Як самостійно зібрати імпульсний зварювальний апарат

Функціональний і надійний зварювальний апарат своїми руками зібрати не надто складно. Знадобляться елементарні навички поводження з паяльником, вміння читати електричні схеми. Втім, за допомогою докладної інструкції навіть новачок в змозі зробити всі необхідні дії правильно.

Компактний зварювальний апарат, створений своїми руками

Переваги та особливості

За допомогою зварювання можна швидко створювати надійні з’єднання металевих деталей, тому така технологія часто використовується на практиці.

Використовуючи відповідне обладнання, ремонтують автомобілі і садову техніку, відновлюють цілісність пошкоджених конструкцій та зводять нові споруди. Наявність будинку зварювального апарату дозволить не звертатися до дорогих послуг професіоналів. Але придбання стандартного вироби в магазині пов’язане з чималими витратами.

Зварювальний апарат фабричного виробництва

Якщо зробити зварювальний апарат будинку самому, вийде не тільки заощадити. Особистий підбір комплектуючих, контроль виконання робочих операцій, ретельна перевірка – все це забезпечить бездоганну якість, нічим не поступається промисловим аналогам. При виникненні несправностей буде неважко відновити функціональний стан зварювального апарату, без звернення в ремонтну майстерню. Залишається тільки правильно вибрати схему.

За багатьма параметрами краще імпульсний зварювальний апарат. Він цілком відповідає категорії «міні», через компактних розмірів.

Якщо зібрати легкий і міцний корпус, оснастити його ременем, то можна буде утримувати зварювальний апарат на плечі в процесі зварювання. Найбільш досконалі моделі в змозі дати струм 160-180 А, при маленькому вазі. Аналогічний зварювальний апарат, зібраний за «класичною» схемою в кілька разів більше. Він важить від 12 кг і більше.

Необхідний результат отримують за допомогою наступних перетворень:

  • Струм з стандартної мережі (220 V, 50-60 Гц) випрямляється.
  • Щоб усунути паразитні пульсації використовують фільтр.
  • Далі за допомогою транзисторів, що виконують функції комутаторів, струм перетвориться в змінний.
  • Наступний етап, зниження напруги, дозволяє отримати на виході зварювального апарату сильний струм, достатній для зварювальних процедур.

Щоб спростити завдання, зі складу обладнання виключають спеціальний механізм, який в автоматичному режимі забезпечує подачу дроту.

Наступна принципова схема зварювального апарату потрібна для створення в домашніх умовах блоку живлення.

Схема блоку живлення, що застосовується в домашніх умовах

Щоб трансформатор вийшов компактний і досить потужний, його намотують на Ш-подібному ферритовом осерді стандартним проводом ПЕВ.

Дані, які забезпечать стабільність параметрів зварювального апарату

ОбмоткаКолічество вітковДіаметр провідника, мм
первинна 100 0,3
вторинна №2 15 1
вторинна №3 15 0,2
вторинна №4 20 0,35
вторинна №5 20 0,35

Блок живлення зібраний із стандартних деталей із застосуванням типових схемотехнічних рішень. Елементи кріплять на платі з текстоліту. Параметри єдиного нестандартного вироби (трансформатора) наведені вище в таблиці. При бажанні можна використовувати іншу принципову схему, що забезпечує аналогічні параметри вихідних струмів і напруг.

На малюнку нижче наведена принципова схема основного блоку.

Імпульсний зварювальний апарат – принципова схема

Особливості, які потрібно враховувати в процесі складання основного блоку зварювального апарату будинку:

  • Якщо використовувати стандартні дані, то вихідна частота зварювального апарату вийде близько 41-42 кГц. Щоб підвищити її на 8-10 кГц, можна зробити іншу кількість витків у вторинній обмотці трансформатора.
  • Для намотування трансформатора зварювального апарату використовують широкі (40 мм) смужки з міді товщиною 0,3 мм. Їх ізолюють спеціальної промасленим папером. Таке рішення застосоване з метою блокування поверхневих струмів. При високій частоті вони зміщуються з центру провідника, що не дозволяє використовувати його оптимальним чином.

Додатковою проблемою є одночасний сильне нагрівання зварювального апарату. Доводиться істотно збільшувати шар ізоляції, щоб запобігти пробою.

  • Вторинна обмотка створюється з мідних смуг, які поділяють попередньо шаром плівки, виготовленої з фторопласту. Цей матеріал стійкий до нагрівання і володіє відмінними ізоляційними характеристиками.
  • Трохи простіше зробити вторинну обмотку трансформатора зварювального апарату з багатожильних проводів з діаметром жив від 0,4 до 0,6 мм. Такий варіант гірше. Між провідниками залишаться проміжки повітря, тобто ділянки з низьким коефіцієнтом теплопередачі. Підсумкова площа обмотки (в перетині) вийде набагато більше.

Параметри виробів зварювального апарату, які необхідно зібрати

ІзделіеСердечнікОбмоткі
основний трансформатор Ш20 х 28, ферит, 2000. нм 12 і 4 витка, загальна площа перетинів 10 і 30 мм. кв. відповідно
Дросель (L2 на принциповій схемі) Ш20 х 28, ферит, 2000. нм П’ять витоків, площа перетину – 24 мм. кв.
трансформатор струмовий Кільця ферритові (2 шт.) 30 х 18 х 7 Первинна – провід, проведений через кільце. Вторинна обмотка з дроту 0,5 мм в діаметрі, 86 витків.

Міні-апарат

При вільному розташуванні елементів на платах зварювального апарату тепловідвід буде достатнім для нормального функціонування більшості деталей.

Хороші умови для тривалого збереження працездатності будуть отримані тільки при виконанні наступних умов:

  • Для складання силового моста використовують два радіатора.
  • Діоди зварювального апарату HFA (25 і 30) можна ізолювати типовими прокладками з слюди.
  • IRG4PC50W нагріваються сильніше, тому їх кріплять спеціальним складом ТС-10 або аналогом. Виконувати цю операцію буде зручніше, якщо придбати термопасту в спеціальному шприці. Це пристосування згодиться для точного дозування.
  • У деяких ситуаціях імпульси струму здатні створити резонансні коливання. Щоб виключити такі явища зробити треба невелику модернізацію стандартної схеми зварювального апарату. Наприклад, можна вставити збірку з конденсаторів між харчуванням 300 V і точкою з’єднання діодів моста.
  • При покупці конденсаторів С15 (16) зварювального апарату слід ретельно вибрати якісні вироби, створені відповідальними виробниками. Витрати не будуть надмірні. Але така передбачливість знизить ймовірність появи паразитних резонансних перешкод. Ці ж конденсатори, що функціонують повноцінно, поліпшать показники продуктивності транзисторних ключів.
  • Щоб охолодження зварювального апарату було ефективним, крім достатньої кількості отворів в корпусі, стане в нагоді монтаж 2-3 вентиляторів.

Вентилятор, який застосовується для охолодження блоку живлення комп’ютера

Налагодження та перевірка міні-апарату

Точне дотримання інструкцій допоможе без помилок зібрати і налаштувати імпульсний зварювальний апарат ( «міні») в домашніх умовах:

  • Починають з подачі напруги живлення на широтно-імпульсний модулятор.
  • Перевіряють спрацьовування реле зварювального апарату К1 при повному заряді конденсаторного блоку С9- С12. Цей ланцюг замикає резистор R11, що знижує амплітуду стрибка струму, коли апарат включається. У нормальному стані реле спрацьовує в інтервалі від 1 до 11 с., Коли на ШІМ подано 15 V.
  • На виході цієї плати перевіряють наявність імпульсів прямокутної форми. Тут знадобиться осцилограф. Його можна взяти в оренду, якщо немає планів подальшого застосування вимірювальної апаратури.

Як виглядає двоканальний осцилограф

  • Далі треба подивитися, яка напруга на затворах транзисторів зварювального апарату. Нормальний рівень буде в інтервалі від 15,9 до 16,1 V. Нижче – можливо. Перевищення – неприпустимо.
  • У режимі холостого ходу перевіряється робота випрямного моста. Потрібно, щоб струм споживання не був більше 95 мА. Для цієї операції використовують напругу 14-16 V.
  • Щоб переконатися в тому, що фази імпульсів в обмотках відповідають нормі, також знадобиться осцилограф. Сигнал для одного променя беруть від первинної обмотки силового трансформатора зварювального апарату. Для іншого – від вторинної. При необхідності, коригують амплітуди. Фази (при різній напрузі) повинні збігатися.
  • Далі перевіряють форму сигналів на виході ключових транзисторів зварювального апарату. Максимальна амплітуда не повинна перевищувати 325-335 V. Осциллограф підключається до емітера і колектора. На діодний міст подають харчування через навантаження. Її імітують стандартної лампою розжарювання потужністю 200 Вт. Частоту широтно-імпульсного модулятора попередньо налаштовують на 54 кГц. Це можна зробити за допомогою осцилографа.
  • Попередній пункт – попередня настройка зварювального апарату. Після отримання потрібних параметрів знижують повільно частоту модулятора до моменту, поки на нижній половині імпульсу не утворюється вигин. Це свідчення того, що трансформатор перенасичений. На цьому рівні фіксують частоту. Її ділять на два, отримане значення складають з первинним параметром. Отриманий результат – робоча частота. Якщо 32 Гц – частота перенасичення, то використовують наступний ланцюжок обчислень: 32/2 = 16; 16 + 32 = 48 Гц (робоча частота модулятора і трансформатора).
  • В цьому режимі заміряють струм споживання діодного моста зварювального апарату. Він повинен бути в межах діапазону 140-160 мА. При пробої обмоток струм через навантаження збільшиться, контрольна лампа розжарювання буде яскраво світити.
  • На виході апарату створюють індуктивне навантаження. Для цього під’єднують провідник довжиною 2-2,5 м.
  • Збільшують перевірочну навантаження зварювального апарату за допомогою споживача великої потужності. Підійде звичайний побутовий електричний чайник з нагрівальним елементом більш 2 кВт. При замкнутому виході апарату перевірять напруга на нижньому ключі діодного моста. Воно повинно бути менше 360 V (амплітуда сигналу перевіряється за допомогою осцилографа).
  • У цьому ж режимі прислухаються. Якщо зафіксовано шум, перевіряють правильність фазування датчика струму зварювального апарату (кільце на феритових сердечниках).
  • Джерелами перешкод можуть бути: дросель L2, силові дроти, основний трансформатор. Їх компенсувати можна зміною відстаней, або установкою спеціальних екранів. Чутливі елементи, що сприймають електромагнітні коливання, це модулятор і оптрони.
  • Далі збільшують струм, змінюючи опір резистором R Контролюють розширення імпульсу на нижньому транзисторному ключі зварювального апарату. Коли досягнуто максимальне значення, амплітуда не повинна перевищувати 540 V.
  • Попередню процедуру повторюють, відключивши навантаження. В тому і іншому випадку контролюється відсутність шумів.

Після завершення перерахованих вище дій приступають до практичних випробувань зварювального апарату. Час робочих операцій збільшують поступово. Перевіряють температуру радіаторів та силового трансформатора.

Відео

Зробити будинку зварювальний апарат можна. Для цього необхідно точно відтворити технології, описані в статті. Потрібно уважно ставитися до всіх етапів процесу, ретельно виконувати настройку. Цю принципову схему можна модернізувати, змінюючи робочу частоту і деякі інші параметри. Щоб апаратом було зручно користуватися, необхідно продумати конструкцію неоплачених ременів, забезпечити хорошу стійкість обладнання на поверхні.

Ссылка на основную публикацию