До широкого поширення інверторних зварювальних апаратів зварювання змінним струмом була основним способом. Серед достоїнств зварювальних апаратів змінного струму можна виділити низьку вартість і простоту виготовлення. 
Зварювальний випрямляч «SELMA ВДГ-303-3»
Недоліки такі:
- нестійкість дуги і труднощі з її підпал;
- неможливість зварювання вуглецевих і нержавіючих сталей;
- потрібні зварювальні електроди, виключно розраховані на змінний струм.
Більш практичні апарати постійного струму. Вони дозволяють вести зварювальні роботи практично з усіма видами стали. Електроди, призначені для роботи на змінному струмі, також прекрасно справляються зі своїми завданнями.
Зараз на ринку електротоварів можна знайти недорогі зварювальні апарати інверторного типу. Їх переваги:
- простота роботи (навіть для новачка);
- легкість;
- широкий діапазон застосовуваних електродів;
- можливість регулювати зварювальний струм у великих межах;
- високий ККД.
Самий істотний недолік джерел живлення інверторного типу - їх складність. Інвертор - це продукт високотехнологічної електроніки. Ремонтом такої апаратури займаються тільки спеціалізовані центри, а вартість запасних частин часом порівнянна з вартістю нового апарату.
З іншого боку, є багато видів робіт, які вимагають разового застосування варіння, наприклад, будівництво в приватному будинку або на дачній ділянці. Заради цього купувати зварювальний інвертор не має сенсу.
теорія випрямлення
Якщо є старий зварювальний апарат змінного струму, не має значення, промисловий або саморобний, то його можна з мінімальними витратами переобладнати для робіт з постійним струмом, виготовивши зварювальний випрямляч своїми руками.
Для початку слід розібратися з теорією випрямлення. Графік залежності напруги від часу для змінного струму являє собою синусоїду, в якій виділяються позитивний і негативний напівперіоди (рис. Нижче).
Форма змінного струму
Для випрямлення змінного струму використовуються напівпровідникові елементи - діоди. Їх властивість таке, що вони пропускають струм тільки в одному напрямку. Існує багато схем включення діодів випрямляча:
- однонапівперіодна;
- двонапівперіодна з середньою точкою;
- бруківка.
Мостова схема потребує найбільшої кількості випрямляючих діодів, але в той же час тільки вона дозволяє найбільш повно використовувати характеристики трансформатора, без необхідності переробки останнього (рис. Нижче).
Мостова схема випрямляча
Після випрямлення графік напруги має вигляд, як на малюнку нижче.
Форма випрямленої струму
Тепер виходить не змінний струм, а пульсуючий. Такий струм для зварювання ще менш придатний, ніж змінний. Щоб отримати саме постійний струм, випрямляч слід доповнити конденсатором. У момент наявності напруги конденсатор запасає в себе електричну енергію, а коли напруга знижується, то він її віддає назад в ланцюг. З урахуванням навантаження коливання напруги на конденсаторі мають вигляд, як на рис. нижче.
Напруга на конденсаторі фільтра
Таким струмом можна варити. Ще більше поліпшити характеристики зварювального апарату можна, доповнивши схему дроселем (рис. Нижче).
Схема випрямляча з дроселем
На схемі напруга U2 подається з вихідний обмотки зварювального трансформатора на діодний міст VD1-VD4. Випрямлена напруга надходить на дросель L1 з відведенням від середини обмотки. Разом з конденсатором C1 дросель утворює фільтр низьких частот.
Дросель згладжує імпульси струму, неминучі при зварюванні. Але, найголовніше, в даному випадку утворюється фільтр, який пропускає через себе тільки постійний струм, а решту змінну складову випрямленої струму затримує.
Дана схема являє собою найпростіший пристрій зварювального випрямляча, який нескладно виготовити своїми руками.
виготовлення випрямляча
Зварювання проводиться великими струмами, тому деталі для випрямляча будуть кілька специфічними. Для початку треба визначитися, якими електродами буде проводитися зварювання. Для електродів діаметром 3 мм максимальний зварювальний струм становить 150 А. Електродами діаметром 4 мм можна варити при струмі до 200 А. Для домашніх робіт таких діаметрів цілком достатньо.
Отже, діоди випрямляча апарату повинні бути розраховані на струм не менше 200 А. А якщо врахувати, що на максимальному струмі роботи навряд чи будуть проводитися, то можна обійтися широко поширеними і недорогими діодами ВК2-200. Дані діоди мають різьбовий фланець для кріплення на стандартний алюмінієвий радіатор (рис. Нижче).
Зовнішній вигляд випрямного діода з радіатором
Без радіаторів діоди використовувати не можна навіть на мінімальних токах.
Діоди ВК2-200 випускаються промисловістю кілька десятиліть і відрізняються високою надійністю. При бажанні можна зменшити габарити апарату і придбати сучасні малогабаритні випрямні діоди з відповідними характеристиками, але їх ціна робить таку заміну зовсім невиправданою. До того ж, використовуючи зварювання на присадибній ділянці і з огляду на вагу основного зварювального трансформатора, вага і габарити випрямляча можна до уваги не приймати.
Як було сказано вище, для діодів також необхідно придбати радіатори охолодження.
Конденсатори фільтра зварювального апарату повинні бути розраховані на максимальну напругу пульсацій. Більшість публікацій спирається на розрахунок напруги таким чином - береться напруга холостого ходу (75-80 В) і множиться на два. Тому всі рекомендації зводяться до вибору конденсаторів з робочою напругою не більше 150 В.
Процес зварювання характеризується різкими стрибками струму, що з урахуванням індуктивності дроселя дасть викиди напруги на конденсаторі в кілька разів більше. Тому конденсатори випрямляча зварювального апарату повинні бути на робочу напругу не менше 250 В.
Ємність конденсаторів фільтра повинна бути приблизно 400 мкФ. Найкраще застосовувати конденсатори типу МБГО, МБГЧ, але вони мають маленьку ємність (з таким напруга зазвичай не більше 4 мкФ), тому, з'єднані паралельно у великій кількості, утворюють вельми габаритну конструкцію.
Можна використовувати потужні електролітичні конденсатори, розраховані на роботу в силових ланцюгах. Перевага електролітичних конденсаторів в їх габаритах.
Електролітичні конденсатори категорично заборонено підключати зворотною полярністю. Також, збираючи зварювальний випрямляч своїми руками, не можна застосовувати звичайні конденсатори, які встановлені в радіоапаратурі. Вони не пристосовані для роботи з великими імпульсними струмами.
Дросель фільтра намотується на сердечнику з трансформаторного заліза поперечним перерізом 30-40 мм 2. В крайньому випадку, для виготовлення дроселя своїми руками можна використовувати два сердечника від старих лампових кольорових телевізорів ТС-270.
Каркас для намотування дроселя виготовляють з урахуванням наявного сердечника з текстоліту товщиною 1.5-2 мм. При певних навичках краще зовсім відмовитися від каркаса і зробити бескаркасную обмотку.
Намотування ведеться мідної ізольованою шиною 8х3 мм. Замість шини можна використовувати гнучкий провід, зокрема, дуже добре підходить провід марки БПВЛ. Перетин дроту повинна становити не менше 20 мм 2. Число витків обмотки має бути близько 35-40. Сердечник дроселя збирають з зазором 2 мм. Приклеювати обмотки або каркас до сердечника поки не можна, можливо буде потрібно регулювання зазору або кількості витків дроселя.
Якщо є можливість, то можна зробити кілька відводів від обмотки дроселя, наприклад, від 30-го і 35-го витків.
Зібраний дросель виглядає приблизно так, як на рис. нижче.
Зовнішній вигляд дроселя фільтра зварювального апарату
збірка конструкції
Всі елементи випрямляча закріплюються на міцному непроводящем підставі. Найкраще, якщо це буде текстолитовая пластина, але цілком можна обійтися і фанерою 10 мм. Фанеру треба просочити оліфою з двох сторін і дочекатися, поки вона висохне. Небажано кріпити елементи впритул один до одного. Під час зварювальних робіт, особливо на великих токах, на діодах випрямляча і дроселі виділяється велика кількість тепла. Тому корпус готової конструкції обов'язково потрібно обладнати отворами для вентиляції.
Катоди діодів електрично з'єднані з радіатором, тому радіатори не повинні мати між собою електричного з'єднання. Виняток становлять лише ті, діоди яких за схемою з'єднані своїми катодами.
Після збірки конструкції апарату своїми руками її необхідно випробувати. Відчувають зварювальний випрямляч шляхом пробної зварювання. Необхідно звертати увагу на запалювання дуги, її стабільність, якість зварного шва. У разі необхідності потрібно відрегулювати зазор в дроселі фільтра випрямляча.
Методика регулювання наступна. Проводиться пробна зварювання електродами декількох діаметрів на різних відводах дроселя. Якщо все електроди варять задовільно при перемиканні висновків, то на цьому можна зупинитися. Тільки треба не забути, який висновок і коли підключати.
Якщо на якійсь стадії дослідів не вдається досягти прийнятного результату, то треба змінити величину зазору і заново все перевірити. Можливо, навіть доведеться зменшити або збільшити число витків обмотки.
Зварювальний апарат характеризується високим значенням напруги холостого ходу. Як правило, воно становить від 70 до 80 В. Така напруга апарату, особливо при вологій погоді, може бути смертельно небезпечним.
Випрямляч в роботі. Відео
На те, як працює зварювальний випрямляч, можна подивитися в цьому відео.
Всі роботи зі зварюванням необхідно виконувати в зварювальної масці. В іншому випадку можливе непоправне погіршення зору, оскільки зварювальний дуга є потужним джерелом жорсткого ультрафіолетового випромінювання. Щоб уникнути опіків від бризок розплавленого металу або шлаку, взуття та одяг повинні бути з міцного і негорючого матеріалу. На руки обов'язково одягаються брезентові рукавиці.
Оцініть статтю:
