Instrumenti

Transformator za zavarivanje “uradi sam”

Danas je teško zamisliti izgradnju i stvaranje različitih metalnih konstrukcija bez upotrebe transformatora za zavarivanje. Visoka pouzdanost spojeva konstrukcija i jednostavnost izvođenja radova omogućili su aparatu za zavarivanje da čvrsto zauzme svoje mjesto u arsenalu bilo kojeg graditelja. Takav transformator možete kupiti u bilo kojoj trgovini hardvera. No, ne može uvijek tvornički model zadovoljiti određene zahtjeve i zahtjeve. Stoga mnogi pokušavaju sami napraviti transformator za zavarivanje. Proizvodnja domaćeg transformatora za zavarivanje odvija se u nekoliko faza, od proračuna do ugradnje.

Da biste razumjeli cijeli proces izrade transformatora za zavarivanje vlastitim rukama, morate razumjeti princip njegova rada, koji se sastoji u pretvaranju napona od 220 volti u niži napon do 80 volti. U ovom slučaju, jačina struje se povećava s 1,5 ampera na 160 – 200 ampera, a u industrijskim do 1000 ampera. Ta ovisnost transformatora za zavarivanje naziva se i karakteristika sniženja volt-ampera i jedna je od temeljnih karakteristika aparata. Na temelju te ovisnosti izgrađena je cijela konstrukcija zavarivačkog transformatora i izvršeni svi potrebni proračuni te su stvoreni različiti modeli strojeva za zavarivanje..

Vrste domaćih transformatora za zavarivanje

Više od dvije stotine godina prošlo je od otkrića fenomena električnog luka i stvaranja prvog stroja za zavarivanje. Za sve to vrijeme poboljšani su zavarivački transformator i metode zavarivanja. Danas možete vidjeti nekoliko različitih dizajna aparata za zavarivanje, različite složenosti i principa rada. Među njima, najpopularniji za izradu vlastitim rukama su transformatori za zavarivanje za otporno zavarivanje i za luk.

Transformator za elektrolučno zavarivanje

Transformator za elektrolučno zavarivanje

Transformatori za elektrolučno zavarivanje najrasprostranjeniji su među obrtnicima. Postoji nekoliko razloga za ovu popularnost. Prvo, jednostavan i pouzdan dizajn aparata. Drugo, širok raspon primjena. Treće, jednostavnost i prenosivost. No, osim gore opisanih prednosti, ručno zavarivanje ima niz nedostataka, među kojima su glavni niska učinkovitost i ovisnost kvalitete zavara o vještini zavarivača..

Ručno lučno zavarivanje najčešće se široko koristi za razne popravke i građevinske radove, izradu metalnih konstrukcija i dijelova konstrukcija, zavarivanje cijevi. Uz pomoć lučnog zavarivanja moguće je rezanje i zavarivanje metala različitih debljina.

Transformator za točkasto zavarivanje

Dizajn takvih transformatora prilično je jednostavan. Uređaj se sastoji od samog transformatora, regulatora struje, držača za elektrode i stezaljke za uzemljenje. Odvojeno, vrijedi istaknuti središnji element – transformator. Njegov dizajn može biti nekoliko vrsta, ali najpopularniji su domaći transformatori za zavarivanje s toroidnim magnetskim krugom u obliku slova U. Oko magnetske jezgre nalaze se dva namota bakrene ili aluminijske žice – primarni i sekundarni. Ovisno o karakteristikama izvedbe, mijenja se debljina žice na namotima, kao i broj zavoja.

Transformator za točkasto zavarivanje

Transformator za točkasto zavarivanje

Ova vrsta zavarivanja naziva se i otporno zavarivanje, a transformatori za zavarivanje se nešto razlikuju od strojeva za elektrolučno zavarivanje. Ključna razlika leži u načinu zavarivanja. Dakle, ako se pri elektrolučnom zavarivanju taljenje događa uz pomoć električnog luka koji nastaje između elektrode i površine koju je potrebno zavariti, tada se kod zavarivačkog zavarivanja točkovno zagrijavanje zavara električnom strujom izvodi pomoću dvije naoštrene bakrene elektrode i visokog tlaka za veza. Kao rezultat toga, metal obradaka na mjestu udarca se topi i stapa.

Točkasto zavarivanje našlo je široku primjenu u automobilskoj industriji, u građevinarstvu pri stvaranju okvira od armature za armiranobetonske konstrukcije, zavarivanjem tankih limova aluminija, nehrđajućeg čelika, bakra i drugih metala koji zahtijevaju posebne uvjete za zavarivanje.

Uređaj transformatora za točkasto zavarivanje

Dizajn transformatora za točkasto zavarivanje također ima određene razlike. Prvo, to se tiče nedostatka nanesenih elektroda. Umjesto toga koriste se šiljasti bakreni kontakti, između kojih se nalaze elementi za zavarivanje. Drugo, transformatori u takvim uređajima su manje snažni i izrađeni su s jezgrom u obliku slova U. Treće, strojevi za kontaktno zavarivanje u svom dizajnu imaju set kondenzatora, koji nije potreban za elektrolučno zavarivanje..

No, bez obzira na to planirate li napraviti zavarivanje luka ili otpornički transformator, morate znati njihove karakteristike. I shvatite za što je svaki od njih odgovoran i kako možete promijeniti ovu ili onu karakteristiku.

Karakteristike zavarivačkih transformatora

Karakteristike zavarivačkih transformatora

Učinkovitost transformatora za zavarivanje određena je njegovim karakteristikama. Znajući i razumijevajući za što je odgovorna ova ili ona karakteristika, lako možete izračunati transformator za zavarivanje i sastaviti uređaj vlastitim rukama.

Mrežni napon i broj faza

Ova karakteristika označava napon mreže iz koje će se napajati transformator za zavarivanje. Najčešće su domaći transformatori za zavarivanje dizajnirani za napon od 220 V, ali ponekad to može biti i 380 V. Prilikom izvođenja proračuna i stvaranja kruga ovaj je parametar jedan od glavnih.

Nazivna struja zavarivanja transformatora

Ova je karakteristika temeljna za bilo koji zavarivački transformator. Sposobnost zavarivanja i rezanja metalnog obratka ovisi o vrijednosti nazivne struje zavarivanja. U domaćim i kućnim transformatorima za zavarivanje vrijednost nazivne struje ne prelazi 200 A. Ali to je više nego dovoljno, pogotovo jer što je ovaj pokazatelj veći, veća je težina samog transformatora. Na primjer, u industrijskim zavarivačkim transformatorima struja zavarivanja može doseći 1000 A, a težina takvih uređaja bit će veća od 300 kg..

Granice regulacije struje zavarivanja

Kod zavarivanja metala različite debljine potrebna je određena jakost struje, inače se metal neće rastopiti. Za to je predviđen regulator u dizajnu zavarivačkih transformatora. Najčešće se granice podešavanja postavljaju na temelju potrebe korištenja elektroda određenog promjera. Za domaće strojeve za lučno zavarivanje granice podešavanja su u rasponu od 50 A do 200 A. Za transformatore za zavarivanje otpornosti, upravljačke granice počinju od 800 A do 1000 A i više.

Promjer elektrode

Za zavarivanje metala različitih debljina pomoću istog stroja za zavarivanje luka morate podesiti nazivnu struju zavarivanja, a također koristiti i elektrode različitih promjera. Treba jasno razumjeti da zavarivanje tankim elektrodama zahtijeva nisku jakost struje, a za deblje, naprotiv, veliku. Isto vrijedi i za debljinu metala. Donja tablica prikazuje sažetak promjera korištenih elektroda, ovisno o debljini metala i jačini struje transformatora..

Važno! Za transformatore za zavarivanje otpor je važan i promjer elektroda. Ali istodobno se koriste dva parametra – promjer same elektrode i promjer njezinog dijela u obliku konusa..

Nazivni radni napon

Kao što već znamo, transformator za zavarivanje radi na snižavanju ulaznog napona na nižu vrijednost. Izlazni napon naziva se nominalni i ne prelazi 80 volti. Za transformatore za elektrolučno zavarivanje nazivni raspon napona je između 30 – 70 volti. Štoviše, ova karakteristika nije podesiva i početno se postavlja. Transformatori za točkasto zavarivanje, za razliku od lučnih, imaju još niži nazivni napon reda 1,5 – 2 V. Takvi su pokazatelji sasvim prirodni, s obzirom na odnos napona i struje. Što je veća amperaža, niži je napon.

Nominalni način rada

Ova je izvedba jedna od ključnih. Nominalni način rada pokazuje koliko dugo možete raditi kontinuirano i koliko vam je potrebno da se ohladi. Za vlastite transformatore za zavarivanje nominalni način rada je u rasponu od 30%. Odnosno, od 10 minuta, 3 se mogu kuhati kontinuirano i ostaviti da miruju 7 minuta..

Potrošnja i izlazna snaga

Zapravo, ova dva pokazatelja imaju mali učinak. Ali poznavajući oba ova pokazatelja, možete izračunati učinkovitost transformatora za zavarivanje. Što je razlika između potrošnje i izlazne snage manja, to bolje. Treba napomenuti da se prilikom izvođenja izračuna vrijednost potrošnje energije mora znati i uzeti u obzir..

Napon otvorenog kruga

Ovaj je pokazatelj važan za transformatore za lučno zavarivanje. On je odgovoran za pojavu luka. Što je ta brojka veća, lakše je pokrenuti luk zavarivanja. No napon otvorenog kruga ograničen je sigurnosnim pravilima i ne smije prelaziti 80 volti.

Shema transformatora za zavarivanje

Prilikom stvaranja transformatora za zavarivanje vlastitim rukama, ne možete bez njegovog shematskog dijagrama. Zapravo, u tome nema posebnih poteškoća, pogotovo jer je sam uređaj transformatora prilično jednostavan. Donji dijagram prikazuje najjednostavniji transformator za zavarivanje luka.

Jednostavni transformator za zavarivanje luka

Važno! Oni koji su slabo upućeni ili uopće ne razumiju električna kola trebaju se prvo upoznati s GOST 21.614 “Uvjetne grafičke slike električne opreme i ožičenja u izvorniku.” I tek tada nastavite s stvaranjem kruga za transformator za zavarivanje.

Razvojem elektrotehnike i tehnologije poboljšan je krug transformatora za zavarivanje. Danas se u domaćim aparatima za zavarivanje mogu vidjeti diodni mostovi i različiti regulatori jačine struje zavarivanja. Donja shema transformatora za zavarivanje luka prikazuje kako je diodni most integriran u njega..

Shema transformatora lučnog zavarivanja

Važno! Najpopularniji među domaćim transformatorima za zavarivanje luka je toroidni. Takav uređaj ima izvrsne karakteristike performansi, koje su za red veličine veće od transformatora s jezgrom u obliku slova U. To se prvenstveno odnosi na visoku učinkovitost i nazivnu struju, što povoljno utječe na ukupnu težinu uređaja..

Za razliku od gore opisanih, transformatorski krug točkastog zavarivanja složeniji je i može uključivati ​​kondenzatore, tiristore i diode. Ovo punjenje omogućuje finiju kontrolu jakosti struje, kao i vrijeme kontaktnog zavarivanja. Približni dijagram transformatora za zavarivanje može se vidjeti u nastavku..

Dijagram transformatora za zavarivanje

Osim gore navedenih shema aparata za zavarivanje, postoje i drugi. Njihovo pronalaženje neće biti teško. Objavljuju se i na internetu i u raznim časopisima i knjigama o elektrotehnici. Nakon što ste dobili shemu koja vam se najviše sviđa, možete započeti izračun i sastavljanje transformatora za zavarivanje.

Proračun transformatora za zavarivanje

Kao što je već opisano, transformator se sastoji od jezgre i dva namota. Upravo su ti strukturni elementi odgovorni za osnovne performanse transformatora za zavarivanje. Znajući unaprijed kolika bi trebala biti nazivna struja, napon na primarnom i sekundarnom namotu, kao i drugi parametri, proračun se vrši za namote, jezgru i presjek žice.

Proračun transformatora za zavarivanje

Prilikom izračunavanja transformatora za zavarivanje, kao osnova uzimaju se sljedeći podaci:

  • primarni napon U1. Zapravo, ovo je mrežni napon s kojeg će transformator raditi. Može biti 220V ili 380V;
  • nazivni napon sekundarnog namota U2. Napon električne energije, koji bi trebao biti nakon snižavanja ulaza i ne prelaziti 80 V. Potrebno za udaranje luka;
  • nazivna struja sekundarnog namota I. Ovaj se parametar odabire na temelju toga koje će se elektrode zavariti i koja se najveća debljina metala može zavariti;
  • površina presjeka jezgre Ss. Pouzdanost aparata ovisi o površini jezgre. Optimalna površina presjeka je od 45 do 55 cm2;
  • područje prozora Dakle. Područje prozora jezgre odabire se na temelju dobrog magnetskog rasipanja, rasipanja viška topline i pogodnosti namotavanja žice. Parametri od 80 do 110 cm2 smatraju se optimalnim;
  • gustoća struje u namotu (A / mm2). Ovo je prilično važan parametar odgovoran za električne gubitke u namotima transformatora. Za domaće transformatore za zavarivanje ta je brojka 2,5 – 3 A.

Kao primjer izračuna uzimamo sljedeće parametre za zavarivački transformator: mrežni napon U1 = 220 V, napon sekundarnog namota U2 = 60 V, nazivna struja 180 A, površina presjeka jezgre Sc = 45 cm2, površina prozora So = 100 cm2 , gustoća struje u namotu 3 A.

Prvo što treba izračunati je snaga samog transformatora:

P = 1,5 * Ss * Dakle = 1,5 * 45 * 100 = 6750 W ili 6,75 kW.

Važno! U ovoj formuli koeficijent 1,5 je primjenjiv za transformatore s jezgrom tipa P, Sh.Za toroidne transformatore taj koeficijent je 1,9, a za jezgre tipa PL, SHL 1,7.

Zatim izračunavamo broj zavoja za svaki od namota. Da bismo to učinili, prvo izračunamo broj zavoja po 1 V prema formuli K = 50 / Ss = 50/45 = 1,11 zavoja za svaki potrošeni Volt.

Važno! Kao i u prvoj formuli, koeficijent 50 koristi se za transformatore s jezgrom tipa P, Sh. Za toroidne transformatore bit će 35, a za jezgre tipa PL, SHL 40.

Sada izračunavamo najveću struju na primarnom namotu prema formuli: Imax = P / U = 6750/220 = 30,7 A. Ostaje izračunati zavoje na temelju dobivenih podataka.

Za izračun zavoja koristimo formulu Wx = Ux * K. Za sekundarni namot to će biti W2 = U2 * K = 60 * 1,11 = 67 zavoja. Za primarni izračun izvršit ćemo nešto kasnije, budući da se tamo koristi drugačija formula. Često se, osobito za toroidne transformatore, vrši proračun koraka regulacije struje. To se radi kako bi se žica izvela na određenom zavoju. Izračun se vrši prema sljedećoj formuli: W1st = (220 * W2) / Ust.

Gdje:

Ust – izlazni napon sekundarnog namota.

W2 – zavoji sekundarnog namota.

W1st – zavoji primarnog namota određene faze.

Ali prvo je potrebno izračunati napon svakog stupnja Ust. Da biste to učinili, upotrijebite formulu U = P / I. Na primjer, moramo napraviti četiri stupnja s regulacijom na 90 A, 100 A, 130 A i 160 A za naš transformator od 6750 W. Zamjenom podataka u formulu dobivamo U1st1 = 75 V, U1st2 = 67,5 V, U1st3 = 52 V, U1st4 = 42,2 V.

Dobivene vrijednosti zamjenjujemo u formu za izračunavanje zavoja za korake podešavanja i dobivamo W1st1 = 197 zavoja, W1st2 = 219 zavoja, W1st3 = 284 zavoja, W1st4 = 350 zavoja. Dodajući još 5% maksimalnoj vrijednosti dobivenih zavoja za 4. fazu, dobivamo stvarni broj zavoja – 385 zavoja.

Na kraju izračunavamo presjek žice na primarnom i sekundarnom namotu. Da bismo to učinili, maksimalnu struju za svaki namot dijelimo s gustoćom struje. Kao rezultat toga dobivamo Sperv = 11 mm2 i Svtor = 60 mm2.

Važno! Na isti se način izračunava transformator za zavarivanje. No postoji niz značajnih razlika. Činjenica je da je nazivna struja sekundarnog namota za takve transformatore reda veličine 2000 – 5000 A za one male snage i do 150 000 A za snažne. Osim toga, za takve transformatore regulacija se vrši do 8 koraka pomoću kondenzatora i diodnog mosta..

Ugradnja transformatora za zavarivanje

Imajući u ruci sve izračune i dijagram, možete početi sastavljati transformator. Sav posao neće biti toliko težak koliko mukotrpan, jer ćete morati brojati broj zavoja i ne izgubiti se. Unatoč činjenici da je toroidni transformator za zavarivanje najpopularniji među domaćim uređajima, razmislite o instalaciji na primjeru transformatora s jezgrom u obliku slova U. Ova vrsta transformatora nešto je lakša za sastavljanje za razliku od toroidnih i druga je najpopularnija među domaćim proizvodima..

Dijelovi kutije domaćeg transformatora

Počinjemo raditi s stvaranje okvira za namote. Za to koristimo tektolitne ploče. Ovaj se materijal koristi za izradu ploča s žigom. Iz ploča smo izrezali dijelove za dvije kutije. Svaka kutija će se sastojati od dva gornja poklopca s otvorima za četiri zida. Površina unutarnjih utora odgovarat će površini presjeka jezgre s blagim povećanjem za stijenke kutije. Primjer kako bi dijelovi kutije trebali izgledati može se vidjeti na fotografiji..

Izolacija okvira zavarivačkog transformatora

Sastavivši okvire za namote, izoliramo ih izolacijom otpornom na toplinu. Zatim počinjemo navijati namote.

Primarni namot transformatora za zavarivanje Sekundarni namot transformatora za zavarivanje

Preporučljivo je uzeti žice za namote s staklenom izolacijom otpornom na toplinu. To će, naravno, biti nešto skuplje u usporedbi s uobičajenim ožičenjem, ali kao rezultat toga neće biti glavobolja u vezi mogućeg pregrijavanja i kvara namota. Nakon što smo namotali jedan sloj ožičenja, izoliramo ga i tek nakon toga počinjemo namotati sljedeći. Ne zaboravite napraviti zavoje na određenom broju pletenica. Na kraju stvaranja namota namotamo sloj gornje izolacije. Popravljamo bakrene vijke na krajevima zavoja..

Važno! Prije ugradnje i učvršćivanja vijaka na krajevima žica, ove posljednje provlačimo kroz dodatne rupe izrezane u gornjoj ploči okvira PCB -a.

Sastavljanje jezgre transformatora za zavarivanje Jezgra transformatora za zavarivanje s namotima

Sada počinjemo sastavljati i laminirati magnetski krug transformatora za zavarivanje. Za njega se koristi željezo, stvoreno posebno za to. Metal ima određene pokazatelje magnetske indukcije, a neodgovarajuća marka može sve pokvariti. Metalne jezgre mogu se ukloniti sa starih transformatora ili kupiti zasebno. Ploče su debele oko 1 mm, a za sastavljanje cijele jezgre potrebno je samo strpljivo spojiti sve ploče. Po završetku provjerite ima li namota ispitivačem sve greške..

Ugradnja diodnog mosta u domaći transformator za zavarivanje

Po završetku montaže transformatora, radimo diodni most i instalirajte regulator struje. Za diodni most koristimo diode tipa B200 ili KBPC5010. Svaka dioda ima nazivnu vrijednost 50 A, pa su 4 takve diode potrebne za zavarivački transformator s naponom od 180 A. Sve diode su pričvršćene na aluminijski radijator i spojene paralelno s prigušnicom na slavine iz namota. Ostaje samo sastaviti kućište i tamo postavite transformator za zavarivanje.

Domaći transformator za zavarivanje

Dobar DIY transformator za zavarivanje možda neće raditi prvi put. Za to postoji mnogo razloga, počevši od pogrešaka u izračunima i završavajući nedostatkom iskustva u sastavljanju i ugradnji električne opreme. Ali sve dolazi s iskustvom, a jednom ili dvaput premotavajući namote transformatora, možete dobiti željeni rezultat.