Сварочник липина своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

Инверторная сварка своими руками — это очень просто

Инверторная сварка — это современное устройство, которое пользуется широкой популярностью благодаря небольшому весу аппарата и его габаритов. Инверторный механизм основывается на применении полевых транзисторов и силовых переключателей. Чтобы стать обладателем сварочного аппарата, можно посетить любой магазин инструментов и обзавестись такой полезной вещью. Но есть способ намного экономнее, который обусловлен созданием инверторной сварки своими руками. Именно второму способу и уделим внимание в данном материале и рассмотрим, как сделать сварку в домашних условиях, что для этого понадобится и как выглядят схемы.

Особенности функционирования инвертора

Сварочный аппарат инверторного типа — это не что иное, как блок питания, тот, который сейчас применяется в современных компьютерах. На чем же основывается работа инвертора? В инверторе наблюдается следующая картина преобразования электрической энергии:

1) Напряжение, потребляемое из сети, преобразуется в постоянное.

2) Ток с постоянной синусоидой преобразовывается в переменный с высокой частотой.

3) Происходит снижение значения напряжения.

4) Происходит выпрямление тока с сохранением необходимой частоты.

Перечень таковых преобразований электрической цепи необходим для того, чтобы иметь возможность снизить массу аппарата и его габаритные размеры. Ведь, как известно, старые сварочные аппараты, принцип которых основывается на снижении величины напряжения и увеличения силы тока на вторичной обмотке трансформатора. В результате благодаря высокому значению силы тока наблюдается возможность дугового сваривания металлов. Для того чтобы сила тока увеличивалась, а напряжение снижалось, на вторичной обмотке уменьшается число витков, но при этом увеличивается сечение проводника. В результате можно заметить, что сварочный аппарат трансформаторного типа не только имеет значительные габариты, но и приличный вес.

Для решения проблемы был предложен вариант реализации сварочного аппарата посредством инверторной схемы. Принцип инвертора основывается на увеличении частоты тока до 60 или даже 80 кГц, тем самым осуществляя снижение массы и габаритов самого устройства. Все что потребовалось для реализации инверторного сварочного аппарата — это увеличить частоту в тысячи раз, что стало возможным благодаря применению полевых транзисторов.

Переменный ток, который передается после прохождения через транзисторы на понижающий трансформатор. Но при этом в качестве трансформатора используется в сотни раз уменьшенная катушка. Почему используется катушка, потому как частота тока, которая подается на трансформатор, уже увеличена в 1000 раз благодаря полевым транзисторам. В результате получаем аналогичные данные, как и при работе трансформаторной сварки, только с большой разницей в весе и габаритах.

Что нужно для сборки инвертора

Чтобы собрать самостоятельно инверторную сварку, нужно знать, что схема рассчитывается, прежде всего, на потребляющее напряжение величиной 220 Вольт и током на 32 Ампера. Уже после преобразования энергии на выходе ток будет увеличен почти в 8 раз и будет достигать 250 Ампер. Такого тока достаточно для того, чтобы создать прочный шов электродом на расстоянии до 1 см. Для реализации блока питания инверторного типа потребуется воспользоваться следующими составляющими:

1) Трансформатор, состоящий из ферритного сердечника.

2) Обмотка первичного трансформатора со 100 витками провода диаметром 0,3 мм.

3) Три вторичных обмотки:

— внутренняя: 15 витков и диаметром провода 1 мм;

— средняя: 15 витков и диаметром 0,2 мм;

— наружная: 20 оборотов и диаметром 0,35 мм.

Кроме того, чтобы собрать трансформатор, потребуются следующие элементы:

Как выглядит схема инверторной сварки

Для того, чтобы понимать, что вообще собой представляет сварочный инверторный аппарат, необходимо рассмотреть схему, представленную ниже.

Электрическая схема инверторной сварки

Все эти компоненты необходимо объединить и тем самым получить сварочный аппарат, который будет незаменимым помощником при выполнении слесарных работ. Ниже представлена принципиальная схема инверторной сварки.

Схема блока питания инверторной сварки

Плата, на которой находится блок питания аппарата, монтируется отдельно от силовой части. Разделителем между силовой частью и блоком питания выступает металлический лист, подсоединенный к корпусу агрегата электрически.

