Сварочный аппарат своими руками: пошаговая схема сборки аппарата для сварки металла из подручных материалов (фото + расчёты)

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:

1. На переменном токе.
2. На постоянном токе.
3. Трехфазные.
4. 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.

Здравствуйте. А если Ш-образный трансформатор? Можете проконсультировать? Собираю сварочный аппарат.

Здравствуйте, Александр. Принцип работы тот же. Однако скиньте на почту сайта фотки (смотрите раздел «О сайте») и опишите размеры железа магнитопровода. Это мне поможет сделать расчет мощности. Также почитайте комментарии к статье о конструкции самодельного паяльника Момент. Там я много времени посветил этому вопросу. Вам пригодиться.

Читать также: Микрометр назначение и устройство

Здравствуйте Уважаемый Алексей! Спасибо за вашу статью , очень полезна и интересна! Подскажите , есть пара вопросов! У меня исходный источник питания уже готовые 36 вольт постоянного тока , если исключу из этой схемы самое начало так называемый трансформатор , эта схема будет работать ? Или для меня она не подойдёт ? Нужно что то другое ? Очень буду ждать вашего ответа! заранее Спасибо!

Здравствуйте, Павел. Что-то я не очень понял ваш вопрос. Давайте уточним: у вас есть готовый источник напряжения, который дает на выходе 36 вольт. Я правильно понял, что из него вы хотите сделать сварочник на постоянном токе? Для надежного зажигания дуги нужно 60-70 вольт. В моем случае получилось ее зажигать от 50. Ниже я не экспериментировал, пробуйте, но вряд ли получится что-то хорошее… Еще важна одна электрическая характеристика: мощность на выходе. Если ее не обеспечить, то сварочный аппарат просто сгорит. У меня он создавался на 50Vх160A=8kW. Обратите внимание на силовые цепи вашего источника, выдержат ли они такие мощности? Вообще-то расчет советую делать с исходной задачи: какими электродами собираетесь варить и резать. Под них надо создать ток электрической дуги и зажечь ее. Это определит мощность сварочника на выходе. Под эти параметры рассчитывается конструкция и подбираются детали. Пришлите фот вашего агрегата. А лучше схему. Тогда можно будет дать более конкретные рекомендации.

Виктор, напряжение розжига зависит от характеристик сварочного электрода.При правильном выборе электрода сварочные работы прекрасно идут при Uх.х. сварочника 36 вольт и менее.

Благодарю за дополнение. Александр. Павел мне уже это объяснил тоже. Просто я не сварщик, а простой электрик.

Я работаю сварщиком на севере , экстренно выезжаю на внештатные ситуации! Часто стали происходить ситуации когда сварочный генератор нужно тащить прямо в болото или для выполнения тех или иных сварочных работ это очень тяжело и иногда крайне не выполнимо! Но я выезжаю на место на гусеничном вездеходе на котором установлены аккумуляторы 24 вольта. их снять не составляет труда и быстро донести до места ! 24 вольта варит плохо а вот подсоединив аккб. до 36 вольт варит идеально! но на той неделе произошла ситуация что я слишком долго пытался приваривать обрыв и аккумулятор у меня взорвался! Уважаемый Алексей , очень вас прошу помочь в этом вопросе так как прочитав вашу статью я понял что вы профессионал в этом деле! Есть ли возможность подстроить вашу схему на 36 вольт постоянного тока , ну или 24 если нужно могу соединить два до 48 вольт

Ну электроды использую 2.0 и 2.5 мм иногда варю 3мм. тока для них от 70 до 110 ампер за глаза 36 вольт варит хорошо , ну точнее варило! Как вы поняли , замыкал на прямую! Понимаю что конечно глупость и всё должно быть правильно и по науке! Поэтому и обратился к вам! 110 даже много редко когда больше 100 выставляю значит 70-100 ампер

Павел, делать сварку от аккумуляторной сборки не лучший вариант, но вполне рабочий для аварийных ситуаций. Надо учесть риск от потери аккумулятора. Что надо учесть на мой взгляд: 1. Все банки должны быть хорошо заряжены. Любая дефектная банка будет работать на разряд батареи, забирая ее ток на себя. 2. Сварка должна проходить быстро. Иначе электролит закипит и АКБ взорвется. На моих глазах во время службы в армии механик водитель самоходного тягача уронил гаечный ключ размера порядка 22х24 на выходные шины аккумуляторов. Дуга была такая, что ключ перегорел, а банки выдержали. Ими заводили дизель на 500 лошадей. Амперы уже не помню, но сборка была из танковых аккумуляторов. Перетаскивать даже вдвоем их было проблематично. Возвращаюсь к нашей сварке. Исходим из того, что максимальный ток должен быть 110 ампер. Его должны выдавать АКБ. Напряжения 48 вольт должно хватить. Если работал от 36, то им тоже можно пользоваться, но 48 лучше. Режим короткого замыкания аккумуляторов через электрод не очень хороший. Надо ограничивать электрическим сопротивлением. Для цепей постоянного тока рекомендую использовать биполярный транзистор серии КМОП. Та схема управления, что я делал для сварочника на выпрямленном токе, не подойдет. Здесь чистая постоянка и все работает по другому. Над схемой подумаю завтра и что-либо предложу, на мой взгляд наиболее подходящее.

Павел, я не нашел достойной схемы, которую сможет собрать новичок с минимальными навыками в электронике. Можно допустить множество ошибок. Предлагаю к аккумулятору подключать инвертор, преобразующий постоянку в синус 220 вольт, а от него питать сварочный инвертор. Все это оборудование можно просто купить. Нагрев электролита в аккумуляторах надо контролировать, нельзя допускать его закипания.

доброго времени суток Павел у меня имеется такой аппарат как ИСКРА Универсал вд 0801 уз. столкнулся при работе с таким фактором. при работе он загудел очень сильно и вылетели диоды. заменил диоды на новые все 16 штук. включил вставил перемычку в колодку. и все повторилось. в чем может быть проблема. в инете о таком аппарате очень мало сказано может вы чем поможете. за ранее спасибо

Здравствуйте, Иван. С таким аппаратом не сталкивался, схемы нет. То, что нашел в и-нете, вызывает сомнения, требует проверки. Однако, опыт работы с ремонтом подобных устройств есть. Думаю, что отремонтируем. Мне нужна схема и подробные фотки. Что есть присылайте на почту сайта. Буду знакомиться с конструкцией и подсказывать, что делать. потребуется для электрических измерений мультиметр или тестер старенький. Батарейка, лампочка от фонарика. провода. Жду дополнительную информацию.

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:

1. Магнитопровод.
2. Кабель под обмотку катушки.
3. 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.

Как сделать своими руками сварочный агрегат?

После изучения главных особенностей процесса сборки, можно приступать непосредственного к сборке самодельного оборудования.

На сегодняшний день существует большое количество различных способов и рекомендаций, как лучше собрать самодельный сварочный аппарат любого вида – с переменным или постоянным током, импульсные или инверторные, автоматические или полуавтоматические.

Достаточно глубоко в эту тему уходить не стоит, поскольку один из самых простых способов собрать аппарат для сварки своими руками, это использование трансформатора.

Его особенность – работа с переменным током, благодаря чему обеспечивается выполнение качественного шва при сваривании металлических поверхностей. Такое оборудование может справиться с любой бытовой работой, где необходимо сварить металлические либо стальные конструкции.

Чтобы изготовить его необходимо подготовить:

1. Несколько метров кабеля с большой толщиной.
2. Материал для сердечника, который будет располагаться в трансформаторе. Сам материал должен обладать повышенной проницаемостью с примагничиванием.

Оптимальный вариант, когда сердечник в форме стрежня имеет букву «П». В некоторых случаях ращрешено применять данную деталь в более измененной форме, к примеру, круглой из статора, изготовленной из поврежденного электрического двигателя.

Схема устройства сварочного трансформатора.

Однако стоит обратить внимание, что на такую форму обмотки накручиваются труднее. Лучше всего, когда сечение сердечника для классического сварочного оборудования, сделанного своими руками и используемого в бытовых целях, имело площадь около 50 см2.

Чтобы оборудование имело доступный вес, не стоит увеличивать в объеме сечение, однако технический эффект будет не на высшем уровне. Если площадь сечения вам не подходит, то её удастся посчитать самостоятельно, используя специальные схемы и формулы.

Первичная обмотка должны быть изготовлена из провода из меди, который будет обладать повышенными характеристиками: термическая стойкость, поскольку в процессе эксплуатации конструкции данная детали очень сильно нагревается.

Такая деталь должна обладать хлопчатобумажной либо стеклотканевой изоляцией. На крайний случай, возможно использовать провод из резины с изоляцией либо резиновую ткань, однако опасайтесь полихлорвиниловой обмотки.

Изоляция также изготавливается своими руками, с использованием хлопчатобумажной либо стеклоткани, а точнее её части по 2 см в ширину. Благодаря этим кускам получится обмотать провод, а затем пропитать его с помощью любого лака с электротехническим назначением. Такая изоляция не будет перегреваться после регулярного функционирования.

Аналогично приведенным выше расчетам удастся посчитать, какая площадь сечения обмотки – первичной и вторичной будет самой оптимальной. Зачастую вторичная обмотка имеет площадь около 30 мм2, а первичная обмотка до 7 мм2, с использованием стержня в 4 миллиметра диаметром.

Кроме этого простым способом нужно определить, насколько будет протягиваться кусок провода из меди и сколько витков понадобится, чтобы накрутить две обмотки. После этого наматываются катушки, а каркас изготавливается при помощи геометрических параметров магнитопровода.

Главное проследить, чтобы при надевании магнитопровода не было никаких сложностей. В первую очередь, необходимо правильно подобрать размер сердечника. Его лучше всего изготавливать по помощи электротехнического картона либо текстолита.

По такому же аналогу удастся изготовить конструкцию для сварки мелких деталей. Для дома можно использовать сварочный аппарат «мини» маленького размера.

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:

1. Запитав две детали к сети в 220 вольт, проверяется целостность обмотки.
2. Чтобы снять высоковольтную обмотку, нужно распилить магнитопровод.
3. С цепи убирается катушка.
4. Из медной шины на 10 кв. мм изготавливается сердечник.
5. Под первичную обмотку создается диэлектрическая прокладка.
6. Соединяется катушка и магнитопровод.
7. 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.

Диагностика самодельного инвертора и его подготовка к работе

Сделать инверторный сварочный аппарат – это половина дела. Не менее важной задачей является его подготовка к работе, в процессе которой проверяется корректность функционирования всех элементов, а также их настройка.

Первое, что требуется сделать при проверке самодельного сварочного инвертора, – это подать напряжение 15 В на ШИМ-контроллер и один из охлаждающих вентиляторов. Это позволит одновременно проверить работоспособность контроллера и избежать его перегрева в процессе выполнения такой проверки.

Проверка выходного напряжения тестером

После того как конденсаторы аппарата зарядились, к электрическому питанию подключают реле, которое отвечает за замыкание резистора. Если подать на резистор напряжение напрямую, минуя реле, может произойти взрыв. После того как реле сработает, что должно произойти в течение 2–10 секунд после подачи напряжения на ШИМ-контроллер, необходимо проверить, произошло ли замыкание резистора.

Когда реле электронной схемы сработают, на плате ШИМ должны сформироваться прямоугольные импульсы, поступающие к оптронам. Это можно проверить, используя осциллограф. Правильность сборки диодного моста устройства также необходимо проверить, для этого на него подают напряжение 15 В (сила тока при этом не должна превышать 100 мА).

Фазы трансформатора при сборке устройства могли быть неправильно подключены, что может привести к некорректной работе инвертора и возникновению сильных шумов. Чтобы этого не произошло, правильность подключения фаз необходимо проверить, для этого используется двухлучевой осциллограф. Один луч прибора подключается к первичной обмотке, второй – ко вторичной. Фазы импульсов, если обмотки подключены правильно, должны быть одинаковыми.

Использование осциллографа для диагностики инвертора

Правильность изготовления и подключения трансформатора проверяется при помощи осциллографа и подключения к диодному мосту электрических приборов с различным сопротивлением. Ориентируясь на шумы трансформатора и показания осциллографа, делают вывод о том, что необходимо доработать в электронной схеме самодельного инверторного аппарата.

Чтобы проверить, сколько можно непрерывно работать на самодельном инверторе, необходимо начать его тестировать с 10 секунд. Если при работе такой продолжительности радиаторы устройства не нагрелись, можно увеличить период до 20 секунд. Если и такой временной промежуток не сказался негативно на состоянии инвертора, можно увеличить продолжительность работы сварочного аппарата до 1 минуты.

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.

Сварочный выпрямитель — особенности работы и сборки

Для выполнения отдельных видов сварочных работ, например, с нержавейкой, применение переменного тока, выдаваемого трансформатором, не применяется. Для работы с такими металлами необходима подача постоянного напряжения. Кроме того, резка постоянным током уменьшает расход электродов, а при сварке предотвращается разбрызгивание металла.

Для выполнения работ в таких условиях применяют сварочные выпрямители, которые позволяют варить током прямой и обратной полярности. Если есть опыт по монтажу электронных схем, то такое устройство также можно собрать самостоятельно.

Основой сварочного выпрямителя станет тот же понижающий трансформатор. Отличие заключается в наличии выпрямляющей электронной схемы. При желании можно переделать уже описанный сварочный трансформатор или собрать универсальное устройство, которое позволит варить и переменным, и постоянным током.

Простейшая схема электронной части сварочного выпрямителя выглядит так:

Принципиальная схема сварочного выпрямителя

При сборке таких устройств следует учитывать такие особенности конструкции:

• Основная часть устройства — выпрямительный мост из силовых мощных диодов. Они подключаются согласно схеме с обязательным учётом полярности.
• Сглаживание пульсации тока выполняется за счёт фильтра, выполненного на конденсаторе и дроссельной катушке. Обращаем внимание — компоненты должны иметь 2,5 – 3 запас по допустимому напряжению.
• При работе с высокими токами происходит нагревание элементов. Чувствительны к перегреву полупроводниковые диоды. Поэтому их устанавливают на радиаторы, которые позволят увеличить интенсивность отвода тепла.
• При заключении аппарата в корпус становится обязательным применение вентилятора, позволяющего повысить эффективность охлаждения.

Обращаем внимание на соединение отдельных элементов схемы. Учитывая то, что они будут испытывать воздействие большой силы тока, необходимо обеспечить надёжность контакта. Если этого не сделать, то на этих участках будут греться и отгорать провода. Предпочтителен вариант с креплением при помощи площадок с болтом и гайкой.

Дроссель в подобных конструкциях выполняют в виде отдельной выносной катушки индуктивности, которая подключается по мере необходимости. Отметим, что установка выпрямителя не препятствует изменению силы сварочного тока при помощи регулятора положения катушек вторичной обмотки.

Как видите, сложностей в самостоятельной сборке сварочного аппарата нет. Но заниматься такими устройствами стоит только в том случае, если есть опыт в конструировании простых аппаратов, работающих с меньшими токами. В противном случае доверьте сборку специалисту или купите заводской сварочный аппарат.

Сварочный аппарат из микроволновки:

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:

1. Диодный выпрямитель.
2. Система для управления.
3. Силовую часть.
4. Диод и дроссель.
5. Кулер для охлаждения.
6. 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.

Особенности намотки обмоток.

Существуют следующие правила намотки обмоток сварочного аппарата:

• Намотка должна производится по изолированному ярму и всегда в одном направлении (например, по часовой стрелке).
• Каждый слой обмотки изолируют слоем хлопчатобумажной изоляции (стеклоткани, электрокартона, кальки), желательно с пропиткой бакелитовым лаком.
• Выводы обмоток залуживают, маркируют, закрепляют хлопчатобумажной тесьмой, а на выводы сетевой обмотки дополнительно надевают хлопчатобумажный кембрик.
• При некачественной изоляции провода, намотку можно производить в два провода, один из которых хлопчатобумажный шнур или хлопчатобумажная нить для рыболовства. После намотки одного слоя обмотку с хлопчатобумажной нитью фиксируют клеем (или лаком) и только после его высыхания наматывают следующий ряд.

Сетевую обмотку на магнитопроводе стержневого типа можно расположить двумя основными способами. Первый способ позволяет получить более «жесткий» режим сварки. Сетевая обмотка при этом состоит из двух одинаковых обмоток W1, W2, расположенных на разных сторонах сердечника, соединенных последовательно и имеющих одинаковое сечение проводов. Для регулировки выходного тока на каждой из обмоток делают отводы, которые попарно замыкаются.

Второй способ намотки первичной (сетевой) обмотки представляет намотку провода на одной из сторон сердечника. В этом случае сварочный аппарат имеет крутопадающую характеристику, варит «мягко», длина дуги меньше влияет на величину сварочного тока, а следовательно, и на качество сварки.

После намотки первичной обмотки сварочного аппарата необходимо проверить на наличие короткозамкнутых витков и правильность выбранного числа витков. Сварочный трансформатор включают в сеть через плавкий предохранитель (4…6 А) и если есть амперметр переменного тока. Если предохранитель сгорает или сильно греется — это явный признак короткозамкнутого витка. В этом случае первичную обмотку необходимо перемотать, обратив особое внимание на качество изоляции.

Если сварочный аппарат сильно гудит, а потребляемый ток превышает 2…3 А, то это означает, что число витков первичной обмотки занижено и необходимо подмотать еще некоторое количество витков. Исправный сварочный аппарат должен потреблять ток на холостом ходу не более 1..1,5 А, не греться и сильно не гудеть.

Вторичную обмотку сварочного аппарата всегда наматывают на двух сторонах сердечника. По первому способу намотки вторичная обмотка состоит из двух одинаковых половин, включенных для повышения устойчивости дуги встречно-параллельно (Рис. 6 б). В этом случае сечение провода можно взять несколько меньше, то есть 15..20 мм2. При намотке вторичной обмотки по второму способу, вначале на свободной от обмоток стороне сердечника наматывается 60…65% от общего числа ее витков.

Эта обмотка служит, в основном, для поджога дуги, а во время сварки, за счет резкого увеличения рассеивания магнитного потока, напряжение на ней падает на 80…90%. Остальное количество витков вторичной обмотки в виде дополнительной сварочной обмотки W2 наматывается поверх первичной. Являясь силовой, она поддерживает в требуемых пределах напряжение сварки, а следовательно, и сварочный ток. Напряжение на ней падает в режиме сварки на 20…25% относительно напряжения холостого хода.

Намотка обмоток сварочного аппарата на сердечнике тороидального типа можно также произвести несколькими способами.

Способы намотки обмоток сварочного аппарата на тороидальном сердечнике.

1. Равномерная;	2. Секционная;
а — сетевая обмотка;	б — силовая обмотка

Переключение обмоток в сварочных аппаратах проще сделать с помощью медных наконечников и клемм. Медные наконечники в домашних условиях можно изготовить из медных трубок подходящего диаметра длиной 25…30 мм, закрепив в них провода опрессовкой или пайкой. При сварке в различных условиях (сильная или слаботочная сеть, длинный или короткий подводящий кабель, его сечение и т.д.) переключением обмоток настраивают сварочный аппарат на оптимальный режим сварки, и далее переключатель можно установить в нейтральное положение.

Фото самодельного сварочного аппарата

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:

— медные провода;

— стеклоткань;

— текстолит;

— электротехническая сталь;

— хлопчатобумажный материал.