Диодный мост для сварочного аппарата своими руками

Диоды как основа выпрямительного моста сварочного аппарата — Сварка

» Статьи » Диодный мост для сварочного аппарата

• Что такое диодный мост
• Собираем диодный мост
• Области применения диодных мостов

Всем известно, что мост может быть сооружен через речку, через дорогу, через овраг. Но далеко не все слышали выражение «диодный мост».Что это такое и для чего нужен подобный мост?

Рисунок 1. Стандартная схема диодного моста.

Что такое диодный мост

Свойство диодов пропускать напряжение только в одну сторону известно еще из школьной программы по физике. Диодный мост (рис. 1) состоит из 4 диодов. Эта карта показывает схему пайки деталей изделия. Основное его предназначение — преобразовывать переменное напряжение в постоянное.

Сначала эти схемы собирались на радиолампах. Это было дорого и сложно. Сейчас полупроводниковые изделия стали довольно дешевы, поэтому заданные конструкции паяют с их применением. Схема, собранная с применением диодов (рис.

2), может дополняться фильтрами, собранными с применением полярных конденсаторов, дросселем и стабилитроном напряжения.

Готовое изделие позволяет:

• получать на выходе постоянное напряжение;
• избежать тока подмагничивания, который может появиться в трансформаторе, питающем схему;
• увеличить КПД трансформатора и сделать его с меньшими габаритами.

Схема может собираться из отдельно взятых диодов или представлять собой монолитную конструкцию различной формы и размеров. Ее часто называют сборкой. Диодная сборка предпочтительнее. Она обычно имеет меньшие размеры.

Все диоды внутри имеют совершенно одинаковые параметры. Монтировать такую конструкцию в общую схему прибора значительно проще. Недостаток конструкции — в случае сгорания любого диода нужно менять всю сборку. В схеме, состоящей из отдельных диодов, в таком случае меняется только сгоревший элемент.

Принцип работы диодного моста.

Для изготовления диодов и мостов на их базе применяются различные материалы. В маркировке деталей присутствуют буквы и цифры, которые обозначают:

• «Г» — германий и его соединения;
• «К» — кремний и соединения;
• «А» — галлий;
• «И» — индий;
• «Ц» — готовый мост.

Цифры обычно обозначают номер разработки изделия. Все это относится к изделиям, выпущенным в СССР и России.

Выбор диодного моста для сварочного аппарата

Современный аппарат для сварки состоит из множества компонентов и узлов, которые отвечают за полноценную работу оборудования.

Одним из важнейших компонентов является диодный мост сварочного оборудования. В связке с остальными узлами он играет первостепенную роль, преобразовывая энергию из постоянной в пульсирующую.

У диодных мостов есть масса достоинств, которые улучшают и ускоряют работу.

Существует множество определений, что из себя представляют диоды для сварочного аппарата.

Каждый мастер трактует по-своему, ровно как и учебники, поэтому многим начинающим сварщикам трудно понять, что из себя представляют сварочные диоды и каков принцип их действия.

Особенно, если сварщик не обладает особыми знаниями в области электротехники. В этой статье мы постараемся кратко рассказать все о диодах и диодных мостах, поведаем об особенностях их строения и подключения.

Определение

Говоря простыми словами, диодный мост — это стандартный выпрямитель. Он состоит из нескольких мощных силовых диодов, связанных в единую цепь. Справа схема диодного моста. Это его стандартная схема, которую с опытом можно модифицировать под свои нужды.

Диоды крепятся к радиаторам с помощью болтов и гаек. Вся эта конструкция находится под постоянным напряжением и призвана выполнять простую, но важную роль — преобразовать ток переменный в ток пульсирующий.

Этот процесс называется выпрямлением, поэтому сварочные мосты называют выпрямителями.

Кстати, один из самых эффективных выпрямителей — ВД 306. Его изготавливают многие заводы и даже сами сварщики делают его своими руками из подручных средств.

Экземпляры, изготовленные на заводе, позволяют плавно регулировать ток, но при этом потребляют достаточно много электроэнергии — около 12 киловатт, и весят 100 кг. Согласитесь, не очень удобный прибор для любительской сварки в гараже. Поэтому его используют в цехах и на заводах.

Использование диодов позволяет решить сразу несколько проблем:

• Диодный мост стабилизирует перепады напряжения и помогает запуститься аппаратам со слабыми техническими характеристиками.
• Качество сварного шва становится лучше.
• Дуга заживается проще и быстрее, даже если аппарат выдает малый показатель напряжения.
• Диодный мост на сварочном аппарате улучшает характеристики дуги. Она горит стабильнее и дольше.

Типы сварочных диодов и их особенности

Ключевой элемент сварочного диодного моста — это сами диоды. Сейчас в магазине представлено множество силовых диодов, со своими характеристиками и особенностями. Ниже вы можете видеть таблицу с классификацией диодов.

Опытные сварщики умудряются покупать их на барахолках или радиорынках, экономя деньги. Вы тоже можете попробовать поискать нужные вам диоды на ближайшем рынке, но учтите, что нечестные продавцы часто продают неработающие или небезопасные комплектующие.

Приобретайте их только если разбираетесь в электротехнике.

Вне зависимости от типа диоды также делятся по силе тока. Они могут быть малой мощности (с показателем до 3*102 миллиампер), средней мощности (с показателем от 3*102 миллиампер до 10 ампер) и высокой мощности (от 10 ампер и более). Мощные сварочные диоды бывают точечными и плоскостными.

Плоскостные используются в выпрямителях с низкой частотой работы, а точечные используются во всех остальных случаях. Так или иначе, все они применяются при изготовлении диодного моста для сварочного аппарата.

Если диоды использовать с хорошим сварочным аппаратом, то можно добиться более качественного преобразования тока.

Сборка диодного моста

Обычно для диодного моста используют 4 диода, но можно использовать от 2 до 5 штук. Количество диодов зависит от значения тока, который нам нужно получить; чем больше диодов, тем больше ток. Мы будем использовать 4 штуки.

Два диода подключаются друг к другу параллельно и имеют разную направленность. Еще два диода подключаются так же параллельно, но направлены друг к другу. При правильном подключении все компоненты как раз и образуют диодный мост.

При параллельном подключении диодов друг к другу учтите, что они могут несколько отличаться по своим характеристикам в работе, даже если вы купите идентичные комплектующие. Так что тщательно рассчитывайте необходимое напряжение и мощность диодов, которые вам необходимы для изготовления моста. В таком случае диодный мост на сварочник получится более компактным и эффективным.

Проводники лучше скреплять с контактами методом пайки, чтобы сократить вероятность потери мощностей через контакты при работе. Также обратите внимание, что при изготовлении моста по стандартной схеме нужно дополнительно использовать электролитический конденсатор с большой емкостью, чтобы облегчить сварочные работы.

Вместо заключения

Для новичков это особенно сложная тема, которую не получится понять сходу. В своей статье мы затронули только основные особенности, связанные с изготовлением и подключением диодного моста. Если эта тема вам интересна, изучите базовые принципы электротехники. Тогда вам будет проще понять суть работы диодных мостов.

В интернете есть множество учебников и полезных видео, подробно объясняющих даже самые сложные принципы сварки и работы сварочных узлов. Не поленитесь изучить их, особенно, если вы хотите развиваться в этом деле как любитель или как профессионал.

Как крепить сварную сетку к профильной трубе

Забор выполняет несколько весьма полезных функций: огораживает собственность, защищая ее от вторжения посторонних, обеспечивая безопасность ваших детей и домашних животных. И если он установлен правильно, то в полной мере будет выполнять свои функции.

Что представляет собой металлическая сварная сетка для забора? Изготавливается она из оцинкованной проволоки или проволоки с полимерным покрытием. Первоначально она использовалась для штукатурных работ, позднее область его применения расширилась. В частности, ее начали активно использовать при строительстве различных ограждений.

Для металлических ограждений, как правило, используется сварная продукция, которая изготавливается из низкоуглеродистой проволоки. Такой материал не будет ржаветь, гнить или гореть.

Сварные заграждения менее восприимчивы к повреждениям при воздействии ветровыми и иными нагрузками. Преимущества этого материала в долговечности, но недостатком является не очень привлекательный внешний вид. Хотя и здесь производители тоже шагнули далеко вперед.

В частности, сейчас на рынке можно найти стальную проволоку с цветным полимерным покрытием.

Преимущества сварной сетки

Ограда из сварной сетки имеет следующие преимущества по сравнению с другими материалами:

1. Идеально подходит для установки на территории жилых помещений, коммерческих объектов, школ и автостоянок.
2. Сетка по размерам ячеек соответствует требованиям к установке на объектах повышенного приоритета с точки зрения безопасности.
3. Устойчивость к внешним воздействиям.
4. Исключительная коррозионная стойкость.
5. Простота установки в сжатые сроки.
6. Отсутствие тени для посаженных вдоль забора растений.
7. Максимальная просматриваемость и вентилируемость территории.
8. Простота замены поврежденных или изношенных секций.

Металлическая сетка изготавливается путем сварки проволоки различной толщины в контактных точках (точечная сварка). При таком способе производства размер отверстий может быть различной форм и размеров: от стандартных квадратных и прямоугольных, до различных многоугольников (ромб, трапеция и др.).

Для защиты от коррозии, поверхность сетки покрывается тонким слоем полимерного материала или специальным покрытием, обеспечивающим ее долговечность и отличную износоустойчивость. В результате получается цельное металлическое полотно, которое используется для возведения заборов.

Процедура монтажа

Измеряем периметр площади участка, где будет установлена ограда. В зависимости от высоты будущей изгороди, подбираем рулон соответствующей ширины. Устанавливаем опорные столбы на расстоянии не более 2−2,5 м друг от друга. Помните, что чем шире шаг между опорами, тем больше вероятность провисания секций будет после ремонта.

Опорные столбы должны быть защищены от коррозии перед установкой их в землю или в бетон.

Для этого на нижнюю часть столба необходимо нанести толстый слой краски, битума или обернуть ее куском рубероида.

Обратите внимание, что все столбы должны быть установлены строго вертикально по всему периметру огораживаемого участка.

Для простоты выравнивания столбов используйте рулетку, строительный уровень и шпагат.

Можно также по горизонтали сверху и снизу забора установить перекладины из доски или бруса, прикрепляя их к стойкам при помощи винтов или болтов. Это позволит установить столбы максимально ровно.

Сварная сетка для забора представляет собой каркас из металлических уголков, к которым приваривается сетка. Такой каркас можно изготовить самим или приобрести уже готовый в любом строительном магазине. Правда, второй вариант будет стоить немного дороже.

Крепление сетки на опорные столбы

Чтобы смонтировать секционную металлическую ограду на опорные столбы, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

• металлические хомуты, болты и гайки для крепления сетки на месте
• зажимы для крепления дюбелей
• шуруповерт
• уголки
• сварочный аппарат

Если вы решили самостоятельно изготовить каркас, то металлические уголки следует приварить к опорам. Впоследствии они будут использоваться как крепления. По углам каждой секции высверлите отверстия для крепления к уголкам при помощи винтов.

Еще одним способом, позволяющим обойтись без винтов и болтов, является сварка. Привариваем уголки к столбам, а затем на них привариваем забор. Но забор закрепленный таким способом при необходимости будет трудно демонтировать.

Если вместо секций используется цельнометаллическое полотно, два рулона скрепляются вместе при помощи провода. После этого можете раскатывать сетку вдоль опор и крепить ее к столбам при помощи скоб или хомутов.

Как видите, сварная сетка является оптимальным материалом для возведения заградительных конструкций. Пожалуй, ее единственный недостаток в том, что смотрится такое ограждение не очень эстетично. Но при желании вы всегда можете посадить вдоль такого забора вьющиеся растения, например, девичий виноград, который оплетет ваш забор, превратив его в вечнозеленую живую изгородь.

Сетка для забора

Оцинкованная сетка для заборов

Заборы, изготовленные из сетки, очень популярны, они незаменимы в случаях, когда нужна надежная изгородь с хорошей светопроницаемостью и невысокой ценой. К тому же современные ограды из сварной оцинкованной сетки очень даже привлекательны, долговечны и легко устанавливаются своими руками.

Классический дачный забор из оцинкованной сварной сетки

Преимущества оцинкованной сетки

Производят оцинкованную сетку из металлической проволоки. Ее прутья располагаются перпендикулярно и скрепляются в точках соединений сваркой.

Ячейки сварной сетки делают прямоугольными, квадратными, реже ромбовидными, трапециевидными или другой формы. Проволока для сетки применяется оцинкованная или с дополнительным полимерным покрытием.

У ограждения из сварной оцинкованной сетки есть свои преимущества:

• Доступная стоимость;
• Простой и быстрый монтаж сетки можно осуществить своими руками;
• Легкий вес, не требует обустройства фундамента;
• Прозрачность и хороший обзор позволяет использовать ее на охраняемых объектах; Конструкция ограды из оцинкованной сетки и металлических уголков
• Возможность строить изгороди от 50 см;
• Идеальный вариант для межевой границы, где нельзя использовать между участками глухие заборы;
• Ограда из сетки в полной мере пропускает солнечные лучи и не мешает росту растений в саду и огороде;
• Может стать основой для создания живой изгороди из вьющихся растений;
• Оцинкованная сетка — достаточно прочный забор, который непросто перекусить или согнуть;
• Забор не нуждается в уходе и окрашивании;
• Достаточно приятный внешний вид: оцинкованная ограда смотрится уместно на любом участке.

Виды сеточных сварных изгородей

В зависимости от типа покрытия ограда из сварной сетки представлена в следующих видах:

1. Неоцинкованная сетка. Самый простой вариант сетки, сваренной из стальной проволоки, диаметром 1,2–10 мм. Имеет невысокую цену, подвержена коррозии. Такую сетку придется периодически красить для улучшения внешнего вида и дополнительной защиты.

   Рулоны неоцинкованной сетки размером 50х50

2. Оцинкованная сетка. Оцинковка сетки может осуществляться разными способами. Покрытие могут наносить до сборки сетки или после. Также существует отличие в технологии: покрытие могут наносить горячим или электролитическим способом.
3. Сетка с полимерным покрытием из поливинилхлорида. Цвет полимерного покрытия может быть любым, хотя чаще всего это будет забор зеленого цвета. Сначала проволока сваривается, и готовая сетка погружается в полимерный состав. Другой способ нанесения покрытия, порошковый, осуществляется в специальных шкафах.
4. Оцинкованная сетка с полимерным покрытием. На полотно сетки наносят два защитных покрытия, вначале оцинковку, а затем полимерный слой. Самый долговечный и дорогой по стоимости вариант ограды из сетки, который не всегда целесообразно приобретать.

Также оцинкованная сетка может выпускаться в следующих видах:

Чертеж устройства секции ограды из оцинкованной сетки

1. Оцинкованная сетка в рулонах. Вес рулона может составлять от 50 до 500 кг. Высота забора из рулонной сетки выпускается до двух метров. Длина сетки в упаковке может быть от 15 до 33 м.
2. Секционная (быстросъемная) заборная сетка. Такой забор можно очень быстро собрать своими руками. Сварная сетка помещена в прямоугольную раму, выполненную из профильной трубы или уголка. Изгородь, выполненная из секций, более прочная и привлекательная. Секционный забор является самым востребованным как в городских условиях, так и в частном секторе.
3. Декоративная сварная сетка 3D для заборов. Новый вид оцинкованной изгороди, выполненной из сварных секций. Конструкция изготовлена из изогнутых прутьев, которые создают эффект трехмерности, смотрится это очень необычно и красиво. В таком варианте забора используется слой ПВХ и декоративные волнистые участки по краям или посередине полотна. Еще один вариант исполнен в виде витых и гофрированных проволок. Декоративную ограду из сварной сетки часто можно увидеть вокруг городских парков, она органично смотрится в сочетании с растительностью вокруг детских площадок и частных коттеджей.

• Первое, на что нужно обратить внимание, — толщина проволоки и размеры. Чем больше диаметр прута и меньше ячейки, тем жестче будет конструкция оцинкованной изгороди. У такого забора цена будет выше, ведь материала затрачено на сетку больше;
• Выбор размеров полотна. В зависимости от желаемой высоты забора можно подобрать оцинкованную сетку от 0,5 до 2 м, длина сетки в рулоне от 15 до 33 м. Габариты секции сетчатого забора: высота — 2 м, длина — до 2,5 м;
• На концах проволоки должен быть ровный срез или загиб. Не должно быть трещин и повреждений. Сетка, произведенная с нарушением технологии, вряд ли прослужит долго;
• Ячейки должны иметь правильную симметричную форму, а размеры — соответствовать заявленным производителем параметрам;
• Сетка с полимерным покрытием не должна иметь повреждений защитного слоя, особенно внимательно стоит осмотреть места сгиба, если приобретается сетка в рулоне.

Особенность сборки диодного моста для сварочного аппарата — Сварка Профи

Диод представляет собой полупроводниковый агрегат с разной проводимостью, определяемой прикладываемым напряжением. Он имеет два вывода: катод и анод. Если подается прямое напряжение, то есть на аноде в сравнении с катодом потенциал положителен, агрегат открыт.

Если напряжение отрицательно, он закрывается. Такая особенность нашла применение в электротехнике: диодный мост активно используется в сварочном деле для выпрямления переменного тока и улучшения качества сварных операций.

Выпрямитель для сварки

Оборудование для сварки на переменном токе обладает существенным минусом при использовании в домашних условиях: оно провоцируют перепады напряжения в сети и помехи для работы электроустройств.

По этой причине, при проведении сварных работ своими руками, требуется выпрямитель для сварочного аппарата, позволяющий в некоторой мере сгладить мощные перепады сетевого напряжения.

Особенность выпрямителей

Многие сварочные аппараты требуют доработки, заключающейся в применении специальных выпрямителей. Для их изготовления часто применяют диоды, способные пропускать напряжение исключительно в одну сторону.

Изначально для усовершенствования сварки мастера использовали диодные схемы из четырех диодов на радиолампах. Но данная технология была слишком сложной и дорогой. В наши дни силовые диоды стали доступными по стоимости, поэтому активно используются в сварных операциях.

Электрическая схема выпрямителя для сварки.

Схема для такого приспособления не отличается особой сложностью: она состоит из проводников, пропускающих электрический поток и направленных в актуальную сторону.

Если быть более точным, то два элемента общей схемы соединены последовательно и направлены друг к другу, а еще два ‒ располагаются один за другим. Первые из них проводят ток в выбранном направлении, вторые ‒ не позволяют току вернуться.

Выпрямители на диодах характеризуются разной мощностью, поэтому вид электрода необходимо подбирать с учетом этого параметра. Чем выше мощность, тем более толстый электрод потребуется.

На промышленном производстве требуется применить мощную аппаратуру, которая позволит выполнять сварные соединения без каких-либо пауз. Для бытового использования подойдут менее мощные выпрямители для сварки.

Применение в сварке

Диодную схему можно собрать из отдельных диодов или приобрести монолитную конструкцию с разными параметрами. Первый вариант менее предпочтителен, чем второй. Но при сгорании одного диода не требуется менять все четыре элемента, как в случае монолитной конструкции.

Если применить такие агрегаты для переориентации сварки на работу с постоянным током, можно добиться расширения ее функциональных возможностей.

Применение выпрямителя из диодов поможет:

• устранить перебои напряжения в сети;
• упростить задачу розжига электрической дуги в условиях номинального и пониженного напряжения;
• увеличить тепловой режим при длительной работе сварочного аппарата.

Выпрямитель для сварки собирается по мостовой схеме, но при этом важно учесть, что корпус агрегата находится под напряжением.

Поэтому при установке диодного моста на радиатор, важно изолировать агрегат от иных элементов схемы, от корпуса сварочного аппарата, соседних диодов. А это чревато определенными неудобствами для сварщика: нужно использовать более крупный по размеру корпус сварки.

Выпрямитель тока для сварочных работ.

Как следствие, аппарат получается тяжелым и громоздким.

Чтобы уменьшить габариты сварки, можно подобрать выпрямительный прибор ВЛ200 с другой полярностью, объединив полупроводники на два парных радиатора. Но еще лучше, установить в едином корпусе сварки мощные, но при этом максимально компактные диодные мосты.

Важно! Если в процессе выполнения сварных работ потребовался более мощный мост, стоит воспользоваться параллельным подключением мостовых сборок. Главное понимать, что при таком решении надежность конструкции будет ниже, чем при одиночных мощных диодах.

Если говорить о схемах полупроводникового типа с устройством выпрямителя, важно отметить следующее:

1. Лучшие показатели имеет трехфазная система, позволяющая использовать мощность сети до 380 В.
   Ее применяют на промышленных предприятиях, где важно создать длительный непрерывный сварной процесс без пауз для соединения больших по размеру металлических деталей: ворот, контейнеров, хозяйственных металлических сооружений и т.п.
2. Система с одной фазой подходит для бытового использования, когда сварной процесс длится короткий промежуток времени, и нет необходимости в более длительной сварке.

Установка

Если планируется установить параллельную схему соединения диодных мостов, важно учесть некоторый разброс по параметрам каждого диода. Подбирать элементы нужно так, чтобы оставался некоторый запас прочности. Тогда можно получить компактный диодный мост для сварочного аппарата.

Диодные сборки можно разместить на одном радиаторе, но для повышения показателей теплоотдачи их монтируют через теплопроводящую пасту. Актуальное количество таких схем для выпрямителя определяется требуемым сварочным током: стандартное количество 3-5 сборок.

Проводники стоит соединять с контактами при помощи пайки, и иначе в местах контакта потери мощности, или соединение сильно нагревается. При необходимости выполнить сварные операции, выпрямитель подключается к аппарату для сварки.

Как сделать выпрямитель своими руками?

Если в наличии мастера имеются комплектующие детали, вполне реально изготовить самодельный сварочный выпрямитель. При условии соблюдения всех рекомендаций специалистов он гарантировано обеспечит процесс ручной дуговой сварки постоянным током, но потребуется применить электрод с обмазкой.

Использовать проволоку без обмазки также допустимо, но только при условии большого опыта в сварных вопросах. Для неопытного сварщика справиться с ней будет практически нереально.

Диодный мост для сварочного аппарата.

Обмазка при расплавлении электрода препятствует проникновению составляющих воздуха в расплавленный металл сварного соединения. Без нее контакт металла в расплавленном виде с азотом и кислородом снизят прочностные свойства шва, сделав его хрупким и пористым.

Сначала потребуется выбрать или смотать своими руками понижающий трансформатор с требуемыми параметрами. Собирают трансформатор до подключения диодного моста.

Если выбран путь самостоятельного изготовления аппарата, важно правильно рассчитать его элементы, в том числе:

• параметры магнитопровода;
• актуальное количество витков;
• размеры сечения шин, проводов.

В работе не обойтись без светодиодов: нужны они в качестве проводников тока в одном единственном направлении. Простейший диодный выпрямитель, созданный по мостиковой схеме, монтируют на радиатор с целью теплообмена и охлаждения.

Мощные диоды для сварочного аппарата, по типу ВД-200, выделяют при работе довольно большой объем тепловой энергии. Чтобы обеспечить падающую характеристику тока, в цепь потребуется включить дроссель последовательно.

Активное переменное сопротивление в такой схеме обеспечит сварщику возможность плавно регулировать сварочный ток. Далее, один полюс нужно подключить к сварной проволоке, а второй ‒ к рабочему объекту.

Изготовление сварочного инвертора из доступных деталей своими руками

При наличии свободного времени, нехитрого инструмента и простых материалов, можно изготовить сварочный инвертор своими руками, даже не являясь специалистом в электротехнике и электронике.

Главное – на всех этапах изготовления строго соблюдать технологию монтажа, выяснить принцип работы прибора.

КПД и параметры самоделки будут примерно соответствовать функциональным показателям изготавливаемых на заводах инверторов, что сохранит деньги в семейном бюджете.

Характеристики и материалы

Для эксплуатации в быту требуются самодельные инверторы, подключаемые к электросети 220 В. Легко собирается и сварочник, питаемый от сети 380 В. Инверторы бытового назначения должны соответствовать таким требованиям:

• напряжение – 220 В;
• сила входного тока на 32 А;
• сила выходного тока на 250 А.

Для сооружения инверторного сварочного аппарата своими руками подготавливаются следующие материалы:

• крепеж;
• металл листовой;
• термобумага (подходит кассовая лента);
• радиодетали для формирования электросхем;
• медные полоски либо провода;
• текстолит;
• слюда;
• стекловолоконная ткань.

Особенности функционирования

Перед сборкой, следует ознакомиться с особенностями работы инвертора, аналогичными функционированию компьютерного блока питания. Функционирование устройства происходит в таком порядке:

• входящее переменное напряжение превращается в постоянное;
• входной ток 50 Гц трансформируется в ток высокой частоты;
• выходное напряжение понижается;
• выходной ток выправляется, поддерживается нужная для сварки частота.

Трансформаторное оборудование отличается габаритностью и тяжестью в связи со следующими особенностями. Дуговая сварка выполняется через силу тока. Вторичная обмотка для ослабления напряжения и усиления тока устраивается из минимального числа оборотов, сечение проводника принимается максимально возможным.

Применение инверторного принципа снижает объем и вес агрегатов на порядок благодаря увеличению частоты до 60-80 кГц.

Для реализации такого преобразования необходимо использование полевых транзисторов, сообщающихся друг с другом именно на такой частоте. Для их питания используется постоянный ток, направляющийся от выпрямителя, роль которого выполняет диодный мост. Для выправления напряжения требуются конденсаторы. От транзисторов ток подается к трансформатору, представляющему собой компактную катушку.

Возможна переделка и доработка в инверторный полуавтомат. Ему присущи схожие с трансформатором характеристики, но масса и габариты его меньше.

Что необходимо для сборки

Схема сварочника с указанными выше параметрами состоит из трех функциональных узлов:

• блока питания;
• драйверов для силовых ключей;
• силового блока.

Перед началом сборки самодельного сварочного инвертора из доступных деталей своими руками подготавливается инструмент:

• отвертки различных размеров и форм;
• паяльник;
• острый нож;
• полотно для резки металла.

Схемы

Для сооружения инвертора принимается одна из следующих схем.

Схемы аналогичны, сборка инвертора на их основе не вызовет затруднений.

Список радиоэлементов

Чтобы собрать самодельный инверторный сварочный аппарат из доступных деталей заранее приобретаются следующие радиоэлементы:

1. регуляторы линейные LM78L15 – 2 шт.;
2. преобразователь AC/DC TOP224Y – 1 шт.;
3. ИС источника опорного напряжения TL431 – 1 шт.;
4. диоды выпрямительные BYV26C – 1 шт., HER307 – 2 шт., 1N4148 – 2 шт., 1N4007 – 3 шт., VS-HFA30PA60CPBF – 2 шт., VS-150EBU02 – 4шт., VS-HFA25PВ60PBF – 2 шт.;
5. диоды защитные P6KE200A – 1 шт.;
6. оптопары РС817 – 1 шт., HCPL-3120 – 2 шт.;
7. электролитические конденсаторы;
8. мосты диодные КВРС3510 – 3 шт., 600 В 2 А – 1 шт.;
9. резисторы 47 кОм, 200 Ом, 10 кОм, 6,2 Ом (по 1 шт.), 300 Ом 5 Вт, 33 кОм (по 2 шт.), 510 Ом – 2 шт., 13 кОм – 1 шт., 150 Ом – 1 шт., 1 Ом 1 Вт – 1 шт., 2 МОм – 1 шт., 1,5 кОм – 3 шт., 250 Ом 40 Вт – 1 шт., 1 кОм – 4 шт., 10 Ом – 2 шт., 300 Ом 20 Вт – 2шт., 2,2 кОм – 1 шт., 50 Ом 5Вт – 2 шт., 5 Ом – 8 шт., 1,5 Ом – 2 шт.;
10. ШИМ-контроллер UC 3845 – 1 шт.;
11. MOSFET-транзистор IRF120 – 1 шт., IRF5305 – 8 шт.;
12. диоды Шоттки: MBR20100CT – 1 шт., 1N5819 – 4 шт.;
13. резисторы подстроечные 2,2 кОм – 1 шт., 10 кОм – 1 шт.;
14. конденсаторы 0,1 мкФ – 6 шт, 1 нФ 1000 В – 1шт., 510 пФ – 2 шт., 22 нФ – 1 шт., 4,7 нФ – 1 шт., 2,2 нФ – 1 шт., 6,8 нФ – 4 шт.;
15. конденсаторы электролитические 10 мкФ 450 В – 2 шт., 100 мкФ 100 В – 2 шт., 470 мкФ 400 В – 6 шт., 50 мкФ 25 В – 1 шт., 1000 мкФ 25 В – 1 шт., 10 мкФ – 4 шт., 22 мкФ – 1 шт., 200 мкФ – 2 шт. 3000 мкФ 400 В – 4 шт., 47 мкФ 25 В – 2 шт.;
16. катушка индуктивности; 35 мкГн – 1 шт.;
17. терморезисторы 10 Ом – 1 шт.;
18. IGBT-транзисторы IRG4PC50W – 6 шт.;
19. реле 12 В 40 А – 1 шт., РЭС-49 – 1 шт.;
20. стабилитроны 1 N4007 – 3 шт., 1N4744А – 12 шт.

Силовая часть

В инверторе немалая роль принадлежит блоку питания, представляющему собой трансформатор с ферритовой обмоткой. Его назначение – сбавление напряжения, трансформирование переменного тока в постоянный. Для сборки требуется 2 сердечника типа Ш20х208 2000 нм.

Обмотки инвертора термоизолируются. Для сведения к минимуму неблагоприятного влияния нестабильности напряжения, обвивка производится на всем протяжении сердечника.

Рекомендуется использовать листы омедненной жести 0,3 мм и шириной 40 мм, завернутые в термоустойчивую бумагу 0,05 мм.

Если медной жести нет, можно взять многожильный провод ПЭВ сечением 0,5-0,7 мм. Имеющиеся между жилами зазоры позволяют снизить нагрев. Важна и вентиляция сварочника, так как перегревается не сам стержень, а обмотка.

После создания первого слоя по направлению намотки следует накрутить стеклоткань с экранирующим проводом того же сечения, что и основной. Стеклоткань при этом полностью закрывается проводом. Подобным образом создаются последующие обмотки и разделяются посредством термобумаги.

Для обеспечения стабильности напряжения порядка 20-25 В, следует правильно отобрать резисторы. Для мостового инвертора рекомендуется применить диодную схему «косой мост».

При работе инвертора не избежать нагрева диодов, потому их нужно расположить на радиаторе, к примеру, от персонального компьютера.

Всего нужно 2 радиатора – для крепления верхней и нижней частей моста. При установке первого необходимо применение слюдяной прокладки, для другого – термопасты.

Выход моста назначается по направлению выходов транзисторов. Для соединения используются провода длиной до 15 см. От блока мост отделяется листом металла, прикрепляющимся к корпусу агрегата для инверторной сварки.

Инверторный блок

Основная функция инвертора состоит в превращении постоянного тока, идущего от выпрямителя, в переменный с возрастанием его частоты. Для таких целей предназначены силовые транзисторы.

Собранные последовательно конденсаторы, являющиеся частью микросхемы, нужны для:

• снижения резонирующего эффекта трансформатора;
• минимизации потерь в транзисторном блоке, образующихся при отключении.

Система охлаждения

Из-за нагрева силовые узлы инвертора могут отказать. Во избежание этого помимо радиаторов с установленными подверженными нагреванию блоками, для недопущения перегрева также требуются вентиляторы.

Если есть высокомощный вентилятор, можно ограничиться только им, направляя воздух непосредственно к трансформатору. Если используются кулеры от старого ПК, то их понадобится порядка 6 штук. Как сделать охлаждение самого трансформатора: устанавливается сразу три вентилятора.

На самый греющийся радиатор устанавливается термодатчик, отключающий питание при приближении к заданной температуре.

Для нормального функционирования охлаждения в корпусе нужно расположить воздухозаборщики с постоянно свободными решетками.

Управление

Электронные платы инвертора следует размещать с использованием фольгированного текстолитового материала 0,5-1 мм.

Инверторная сварка своими руками осуществляется под автоматическим управлением через ШИМ-контроллера, стабилизирующего основные функциональные параметры. Для удобства органы управления рекомендуется располагать на лицевой части совместно с входом для подключения.

Корпус

При изготовлении корпуса, представляющего собой металлический кейс, следует учесть размеры трансформатора, приняв его объем примерно за 30% от всего внутреннего объема.

Кожух можно сделать из листового металла толщиной 0,5-1 мм. Для крепления частей можно использовать болтовое соединение или сварку. Для перемещения инвертора предусматриваются крепления для ремня или рукояток.

Корпус изготавливается разборным для быстрого доступа к закрытыми частям чтобы при необходимости их отремонтировать.

На передней стороне следует расположить:

• тумблер для изменения силы тока;
• кнопку ВКЛ/ВЫКЛ;
• световые индикаторы;
• входы для подсоединения сварочных и сетевых кабелей.

Подключение

Для включения в сеть требуется использование кабеля площадью сечения более 1,5 мм2. Не лишней видится и установка на входе предохранителя либо автомата на 25 А.

Проверка работоспособности

Работоспособность инвертора рекомендуется проверять с помощью осциллографа. Нижняя петля напряжения должна располагаться в диапазоне 500-550 В, при соблюдении технологи сборки, уровень выходного напряжения находится в диапазоне 330-350 В.

По завершении пробной сварки с полным сгоранием электрода проверяется температура трансформатора и радиаторов. Если она в норме, то инвертор собран правильно и переделка или доработка не требуется.

Настройка

При подаче нагрузки на обмотку трансформатора должны выполняться такие условия:

• ступени перемены полярности не превышают 1,2 мкс;
• инвертор настраивается под нагрузкой для определения данных обо всех показателях;
• к выходам подключается сопротивление, равное примерно 0,14 Ом;
• для проверки поступления питания 12-25 В к вторичной обмотке подключается лампочка;
• при регулировке частоты должна изменяться яркость дуги.

Диагностика и подготовка к работе

Описание процедуры диагностики сварочника выглядит так:

1. Подача 15 В на ШИМ совместно с включением одного конвектора позволяет не допустить перегрев и практически устранить шум.
2. Для стабилизации напряжения включить реле, закорачивающее резистор после включения в электросеть.
3. Убедиться в сработке реле, закорачивающего резистор спустя 3-5 секунд после подключения к ШИМ. По отработке реле удостовериться в присутствии на плате импульсного сигнала прямоугольного очертания.
4. Подача 15 В на диодный мост для тестирования его нормальной работы. При работе в холостую сила тока не должна превышать 100 мА.
5. Убедиться в правильности расположения фаз с применением осциллографа.
6. При плавном повышении тока через резистор на нижнем ключе не должно быть более 500 В.
7. К сварке следует приступать спустя 10 секунд или после нагрева радиаторов.

Обслуживание

При обслуживании инвертора необходимо периодически чистить внутренние элементы от грязи и пыли с помощью пылесоса или сухой ветоши, особенно если аппарату пришлось продолжительный период простоять без использования.

Необходимо постоянно следить за работоспособностью термодатчика. В случае поломки этот элемент ремонту не подлежит, а требует замены.

Периодически необходимо следить за качеством соединений и при необходимости исправлять. Определить неисправности можно как визуально, так и при помощи тестера.

Сварочный аппарат своими руками: простая инструкция по сборке

В виду того, что в быту обывателям часто требуется работать с металлом, многие используют сварочные агрегаты. Но далеко не всем по карману приобретение дорогостоящего оборудования, из-за чего и возникает вопрос, как собрать сварочный аппарат своими руками. Процесс изготовления будет отличаться в зависимости от типа и конструктивных особенностей сварочного устройства.

Типы сварочных аппаратов

Современный рынок наполнен достаточно большим разнообразием сварочных аппаратов, но далеко не все целесообразно собирать своими руками.

В зависимости от рабочих параметров устройств различают такие виды устройств:

• на переменном токе – выдающие переменное напряжение от силового трансформатора напрямую к сварочным электродам;
• на постоянном токе – выдающие постоянное напряжение на выходе сварочного трансформатора;
• трехфазные – подключаемые к трехфазной сети;
• инверторные аппараты – выдающие импульсный ток в рабочую область.

Первый вариант сварочного агрегата наиболее простой, для второго понадобиться доработать классическое трансформаторное устройство выпрямительным блоком и сглаживающим фильтром. Трехфазные сварочные аппараты используются в промышленности, поэтому рассматривать изготовление таких устройств для бытовых нужд мы не будем.

Инверторный или импульсный трансформатор довольно сложное устройство, поэтому чтобы собрать самодельный инвертор вы должны уметь читать схемы и иметь базовые навыки сборки электронных плат.

Так как базой для создания сварочного оборудования является понижающий трансформатор, рассмотрим порядок изготовления от наиболее простого, к более сложному.

На переменном токе

По такому принципу работают классические сварочные аппараты: напряжение с первичной обмотки 220 В понижается до 50 – 60 В на вторичной и подается на сварочный электрод с заготовкой.

Перед тем, как приступить к изготовлению, подберите все необходимые элементы:

• Магнитопровод – более выгодными считаются наборные сердечники с толщиной листа 0,35 – 0,5мм, так как они обеспечивают наименьшие потери в железе сварочного аппарата. Лучше использовать готовый сердечник из трансформаторной стали, так как плотность прилегания пластин играет основополагающую роль в работе магнитопровода.
• Провод для намотки катушек – сечение проводов выбирается в зависимости от величины, протекающих в них токов.
• Изоляционные материалы – основное требование, как к листовым диэлектрикам, так и к родному покрытию проводов – устойчивость к высоким температурам. Иначе изоляция сварочного полуавтомата или трансформатора расплавится и возникнет короткое замыкание, что приведет к поломке аппарата.

Наиболее выгодным вариантом является сборка агрегата из заводского трансформатора, в котором вам подходит и магнитопровод, и первичная обмотка.

Но, если подходящего устройства под рукой нет, придется изготовить его самостоятельно.

С принципом изготовления, определения сечения и других параметров самодельного трансформатора вы можете ознакомиться в соответствующей статье: https://www.asutpp.ru/transformator-svoimi-rukami.html.

Для этого вам понадобится выполнить такую последовательность действий:

• Возьмите два трансформатора и проверьте целостность обмоток, питаемых от электрической сети 220В.
• Распилите магнитопровод и снимите высоковольтную обмотку,Рис. 1: распилите сердечник

Рис. 2: уберите высоковольтную обмотку

оставив только низковольтную, в таком случае намотку первичной катушки уже делать не нужно, так как вы используете заводскую.

• Удалите из цепи катушки на каждом трансформаторе токовые шунты, это позволит увеличить мощность каждой обмотки.Рис. 3: удалите токовые шунты
• Для вторичной катушки возьмите медную шину сечением 10мм2 и намотайте ее на заранее изготовленный каркас из любых подручных материалов. Главное, чтобы форма каркаса повторяла габариты сердечника.Рис. 4: намотайте вторичную обмотку на каркас
• Сделайте диэлектрическую прокладку под первичную обмотку, подойдет любой негорючий материал. По длине ее должно хватать на обе половинки после соединения магнитопровода.Рис. 5: сделайте диэлектрическую прокладку
• Поместите силовую катушку в магнитопровод. Для фиксации обеих половинок сердечника можно использовать клей или стянуть их между собой любым диэлектрическим материалом.Рис. 6: поместите катушку в магнитопровод
• Подключите выводы первички к шнуру питания, а вторички к сварочным кабелям.Рис. 7: подключите шнур питания и кабели

Установите на кабель держатель и электрод диаметром 4 – 5мм. Диаметр электродов подбирается в зависимости от силы электрического тока во вторичной обмотке сварочного аппарата, в нашем примере она составляет 140 – 200А. При других параметрах работы, характеристики электродов меняются соответственно.

Во вторичной обмотке получилось 54 витка, для возможности регулировки величины напряжения на выходе аппарата сделайте два отвода от 40 и 47 витка. Это позволит осуществлять регулировку тока во вторичке посредством уменьшения или увеличения  количества витков. Ту же функцию может выполнять резистор, но исключительно в меньшую сторону от номинала.

На постоянном токе

Такой аппарат отличается от предыдущего более стабильными характеристиками электрической дуги, так как она получается не напрямую с вторичной обмотки трансформатора, а от полупроводникового преобразователя со сглаживающим элементом.

Рис. 8: принципиальная схема выпрямления для сварочного трансформатора

Как видите, делать намотку трансформатора для этого не требуется, достаточно доработать схему существующего устройства.

Благодаря чему он сможет выдавать более ровный шов, варить нержавейку и чугун. Для изготовления вам понадобится четыре мощных диода или тиристора, примерно на 200 А каждый, два конденсатора емкостью в 15000 мкФ и дроссель.

Схема подключения сглаживающего устройства приведена на рисунке ниже:

Рис. 9: схема подключения сглаживающего устройства

Процесс доработки электрической схемы состоит из таких этапов:

• Установите полупроводниковые элементы на радиаторы охлаждения.Рис. 10: установите диоды на радиаторы

В связи с перегревом трансформатора во время работы, диоды могут быстро выйти со строя, поэтому им нужен принудительный отвод тепла.

• Соедините диоды в мост, как показано на рисунке выше, и подключите их к выводам трансформатора.Рис. 11: соедините диоды в мост

Для подключения лучше использовать луженные зажимы, так как они не потеряют изначальную проводимость от больших токов и постоянной вибрации.

Рис. 12: используйте луженные зажимы

Толщина провода выбирается в соответствии с рабочим током вторичной обмотки.

• Подключите силовые конденсаторы и дроссель во вторичную цепь диодного моста.Рис. 13: подключите силовые конденсаторы
• Подсоедините к выводам сглаживающего устройства сварочные шлейфа, установите держатели для электродов – сварочный аппарат постоянного тока готов.

При сварке металлов таким аппаратом всегда следует контролировать нагрев не только трансформатора, но и выпрямителя. А при достижении критической температуры делать паузу для остывания элементов, иначе сварочный агрегат, сделанный своими руками, быстро выйдет со строя.

Инверторный аппарат

Представляет собой довольно сложное устройство для начинающих радиолюбителей. Не менее сложным процессом является подборка необходимых элементов. Преимуществом такого сварочного аппарата являются значительно меньшие габариты и меньшая мощность, в сравнении с классическими устройствами, возможность реализовать точечную сварку и т.д.

Рис. 14: принципиальная схема импульсного блока

В работе такая схема преобразует переменное напряжение из сети в постоянное, затем, при помощи импульсного блока, выдает ток большой амплитуды в область сварки. Этим и достигается относительная экономия мощности аппарата по отношению к его производительности.

Конструктивно инверторная схема сварочного аппарата включает в себя такие элементы:

• диодный выпрямитель с магазином емкостей, балластным резистором и системой плавного пуска;
• система управления на основе драйвера и двух транзисторов;
• силовая часть из управляющего транзистора и выходного трансформатора;
• выходная часть из диодов и дросселя;
• система охлаждения из кулера;
• система обратной связи по току для контроля параметра на выходе сварочного аппарата.

Для изготовления сварочного инвертора вам понадобится самостоятельно намотать силовой трансформатор, трансформатор тока на базе ферритового кольца. Для моста лучше использовать готовую сборку из быстродействующих полупроводниковых элементов.

К сожалению, большинство других элементов вряд ли найдутся под рукой в гараже или у вас дома, поэтому их придется заказывать или приобретать в специализированных магазинах.

Из-за чего сборка инверторного блока своими руками обойдется не дешевле заводского варианта, а с учетом затраченного времени, еще и дороже.

Поэтому для инверторной сварки лучше приобрести готовый аппарат с заданными рабочими параметрами.

инструкции