Как правильно сделать сварочный трансформатор своими руками?

  • 19-12-2014
  • 25
  • 836

Вряд ли кого-нибудь удивит наличие сварочного трансформатора в доме. Этот аппарат активно используют в быту, поэтому каждый хозяин просто обязан иметь его. Электрическая сварка, дрель и болгарка являются обязательными элементами стандартного «джентльменского» набора настоящего мастера. Если два последних пункта можно найти только в специализированных торговых точках, то аппарат для сварки можно сделать самостоятельно, ведь это не настолько сложно, как может показаться.

Трансформатор для сварки

Сварочный трансформатор представляет собой аппарат, который переменное напряжение сети преобразует в переменное напряжение для сварки.

Подготовка материалов для работы

Существует несколько разновидностей конструкций сварочных аппаратов, которые можно соорудить собственноручно:

  • трансформаторные;
  • автоматические;
  • полуавтоматические;
  • инверторные;
  • на переменном или постоянном токе;
  • импульсные и много других.
Устройство сварочного трансформатора

Устройство сварочного трансформатора.

Наиболее популярными считаются трансформаторные устройства, поэтому рассмотрим простейший сварочный трансформатор, который работает на переменном токе. Такого устройства хватит для простых бытовых работ, а при необходимости возможно сделать дополнительную приставку, чтобы была возможность качественнее варить тонкий металл.

Прежде всего, чтобы сделать самодельный сварочный трансформатор, стоит подготовить трансформаторное железо для сердечника. Желательно, чтобы оно обладало высоким уровнем магнитной проницаемости. Также надо раздобыть толстый провод, лучше всего из меди. Его можно поискать у знакомых или в специальных пунктах, принимающих металлолом. Удобнее всего сделать трансформатор с П-образным стержневым сердечником, однако это не обязательно, ведь сердечник может быть круглым, тороидальным, к примеру, из литора либо статора с электромотора.

Вернуться к оглавлению

Методика изготовления трансформатора для сварки

Рассмотрим способ изготовления классического сварочного трансформатора с сердечником, имеющим П-образную форму. На такой аппарат будет гораздо легче наматывать обмотку, нежели на тороидальный, потому что его легче разбирать, если понадобится снять либо поставить новые катушки.

Чтобы можно было использовать трансформатор для бытовых потребностей, нужно, чтобы он смог «варить» металл с помощью электродов, диаметр которых составляет 3-4 миллиметра. Все расчеты надо делать с учетом данных требований.

Вид сверху сварочного трансформатора

Вид сверху сварочного трансформатора.

Прежде всего, нужно набрать сердечник. При этом его поперечное сечение должно составлять 25-35 квадратных сантиметров, хотя лучше, если оно равно 45 или 55 сантиметрам. Больше не надо, ведь аппарат получится слишком тяжелым, а от подобного утяжеления все равно не будет никакого эффекта. Если площадь будет составлять 45-55 квадратных сантиметров, тогда трансформатор получит необходимый запас мощности, однако не будет перегреваться. Чтобы рассчитать площадь поперечного сердечника, нужно использовать такую формулу:

S=a*b, см²

Затем надо выбрать разновидность провода, рассчитав его сечение и длину обеих обмоток. Для первичной желательно использовать специализированный обмоточный термостойкий провод из меди с хлопчатобумажной либо стеклотканевой изоляцией, имеющей сечение квадратной формы.

Надо уделить особенное внимание первичной обмотке, ведь ее очень сложно перематывать (известно, что в процессе сварки она может разогреваться до 100 градусов или даже больше). Именно поэтому категорически нельзя использовать провода с обычной ПВХ изоляцией. В худшем случае можно взять провода с резинотканевой либо резиновой изоляцией. Нужно, чтобы аппарат нормально выдерживал среднюю сварку, не слишком перегреваясь во время сжигания семи электродов.

Принцип работы сварочного трансформатора

Принцип работы сварочного трансформатора.

Если нет провода с необходимой изоляцией, однако есть провод с нужным сечением, тогда можно самостоятельно сделать изоляцию, сняв ненужную. Чтобы это сделать, надо подготовить несколько полосок из хлопчатобумажной ткани либо стеклоткани шириной 2 сантиметра, а затем обмотать ими провод. Потом все надо пропитать с помощью электротехнического лака.

Чтобы сварочный трансформатор хорошо «варил», необходимо обеспечить правильный уровень выходного напряжения без нагрузки (при холостом ходе). Оно должно составлять 60-65В. В процессе сварки напряжение должно составлять 18-24В, зависимо от диаметра электрода.

Вернуться к оглавлению

Особенности проведения расчетов

Делая самодельные сварочные трансформаторы, нужно рассчитать площадь сечения провода вторичной и первичной обмотки. При этом надо обязательно учитывать максимальную мощность, которой будет обладать трансформатор. Получается, что во время сварки электродом, диаметр которого составляет 4 миллиметра, а ток Iсв=130-160 А. Это можно вычесть с помощью формулы P2=Iсв*Uсв, следовательно, мощность вторичной обмотки составляет Р2=160*24=3,5.4 кВт. Учитывая все потери, получается, что первичная обмотка потребляет примерно 5 кВт, поэтому ток может достигать 25 А.

Расчет площади сечения провода вторичной и первичной обмотки

Расчет площади сечения провода вторичной и первичной обмотки.

Нужно, чтобы плотность тока достигала не больше 5 А/мм², поэтому площадь сечения провода первичной обмотки 25/5=5 мм². Конечно, лучше взять с небольшим запасом — 6-7 мм². Во вторичной площадь сечения должна составлять около 30 мм², не учитывая изоляцию.

Надо определить количество витков, а также длину провода. В первичной обмотке должно быть меньшее напряжение, нежели во всей сети — 210В. Оно будет уменьшаться под нагрузкой. Для начала нужно определить количество витков для 1 вольта, пользуясь формулой:

n=48/Sм

Sм является площадью сечения сердечника в квадратных сантиметрах. Она должна находиться в пределах 55 см².

Если магнитопровод достаточно хорош, то n будет составлять 0,9-1.

Затем надо определить количество витков W1=U1/n, разделить 210/0,9 и в результате получится 200-300 витков зависимо от сечения магнитопроводов. Вторичную обмотку нужно рассчитать аналогичным принципом: W2=U2/n. Длина провода для вторичной и первичной обмотки измеряется таким образом: надо сначала измерить длину витка на катушечном каркасе, а затем умножить на количество витков, оставив небольшой запас.

Вернуться к оглавлению

Процедура намотки катушек

Схема обмотки сварочного трансформатора: 1 - первичная, 2 - вторичная

Схема обмотки сварочного трансформатора: 1 — первичная, 2 — вторичная.

Закончив со всеми расчетами надо начинать наматывать катушки. Нужно сделать каркас катушки согласно размерам магнитопровода, дабы его можно было легко надеть на сердечник, сделанный из текстолита либо электротехнического картона. Сначала надо намотать 50% первичной обмотки, а затем 50% вторичной. Следующую катушку наматывают аналогичным принципом. Между слоями желательно проложить электротехнический картон, стеклоткань, бумагу либо специальные картонные полоски, это необходимо для того, чтобы обеспечить лучшую изоляцию.

Прежде чем начинать наматывать катушку, рекомендуют вставить пару клиньев из дерева, которые будут иметь форму сердечника. Такая катушка не будет покарежена, кроме того, ее будет легче надевать на магнитопровод.

Делая трансформатор своими руками надо учитывать, что все расчеты являются примерными. Чтобы получить более точные цифры, необходимо учитывать огромное количество разных вещей. На практике оказывается, что большинство расчетов отличаются от настоящих показателей. Именно поэтому самодельные трансформаторы всегда приходится подстраивать после их сборки.

Сварочный трансформатор для дуговой сварки

Сварочный трансформатор для дуговой сварки.

Надо включить аппарат, а затем замерить напряжение, которое есть на вторичной обмотке. Нужно, чтобы оно находилось в пределах 65В. Затем необходимо домотать либо смотать обмотку, чтобы добиться такого значения.

Что же насчет первичной обмотки, стоит предусмотреть несколько ответвлений для разного напряжения сети. Это пригодится, если придется использовать трансформатор в разных местах. Практика показывает, что напряжение сети может сильно колебаться, начиная с 210В (такое часто наблюдается в деревнях) и заканчивая 240В.

Если расчеты неверны, например, неправильно определена магнитная проницаемость, значит необходимо просто перемотать обмотку либо переключиться на больше витков. Это просто исправить, ведь трансформатор не магазинный, нужно последить за диском счетчика, ведь в таком случае он будет крутиться гораздо быстрее, нежели от 2-киловаттного аппарата. Поэтому пока трансформаторы не буду настроены, не стоит откусывать лишние обмотки.

Если нет необходимого сечения провода, можно просто намотать на катушку параллельно два провода (для алюминиевого провода нужно увеличить сечение в полтора раза).

Вернуться к оглавлению

Особенности работы с аппаратом

Все материалы, из которых делают сварочные трансформаторы, можно купить в обычном магазине. Если человек хоть немного знаком с особенностями электротехники, он сможет легко сделать подобный аппарат.

Чтобы избежать ожогов, делая трансформатор, нужно обязательно пользоваться фибровым защитным щитком со светофильтром Э-2 либо Э-2. Также обязательной считается спецодежда, рукавицы и головной убор. Сварочные трансформаторы надо хранить подальше от сырости, не допуская их перегрева. Аппарат надо периодически выключать из сети на несколько минут.

Нельзя забывать о том, что такие трансформаторы подходят исключительно для выполнения незначительных объемов работ. Именно поэтому, используя до 15 электродов, диаметр которых составляет около 3 миллиметров, надо дать ему немного остыть.

Соответственно если диаметр электродов составляет 4 миллиметра, то время непрерывной работы устройства надо дополнительно сократить. Зато поставив в трансформатор 2-миллиметровые электроды, можно долго работать с ним без обязательных перерывов, ведь температура нагрева аппарата не превысит 70 градусов.

Простой трансформатор быстрее всего будет нагреваться в режиме резки, поэтому нужно давать ему больше «отдыхать». Аппарат можно использовать для нарезки практически любого металла, используемого в быту. Нужно обязательно отключать сетевой рубильник, переходя в другой режим сварки.


Автор статьи

Статьи по теме