Импульсная сварка своими руками
Импульсная сварка — что это такое? По сути своей, это обычная электродуговая сварка, в процессе которой подаются дополнительные кратковременные импульсы. Просим не путать данный тип сварки с точечным. Импульсная точечная сварка и импульсно-дуговая сварка — два кардинально разных метода соединения металлов.
Но что, если вы хотите испробовать в своей практике данный метод соединения металлов, но не хотите тратить много денег на покупку качественного сварочного аппарата? Решение есть! Можно сделать самодельную импульсную сварку. Импульсная сварка своими силами собирается за полтора-два часа, а все комплектующие стоят недорого. В этой статье мы подробно расскажем, как своими руками сделать импульсную сварку и каков наш опыт использования самодельного сварочного аппарата.
статьи
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Начнем со сборки преобразователя. Который также называют силовой частью сварочного аппарата. Ниже вы можете видеть подробную схему сборки.
Выбор типа сварочного аппарата
Уже отмечалось, что для качественного выполнения работ в распределительном устройстве подойдёт не любой аппарат. При этом большинство профессионалов отдаёт предпочтение инверторным сварочным устройствам, отличающимся небольшими габаритами и лёгкостью.
Помимо этого многие из промышленных образцов инверторов оснащаются специальным ремнём для переноски, что также обеспечивает удобство работы в данных условиях.
К указанным преимуществам следует добавить, что при работе с инвертором энергопотребление минимально (не более 1 киловатта), а также исключаются перебои в работе из-за непостоянства сети.
Отдельные мастера используют для этих целей обычные понижающие трансформаторы, посредством которых им удаётся сваривать провода переменным током постоянной амплитуды (без регулировки).
За счёт большого личного опыта им удаётся приспосабливаться к режиму работы понижающего трансформатора и постоянно контролировать сварочный процесс.
Вообще говоря, работа на переменном токе (с обычным трансформатором) не обеспечивает требуемое качество сплавления проводов, так что для достижения нужного результата требуется немалое мастерство. По этой причине начинающим сварщикам следует побеспокоиться о приобретении подходящего устройства.
Трудности сварки алюминиевых проводов
Сварка алюминиевых проводов в домашних условиях может оказаться достаточно сложным процессом. Здесь стоит учитывать все трудности, которые приходится испытывать при работе с алюминием, которые при тонкости проводов только усиливаются. Также влияет фактор особенностей соединения этих изделий. Ведь здесь идет работа с минимальным отрезком, так как не нужно делать шов длиной в несколько десятков сантиметров. Когда происходит сварка алюминиевых проводов, то движения должны быть точными и воздействие дугой, или другим температурным источником, на место соединения должно быть максимально коротким, чтобы не перепалить металл.
Схема сварки алюминиевых проводов аргоном
При работе со сваркой все проводится при высоких показателях температуры, так что проблема моментального расплавления тонкого металла всегда остается. Очередная сложность заключается в подборе правильного режима, так как иначе дуга может не зажечься или снова возникает проблема с перегоранием металла. Выстраивать приходится на минимальных настройках при отсутствии точного регламента режимов, поэтому, все делается на глаз.
Способы сварки проводов
Данный процесс можно осуществить при помощи нескольких технических средств. Одним из самых распространенных является аргонно-дуговая сварка. Преимущество данного способа состоит в надежной защиты от влияния внешних негативных факторов, а также в отсутствии примесей присадочной проволоки, которые могут повлиять на свойства электропроводности. Здесь получается сварка алюминиевых проводов угольным электродом, которые не плавится и создает шов соединения из металла самой заготовки.
Также может осуществляться сваривание плавкими электродами с обмоткой. Это более сложный процесс, для которого требуется подобрать требуемую маркую алюминиевого электрода. Движения должны быть быстрыми и аккуратными, так как здесь наибольший риск перепалить конец провода высокой температурой. Более безопасным аналогом является газовая сварка, так как возможность непредвиденного расплавления здесь намного ниже. Скорость проведения сварочных работ с газом в три раза ниже, чем при использовании электричества, так что для мастеров без опыта это будет одним из лучших вариантов.
Сварка алюминиевых проводов инвертором является очень распространенным вариантом, так как данный тип оборудования оказывается самым доступным среди профессионалов, тем более, что баланс себестоимости и качества данного процесса выше, чем у других способов.
Подготовка к сварке
Перед тем как начать процесс, металл следует тщательно подготовить, чтобы избежать неприятностей во время соединения. Сварка алюминиевых проводов между собой требует снятия изоляции и прочих видов оболочки, которая покрывает металлические части. Их требуется оголить на нужную длину, а затем зачистить, чтобы снять возможные остатки изоляции, мусора, убрать пленку оксидов и прочие вещи. Если толщина проводов является относительно небольшой, то их следует скрутить, чтобы образовался единый пучок.
Скручивание проводов перед пайкой
В случае, если какая-то часть провода выпирает, то ее следует обрезать, чтобы вся поверхность имела ровный вид. При необходимости, концы провода можно обработать флюсом, и слегка расплавить его, если речь идет о твердых вариантах. Процесс подогрева, как это требует технология сварки других алюминиевых деталей, здесь не обязателен.
Инструкция к сварке
- Первым этапом является подготовка, куда входит удаление изоляции, зачистка проводов от всего лишнего и подготовка концов;
- На второй стадии необходимо обработать концы заготовок флюсом, чтобы улучшить качество соединения;
- После этого требуется выставить режимы рабочего аппарата в нужное положение;
- После этого всего можно приступать к сварке;
- Убрать выпирающие части, которые появились после сварки;
- Заизолировать полученное соединение.
Техника безопасности
С учетом скорости проведения процедуры, мастер не подвергается большой опасности, но здесь также требуется соблюдать элементарные меры предосторожности. Прежде всего следует использовать индивидуальные средства защиты, такие как сварочная маска, перчатки и огнеупорная одежда
При использовании газовых баллонов, их следует отодвигать, как минимум, на 5 метров от источника огня. Все шланги и баллоны нужно проверять на исправность и целостность перед работой. Не нужно забывать об электробезопасности, так как поражение током при работе с электросваркой всегда может произойти из-за неосторожности и при большой влажности окружающей среды.
Плюсы и минусы сварки, ее разновидности
Преимущества, которыми обладает соединение проводов сваркой заключаются в отсутствие переходного сопротивления которое всегда есть при скрутках или болтовых соединениях. Особенно это актуально при прокладке проводки для мощных устройств.
Недостатки заключаются в необходимости купить или сделать самостоятельно сварочный аппарат, предназначенный для скруток.
При электромонтажных работах на производстве применяются различные виды сварки: стандартная, дуговая точечная, плазменная, торсионная, электронно-лучевая, ультразвуковая или же их различные комбинации. Для бытового применения чаще всего электриками используется устройство для точечной и дуговой сварки, которая работают на угольных или графитовых электродах.
Это решение позволяет получать хорошее качество соединений при минимальной стоимости необходимых устройств и комплектующих.
Изготавливая аппарат для сварки проводов, больше всего внимания надо уделить следующим характеристикам устройства:
- Сила тока которую может выдать аппарат. В идеальном варианте это переменное значение.
- Напряжение, выдаваемые устройством, достаточное для возникновения электрической дуги – обычно это 12-32 Вольт.
- От какого тока работает сварочник – переменный или постоянный. При наличии опыта подобных работ можно использовать переменный, но для новичков настоятельно рекомендуется начинать с постоянного.
Так как для сваривания различных металлов требуется разная сила тока и напряжение, универсальные сварочные аппараты в обязательном порядке могут регулировать эти значения. Кроме того, при соединении разных материалов могут понадобится специальные флюсы которые будут защищать металл от окисления или проникновения в него газов из воздуха. В большинстве своем сварочные аппараты универсального назначения достаточно громоздкие и тяжёлые, но для мелких сварочных работ можно за относительно невысокую цену найти инверторные сварочники, которые идеально подойдут для сварки проводов.
Если выполняется сварка медных проводов, которые применяются в домашней разводке, нет нужды в использовании очень большой силы тока и напряжения поэтому есть возможность применять сварочные аппараты небольших размеров, которые помещаются в стандартный кейс из-под инструментов.
Особенности сварки алюминиевых проводов
Использование жил из алюминия запрещено действующим ПУЭ. Но в некоторых старых домах все еще можно встретить этот тип проводки. Полная замена влечет за собой денежные затраты и может занять много времени. Но для сварки алюминиевых проводов необходимо учитывать ряд специфических моментов.
Они заключаются в следующем:
- очистка контактных частей от оксидной пленки;
- применение специального флюса для сварки алюминия;
- обработка места сварки после остывания быстросохнущим лаком.
Использование механических типов соединений для алюминиевых проводов не рекомендуется. Также нельзя скручивать жилы из этого материала с медными. Для этого следует использовать специальные переходники.
Обзор видов
Возможность различного подключения кабелей сварочного аппарата дает перемену полярности, в результате чего можно увеличивать глубину проникновения в металл и в конечном итоге добиться получения плотного сварочного шва на заготовках даже шириной меньше 0,5 мм. Разница между прямой и обратной последовательностью движения электрического тока состоит в возможности регулирования расположения электрической дуги относительно рабочей заготовки, а также в степени нагрева свариваемых поверхностей.
При изменении полярности подключения важно обращать внимание на то, что у анода тепловой энергии будет сгенерировано во много раз больше, чем в области катода. По умолчанию новый инверторный сварочный аппарат настроен на работу с прямым подключением полярности. При необходимости переставить провода с клеммами можно в любой момент
При необходимости переставить провода с клеммами можно в любой момент
В этом случае сварщик решает сам, как и в какие разъемы подсоединять держатель электродов и прищепку на металл. При изменении полярностей движение электрического тока станет противоположным, меняя при этом и характеристику самого сварочного процесса
При необходимости переставить провода с клеммами можно в любой момент. В этом случае сварщик решает сам, как и в какие разъемы подсоединять держатель электродов и прищепку на металл. При изменении полярностей движение электрического тока станет противоположным, меняя при этом и характеристику самого сварочного процесса.
Прямая
Прямая полярность подключения обладает следующими характеристиками:
в процессе электросварки получается довольно глубокий, но узкий шов на поверхности стыкуемых заготовок;
процесс электросварки достаточно облегчен, что бывает особенно важно, если в сплаве отсутствует железо или толщина металлических заготовок равна 3 мм;
электрическая дуга устойчива и постоянна, не склонна к срывам;
сварочный процесс невозможно выполнить, если применять проволоку, у которой в составе имеется токопроводящий материал или она предназначена для выполнения работ в режиме переменного тока;
с помощью электродуги можно выполнять резку металлических заготовок;
сила электрического тока оказывает влияние на химический состав сварочного шва, делая его прочным и аккуратным;
методика может применяться для выполнения сварочных работ в защитной среде аргона или гелия;
нагрев присадочной проволоки или электропроводника происходит медленно;
с данной технологией электросварки можно работать инверторами, которые функционируют в режиме высокочастотного электротока;
при образовании шва снижен процент введения карбона в массу расплавленного металла.
Для успешного выполнения процесса электросварки при работе с постоянным электрическим током необходимо хорошо прогревать поверхность заготовки, доводя ее до момента плавления. Тем самым будет образовываться сварочная ванна. В данном случае прямая и обратная полярность направления электрического тока оказывает влияние на характеристики сварочной ванны. При работе в режиме прямой полярности в пределах ванны образуется среда, которая легко поддается заполнению расплавленным металлом. Он растекается, и движение сварочного электрода задает направление формируемому шву, контролируя при этом его глубину на объекте сваривания.
Обратная
Обратное подключение полярности электрического тока также имеет свои отличительные особенности:
- глубина сварочного шва невелика, но его толщина получается значительной;
- если нужно сварить две очень тонкие металлические пластины, то при таком методе их рабочая поверхность не будет деформирована;
- электродуга нестабильна, поэтому в данном случае нельзя использовать сварочный инвертор, который функционирует на невысоком электротоке;
- при работе риск прожога поверхности тонкостенных деталей минимален;
- для работы не применяются электроды, которые способны разрушаться от действия высоких температурных режимов;
- для получения качественного результата процесс подразумевает наличие минимального зазора между рабочими заготовками;
- сварочный процесс выполняется прерывистым типом шва.
Выбор полярности подключения сварочного инверторного аппарата обуславливает и выбор сварочных электродов. Например, при работе в обратном подключении угольные стержни будут быстро плавиться и сгорать, поэтому такой тип электрода применим только для работ в режиме прямого подключения. Качество ширины и глубины сварочного шва также находится в зависимости от выбора полярности. Чем выше сила электрического тока, тем глубже выполняется проваривание металла.
Технические характеристики и критерии выбора лучших аппаратов
Составные части сварочного инвертора.
Разберемся с техническими характеристиками аппаратов, предлагаемые их производителями – попробуем сформировать рабочий список:
- Номинальный сварочный ток или мощность инвертора. Одна из главных характеристик, всегда присутствует в паспорте прибора. Это сила тока, при которой аппарат работает ровно, стабильно, без перегрева и перегрузки. Этот показатель тесно связан со следующим – ПН.
- ПН – продолжительность нагрузки. Очень важный критерий об отношении рабочего времени ко времени, нужном на перерыв из-за перегревания. Параметр указывается в процентах. Если, например, ПН указана в 60%, то аппарату после десяти минут работы нужно остывать такие же десять минут.
- Диапазон скачков напряжения: есть инверторы, которые способны стабильно работать в условиях, когда напряжение скачет на 20 – 30%. Такая характеристика особенно важна для работы в сельской местности. Сварочный инвертор, работающий лишь при стабильном напряжении в 220 В, не годится в условиях нестабильной электросети.
- Диапазон регулировки сварочного тока. Чем шире этот диапазон, тем универсальнее прибор, с помощью которого можно варить и тонкие металлические листы, и массивные литые детали. У бюджетных моделей для домашнего пользования такой диапазон очень скромный: 150 – 200А.
- Снижение напряжения холостого хода – R.D.Речь о снижении напряжения до безопасного уровня 10 – 12В в момент простоя аппарата. Нужный уровень тока мгновенно возвращается при касании электродом заготовки.
- Диаметр электродов для сварочных работ обычно находится в интервале от 1,4 мм до 6,0 мм. Этот показатель зависит от силы тока, генерируемого инвертором. Допускаемые размеры диаметра всегда указываются в технических характеристиках приборов. При покупке аппарата лучше выбирать модели хотя бы с небольшим запасом по этому критерию на всякий случай. «Всяким случаем» является риск прыжка напряжения в сети вниз.
- Температурные условия эксплуатации. Важнейший критерий для российских регионов, особенно в холодных климатических поясах. Обычно приемлемым температурным диапазоном считаются показатели от -15°С до +40°С. Но если вы живете в регионе с холодными зимами, ищите приборы с более широкими температурными показателями. Не забывайте, что хранить инверторный аппарат нужно с учетом этих же цифр: если это склад, он должен быть отапливаемым. Заодно заметим, что сварочные аппараты в виде инверторов не любят лишней влаги из-за риска образования конденсата. Капризен не сам аппарат, капризны его электронные схемы: что есть, то есть. Температурная чувствительность считается одним из недостатков инверторов в целом.
- Вентиляция. Кроме слишком низких или слишком высоких температур и повышенной влажности электронные схемы инверторов не любят пыли. Здесь нужно делать разницу: если профессиональные и промышленные аппараты обязательно должны иметь в своем составе специальные туннельные системы вентиляции, то для бытовых ручников эти требования не являются такими уж критичными. Тем не менее любой инвертор нужно чистить от пыли дважды в год по крайней мере.
- Форсаж дуги – отличная дополнительная функция, полезная особенно для новичков. Это автоматическое повышение сварочного тока при приближении электрода к поверхности заготовки. В результате снижается риск залипания, повышается качество дуги, исчезают брызги расплавленного металла.
- Горячий старт – еще одна дополнительная опция для быстрого поджига дуги: это опять автоматическое повышение силы сварочного тока, но на этот раз в момент зажигания сварочной дуги. Очень повышает общую комфортность работы и, следовательно, настроение.
- Антиприлипание или антистик – третья дополнительная опция: в момент прикасания электрода к поверхности металлической заготовки сварочный ток автоматически отключается на очень короткое время. При отнимании электрода он сразу же восстанавливается.
График напряжения и выходного тока.
Теперь нужно решить, какие именно сварочные аппараты инверторного типа вам нужно рассмотреть с точки зрения технологического процесса сварки и режима работы.
Таких типов всего три:
- MMA – приборы для ручной дуговой сварки;
- MIG/MAG – полуавтоматические аппараты;
- TIG – автоматы для сварки в аргоне.
Третьим пакетом будут не «голые» автоматы TIG для аргонной сварки, а универсальные инверторы, позволяющие работать по разным технологиям, в том числе TIG. Нас ведь интересует обзор и выбор самого подходящего инвертора для домашнего пользования или небольшой частной мастерской – как правильно выбрать сварочный инвертор для своих нужд. Промышленными автоматами пусть занимаются крупные производства, они разберутся без нас.
Как сделать сварочный аппарат своими руками
Изготовить сложный сварочный инвертор — занятие заранее провальное. Технически это возможно, но практически гораздо проще, быстрее и дешевле купить готовый источник тока. С железным трансформатором легче. Поэтому самодельный аппарат для сварки проводов легче сделать именно из него.
Расходные материалы и инструменты
Большинство инструментов и материалов для сборки доступны в домашних мастерских и электротехнических магазинах любого города. Сложности вызовет только поиск трансформатора. Не везде получится купить подходящий по мощности. Как вариант, можно поискать нужный на барахолках, блошиных рынках или поспрашивать у знакомых с заводов и предприятий.
Более подробный перечень необходимых инструментов и материалов выглядит следующим образом:
- понижающий трансформатор;
- материалы для крепежа и корпуса;
- медные гибкие провода большого сечения от 35 кв. мм;
- слесарные и измерительные инструменты, отвертки, ножовка по металлу и т. п.
Понижающие трансформаторы для изготовления аппарата
Дополнительная информация. В качестве проводов для выходного тока отлично подходят гибкие многожильные AWG кабели в силиконовой изоляции. Их защитное покрытие выдерживает высокие температуры. Сам проводник мягкий и податливый для руки. С такими проводами удобнее работать и лазить по распределительным коробкам под потолком.
Инструкция по сборке
Сборка аппарата своими руками потребует минимальных навыков работы с ручным инструментом. Для удобства процесс изготовления следует разбить на 5 этапов:
- Подготовка корпуса. Он выбирается исходя из габаритов трансформатора.
- Поиск и монтаж трансформатора. Проверка его работоспособности.
- Подбор питающего кабеля. Защита аппарата от перегрузки.
- Установка выходных клемм. Другие способы соединения.
- Выбор и монтаж держака и электрода. Самодельные альтернативы.
https://youtube.com/watch?v=hPfc3aqfxBk
Корпус сварочника
Проще всего использовать готовый корпус от какого-либо электрического прибора. Например, от зарядного устройства авто или подходящего по размеру бесперебойника от компьютера. Желательно, чтобы корпус был из диэлектрического материала (пластик, карболит). Это станет плюсом в пользу безопасности будущего устройства. Если никакой из перечисленных вариантов не подходит, то проще всего сделать корпус из тонколистового железа толщиной 1-3 мм.
Подбор трансформатора
Нужный трансформатор иногда возможно найти в магазинах. Другой вариант — поискать у знакомых или намотать самостоятельно.
Первичная обмотка трансформатора рассчитывается на 220 В. Железо подбирается исходя из габаритной мощности в 200-1000 Вт. Маломощные трансформаторы пригодны для сварки тонких проводов, а высокомощные — для толстых.
Вторичная обмотка трансформатора наматывается проводом от 35 кв. мм, ведь ей предстоит испытывать токи короткого замыкания. В качестве материала выходной обмотки лучше использовать медь. Это уменьшит потери на нагрев.
Питающие кабели
Сетевой провод питания 220 В подбирается исходя из мощности трансформатора. Для устройств с потреблением 1 кВт его сечение берется не менее 4 кв. мм. Толстый кабель лучше и тем, что его сложнее надломить или порвать в условиях ремонта и прокладки проводки.
Для защиты аппарата нелишним будет в цепи первичной обмотки установить плавкий предохранитель или автоматический выключатель. Так трансформатор будет защищен от перегрузки по току.
Применение клемм
По возможности стоит избегать применения клемм. Они имеют свойство со временем разбалтываться и обгорать, особенно на больших токах вторичной обмотки трансформатора. Самые надежные соединения выполняются сваркой, пайкой или опрессовкой.
Однако в некоторых случаях клеммы — это удобно. Например, на выходе сварочного трансформатора. Применяя клеммы, можно переносить аппарат отдельно от его проводов. Главное следить, чтобы во время работы клеммы не окислялись, не болтались и не перегревались. Периодически допустимо убирать загрязнение при помощи напильника.
Держатель для электрода
Сварка осуществляется графитовым электродом, покрытым тонким слоем меди. Такая комбинация обеспечивает хорошую проводимость меди в сочетании с жароустойчивостью графита. Подобные электроды имеются в продаже.
Если же найти их не удалось, то можно изготовить самостоятельно из графитовой щетки электродвигателя. Ее следует взять покрупнее и выпилить ножовкой по металлу до желаемого размера.
Самодельные держаки для сварки
Держак выполняется из пары медных шин и болтов для затяжки. Приспособление должно надежно зажимать графитовый электрод.