Самоделки своими руками для сварки

Есть такое непростое ремесло — умение владеть ручной электросваркой. Оно необходимо не только профессионалам на производстве, но и тем, кто любит мастерить своими руками в быту — как в гараже, так и на даче. Однако владеют им по-настоящему немногие. Как автор самоучителя «Электросварка глазами практика» берусь утверждать, что при наличии сварочного аппарата и условий для непосредственных практических занятий по самоучителю можно успешно овладеть первыми навыками в этой специальности», — написал нам из города Шлиссельбурга Ленинградской области Сергей Александрович Архипов.

Высококвалифицированный рабочий-сварщик, он много лет проработал в таких ответственнейших отраслях, как судостроение и судоремонт. Богатый опыт практика и лег в основу его необычного самоучителя, в котором автор доходчиво раскрывает секреты сварочных работ и приводит конкретные рекомендации, которые помогут обрести необходимые навыки электросварки не только желающим овладеть этой специальностью, но и большой армии Энтузиастов технического творчества, авто-мотолюбителей, садоводов и фермеров, самодеятельных конструкторов, домашних мастеров.

Книга С.А.Архипова издана в Санкт-Петербурге небольшим, к сожалению, тиражом. Поэтому даем возможность заинтересованным читателям нашего журнала ознакомиться с некоторыми практическими ее разделами.

Старая шутка гласит: чтобы приготовить шашлык из барашка, нужно иметь хотя бы кролика. Так и в деле электродугового соединения металлов: чтобы сделать первые шаги к секретам этой технологии, потребуются трансформатор, электроды и то, без чего даже при их наличии не сможет работать ни один сварщик — щиток со светофильтром и электрододержатель. Обрести большинство из этих необходимых вещей сейчас — не проблема: промышленность и торговля предлагают большой выбор. Но и для их совершенствования, как показывает практика, поле для творчества широкое. Возможно даже изготовление более удобных, самодельных. И не только после овладения техникой и знаниями в этой области, но и на подступах к ней, например, конструкция электрододержателя (о ней мы расскажем ниже).

Но прежде чем приобретать оборудование, необходимо усвоить практические сведения о его особенностях и взаимосвязи с теми работами, которые вам предстоят. И здесь мало иметь представление, что электродуговая сварка штучными электродами — это соединение металлических деталей поступательным нагревом места их стыка до жидкого состояния за счет тепловой энергии электрического дугового разряда между противоположными электрическими полями: свариваемой конструкцией (массой) и электродом. Ведь сварочная дуга может иметь разные источники питания. Например, сварочные трансформаторы переменного тока или сварочные выпрямители и генераторы постоянного тока. В чем здесь разница? А она есть даже внутри одной из этих разновидностей. Например, при использовании источника питания электродуги постоянного тока различают два вида подключения: прямой полярности и обратной. В первом случае сварочный провод — «земля», который подсоединяется к «массе» — свариваемой конструкции, закрепляется на сварочном выпрямителе к клемме «плюс», а провод от электрододержателя — к клемме «минус». Такое подключение и ток прямой полярности целесообразны для резки металла и сварки толстостенных деталей, требующих большого количества тепла для их прогрева. Поменяв подключение проводов на выпрямителе, получим ток обратной полярности, применяемый при сварке тонкостенных деталей. Хитрость здесь в том, что на отрицательном полюсе (катоде) температура более низкая, чем на положительном (аноде), за счет чего электрод расплавляется быстрее, а нагрев детали относительно уменьшается — снижается и опасность ее прожога.

А при работе на сварочных трансформаторах переменного тока нет ни прямой, ни обратной полярности сварочного тока из-за периодической смены в сварочной цепи положительного и отрицательного полюсов; здесь другие особенности работы.

Несколько практических рекомендаций, чтобы первые шаги по освоению электросварки проходили более успешно.
Самые приемлемые электроды для начинающих — это электроды переменного тока диаметром 3—4 мм. Для первых пробных сварочных швов лучше использовать металлические пластины толщиной 4—6 мм. А из сварочных щитков рекомендую как наиболее удобный в работе наго-ловный щиток. Его преимущество перед ручным в том, что свободная рука может придерживать свариваемую деталь. Для зачистки сварочных швов от шлака полезно иметь также тяжелое зубило с рычагом-рукояткой. Наконец, одна из самых важных деталей успешной работы — электрододержатель. На нем необходимо остановиться особо.

Дело в том, что существует много разновидностей конструкции электрододержателей как профессиональных, так и самодельных. И это не случайно, потому что к этому нехитрому инструменту предъявляется немало требований, начиная от безопасности и кончая удобством в работе.
Хочу предложить читателям свой вариант держателя, предельно простого по конструкции и надежного, испытанного на практике и хорошо себя зарекомендовавшего. Его отличают такие проверенные в работе качества, как компактность и легкость, удобство в манипулировании рукой при сварке, прочность закрепления электрода в держателе, возможность простой и оперативной замены отработанного огарка на новый электрод.
Для того чтобы изготовить такой электродержатель, достаточно подобрать из имеющихся под рукой материалов подходящие и выполнить ряд несложных операций (см. рис). Потребуется металлический уголок I с полками размерами 20×20 мм и длиной 100 мм. Отступив от одного из концов 10 мм, сверлим отверстие 2 диаметром 4,1 мм. Оно необходимо для того, чтобы можно было удобно и быстро менять электрод: вставив в это отверстие оголенный конец нового, вытолкнем из держателя электрод-огарок.

Отступив от того же конца 40 мм, произвольно заузим оставшуюся часть уголка 3, как показано на рисунке. Далее из отрезка арматурного стержня диаметром 6 мм и длиной 80 мм (или пружинной проволоки того же диаметра) изготовим прижим 4 коленчатой формы. Выставив эту пружину на уровне среза уголка, приварим ее хвостовик по центру уголка (сварочный шов 5 — с обеих сторон хвостовика). Ручкой держателя и одновременно его изолятором 6 послужит отрезок дюритового или толстостенного резинового шланга с небольшим внутренним диаметром и длиной 150 мм. Пропустив через него сварочный провод 7 и зачистив его конец, запрессуем, сплющив тонкостенную стальную трубу 8 подходящего (небольшого) диаметра и длиной 50 мм. Выступающий из нее конец провода 9 для лучшего контакта приварим к трубке, а последнюю наложим на зауженную часть уголка держателя и также приварим П-образным швом 10. Остается надвинуть изолятор на уголок, и электрододержатель готов.

Как показала практика, такой электрододержатель удобен и даже незаменим при сварке в стесненных условиях. Напомним, что при работе с ним, как и со всеми подобными устройствами открытого типа, необходимо соблюдать меры предосторожности и не допускать коротких замыканий, то есть долговременных соприкосновений его с «массой».

Изделия из металла с помощью сварки очень пригодятся в частных домах или на дачах. Подобные конструкции будут хорошо применимы для возведения забора, беседки, навеса и для всевозможных украшений территории вокруг дома.

Сварочные приборы для проведения бытовых работ

Первое, что необходимо сделать пред тем как начать изготавливать поделки, используя метод сварки – это обзавестись хорошим сварочным аппаратом. В бытовых и домашних условиях, в отличие от промышленных, не предъявляются жесткие требования к качеству соединений. Поэтому для того чтобы создать поделки из железа и металлические изделия можно использовать трансформатор или инвертор.

У обоих приборов выделяются как достоинства так и недостатки.

Трансформатор — это аппарат достаточно большой по размеру. Весит такое оборудование немало, поэтому сварка отнимает много сил и времени, особенно в том случае, когда оборудование нужно перемещать на большие расстояния. Например, если вы сооружаете забор или другие габаритные изделия из железа или из металла. Следующий минус заключается в том, что электрическая сеть подвергается большой нагрузке.

Достоинство трансформаторного оборудования в том, что его конструкция несложная, а это значит что сборка не отнимет много времени

Инвертор – это аппарат, конструкция которого более сложная, поэтому собрать его самостоятельно не получится. Функционирует такое оборудование по принципу, позволяющему работать как со сталью, так и с различными цветными металлами. Технология изготовления предполагает использование небольшого по размеру трансформатора, который отличается компактными габаритами и небольшим весом. Инвертор потребляет небольшое количество электроэнергии и его можно подсоединять к генераторам.

Основы

Перед тем как начать делать поделки своими руками при помощи сварки нужно ознакомиться с азами проведения сварочных работ.

В начале нужно набраться опыта и попрактиковаться на куске ненужного металла. На начальном этапе изготовления сварных соединений, стоит научиться зажигать дугу и удерживать ее, при этом выдерживая постоянный рабочий зазор между заготовкой и электродом.

Следующее, в чем нужно набить руку – это техника создания сварного шва. После того, как вы наловчились и шов у вас получается ровным, можно переходить к регулировке тока для разных по толщине деталей, подвергаемых сварке.

Сварка – это техника, посредством которой соединяются две металлические детали. Процесс заключается в расплавлении их поверхностей в точке состыковки

Свариваются элементы в одну целую конструкцию благодаря слою связующего материала электрода. Выбор тока должен осуществляться таким образом, чтобы плавился только верхний слой изделия, иначе могут образоваться дыры.

Материал

Наверняка у каждого владельца частного дома или дачи в хозяйстве найдутся остатки металла. Например, вы монтировали газопровод, систему отопления или водоснабжения у вас завалялись неиспользованные трубы или просто куски металла, отрезки арматуры, гвозди, гайки, болты и т.д.

Из всех этих, казалось бы ненужных, деталей можно сделать отличные поделки, которые найдут свое применение на вашем участке.

Многие пользователи часто используют такой материал и для ремонта. Хорошо исследуйте свой гараж, возможно там завалялся старый садовый инвентарь, посуда, запчасти от автомобиля или велосипеда. Все это также может вам пригодиться.

Поделки из металла для дачи

Как уже отмечалось, сделать свой участок уютным и радующим глаз можно и без покупки нового инвентаря. Используя старый металл или железо можно сконструировать хорошее основание для скамейки или стола. Можно изготовить столешницу, доску для скамьи, качели и много других полезных для дачи вещей.

Любите проводить свободное время на шашлыках – можете изготовить мангал из старой стальной бочки. Сделать его можно разбирающимся, чтобы была возможность перевозить с одного места на другое. Вы можете создать его собственноручно посредством болгарки и дрели. Однако, наиболее оптимальным вариантом станет использование сварочного аппарата. Так, процесс создания конструкции будет более быстрым и легким.

Отличным украшением сада становятся скульптуры. Здесь для фантазии нет границ. Вы можете создать, что угодно. Для этого подойдут всевозможные металлические, бетонные, гипсовые детали. Если у вас под рукой есть сварочный аппарат, пачка электродов и самое главное – желание творить и создавать, то вы можете соорудить оригинальную композицию, которая займет достойное место на вашем участке, сделав его более привлекательным.

Сегодня, интересные дизайнерские идеи поделок из металла можно найти как в специализированных изданиях и сайтах, посвященных украшению дачных участков, так и придумать самому. В любом случае поделки из металла своими руками, даже созданные по имеющемуся чертежу будут уникальными, т.к. сварка – это в первую очередь творчество. Любой сварный шов, осуществленный определенным человеком и выполненный с определенным декоративным замыслом будет считаться своеобразным шедевром. Поэтому, вдохновляйтесь, придумывайте и воплощайте свои идеи в жизнь.

Техника безопасности

Для того чтобы сварочные работы прошли удачно и без происшествий не пренебрегайте правилами безопасности.

Будьте осторожны! Ни в коем не случае нельзя начинать сварку без маски или щитка, т.к. есть риск получения ультрафиолетового облучения.

Работайте в защитном костюме и перчатках. Так вы будете защищены от разлетающихся искр и брызг расплавленного металла.

Сварочный аппарат — узкоспециализированное оборудование, но практически каждому мужчине не раз в жизни приходилось искать подобный агрегат для ремонта домашней техники или автомобиля. Достаточно легко сделать сварочный аппарат своими руками, но при этом следует понимать, что оборудование годится для работы над небольшими конструкциями. Это будет сварка электродугой от источника переменного или постоянного тока.

Аргонная и газосварка требуют специальных знаний и аппаратуры. Изготовить газогенератор дома можно, но если у мастера нет профильного образования, велик риск совершить ошибку. Аппарат для аргонно-дуговой сварки проще брать в аренду, это стоит в десятки раз дешевле, чем мастерить оборудование самостоятельно.

Структурная схема сварочного аппарата

Сварочный аппарат для домашнего использования — это упрощенная конструкция с самыми простыми комплектующими деталями и несложной схемой сборки. Основная деталь — сварочный трансформатор, который можно сделать самостоятельно или использовать узел бытового прибора (например, микроволновой печи).

Сварочный инверторный агрегат устроен по схеме:

Сделать трансформатор можно самому, используя отработанные кабели проводов и необходимой длины медную ленту.

Если в трансформаторе используется круглая медная проволока, работа аппарата ограничивается 2-3 сварочными стержнями. Для охлаждения используют трансформаторное масло.

Шов на соединяемых деталях образуется за счет тепла, источником которой служит электродуга, возникающая между двумя электродами. Один из электродов — это свариваемый материал. Короткое замыкание, которое требуется для разогрева электрода (катода), приведет к возникновению устойчивого разряда температурой до 6000°С. Под его действием металл начнет плавиться. Это грубое описание процесса сварки для неспециалистов, которым в быту требуется просто быстро зафиксировать необходимый профиль, деталь.

Комплектация изделия

Сварочные инверторы самостоятельно делают достаточно редко. Это электронное устройство требует неоднократной проверки, специфических знаний и опыта. Самоделку на основе трансформатора сделать проще и, поскольку работать она должна от бытовой сети (чаще 220 В), то для выполнения мелкого домашнего ремонта этого аппарата будет вполне достаточно.

Сварочный инвертор на сеть в 220 В собирается по схеме, которая используются для приборов, работающих от промышленной трехфазной сети. Нужно знать, что эти аппараты будут иметь КПД на 60% выше, чем оборудование, приспособленное на однофазную сеть.

Cварочник из трансформатора изготавливается без дополнительных узлов, в комплектацию входит:

• трансформатор (можно сделать самому);
• изоляционный материал;
• держак сварочного стержня;
• ПРГ-кабель.

Более сложные изделия инверторы комплектуются:

• трансформатором;
• инвертором;
• системой вентиляции;
• амперным регулятором.

После сборки замеряется напряжение вторичной обмотки: значения не должны выходить за параметры 60-65 В.

Блок питания простого сварочника

Самодельные сварочные трансформаторы — простое оборудование для редкого ремонта. Магнитопроводом может служить статор. Первичная намотка будет подключаться к сети, вторичная рассчитана для получения электродуги и выполнения работ. Обмотка трансформатора состоит из медного провода или ленты (до 30 метров).

При сварке рекомендуется использовать электрод диаметром 3-4 мм. Сердечник трансформатора делают в форме подковы, его площадь сечения — около 50 кв см. Этих параметров достаточно для максимальной мощности.

Первичная намотка делается медной полосой с хлопчатой изоляцией. Можно использовать «голый» магнитопровод и заизолировать его отдельно. Полосками из хлопчатой ткани обматывают провод и пропитывают любым лаком для электротехнических работ. Вторичная обмотка наматывается после изолирования первичной. Сечение первичной обмотки 5-7 кв. мм, сечение вторичной — 25-30 кв. мм. После изоляции проводят тестирование параметров: может потребоваться большее количество витков.

Сварочный аппарат инверторного типа имеет более сложное устройство, может работать на постоянном или переменном токе и обеспечивает лучшее качество шва. Но если в быту требуется провести только точечную сварку (например при ремонте бытовой техники), то изготовление инверторного сварочника нецелесообразно. Если используется трансформатор от пылесоса или микроволновой печи, важно не повредить первичную обмотку. Вторичная обмотка в 80% случаев должна сниматься и переделываться, чтобы агрегат не перегревался.

Блок выпрямителя

Блок выпрямителя преобразует напряжение переменного сигнала в постоянный и состоит из небольшого количества мелких деталей:

• диодные мосты;
• конденсаторы;
• дроссель;
• вольтдобавка.

Выпрямитель собирается по принципу мостовой схемы, где на входе подается переменный ток, а с выходных клемм выходит постоянный. Оба устройства — трансформатор и выпрямитель для сварочника — оснащаются блоком принудительного охлаждения. Можно использовать кулер от блока питания компьютера.

Блок инвертора

Блок инвертора преобразует постоянный ток с выпрямителя в переменный и выдает напряжение до 40 В, силу тока до 150 А.

Инвертор работает по следующей схеме:

1. С розетки переменный ток (частота 50-60 Гц) поступает на выпрямитель, где выравнивается частота.Ток поступает на транзисторы, где постоянный сигнал преобразуется в переменный с увеличением частоты колебаний до 50 кГц.
2. Понижение напряжения высокочастотного потока на понижающем трансформаторе с 220 до 60 В. При этом увеличивается сила тока. Благодаря увеличению частоты в катушке инвертора используют лишь минимально допустимое количество витков.
3. На выходном выпрямителе происходит последнее преобразование электропотока в постоянный с большой силой и низким напряжением, который оптимально подходит для качественной сварки.

В сварочном приборе кроме главных этапов происходит корректировка силы тока, обеспечивается оптимальная вентиляция. Изготовить инвертор самому можно, руководствуясь подробной схемой.

Требуемый инструмент

Для сборки сварочного аппарата и изготовления понадобятся такие инструменты и приборы:

• ножовка;
• крепеж;
• паяльник;
• нож, зубило, пинцет и отвертки;
• металл листовой для каркаса;
• электроды;
• элементы сборки для трансформатора, асинхронный статор.

Сборка деталей аппарата происходит на текстолитовой основе, для корпуса используются листы алюминия или промышленной стали.

Изготовление

Все детали при схеме изготовления в домашних условиях трансформаторного сварочника будут располагаться в следующем порядке:

• выпрямитель;
• сетевой фильтр;
• преобразователь;
• трансформатор;
• силовой выпрямитель.

Из схемы можно исключить сетевой фильтр и выпрямитель, но электродуга будет плохоуправляема, а шов — некачественным (неровным, с большими рваными краями, которые потребуют зачистки).

1. Намотка катушек трансформатора. Для инверторного сварочника, который будет работать на переменном и постоянном токе, потребуется высокочастотный трансформатор с модулем преобразования.
2. Лакировка изоляции обмотки.
3. Сборка мгнитопровода. Оптимальный вариант — асинхронный статор от электромотора мощностью 4-5 кВт.
4. Пайка соединений катушек и вывода.
5. Проверка трансформатора.
6. Сборка диодного моста и соединение в схеме. Потребуется 5 диодов класса КВРС5010 или В200.
7. Установка охлаждающего радиатора на каждый диодный мост.
8. Монтаж дросселя на одной плате с выпрямителем.
9. Установка регулятора тока на панели управления.
10. Обеспечение вентиляции всей конструкции. В корпус аппарата для сварки по периметру устанавливаются вентиляторы.
11. Выход на рабочие электроды и держак устанавливается на передней стенке, шнур питания на противоположной.
12. Между платой с блоком питания и силовым узлом рекомендуется установить порог из листового металла, конденсатор напряжения, который будет стабилизировать ток в электродуге.

Вес собранного аппарата для мелкого ремонта от 10 кг. Диодный мост с дросселем рекомендуется изготавливать в отдельном корпусе, для уменьшения веса. Этот узел будет необходимо подключать к аппарату для сварки нержавеющей стали. При переменном напряжении сети для сварки железного профиля, ремонта кузовных работ или точечных прихватов оборудование типа полуавтомат практически не требуется.

На переменном токе

Самодельный сварочный аппарат, работающий на переменном токе, имеет преимущества:

1. Надежный шов. На переменном токе дуга не отклоняется от изначальной оси, это помогает новичкам делать ровный и качественный шов.
2. Простой способ сборки аппарата.
3. Бюджетная стоимость комплектующих.
4. Необходимо подключить только к однофазной сети, достаточно бытовой розетки.

Главный недостаток контактно-сварочного аппарата – разбрызгивание металла во время работы из-за прерывания синусоиды электродуги и быстрый перегрев трансформатора. Для сварки деталей толщиной до 2 мм диаметр электрода должен быть 1,5-3 мм. Сварка листов от 4 мм проводится стержнями 3-4 мм при силе тока аппарата не менее 150 Ампер.

На постоянном токе

Самодельные аппараты постоянного тока широко используются для дома, но при сборке требуют навыков, времени и большего количества мелких деталей. Среди преимуществ оборудования:

• устойчивая дуга позволяет варить сложные и тонкостенные конструкции;
• отсутствие неприхваченных участков;
• нет брызг металла, срезка заусенцев и зачистка швов не требуется.

Укомплектованный сварочный аппарат постоянного тока своими руками рекомендуется несколько раз проверить на перегрев трансформатора, конденсатора и диодного моста в тестовом режиме перед основной эксплуатацией.

В конструкцию самодельных аппаратов для сварки можно вносить изменения и постоянно их дорабатывать. Можно сделать агрегат, который бы работал на постоянном токе, минимальную конструкцию, работающую на переменном сигнале при минимальной силе до 40А, или массивный стационарный агрегат для установки в мастерской.