряют с одного конца наждачной бумагой, делая конус (30-40°), протирают тряпкой.
- Из куска толстой проволоки, очищенной от изоляции, сооружают петлю таких размеров, чтобы в нее входил стержень. Затем вставляют в нее угольный электрод, плотно обжимают.
- Убирают вторичную обмотку с трансформатора, заменяют ее 14-16 витками толстой проволоки. После нахождения (или изготовления) подходящего корпуса сварочный мини-аппарат вставляют туда. Первые потенциальные кандидаты на роль держателя — щуп от тестера, имеющий наконечник «крокодильего вида», ручка паяльника. Провода прибора соединяют с плюсовым выводом вторичной обмотки, через минусовой подключают изделие, требующее сварки.
Сварочный аппарат своими руками умудряются делать из многих приборов, модифицировать по собственному желанию его также очень просто. Например, в этом видео показано сварочное оборудование, которое может дать большую фору громоздким конструкциям:
