Электромагнитный импульс высокой мощности своими руками. Как сделать магнитострикционный излучатель своими руками: описание, схема и рекомендации. Что нужно для сборки

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.

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.

Практика использования

Аппараты, собранные так, как говорится в инструкции, работают продолжительное время. Сварочные стыки получаются достаточно прочными.

Самодельный импульсный сварочник, подойдет только для использования в хозяйстве, а вот для профессиональной работы он непригоден. Затратная часть при сборке такого сварочника не отставит равнодушным ни одного хозяина.

Напряжение, которое необходимо для работы такого устройства должно быть в пределах 220 В. Но иногда могут быть сбои напряжения, особенно если работы выполняются в загородном доме.

Несмотря на это, дуга имеет стабильное и простое воспламенение. Наиболее подходящий тип электродов для самодельного сварочного устройства — это электроды, которые плавятся.

Такой тип сваривания достаточно прочный и имеет вполне устойчивое возгорание дуги.

Чтобы всё-таки собрать самодельный импульсный сварочный аппарат нужно выделить всего лишь немного свободного времени. И результат не останется неоправданным.

Это будет наиболее экономным вариантом, исходя из надобности выполнения сварочных работ. И это никак не влияет на качество выполненной работы.

Сборка импульсной сварки

Преобразователь

Начнем со сборки преобразователя. Который также называют силовой частью сварочного аппарата. Ниже вы можете видеть подробную схему сборки.

Также мы привели несколько таблиц со спецификациями используемых комплектующих.

Схема управления

Ниже приведена понятная и рабочая схема управления, а также видна небольшая часть схемы запуска аппарата.

Как и при сборке преобразователя мы привели несколько таблиц со спецификациями используемых комплектующих.

Плата

Ниже вы можете видеть схематичное изображение печатной платы.

А вот схема расположения всех элементов на плате.

Обращаем ваше внимание, «мягкий запуск» размещается на плате управления.

Прибор в сборе

Ниже вы можете видеть прибор в сборе. Это его простейший вид. Не хватает корпуса с вентиляторами, платы управления (ее нужно прикрепить к самому корпусу), разъема для сварочного тока, а также сетевого фильтра и предохранительного автомата (тоже крепится к корпусу).

Что вам понадобится

• Медная проволока (ЭМ излучатель)
• Одноразовый фотоаппарат (ЭМ излучатель)
• Железный прут (ЭМ излучатель)
• Припой и паяльник (ЭМ излучатель)
• Пальчиковая батарейка (портативное устройство ЭМИ)
• Батарейный отсек (портативное устройство ЭМИ)
• Медная проволока (портативное устройство ЭМИ)
• Картонная коробка (портативное устройство ЭМИ)
• Одноразовый фотоаппарат (со вспышкой; портативное устройство ЭМИ)
• Изолента (портативное устройство ЭМИ)
• Железный сердечник (желательно цилиндрической формы; портативное устройство ЭМИ)
• Резиновые перчатки (рекомендовано для обоих устройств)
• Простой электрический выключатель (портативное устройство ЭМИ)
• Припой и паяльник (портативное устройство ЭМИ)
• Радиоантенна (портативное устройство ЭМИ)

Опыт применения

Наш опыт показал, что устройство, собранное по данным схемам, работает практически безотказно. Мы остались довольны функционалом и качеством получаемых швов. Конечно, с помощью такого агрегата вы не сможете выполнить профессиональные сварочные работы, но оно и не нужно. Такой самодельный сварочник подойдет для импульсной сварки забора или теплицы. Словом, он не подведет ни одного домашнего умельца, при этом его сборка обойдется очень дешево.

Собранный по данным схемам сварочник предназначен для работы в сети 220В. Но на нашей памяти случались ситуации, когда напряжение было нестабильным, особенно на даче. Тем не менее, дуга горела стабильно, зажигалась довольно просто. Да, это не профессиональная микроимпульсная сварка, но все же. Кстати, рекомендуем использовать в работе с таким самодельным аппаратом только плавящиеся электроды. Сварка плавящимся электродом куда эффективнее и неплохо стабилизирует горение дуги.

Естественно, для сборки нам понадобилось потратить свое личное время и силы. Но конечная стоимость самодельного аппарата для импульсной сварки оказалась в несколько раз ниже, тем у бюджетных моделей из магазина. При этом самодельное устройство отлично справляется со своими функциями.

Можно ли защититься?

После первых испытаний ядерного оружия и определения электромагнитного излучения, как одного из его основных поражающих факторов, в СССР и США начали работать над защитой от ЭМИ.

К этому вопросу в СССР подходили очень серьезно. Советская армия готовилась воевать в условиях ядерной войны, поэтому вся боевая техника изготавливалась с учетом возможного воздействия на нее электромагнитных импульсов. Сказать, что защиты от него нет совсем – это явное преувеличение.

Вся военная электроника оборудовалась специальными экранами и надежно заземлялась. В ее состав включались специальные предохранительные устройства, разрабатывалась архитектура электроники максимально устойчивая к ЭМИ.

Конечно, если попасть в эпицентр применения электромагнитной бомбы большой мощности, то защита будет пробита, но на определенном расстоянии от эпицентра, вероятность поражения будет существенно ниже. Электромагнитные волны распространяются во все стороны (как волны на воде) поэтому их сила убывает пропорционально квадрату расстояния.

Кроме защиты, разрабатывались и средства радиоэлектронного поражения. С помощью ЭМИ планировали сбивать крылатые ракеты, есть информация об успешном применении этого метода.

В настоящее время разрабатывают передвижные комплексы, что могут испускать ЭМИ высокой плотности, нарушая работу вражеской электроники на земле и сбивая летательные аппараты.

Преимущества самодельного аппарата

Помимо цены у самодельного аппарата для импульсной сварки есть множество других преимуществ перед моделями, продающимися в магазине. Первое преимущество — малое потребление тока. Если вы включите обычный аппарат из магазина в бытовую розетку у себя на даче и сварите калитку, например, то вскоре получите счета за электроэнергию и неприятно удивитесь. К тому же, подключать такой аппарат к бытовой розетке просто опасно, автоматы могут не выдержать такой мощности.

Не забывайте и о габаритах покупных аппаратов. Их просто невозможно спокойно перенести в руках с места на место. На заводах сварщики просто используют очень длинные провода, чтобы не перемещать такой аппарат по цеху. При этом цена на такие провода очень высока, и мы не думаем, что вы захотите тратить лишние 100$ на кабели. А вот самодельный аппарат весит немного и его можно легко перемещать.

Также у покупных аппаратов есть свои производственные возможности, и они редко превышают 80%. А зачастую находятся на отметке в 50%. Это значит, что такой аппарат просто не может раскрыть весь свой потенциал. Происходит это из-за того, что большой и технически сложный сварочник сильно нагревается и ему требуется много времени на остывание. По этой причине вы также не сможете варить дольше 2-3 минут подряд.

У самодельного сварочника, собранного по нашим схемам, нет таких недостатков. В нем нет реактивных токов, так что практически вся электроэнергия используется. Вы без проблем можете подключить такой сварочник к домашней розетке и не беспокоиться о счетах за электричество и возможном времени работы. Ведь мощность нашего самодельного прибора лишь немного больше, чем мощность обычного утюга.

Подготовка деталей

Перед началом конденсаторной сварки необходимо подготовить детали, которые предстоит соединить. С них счищают ржавчину, окалину и прочих загрязнения.

Заготовки совмещают должным образом и потом помещают между нижним неподвижным электродом и верхним подвижным. Затем они сильно сдавливаются электродами. Нажимая пусковую кнопку, подают электрический разряд.

В месте соприкосновения электродов происходит сварка металла. Разжимать электроды нужно через некоторое время, необходимое для остывания и кристаллизации места сваривания под давлением.

После этого деталь перемещается, за это время устройство успевает зарядиться, и процесс сварки повторяется. Размер места сварки должен быть в 2-3 раза больше наименьшей толщины соединяемых заготовок.

Когда нужно приварить лист до 0,5 мм толщиной к другим деталям независимо от их толщины, можно применить упрощенный способ сварки. Один электрод с помощью зажима присоединяется к свариваемой толстой детали в любом удобном месте.

В том месте, где нужно приварить тонкую деталь, она прижимается вручную вторым электродом. Можно использовать автомобильные зажимы. Затем производится сварка. Как видно, процесс не слишком сложный, и доступный для домашних условий.

Особенности

Сварка своими руками с применением самодельного сварочника имеет ряд особенностей. О них мы и поговорим ниже.

В ходе работ дуга может гореть нестабильно. Чтобы это исправить нужно использовать трансформатор с большой степенью индуктивности. Но учтите, что в таком случае значение тока может уменьшится. Это, конечно, минус. Ведь зачастую такие сварочные аппараты работают с переменным током и по умолчанию имеют маленький диапазон регулировки тока, а вместе с тем и низкий коэффициент полезного действия.

А вот у аппаратов, работающих на постоянном токе, сам ток стабилизируется благодаря отдельному дросселю. В некоторых моделях может быть сразу два дросселя. Поэтому время восстановления дуги существенно сокращается, а значение сварочного тока увеличивается.

Вывод очевиден: нужно, чтобы сварочник работал на постоянном токе. Но учтите, что необходимо следить за индуктивностью дросселя. Если она будет слишком большой, то вы не сможете нормально зажечь дугу и электрод просто начнет прилипать к металлу. Можно ли добиться быстрого поджига дуги и стабильного сварочного тока? Конечно. Но для этого нужно сделать так, чтобы индуктивность дросселя была низкой, при этом частота тока была высокой.

Как это работает

Как можно создать столь мощное электромагнитное поле, которое способно оказывать подобное действие на электронику и электрические сети? Электронная бомба фантастическое оружие или подобный боеприпас можно создать на практике?

Электронная бомба уже была создана и уже два раза применялась. Речь идет о ядерном или термоядерном оружии. При подрыве подобного заряда одним из поражающих факторов является поток электромагнитного излучения.

В 1958 году американцы взорвали над Тихим океаном термоядерную бомбу, что привело к нарушению связи во всем регионе, ее не было даже в Австралии, а на Гавайских островах пропал свет.

Гамма-излучение, которое в избытке образуется при ядерном взрыве, вызывает сильнейший электронный импульс, что распространяется на сотни километров и выключает все электронные приборы. Сразу после изобретения ядерного оружия, военные занялись разработкой защиты собственной аппаратуры от подобного действия взрывов.

Работы, связанные с созданием сильного электромагнитного импульса, как и разработки средств защиты от него проводятся во многих странах (США, Россия, Израиль, Китай), но почти везде они засекречены.

Можно ли создать работающее устройство, на других менее разрушительных принципах действия, чем ядерный взрыв. Оказывается, что можно. Более того, подобными разработками активно занимались в СССР (продолжают и в России). Одним из первых, кто заинтересовался данным направлением, был знаменитый академик Сахаров.

Именно он первым предложил конструкцию конвенционного электромагнитного боеприпаса. По его задумке высокоэнергетическое магнитное поле можно получить путем сжатия магнитного поля соленоида обычным взрывчатым веществом . Подобное устройство можно было поместить в ракету, снаряд или бомбу и отправить на объект неприятеля.

Однако у подобных боеприпасов есть один недостаток: их малая мощность. Преимуществом подобных снарядов и бомб является их простота и низкая стоимость.

Импульсный электродуговой сварочный аппарат

В нашем коллективе давно витала идея создания небольшого, компактного, лёгкого, но в то же время приемлемого по параметрам сварочного аппарата. Однако, наша частичная безграмотность и неосведомлённость не позволяла нам решить проблему, так сказать, «с ходу».

Единственное, что мы знали, что напряжение холостого хода у всех «обычных» аппаратов — около 60-ти вольт, а токи достигают 150-200 ампер.

Но. но тут мы узнали, что идея наша не нова, и некоторые уже для себя её давным давно решили. Одним умельцем был изготовлен электродуговой сварочный аппарат, который при токе сварки от 30-ти до 80-ти ампер имел вес всего 7.5 кг и запросто умещался в дипломате.

Некоторые скажут: «Маловато! Маловато будет!». А что, для того, чтобы варить автомобиль вполне достаточно, да и забор на даче в случае чего подварить хватает.

Главное, что этот аппарат можно было подключать в обычную бытовую розетку

220 вольт! (Его КПД — больше 85%).

Этот сварочный аппарат послужил прообразом для воплощения нашей идеи.

Естественно, что в первоначальную схему было внесено масса изменений.

Во-первых, возбуждение преобразователя было сделано от внешнего генератора (в той схеме преобразователь «самовозбуждающийся» с насыщающимся выходным трансформатором).

Во-вторых, добавлена схема «мягкого» запуска для предотвращения перегорания диодов сетевого выпрямителя в момент включения в сеть.

В-третьих, для измерения тока первичной обмотки (а вместе с ним и во вторичной) был применён компаратор 554СА3 (вместо схемы на транзисторе КТ315 и тиристоре КУ112).

В-четвёртых, были разделены выходные обмотки и выходные выпрямители.

После всех доработок, изменений и расчётов была рождена схема, с которой мы вас сейчас познакомим.

Преобразователь. Силовая часть сварочного аппарата

Ниже приведена так называемая «силовая» часть.

Спецификация деталей «силовой части»

0,1 мкФ х 250 В

Схема управления: задающий генератор, компаратор, схема запуска.

Схема управления и часть схемы запуска:

Спецификация деталей схемы управления

Чертеж печатной платы:

Схема расположения элементов на плате

Обратите внимание, что схема »мягкого запуска» (кроме элементов R1, C2) размещена на плате управления.

Разновидности

Склёпывание обоих участков случается благодаря сильному электрическому влиянию, которое накапливается в двухполюсниках, а сам процесс разделяется на три категории:

• контактная подразумевает плотное прижатие обеих заготовок, и соприкосновение электродов к необходимому месту. В результате касания на небольшое пространство предмета подаётся электроэнергия, температура которой способствует расплавке и будущему прикреплению. Относительно напряжения, оно равно 15 кА, и действует на протяжении 0,3 сек;
• ударная технология также рассчитана на присоединение обоих элементов, однако, подача электричества осуществляется при помощи кратковременного удара. Срок операций уменьшается до 1,5 м/с, что сокращает область плавления;
• точечная техника. В этой ситуации понадобится два медных контакта, которые касаются объекта с двух граней. Интенсивность тока достигает 10 кА, а скрепление изделий случается в точке прикосновения.

В первом случае воздействие электротока принимается на плоскость заготовки, а производиться склёпка путём подачи импульса с силой до 100 А, и в течении 0,005 сек. В определённых обстоятельствах ток имеет возможность достигать 1,2 кА и при напряжении в 60 В. Здесь продолжительность равняется 0,6 сек.

Во втором варианте разряд производится на вторичную обмотку, и с неё передаётся на место связи. Касательно параметров влияния можно сказать, что оно составляет 1 кВ, (на вторичном мотке 6 кА). Протяжённость всех изменений – 0,001 с.

Устройство прибора для остановки счетчика

Импульсная остановка счетчика Меркурий 230 Устройство для остановки электросчетчика основано на излучении мощных импульсов радиоволн, производимых высокочастотным генератором и передаваемых антенной. Такие приборы разработаны для остановки учета распространённых ИПУ. При этом под каждую модель счетчика разрабатывается и настраивается отдельный импульсник, так как нужен индивидуальный тонкий подбор частоты сигнала.

Внутри пластикового корпуса, защищающего внутренние детали, в каждой глушилке присутствует:

• генератор сигналов;
• преобразователь напряжения;
• плата;
• конденсатор.

Снаружи, кроме кнопки для включения, расположена проводная антенна, чаще всего выполняемая в виде петли, с определенным диаметром для данной модели счетчика.

Принцип остановки электросчетчика импульсником

Принцип действия импульсной глушилки для электросчетчика основан на подборе необходимой частоты, которая не выводит ИПУ из строя, а только блокирует работу электроники. Высокочастотный импульс генерируется электрической схемой импульсника и передается через внешнюю антенну на микропроцессор счетного устройства.

Процесс импульсной остановки счетчика запускается, когда петля приближается к определённой точке корпуса (напротив которой и находится микропроцессор). Рабочая зона обязательно помечается в инструкции по эксплуатации после покупки.

Встречаются универсальные приборы для разных моделей счетчиков, генерирующие мощные сигналы. Но они отрицательно сказываются на работе электросчетчиков, и через несколько сеансов применения прибор учета может выйти из строя. Поэтому принцип разработки и действия импульсного прибора основан на индивидуальном подборе частоты под определённую модель ИПУ.

На видео — пример работы глушилки:

Выбор метода торможения электросчетчика

Электрические счетчики ранних моделей оборудовались диском и приводами счетного механизма из углеродистой стали, позволявшими останавливать их вращение внешним магнитным полем. Сбытовые компании боролись с хищениями электроэнергии проведением внеплановых обходов, а позднее стали использовать антимагнитные наклейки.

Собственнику необходимо учитывать, что обмануть электросчетчик нового образца механическим воздействием или подключением трансформаторов к сети невозможно. Все прочие домашние способы остановки электросчетчика без магнита своими руками, ранее применяемые для оборудования старого типа, также не обеспечат отключение электронного счетного узла.

Для торможения или остановки устройств с электронным блоком используют:

Схема остановки счетчика импульсным излучателем не требует модернизации прибора учета. К корпусу счетного узла подносится антенна глушилки и нажимается кнопка запуска частотного генератора. Однако сделать импульсник для остановки счетчика своими руками в кустарных условиях сложно, поскольку требуется оборудование для определения рабочих частот, которые зависят от модели и завода-изготовителя прибора учета.

Доработка под ПДУ требует разборки корпуса счетчика со снятием пломб, а затем интеграции небольшого контроллера в конструкцию. Это также небезопасно выполнять в домашних условиях, поскольку следы открытия корпуса и нарушения заводских пломб могут быть обнаружены при проверке.

На видео подробно разобраны 4 способа обмана электросчетчика: