Контактная сварка своими руками из сварочного трансформатора
Контактная сварка создаёт сварное соединение деталей за счет следующих одновременных воздействий на них:
- нагрев области их соприкосновения проходящим через него электрическим током;
- к зоне соединения прикладывается сжимающее усилие.
Существует три вида контактной сварки:
Мы расскажем про самодельный СТ для наиболее популярной: точечной контактной сварки (для двух других требуется очень сложное оборудование).
Точечная контактная сварка. Ист. http://moyasvarka.ru/process/kak-sdelat-kontaktnuyu-svarku-svoimi-rukami.html.
Пояснения к рисунку: 1 – электроды, подводящие сварочный ток с свариваемым изделиям; 2 – свариваемые изделия с нахлёсточным соединением; 3 – сварочный трансформатор.
Для осуществления контактной сварки, в зависимости от толщины и теплопроводности материалов свариваемых деталей, выбираются следующие значения её основных параметров:
- электрическое напряжение в силовой (сварочной цепи), В: 1…10;
- величина сварочного тока (амплитуда сварочного импульса), А: ≥ 1000;
- время нагрева (прохождения импульса сварочного тока), сек: 0,01…3,0;
Кроме того, должны быть обеспечены:
- незначительная зона расплавления;
- значительное сжимающее усилие, прилагаемое к месту сварки.
Схема и расчёт
Расчет СТ контактной сварки выполняется по тому же алгоритму, что и для дуговой (смотри выше). При выборе данных из справочника (сила тока и напряжение вторичной обмотки для точечной сварки выбранной марки металла заданной толщины), следует учитывать, что сила тока вторичной обмотки для таких трансформаторов порядка 1000…5000 А. Вторичная обмотка рассчитана, как правило, на единицы вольт и представляет собой всего несколько витков (бывает, что, один) толстого провода. Поэтому, для регулировки сварочного тока рекомендуется следующая схема первичной обмотки трансформатора.
Схема обмоток трансформатора для контактной сварки. Ист. http://tutmet.ru/kontaktnaja-svarka-svoimi-rukami-shema-video.html.
Очень часто, в процессе эксплуатации самоделок, выясняется, что не хватает мощности СТ. В этом случае возможно подключение второго трансформатора в соответствии с предлагаемой схемой.
Схема соединения двух трансформаторов точечной сварки. Ист. http://tool-land.rusamodelnaya-tochechnaya-svarka.php.
Намотка и монтаж
Эти операции выполняются по тем же основным правилам и с соблюдением требований, что и для СТ дуговой сварки. С особой тщательность следует закрепить витки вторичной обмотки. Для этого можно использовать её выводы, пропустив их в термостойком изоляторе.
В качестве электродов применяются медные стержни.
Электрод для точечной сварки в зажиме. Ист. http://tool-land.rusamodelnaya-tochechnaya-svarka.php.
В процессе эксплуатации следите за состоянием расходных материалов: электроды необходимо периодически подтачивать — иначе они теряют форму. Со временем они стачиваются полностью и требуют замены.
Изготовление самодельного полуавтомата в домашних условиях
Источник питания станет основной расходной статьёй. Инвертор представляет собой электротехническое устройство по преобразованию напряжения в сторону понижения, с изменением величины тока до уровня возникновения сварочной дуги. По факту это генератор напряжения со сглаженной синусоидой.
Обязательные узлы устройства:
Устройство сварочный полуавтомата
- Источник тока, состоящий из высокочастотного трансформатора и выпрямителя.
- Электронный модуль регулировки и управления процессом.
- Подающий проволоку механизм и бобина.
- Баллон и шланг подачи инертного газа.
- Горелка.
Самостоятельное изготовление не избавит умельца от покупки готовых элементов. Сбалансировать процессы преобразования электроэнергии, скорость подачи присадочного материала из разрозненных случайных компонентов затруднительно. Подача проволоки жёстко завязана с силой тока. Активность дуги определяет ампераж.
Силовой трансформатор
Опробован и показал результативную работу модернизированный 1-киловаттный ОСМ-1. Каркас катушки усиливается текстолитовой прокладкой толщиной 2 мм. В щеках выфрезеровывается прямоугольное окно 87х51,5 мм.
Провод на первичную обмотку подбирается с усиленной изоляцией, предпочтительно стекловолокном, Ø1,8 мм. Как вариант — используют эмалированный провод ПЭВ, ПЭТВ. Намотка ведётся с равномерным натяжением.
Технические характеристики и габаритные размеры ОСМ-1
Катушку с эмальпроводом пропитайте лаком путём длительного (6–10 часов) замачивания.
Плотность укладки гарантирует помещение 224 витков (164+15х4) с прокладкой изоляции на каждый слой. Можно по старинке пользоваться термической бумагой, но тонкая стеклоткань надёжнее.
На вторичную обмотку берётся алюминиевая либо медная шина в стеклоизоляции. Расход — в пределах 8 м. Выпускается монтажный конец 30 мм, укладывается 19 витков, формируется замкнутая петля под винт М6, добавляются очередные 19 витков.
Планируете использовать сварочное устройство на крупных деталях с увеличением силы тока – добавьте на каждое плечо вторички по 3 витка.
Тестируем трансформатор в сборе. Номинал тока холостого хода — 0,5 А, напряжение на вторичной обмотке оптимально в пределах 19–26 В. Первая деталь устройства полуавтомата изготовлена.
Полуавтомат из инвертора
Полуавтомат из сварочного инвертора получим после доработок. Трансформатор обматывается 2 слоями медной шины с изоляцией рядов термобумагой, стеклотканью или фторопластовой лентой.
На вторичную обмотку делаем добавление 3 слоёв нелегированной стальной ленты в надёжной изоляции. Обе части обмотки спаиваются между собой. Токопроводность обмотки возрастает.
Схема намотки сварочного трансформатора
Профессиональное сварочное устройство получим после модернизации. Вольт-амперная характеристика инвертора неустойчива, плавает. Добиваемся выдачи на выходе постоянства напряжения.
Постоянные резисторы устанавливаются перед шунтом управления сварочным током. Получаем стабильность напряжения на выходе. Неудобство усложнения корректировки дуги устраняет переменный резистор на выходе из шунта.
Настройка регулировки напряжения дуги – привилегия профессиональных сварочных полуавтоматов. Сварщик получает выбор при переключении тумблера в режим жёсткого управления током либо напряжением.
Дроссель
Для намотки дросселя пригоден трансформатор на 0,4 кВт ОСМ-0,4. Берём эмальпровод Ø1,5–1,8 мм, Наматываем 2 слоя с прокладкой изоляции. Поверх ложатся 24 витка алюминиевой либо медной шины с выпуском концов под монтаж. Сердечник собирается с зазором 1 мм. Точность и надёжность обеспечит текстолитовая прокладка.
Схема изготовления сварочного дросселя
Последовательность сборки
Сборочные работы начинаются с выбора необходимого корпуса. Подойдет короб или ящик подходящего размера из пластика, текстолита или фанеры толщиной 6 мм, либо листового металла.
В него встраиваются трансформаторы, связанные первичными и вторичными обмотками. Для первичной обмотки применяется параллельная схема подключения, а для вторичной – последовательная. Такое исполнение обеспечивает поступление тока до 60 А. Максимальное сварочное напряжение на выходе будет 40 В. Полученные рабочие характеристики позволяют сваривать маленькие металлоконструкции бытового назначения.
Непрерывная работа инверторного устройства вызывает перегрев. Чтобы этого не произошло, в конструктивную схему встраивается система охлаждения. Самым простым способом снижения нагрева является установка по бокам корпуса вентиляторов. Они размещаются напротив трансформаторов так, чтобы работать на вытяжку.
Для сварочного полуавтомата используют блок охлаждения от устаревших моделей компьютеров. Обеспечить отвод теплого воздуха и поступление свежего поможет ряд отверстий в корпусе диаметром не меньше 5 мм. Количество отверстий — 20-50 штук.
Изготовление своими руками
Проще всего выполнить самодельный полуавтомат из инвертора на основе мощного силового блока. Изготовить инвертор можно самостоятельно или использовать от имеющегося в распоряжении оборудования. Для полуавтомата следует использовать инверторы мощностью не меньше 150 ампер.
Существуют схемы переделки техники, позволяющие устанавливать мощность, которой будет хватать для осуществления полуавтоматической сварки. Устройство этого типа будет сложным в реализации, поэтому рекомендовать использовать маломощные силовые блоки можно лишь опытным радиолюбителям, которые могут изготовить по-настоящему сложную технику.
Изготовить качественное оборудование можно при наличии на руках пусковой схемы полуавтоматического сварочного инвертора. К характеристикам такого агрегата можно отнести следующее:
- Первичный ток — 8- 12 А.
- Напряжение питания — 220 или 380 вольт.
- Напряжение холостого хода — 36−42 Вольта.
- Ток сварки — 40−120 ампер.
- Регулировка напряжения с шагом плюс-минус 20%.
Это оптимальные параметры для бытового сварочного полуавтомата, который справится с различными по показателям тугоплавкости металлами. В последующем можно, используя дополнительные чертежи увеличения мощности инвертора, изменить базовые характеристики, что позволяет применять такое оборудование в бытовых и промышленных целях.
Как перестроить инвертор
Для возможного применения инвертора для полуавтомата, его трансформатор понадобится немного перестроить. Что бы организовать подобную перестройку механизма собственноручно, потребуется всего лишь соответствовать требуемым правилам.
Что бы характеристики инвертора совпадали соответственно с характеристиками полуавтомата, потребуется обмотать его полосой из меди, которая должна быть обмотана термобумагой. Следует помнить, что в данном случае, не рекомендуется применять простой большой в диаметре провод, поскольку он все равно станет греться.
Так же потребуется переделывать вторичную обмотку инвертора. В данном случае понадобиться наматывать обмотку, которая сделана и трех слоев жестянки, все слои нужно изолировать фторопластовой ленты, а концы уже готовой обмотки собственноручно спаять друг с другом, благодаря этому увеличится проходимость тока.
Конструктивная схема инвертора, применяемая для его подключения в полуавтомат для сваривания, рекомендуется приобрести вентилятор, благодаря которому будет происходить достаточное охлаждение всего корпуса оборудования.
Настройки инвертора применяемого для полуавтоматического сваривания
Если будет принято решение об изготовлении собственноручно полуавтомата для сваривания, применяя инвертор, понадобится в первую очередь отключить оборудование. Что обеспечить защиту устройства от перегрева, необходимо разместить его выпрямители (входящий и выходящий) и силовые ключи на радиаторах. Конечно, лучшим способом будет монтирование термодатчика в корпус оборудования, где присутствует радиатор, он нагревается сильнее, и будет отключать устройство, если будет сильный перегрев.
Когда все вышеупомянутые действия будут сделаны, можно приступать к соединению силовой части устройства с его блоком управления, и подсоединить его к электрической сети. Необходимо будет подсоединить осциллограф к выходам инвертора, когда индикатор подключения к сети засветится. К такому устройству, необходимо раздобыть электронные импульсы частотой 40-50кГц. Для образования между импульсами потребуется время 1,5мкс, а регулировка их производится путем изменения величины напряжения, которое поступает на вход устройства. Когда все параметры будут соответствовать значениям, можно будет осуществлять подключения инвертора к электрической сети. Сила тока, которая поступает от выхода инвертора, должна составлять не менее 120А. Когда сила тока будет низкой, то, скорее всего провода оборудования обладают недостаточной проводимостью напряжения, с величиной не превышающей 100В. Что бы наладить устройство до требуемой подачи тока, понадобится проделать тесты, изменив силу тока (в процессе необходимо регулярно вести контроль напряжения на конденсаторе). Также, потребуется всегда вести контроль внутренней температуры корпуса. Если полуавтомат пройдет все тесты, далее потребуется осуществить проверку нагрузкой. Для осуществления подобного, к сварочным проводам необходимо подключить реостат, который составляет сопротивление не менее 0,5 Ом. Подобный реостат должен выдержать ток, силой в 60 А. В данном случае сила тока, которая проходит в горелку для сваривания, будет проходить контроль при помощи адаптера. Если сила тока в момент применения реостата с нагрузкой не будет соответствовать требованиям параметров, то величина сопротивления такого оборудования выбирается эмпирическим путем.
Сварка тонкого и толстого металла
Характер сварочных работ полуавтоматом зависит от вида свариваемого изделия.
Соединение тонкого металла в зависимости от вида изделия, производится двумя способами:
- Обычный листовой металл может быть сварен любыми методами.
- Заклепочный тонкий металл следует соединять внахлест и проваривать через подготовленные заранее отверстия в верхнем листе.
Электрическая схема полуавтомата.
Сваривая тонкие металлические изделия нужно не забывать такие тонкости:
силу тока, напряжение и скорость выхода проволоки необходимо отрегулировать в меньшую сторону;
запрещается задерживать электрическую дугу на одном месте, поскольку эту может повлечь за собой прожег изделия или наплыв сварочного валика;
тонкий заклепочный металл важно сваривать, начиная с центра нижней заготовки, дабы избежать залития подготовленных отверстий.
Если сварной шов не обязательно должен быть герметичным, можно выполнить точечные сварочные работы с промежутком от 1 до 5 сантиметров.
Толстый металл с толщиной стенок более 4 миллиметров соединяется при помощи снятия фасок со свариваемых поверхностей. Подобная подготовка позволяет получить ровный шов и качественно проварить заготовки.
Выполнение сварочных работ с толстыми металлами следует проводить с использованием небольших колебательных движений горелки. Таблица режимов сварки, идущая к каждому полуавтомату, содержит обширные сведения о оптимальных параметрах для сварки толстых металлических изделий.
Основные правила соединения толстых металлических изделий:
- зазор между деталями должен составлять не более 2 миллиметров;
- ширина сварного шва должны быть равна толщине заготовки;
- выбор сварочных материалов следует проводить в зависимости от соединяемых металлов.
Сварочные работы рекомендуется выполнять на улице или в хорошо вентилируемом помещении.
Подбор расходных материалов
Поговорим немного о расходниках, которые мы упомянули выше
Подбирая проволоку необходимо обратить внимание на две характеристики: диаметр и состав. Диаметр проволоки должен быть равен толщине металла, который вы будете варить
А состав должен совпадать с составом того же металла.
Теперь о газе. Для сварки можно использовать различные газы, но наш самодельный аппарат будет рассчитан на сварку углекислотой. У вас будет возможность варить без газа, если вы замените обычную проволоку на порошковую. Порошковая проволока не полностью металлическая, ее сердцевина состоит из флюса. Флюс при плавлении проволоки высвобождается и образует пары, которые играют роль защиты от окисления. Но мы не рекомендуем использовать порошковую проволоку постоянно, поскольку она не обеспечивает качественное формирование швов. Эта технология скорее подходит для труднодоступной сварки, чем для повседневной работы.
Мы считаем, что оптимальный набор расходников при домашней сварке — это газовый баллон с углекислотой и обычная металлическая проволока, подобранная в соответствии с параметрами детали. Кстати, вам необязательно покупать огромные баллоны по 40 литров. В продаже есть баллоны по 10 литров и даже по 5 литров. Их можно положить в багажник машины и самому отвезти на дачный участок, не мучаясь с транспортировкой не заказывая баллон у сторонних компаний.
Далее мы расскажем, как собрать полуавтомат сварочный своими руками в домашних условиях и стоит ли вообще заниматься этим, или целесообразнее купить аппарат в магазине. Обо всем по порядку.
Последовательность сборки самодельного полуавтомата
Подающий механизм
Согласно информации от мастеров-умельцев, одной из самых сложных задач при самостоятельном изготовлении сварочного аппарата полуавтоматического принципа действия является создание надежного и эффективного механизма подачи проволоки. В общем случае он представляет собой катушку, соединенную с валом маломощного электропривода посредством прижимного роликового устройства. Бывает достаточным применение электродвигателя, устанавливаемого на дворники ветрового стекла автомобиля. При выборе привода следует отдавать предпочтение двигателям одностороннего вращения.
Все элементы подающего механизма монтируются на толстостенной текстолитовой пластине (толщиной не менее 8-10 мм). Катушка фиксируется посредством одного-двух шарикоподшипников на валу соответствующего диаметра, закрепленного в корпусе. На вал электродвигателя насаживается ролик, который с двух сторон фиксируется шариковыми подшипниками. На выходе узла необходимо установить направляющую с диаметром отверстия чуть большим, нежели размер используемой проволоки.
Функционирование регулятора подачи проволоки осуществляется следующим образом:
Проволока со свободно закрепленной катушки протягивается через направляющий элемент и прижимается с оптимальным усилием одним из роликов. Усилие должно быть таковым, чтобы обеспечивалось протягивание сварочной проволоки без проскальзывания, но не чрезмерным, способным привести к увеличению механической нагрузки на электропривод, что может легко вывести его из строя. Для такого эффекта следует использовать пружину на регулируемом резьбовом соединении.
Схему управления подачей проволоки лучше всего реализовать посредством классического тиристорного блока с диодным мостом, рассчитанным на ток, превышающий значение в 10А. При прочих выполненных условиях данный узел способен подавать сварочную проволоку большинства типоразмеров, используемых при бытовой сварке (от 0.8 до 1.6 мм), причем скорость протяжки можно регулировать самому (в зависимости от диаметра расходного материала).
Доработка заводского инвертора
Переделка схемы сварочного полуавтомата из агрегата инверторного типа заключается в доработке его трансформатора. Для этого необходимо обмотать его первичную катушку полосой из тонкой меди в термоизоляционной обмотке. Обычный медный провод нельзя использовать в этих целях ввиду высоких температур, способных привести к повреждению ПВХ-изоляции.
Катушку вторичной цепи трансформатора также следует адаптировать под новые задачи, намотав для этого поверх существующей обмотки три слоя такой же проволоки, изолируемых между собой фторопластовой лентой. Для увеличения проводимости токов необходимо спаять между собой стандартные выводы катушки с дополнительными обмотками.
Горелка
Этот элемент для полуавтоматической сварки можно сделать самостоятельно. Но лучше воспользоваться готовыми заводскими решениями производителей данного оборудования, установив в самодельный сварочный аппарат стандартную горелку, оснащенную сварочными рукавами (для инертного газа и проволоки), поскольку этот узел является одним из самых ответственных за качество осуществляемых сварочных процессов.
Баллон
Конечно, лучше использовать стандартный баллон с инертным газом, поскольку только такой продукт способен соответствовать всем требованиям безопасности. Однако подобные емкости чрезмерно громоздки и достаточно дороги, поэтому многие домашние умельцы нашли выход: для нечастой эксплуатации полуавтоматического сварочника в качестве баллона (только для углекислого газа) применяют огнетушитель, соединенный с редуктором с помощью специального резьбового переходника.
Изготовление
Для дуговой сварки мне пришлось только домотать на трансформаторе нужное количество витков провода, чтобы трансформатор выдавал 45 вольт, и все.
Изготовление магнитопровода
А теперь начнем все по порядку. Сначала я занялся изготовлением магнитопровода, его я сделал из двух магнитопроводов от ЛАТРов.
Один отрезал до нужного размера.
Приспособление для размотки намотки
Оба размотал и с помощью нехитрого приспособления смотал их в один.
Затем магнитопровод я пропитываю эпоксидным клеем для того, чтобы трансформатор не гудел и не было короткого замыкания пластин.
После этого магнитопровод обматываем картоном.
Затем все обмотал изолентой из Х/Б ткани и малярным скотчем.
Подробнее о сборке тороидального магнитопровода смотрите на видео ниже:
Намотка первичной и вторичной обмоток
Следующий этап – намотка первичной и вторичной обмотки. Я мотал по такой схеме исходя из моего сечения магнитопровода
(рассчитывается индивидуально для каждого трансформатора).
Первичная обмотка мотается медным проводом сечением от 2 мм2 (у меня он набран из нескольких жил). Для удобства намотки под магнитопровод сделал подставку, которая крепится к столу.
Провод наматываем на челнок – так намного проще мотать.
Каждый слой пропитываю лаком и мотаю сверху Х/Б тканью или изолентой.
Сечение провода на вторичной обмотке 16 мм2.
О результатах промежуточных испытаний также заснял видеоролик:
Изготовление механизма протяжки
Следующий этап – сделать механизм протяжки. В качестве мотора я использовал двигатель от стеклоочистителя автомобиля ВАЗ 2101.
Подающий ролик купил готовый, но его также можно выточить у токаря.
Для того, чтобы на ось двигателя было меньше нагрузки – поставил два подшипника, которые между собой соединяются и прижим к ролику регулируется винтом.
Намотка дросселя
Дальше мотаем дроссель, который является неотъемлемой частью полуавтомата. Он служит для сглаживания импульсов тока, и без него полуавтомат не будет работать полноценно. Он намотан на трансформаторе ТС 250 от телевизора.
Также одной из главных составных полуавтомата является плата управления-делал я ее по такой схеме.
Плата управления
Есть также альтернативная схема регулировки оборотов двигателя.
Вместо клапана газа использовал клапан омывателя стекол ВАЗ 2108.
Силовые диоды на 200 ампер на радиаторах.
Провод для массы.
Переключатель напряжения первичной обмотки.
Тиристор Т-161-160 ампер.
Изготовление корпуса
Ну и наконец, завершающий этап – изготовление корпуса, компоновка всех элементов и сборка согласна схемы.
Ну и самое главное – как все это работает смотрим в финальном видео.
У кого возникнут вопросы – задавайте, всем отвечу.Спасибо за внимание!
Главная страница » Сварочное оборудование » Как сделать сварочный трансформатор своими руками. Как рассчитать, намотка. Самодельный аппарат дуговой или контактной сварки
Если у вас есть необходимый слесарный и электромонтажный инструмент (ниже мы о нём подробно расскажем), и вы имеете соответствующие профессиональные навыки, то вполне сможете изготовить сварочный трансформатор своими руками.
Расходы у вас, конечно, будут, но несравненно меньшие по сравнению с затратами на приобретение гаджета заводского изготовления. Зато, сколько вы получите удовольствия в процессе любимой работы по созданию самоделки. А восторг, в момент успешного начала электросварки, вообще, ни с чем ни сравним!
Мы в статье дадим вам массу полезных советов по выбору, расчёту и изготовлению сварочного трансформатора (далее – СТ), чем поможем оптимизировать расходы и сберечь бюджет.
В статье будет рассказано про два типа сварочных трансформаторов. Для сварок:
