Самодельный сварочный аппарат в домашних условиях

Сварочный аппарат пользуется большим спросом как у профессионалов, так и у энтузиастов DIY. Однако для домашнего использования может оказаться нецелесообразным вкладывать деньги в дорогостоящий аппарат, особенно если он будет использоваться лишь изредка, например, для сварки труб или установки забора. В таких случаях практичнее будет собрать собственный сварочный аппарат с минимальными вложениями. Ключевым компонентом любого сварочного аппарата, работающего по принципу электродуговой сварки, является трансформатор. Эту деталь можно извлечь из старых и неиспользуемых бытовых приборов и переделать в самодельный сварочный аппарат. Однако в большинстве случаев трансформатор требует некоторых изменений. Существует несколько способов собрать сварочный аппарат, от простых до более сложных, требующих знаний в области радиоэлектроники.

Сварочный аппарат для микроволновой печи

Для создания компактного сварочного аппарата вам понадобится пара трансформаторов, которые были извлечены из неиспользуемой микроволновой печи. Найти микроволновую печь у друзей, знакомых или соседей не составит особого труда. Главное, чтобы его мощность составляла 650-800 Вт, а трансформатор был исправным. Если печь оснащена более мощным трансформатором, то устройство будет обладать большей силой тока. Трансформатор, полученный из микроволновой печи, имеет две обмотки: первичную и вторичную. Вторичная обмотка имеет больше витков и меньшее сечение провода. Таким образом, чтобы приспособить трансформатор для сварки, необходимо удалить вторичную обмотку и заменить ее на проводник с большей площадью поперечного сечения. Чтобы снять обмотку, ее нужно разрезать с обеих сторон ножовкой по металлу. Делать это нужно с предельной осторожностью, чтобы случайно не повредить пилой первичную обмотку. После того как обмотка отрезана, необходимо удалить оставшиеся части из магнитопровода. Эту задачу можно облегчить, если просверлить обмотки, чтобы снять напряжение металла. Затем с помощью дрели или зубила удалите оставшуюся обмотку. Повторите те же действия с другим трансформатором. В результате у вас будет две части с первичной обмоткой на 220 В.

Важно! Не забудьте удалить токовые шунты (указаны стрелками на изображении ниже). Это действие позволит увеличить мощность устройства на 30 процентов.

Для создания вторичной обмотки вам потребуется примерно 11-12 метров провода. Проволока должна быть многожильной и иметь площадь сечения не менее 6 квадратов. Чтобы собрать сварочный аппарат, на каждый трансформатор нужно намотать в общей сложности 18 витков (6 рядов по высоте и 3 слоя по толщине). У вас есть возможность намотать оба трансформатора одним проводом или по отдельности. В последнем случае катушки должны быть соединены последовательно. Необходимо убедиться, что обмотка плотно прилегает, не допуская ослабления проводов. После этого первичные обмотки следует соединить параллельно. Чтобы закрепить компоненты вместе, их можно закрепить на небольшом куске деревянной доски. Если измерить напряжение на вторичной обмотке трансформатора, то оно должно составлять примерно 31-32 В. С помощью этого самодельного сварочного аппарата вам не составит труда сварить металл толщиной 2 мм, используя электроды 2.5 мм в диаметре.

Важно помнить, что при использовании такого самодельного аппарата сварку следует проводить с перерывами, чтобы дать обмоткам остыть, так как они могут сильно нагреться. В среднем после каждого использования электрода прибору необходимо дать остыть в течение 20-30 минут.

Сварить тонкий металл самодельным аппаратом из микроволновки невозможно, так как он просто прорежет его. Чтобы контролировать силу тока для сварочного аппарата, можно подключить балластный резистор или дроссель. В качестве резистора может служить кусок стальной проволоки определенной длины (определяется опытным путем), который подключается к низковольтной обмотке.

Сварочный аппарат переменного тока

Наиболее распространенным типом аппарата для сварки металла является понижающий трансформатор. Создать самодельную версию очень просто, и она проста в использовании. Однако главным недостатком этого устройства является его большой вес из-за трансформатора. Для бытового использования достаточно напряжения 60 В и силы тока 120-160 А. Для подключения первичной обмотки к бытовой сети 220 В необходим провод сечением от 3 до 4 мм2. В идеале следует использовать провод сечением 7 мм2, который легко выдержит любые перепады напряжения или дополнительные нагрузки. Что касается вторичной обмотки, то здесь требуется провод диаметром 3 мм. Если используется алюминиевый проводник, расчетное сечение меди следует умножить на коэффициент 1.6. Для вторичной обмотки потребуется медная шина с минимальным сечением 25 мм2.

Очень важно использовать тряпичную изоляцию для покрытия проводников обмотки, так как традиционная ПВХ оболочка будет плавиться под воздействием тепла, что может привести к межвитковому замыканию.

Если вы не можете найти провод нужного сечения, у вас есть возможность изготовить его самостоятельно, соединив несколько более тонких проводников. Однако это значительно увеличит толщину провода и габариты устройства. Для начала необходимо создать сердечник трансформатора, используя металлические пластины из трансформаторной стали. Толщина этих пластин должна составлять от 0.35 — 0.55 мм. Важно убедиться, что шпильки, соединяющие пластины, должным образом изолированы от них. Перед сборкой ядра необходимо рассчитать его размеры, включая размер "окна" и площадь поперечного сечения сердечника, также известная как "сердечник". Для расчета площади используется следующая формула: S см 2 = a x b (см. рисунок ниже). Однако из практического опыта известно, что сердечник площадью менее 30 см 2 может оказаться сложным для получения качественного шва на этой машине из-за недостаточного запаса мощности. Такая жила также будет быстро нагреваться. Таким образом, сечение сердечника должно быть не менее 50 см 2 . Несмотря на увеличение веса устройства, это повысит его надежность. Для сборки сердечника рекомендуется использовать L-образные пластины и располагать их, как показано на рисунке ниже, пока деталь не достигнет необходимой толщины. После сборки необходимо скрепить пластины между собой (по углам), затем обработать их напильником и изолировать с помощью тканевой изоляции. Теперь можно приступать к намотке трансформатора.

Прежде всего, необходимо намотать первичную обмотку. Для ее создания вам потребуется выполнить 215 витков.

Рекомендуется создавать дополнительные ответвления на поворотах 165 и 190. Для этого необходимо прикрепить текстолитовую пластину к верхней части трансформатора. Все ветви должны быть прикреплены к нему с помощью болтов. Тем не менее, их важно соответствующим образом маркировать. Например, "General" рядом с первым проводом должно быть написано "165 витков" вблизи второго ответвления "190 витков" рядом с третьим и "215 витков" около четверти. Такая маркировка облегчит регулировку интенсивности тока. Если необходимо увеличить силу тока, следует выбрать обмотку с меньшим количеством витков, и наоборот.

После этого приступают к созданию вторичной обмотки, которая должна состоять из 70 витков.

Важно учесть еще один фактор: соотношение витков на сердечнике должно составлять от 40 до 60 %. Это означает, что на вторичной стороне, где расположена первичная обмотка, должно быть меньшее количество витков. Такая настройка позволяет частично отключить обмотку с большим количеством витков во время начального процесса сварки из-за наличия вихревых токов. В результате сила тока увеличивается, что положительно сказывается на качестве сварки.

После того как обмотка трансформатора завершена, основной силовой кабель подключается к общему проводу и отводу в 215 витков. Сварочные кабели подключаются к вторичной обмотке. После этих действий аппарат для контактной сварки готов к работе.

Для выполнения сварки чугуна или нержавеющей стали необходимо иметь аппарат постоянного тока. Этого можно достичь путем модификации обычного трансформатора с добавлением выпрямителя, подключенного к его вторичной обмотке. Ниже приведена схема сварочного аппарата с диодным мостом.

Схема сварочного аппарата с диодным мостом

В конструкции сварочного выпрямителя используются диоды Д161, максимальная сила тока которых составляет 200А. Эти диоды должны быть установлены на радиаторы для правильного отвода тепла. Кроме того, для снижения тока пульсаций необходимы два конденсатора (C1 и C2) на 50 В и 1500 мкФ. Схема также включает регулятор тока, реализованный дросселем L1. Сварочные кабели (с прямой или обратной полярностью) подключаются к контактам X5 и X4, в зависимости от толщины свариваемого металла.

Инвертор из компьютерного блока питания

Хотя создание сварочного аппарата из компьютерного блока питания не представляется возможным, вполне можно использовать его корпус, некоторые компоненты и даже вентилятор. Поэтому, если вы решите изготовить инвертор самостоятельно, он без труда поместится в корпус блока питания. Очень важно установить все транзисторы (IRG4PC50U) и диоды (KD2997A) на радиаторы без использования каких-либо прокладок. Для эффективного охлаждения этих компонентов рекомендуется использовать надежный вентилятор, например Thermaltake A2016. Несмотря на компактные размеры (80 х 80 мм), этот кулер способен развивать 4800 об/мин. Кроме того, вентилятор оснащен встроенным регулятором скорости, который регулируется с помощью термопары, которую следует надежно прикрепить к радиатору, где установлены диоды.

Вот схема сварочного инвертора с высоким разрешением, которую можно использовать в качестве образца для создания устройства, устанавливаемого внутри корпуса блока питания (БП).

Представлены дополнительные планы изготовления печатных плат, необходимых для изготовления инвертора.

Вот несколько фотографий, демонстрирующих различные элементы, из которых состоит инверторный сварочный аппарат DIY, и его окончательный вид после сборки.

Сварочный аппарат из электродвигателя

Чтобы создать несложный сварочный аппарат с использованием статора электродвигателя, вам потребуется приобрести подходящий двигатель, отвечающий определенным требованиям, — в идеале мощностью от 7 до 15 кВт.

Рекомендуется выбрать двигатель из серии 2A, так как он обеспечивает большее окно магнитопровода.

Необходимый статор обычно можно получить на свалках, где принимают металлолом. Обычно со статора снимают провода, и его можно легко расколоть несколькими ударами кувалды. Однако если корпус изготовлен из алюминия, то перед извлечением магнитопровода статор необходимо подвергнуть термической обработке.

Подготовка к работе

Установите статор отверстием вверх и приподнимите его с помощью кирпичей. Затем поместите внутрь древесину и подожгите ее. После нескольких часов нагрева магнитопровод без труда отсоединится от корпуса. Если в корпусе имеются провода, их также можно извлечь из пазов после термической обработки. В конечном итоге вы получите магнитопровод, очищенный от всех лишних компонентов.

Эту имитацию следует тщательно пропитать масляным лаком и оставить до полного высыхания. Для ускорения процесса можно использовать тепловую пушку. Пропитка лаком выполняется для того, чтобы сборка не рассыпалась после снятия стяжек.

Когда заготовка полностью высохнет, используйте болторез, чтобы отсоединить стяжки на заготовке. Если не удалить стяжки, они будут работать как короткозамкнутые витки и забирать энергию из трансформатора, вызывая его нагрев.

Очистив сердечник магнита от ненужных деталей, необходимо изготовить две торцевые пластины (см. схему ниже).

Выбор материалов для их изготовления включает в себя картон или прессшпан. Кроме того, необходимо создать две гильзы из этих материалов. Одна гильза будет служить внутренним слоем, а другая — внешним. Далее следуют следующие шаги:

• крепление обеих торцевых пластин к гильзе;
• затем помещают цилиндры внутрь гильзы;
• покрытие всей конструкции стекловолокном или стекловолоконной лентой;
• нанесите лак и дайте полученной детали высохнуть.

Изготовление трансформатора

После того как все вышеперечисленные шаги будут выполнены, можно будет сконструировать сварочный трансформатор с использованием магнитопровода. Для этого вам понадобится провод, покрытый тканевой или стеклоэмалевой изоляцией. Для первичной обмотки используется провод диаметром 2-2.5 мм. Для вторичной обмотки потребуется около 60 метров медной шины размером 8 х 4 мм.

Полезная подсказка! Чтобы точно определить необходимое количество витков, важно иметь трансформатор на 12 В и амперметр, способный измерять переменный ток до 5 А.

Теперь давайте проведем расчеты шаг за шагом.

1. Начните с намотки 20 витков провода диаметром не менее 1.5 мм вокруг сердечника. Затем подайте напряжение 12 В на сердечник.
2. Измерьте ток, протекающий через эту обмотку. Показания должны составлять примерно 2 A. Если показания выше желаемого значения, увеличьте число оборотов; если показания ниже 2A, уменьшите число оборотов.
3. Рассчитайте количество витков и разделите его на 12. Это даст вам значение, указывающее, сколько витков необходимо на 1 В напряжения.

Для первичной обмотки используйте проводник диаметром 2.36 мм, который нужно сложить пополам. Вы также можете использовать любую проволоку диаметром 1.5-2.5 мм, но сначала рассчитайте сечение проводников в один оборот. Начните с намотки первичной обмотки (для 220 В), а затем переходите к вторичной обмотке. Провод для вторичной обмотки должен быть изолирован по всей длине.

Если обмотки уже уложены и в конструкции еще есть свободное место, можно добавить 4 витка медной шины (40 x 5 мм), чтобы создать обмотку для точечной сварки. Эта новая обмотка позволит подключать листовой металл толщиной до 1.Толщина 5 мм. Рекомендуется избегать использования металла для изготовления корпуса, а вместо этого выбрать текстолит или пластик. В местах крепления катушки к корпусу следует поставить резиновые прокладки, чтобы минимизировать вибрацию и обеспечить лучшую изоляцию от токопроводящих материалов.

Самодельный аппарат для точечной сварки

Стоимость имеющегося в продаже оборудования для точечной сварки относительно высока, несмотря на то, что лежащая в ее основе технология довольно проста. Однако создание собственного аппарата для точечной сварки не является сложной задачей.

Для создания собственного аппарата точечной сварки вам понадобится трансформатор мощностью 700-800 Вт, взятый из микроволновки. Необходимо снять вторичную обмотку, как объяснялось в предыдущем разделе о конструировании сварочного аппарата из микроволновки.

Устройство для точечной сварки можно изготовить следующим образом:

1. Намотайте 2-3 витка кабеля с диаметром жилы не менее 1 см вокруг манитопровода. Это будет служить вторичной обмоткой и обеспечит ток 1000 А.

2. Рекомендуется прикрепить медные наконечники к концам кабеля.

Прежде всего, необходимо изготовить корпус для устройства. В качестве подходящей основы можно использовать деревянную доску, а различные детали необходимо изготовить в соответствии с приведенной ниже схемой. Размеры этих деталей могут быть изменены в соответствии с размерами трансформатора.

Чтобы улучшить внешний вид корпуса, можно использовать ручной фрезер с кромкорезом для устранения острых углов.

Чтобы увеличить высоту клещей, необходимо вырезать небольшой клин на одной из частей сварочных клещей.

Сделайте отверстия в задней части корпуса для размещения выключателя и шнура питания.

После того как все детали подготовлены и отшлифованы, можно нанести слой черной краски или лака.

Чтобы перепрофилировать ненужную микроволновку, начните с отсоединения шнура питания и концевого выключателя. Дополнительно вам понадобится металлическая дверная ручка.

Возьмите 2 небольших медных провода и отрежьте их по размеру. Эти стержни будут использоваться в качестве электродов. Закрепите их в зажимах.

Прикрепите выключатель к задней стенке корпуса устройства.

Соберите устройство, прикрутив заднюю стенку и 2 стойки к основанию. Выполните действия, показанные на следующих фотографиях.

Закрепите трансформатор на основании.

Затем подключите один силовой кабель к первичной обмотке трансформатора. Второй провод питания подключается к первой клемме выключателя. Затем прикрепите провод ко второй клемме переключателя и соедините его с другой клеммой основного провода. Однако на этом проводе необходимо создать зазор и установить в него выключатель, который был извлечен из микроволновки. Это будет служить кнопкой для активации процесса сварки. Эти провода должны быть достаточно длинными, чтобы прерыватель можно было установить на конце сварочных клещей.

Присоедините крышку аппарата с уже установленной ручкой к стойкам и задней стенке.

Закрепите боковые панели корпуса.

Теперь можно установить сварочные клещи. Начните сверлить отверстия на их концах, куда будут вставляться винты.

Затем прикрепите выключатель к концу.

Поместите клещи в корпус, вставив между ними квадратный стержень для выравнивания. Обязательно просверлите отверстия в клещах через их боковые стенки и вставьте длинные гвозди в качестве осей.

Закрепите медные электроды на концах клещей и выровняйте их так, чтобы кончики стержней находились прямо напротив друг друга.

Включите аппарат, подсоедините электроды и нажмите кнопку "Пуск", чтобы запустить процесс. Между медными стержнями возникнет видимый электрический разряд.

Чтобы проверить функциональность аппарата, вы можете поэкспериментировать со сваркой металлических шайб.

Результат этого испытания оказался положительным, что свидетельствует об успешном завершении строительства аппарата точечной сварки.