Для управления затворками применяются проводники, припаивать которые нужно поблизости транзисторов. Эти проводники соединяются между собой парно, а сечение этих проводников не играет особой роли. Единственное, что важно учитывать — это длина проводников, которая не должна превышать 15 см.

Для человека, который не знаком с основами электроники, прочесть такого рода схему проблематично, не говоря уже о назначении каждого элемента. Поэтому если у вас нет навыков работы с электроникой, то лучше попросить знакомого мастера помочь разобраться. Вот, к примеру, ниже изображена схема силовой части инверторного сварочного аппарата.

Схема силовой части инверторной сварки

Как собрать инверторную сварку: поэтапное описание + (Видео)

Для сборки инверторного сварочного аппарата необходимо выполнить следующие этапы работы:

1) Корпус. В качестве корпуса для сварки рекомендуется воспользоваться старым системником от компьютера. Он подходит лучше всего, так как в нем имеется необходимое количество отверстий для вентиляции. Можно использовать старую 10-литровую канистру, в которой можно вырезать отверстия и разместить кулера. Для увеличения прочности конструкции из корпуса системника необходимо разместить металлические уголки, которые закрепляются с помощью болтовых соединений.

2) Сборка блока питания. Важным элементом блока питания является именно трансформатор. В качестве основы трансформатора рекомендуется воспользоваться ферритом 7х7 или 8х8. Для первичной обмотки трансформатора необходимо осуществить намотку проволоки по всей ширине сердечника. Такая немаловажная особенность влечет за собой улучшение работы устройства при появлении перепадов напряжения. В качестве проволоки обязательно нужно использовать медные провода марки ПЭВ-2, а в случае отсутствия шины, провода соединяются в один пучок. Стеклоткань используется для изоляции первичной обмотки. Сверху после слоя стеклоткани необходимо намотать витки экранирующих проводов.

Трансформатор с первичной и вторичной обмотками для создания инверторной сварки

3) Силовая часть. В качестве силового блока выступает понижающий трансформатор. В качестве сердечника для понижающего трансформатора применяются два вида сердечников: Ш20х208 2000 нм. Между обоими элементами важно обеспечить зазор, что решается путем расположения газетной бумаги. Для вторичной обмотки трансформатора характерно наматывание витков в несколько слоев. На вторичную обмотку трансформатора необходимо укладывать три слоя проводов, а между ними устанавливаются прокладки из фторопласта. Между обмотками важно расположить усиленный изоляционный слой, который позволит избежать пробоя напряжения на вторичную обмотку. Необходимо установить конденсатор напряжением не менее 1000 Вольт.

Трансформаторы для вторичной обмотки от старых телевизоров

Чтобы обеспечить циркуляцию воздуха между обмотками, необходимо оставить воздушный зазор. На ферритовом сердечнике собирается трансформатор тока, который включается в цепь к плюсовой линии. Сердечник необходимо обмотать термобумагой, поэтому в качестве этой бумаги лучше всего использовать кассовую ленту. Выпрямительные диоды крепятся к алюминиевой пластине радиатора. Выходы этих диодов следует соединить неизолированными проводами, сечение которых составляет 4 мм.

3) Инверторный блок. Главным предназначением инверторной системы — это преобразование постоянного тока в переменный с высокой частотой. Для обеспечения повышения частоты и применяют специальные полевые транзисторы. Ведь именно транзисторы работают на открытие и закрытие с высокой частотой.

Рекомендуется использовать не один мощный транзистор, а лучше всего реализовывать схему на основании 2 менее мощных. Это нужно для того, чтобы иметь возможность стабилизации частоты тока. В схеме не обойтись и без конденсаторов, которые соединяются последовательно и дают возможность решить такие проблемы:

Инвертор на алюминиевой пластине

4) Система охлаждения. На стенке корпуса следует установить вентиляторы охлаждения, а для этого можно использовать компьютерные кулера. Необходимы они для того, чтобы обеспечить охлаждение рабочих элементов. Чем больше вентиляторов будет использовано, тем лучше. В частности, обязательно требуется установить два вентилятора для обдува вторичного трансформатора. Один кулер будкт обдувать радиатор, тем самым не допуская перегрева рабочих элементов — выпрямительных диодов. Диоды монтируются на радиаторе следующим образом, как показано на фото ниже.

Выпрямительный мост на радиаторе охлаждения

Рекомендуется воспользоваться таким вспомогательным элементом, как термодатчик.

Его рекомендуется устанавливать на самом нагревающемся элементе. Этот датчик будет срабатывать при достижении критической температуры нагрева рабочего элемента. При его срабатывании будет отключаться питание инверторного устройства.

Мощный вентилятор для охлаждения инверторного устройства

При работе инверторная сварка очень быстро нагревается, поэтому наличие двух мощных кулеров является обязательным условием. Эти кулеры или вентиляторы располагаются на корпусе устройства, чтобы они работали на вытяжку воздуха.

Поступать свежий воздух в систему будет благодаря отверстиям в корпусе устройства. В системном блоке эти отверстия уже имеются, а если вы используете любой другой материал, то не забудьте обеспечить приток свежего воздуха.

5) Пайка платы является ключевым фактором, так как именно на плате основывается вся схема. На плате диоды и транзисторы важно устанавливать на встречном направлении друг к другу. Плата монтируется непосредственно между радиаторами охлаждения, с помощью чего соединяется вся цепь электроприборов. Питающая цепь рассчитывается на напряжение 300 В. Дополнительное расположение конденсаторов емкостью 0,15 мкФ дает возможность сброса избыточной мощности обратно в цепь. На выходе трансформатора располагаются конденсаторы и снабберы, с помощью которых осуществляется гашение перенапряжений на выходе вторичной обмотки.

6) Настройка и отладка работы. После того, как инверторная сварка будет собрана, потребуется провести еще несколько процедур, в частности, настроить функционирование агрегата. Для этого следует подключить к ШИМ (широтно-импульсный модулятор) напряжение в 15 Вольт и запитать кулер. Дополнительно включается в цепь реле через резистор R11. Реле включается в цепь для того, чтобы избежать скачков напряжения в сети 220 В. Обязательно важно провести контроль за включением реле, после чего подать питание на ШИМ. В результате должна наблюдаться картина, при которой должны исчезнуть прямоугольные участки на диаграмме ШИМ.

Устройство самодельного инвертора с описанием элементов

Судить о правильности соединения схемы можно в том случае, если во время настройки реле выдает 150 мА. В случае, когда же наблюдается слабый сигнал, то это говорит о неправильности соединения платы. Возможно, имеется пробой одной из обмоток, поэтому для устранения помех потребуется укоротить все питающие электропровода.

Инверторная сварка в корпусе системного блока от компьютера

Проверка работоспособности устройства

После проведения всех сборочных и отладочных работ остается только провести проверку работоспособности получившегося сварочного аппарата. Для этого запитывается прибор от электросети 220 В, затем задается высокие показатели силы тока и по осциллографу осуществляется сверка показаний. В нижней петле напряжение должно быть в переделах 500 В, но не более 550 В. Если все выполнено правильно со строгим подбором электроники, тогда показатель напряжения не превысит значения в 350 В.

Итак, теперь можно проверить сварку в действии, для чего используем необходимые электроды и осуществляем раскраивание шва до полного выгорания электрода. После этого важно проконтроллировать температуру трансформатора. Если трансформатор попросту закипает, тогда схема имеет свои недочеты и лучше далее не продолжать рабочий процесс.

После раскраивания 2-3 швов радиаторы нагреются до высокой температуры, поэтому после этого важно дать возможность им остыть. Для этого достаточно 2-3 минутной паузы, в результате чего температура понизится до оптимального значения.

Проверка сварочного аппарата

Как пользоваться самодельным аппаратом

После включения в цепь самодельного аппарата, контроллер в автоматическом режиме задаст определенную силу тока. При напряжении провода менее 100 Вольт, то это говорит о неисправности устройства. Придется разобрать аппарат и снова повторно провести проверку правильности сборки.

С помощью такого вида сварочных аппаратов можно осуществлять спайку не только черных, но и цветных металлов. Для того чтобы собрать сварочный аппарат, потребуется не только владение основами электротехники, но и свободное время для реализации задумки.

Инверторная сварка — незаменимая вещь в гараже у любого хозяина, поэтому если вы еще не обзавелись таким инструментом, то вы можете сделать его самостоятельно.

alex117 (27.10.2016), bodichka97 (24.01.2017), Edgar23 (27.10.2016), g-zm (27.10.2016), Oppozit (31.12.2016), WHS (31.12.2016), wss60 (31.12.2016), кочевник (27.10.2016), Светодиод (31.12.2016), тема26рус (27.10.2016), Филиппыч (27.10.2016)

Далее впаиваем компоненты согласно схеме, закрепляем радиаторы для мощного транзистора и диодов выпрямителя, впаиваем конденсаторы, предварительно смазав их клеем, так как нагрузка на их выводы будет довольно значительная.
Повествование моё будет подкрепляться видео инструкциями, так что думаю проблем со сборкой и настройкой не возникнет.

далее нам предстоит изготовить сварочный трансформатор, штука интересная, по своей природе, так как использовать такой трансформатор можно будет только в составе импульсного блока питания, коим по сути и является сварочный аппарат.
Для начала нам нужно подобрать подходящий ферритовый магнитопровод, форма его не столь важна, так как изготовить можно как на тороидальном, так и на П образном или Ш образном магнитопроводах, всё дело в том , что есть у нас под руками или к чему есть доступ за вменяемую цену.
Изначально рекомендуется магнитопровод от производителя epcos Е65, но возможно использовать и другие подходящих габаритов и с близкой магнитной проницаемостью материала.
Следует изготовить каркас самому из стеклотекстолита, либо же взять готовый, лично я взял уже готовый, сильно заморачиваться не стал, так как цена у него вполне доступная.
Для обмоток очень желательно использовать новый провод, либо как минимум провод в хорошей изоляции. Между каждым слоем провода - следует пройтись эпоксидной смолой и сверху обмотать слоем малярного скотча либо другого не горючего материала. В моём случае был использован провод ПСДКТ, его изоляция изначально предполагает использование провода в очень тяжёлых температурных условиях с агрессивной средой. Вот его как раз мы и применим в нашем аппарате.
Все обмотки следует мотать в одном направлении.
первой идёт первичная обмотка, затем слой изоляции с пропиткой, за ней вторичная, пропитка, обмотка размагничивания, пропитака с изоляцией, вторичная обмотка для самопитания и возможена намотка ещё одного слоя первичной обмотки. Но можно обойтись и одним слоем. Намотка *бутербродом* снижает индуктивность магнитного рассеивания, что сказывается на снижении уровня выбросов обратно в ключик. Но так как мы будем использовать транзистор с напряжением К-Э минимум на 900в , то такой вариант обмотки не обязателен, всплески всё равно будут ниже этого значения напряжение, но если Вы сомневаетесь в своих способностях и мотаете трансформатор впервые, то следует всё же мотать *бутербродом* и использовать провод меньшего диаметра, чтобы уложить всё необходимое количество витков.

При просмотре фото самодельного сварочного аппарата, большинство хозяев частных домов, которые сталкиваются со скреплением металлических деталей, решаются на самостоятельное изготовление одной из моделей агрегата.

Новичкам в этом деле без подробной инструкции обойтись не получится, всем рекомендациям специалистов лучше следовать в точности, чтобы по завершении процесса сборки оборудование исправно работало.

Заводская продукция, выставленная на витринах специализированных магазинов, стоит довольно дорого, поэтому все большее число людей создает рабочие модели собственными силами. Для начала конструирования нужно приготовить или закупить составляющие, без финансовых вложений не обойдется.

Важно учесть конструктивные особенности оборудования, чтобы при первом запуске не столкнуться с коротким замыканием или неработоспособностью устройства.

Содержимое обзора

Виды сварочных аппаратов

Чтобы сделать сварочный аппарат своими руками, необходимо вникнуть в суть вопроса и выбрать одну схему для реализации задуманного, после чего приступать к закупке составляющих.

В зависимости от некоторых параметров принято различать такие типы агрегатов как:

На переменном токе.
На постоянном токе.
Трехфазные.
Инверторные.

Первый приведенный в списке вид считается самым простым, при желании создать второй вариант устройства нужно внедрить в конструкцию специальный блок и сглаживающий фильтр.

Трехфазные модели можно встретить в промышленности, для домашнего использования подобные агрегаты выбирать нерационально.

Совет! Инверторный тип относится к более сложным аппаратам, без базовых знаний сборки плат и понимания схем за самостоятельное создание профессионалы браться не советуют.

Список материалов и инструментов

При тщательном ознакомлении с конструкцией сварочного аппарата, функционирующего на переменном токе, нужно знать, что подобные образцы имеют показатели первичной обмотки в 220 вольт, а на вторичной оно снижается до 50-60 вольт, после чего идет на электрод, контактирующий с заготовкой.

Прежде чем приступать к сборке оборудования, следует подготовить или приобрести такие элементы:

Магнитопровод.
Кабель под обмотку катушки.
Материалы для изоляции соединений.

Самой универсальной заготовкой специалисты считают заводской трансформатор, некоторые детали отлично подойдут для самостоятельного изготовления простых моделей. Речь идет о магнитопроводе и первичной обмотке, но когда подобных составляющих в наличии нет, то элемент необходимо создать с нуля.

Блок питания от микроволновки

Рассматриваемая схема сварочного аппарата после сборки должна выдавать минимум 4 кВт, если брать за основную деталь элемент от микроволновой печи, который имеет показатели в 1,2 кВт, его будет недостаточно.

Для работы следует выделить два трансформатора, которые впоследствии потребуется соединить между собой.

Подробный алгоритм действий выглядит так:

Запитав две детали к сети в 220 вольт, проверяется целостность обмотки.
Чтобы снять высоковольтную обмотку, нужно распилить магнитопровод.
С цепи убирается катушка.
Из медной шины на 10 кв. мм изготавливается сердечник.
Под первичную обмотку создается диэлектрическая прокладка.
Соединяется катушка и магнитопровод.
Все кабеля подключаются в соответствии со схемой.

После установки электрода в держатель можно приступать к проверке работоспособности созданного агрегата, маркировку диаметра более чем 4-5 мм брать не нужно.

Оборудование на постоянном токе

Люди, профессионально занимающиеся ремонтом сварочных аппаратов, могут с уверенностью назвать эту модель более стабильной, если рассматривать характеристики дуги. За процесс передачи напряжения отвечает вспомогательная составляющая, которая известна многим как преобразователь, дополненный сглаживающим элементом.

С таким устройством можно варить не только обычный вид металла, но и чугун или нержавейку, поскольку шов получается максимально ровным и аккуратным.

Перед началом сборки потребуется закупить мощные диоды или транзисторы в количестве 4 штук, каждый экземпляр должен иметь показатель в 200 А.
В конструкцию входит конденсатор с емкостью в 15 тыс. мкФ и дроссель, при самостоятельной работе следует руководствоваться специальной схемой.

Важно! В момент функционирования трансформатора могут случаться перегревы, что приведет к быстрому выходу диодов из строя, для предотвращения этого эксцесса конструкцию снабжают приспособлением для отвода тепла.

Агрегат с маленькими габаритами

Качественно собранный инверторный сварочный аппарат не менее полезен как на производстве, так и в домашних условиях при ремонте автомобилей или небольших элементов.

Благодаря подобному виду устройства, можно реализовать точечную сварку, что в некоторых ситуациях будет намного удобней, к тому же вес и размеры коробки довольно компактные, ее легко перенести, подвесив на плечо.

Конструкция включает в себя:

Диодный выпрямитель.
Система для управления.
Силовую часть.
Диод и дроссель.
Кулер для охлаждения.
Обратную связь для контроля над параметрами.

При создании модели потребуется намотать силовой трансформатор собственноручно, базой которого будет ферритовое кольцо. Профессионалы советуют для моста приобрести готовую сборку из полупроводниковых элементов, некоторые составляющие найти дома не получится, их зачастую заказывают или покупают в специализированных магазинах.

Устройство считается достаточно сложным, не имея уверенности в собственных силах, подходящих схем и базовых навыков браться за выполнение процесса не следует.

Приступив к реализации задуманного, многие хозяева замечали, что самостоятельное конструирование инверторной модели обходится не дешевле заводской продукции, поэтому рациональнее всего купить готовый агрегат с заданными рабочими параметрами.

Не менее практичными будут видеоинструкции, благодаря им получится намного быстрей разобраться во всех этапах работы над созданием оборудования.

Cегодня поговорим о сварочных аппаратах. Кто-то уже практикуется и занимается сваркой вовсю, а кто-то еще только собирает деньги, чтобы ее приобрести. Хотя есть еще один вариант – собрать сварку своими руками.
Что нужно для элементарного сварочника: как минимум трансформатор. Задача состоит в том, чтобы подать напряжение на первичную обмотку и получить на вторичной многократно увеличенный ток и меньшее напряжение.
Рассмотрим схему простого сварочного аппарата постоянного тока. Рис.1.

Какие бывают трансформаторы для сварочных аппаратов:

50В на выходе мы получили переменного тока, чтобы его выпрямить, подключается диодный мост, который срезает отрицательную кривую тока и перебрасывает его в положительную систему ординат без потери мощности.

Теперь о том, как разгрузить электрическую систему дома. Можно поставить балластный резистор (сопротивление), что уменьшит ток, который проходит по цепи, но на нем выделится тепло, которое будет греть улицу. Нам такое не выгодно. При токе 100А получится двухкилловатный обогреватель.

Для того, чтобы потери были меньше, и соседи не ругались, нужно уменьшить потребление. Как этого добиться?

При жесткой ВАХ наматывается первичная обмотка как это показано на рис.2. (две половинки образуют полную обмотку 220В.) Сверху на нее наматывается вторичная и соединяется с предыдущей параллельно или последовательно.

Либо мы наматываем обмотки тонким проводом и соединяем их параллельно, но с большим числом витков, либо толстым проводом и соединяем последовательно. (Рис.3).По сути, получаем одно и тоже в обоих случаях: жесткую ВАХ, когда на одной катушке у нас намотана половинка первички и половинка вторички. Для сварочного аппарата такой транс НЕ ГОДИТСЯ!

Дроссель можно накрутить практически на любом подходящем магнитопроводе, главное чтобы у него была площадь поперечного сечения не менее 10 кв. см. Если взять 20 кв. см – это будет даже лучше имеди мотать нужно будет меньше. Нужно так же выполнить следующее условие: сердечник не должен быть полностью замкнутым.

Величиной зазора дросселя определяется его индуктивность. С малым зазором он хорошо будет работать на малых токах, если увеличивать – получится легкая сварка на больших токах. Поэтому нужно искать компромисс.

На рис.4 используется трансформатор с жесткой характеристикой. Выходное напряжение у него 36В. Здесь устанавливается конденсатор, который увеличивает напряжение до 45В и позволяет зажечь дугу. В обязательном порядке должен стоять резистор. На схеме не показан дроссель, но поставить его нужно в любом случае, потому что с ним варить гораздо приятней и удобней.

Зверя этого собрать – задача интересная, но очень затратная! Конденсаторы С1-С20 дорогие. Если поставить какой-нибудь шлак, такой как Chang он вылетит сразу же, а хороший кондер типа JAMICON или JAVA — стоят денег. Обращайте внимание на наличие жестких выводов.

Если на вторичной обмотке трансформатора напряжение будет, допустим 30-40В, то нужно брать кондеры по схеме на U в 1,5 -2 раза больше. Если не соблюдать это условие конденсаторы пробъет и они сгорят.

Есть схема тиристорного регулятора (Рис. 7), у него наматывается первичная обмотка, вторичная и обмотка управления. Так же используется по паре мощных тиристоров и диодов. Обмотка III рассчитана на U от 30В до 40В, ток около 1 А.

Рис.7 Щелкните по картинке , чтобы открыть

Резистор R1 предназначен подстройки сварочного тока, т.е. если нужно задать минимальный диапазон. R2 работает как основной (тоесть R1 можно убрать).

R3 ограничивает ток управления тиристорами.

Стабилитрон V06 можно ставить как отечественного, так и импортного производства.

Вместо тиристора КУ101 можно брать 202-й, начинающийся практически с любой буквы.

Диоды КД209 можно заменить на любые на ток до 1 А

Управление углом открытия тиристора регулируется мощность: чем меньше он открыт, тем меньше ток на выходе. Если открыть тиристоры полностью, они будут работать как диоды и получится полноценный диодный мост – сварка при таком условии будет проходить хорошо, но если мощность уменьшить больше чем на половину – пульсации тока увеличатся, и варить будет довольно трудно. Поэтому в схему лучше добавить дроссель.

Читайте также: