visibility 893 просмотра

В продаже можно увидеть множество сварочных полуавтоматов отечественного и зарубежного производства, используемых при ремонте кузовов автомобилей. При желании можно сэкономить на расходах, собрав сварочный полуавтомат в гаражных условиях.

Регулятор скорости подачи проволоки сварочного полуавтомата

В комплект сварочного аппарата входит корпус, в нижней части которого устанавливается силовой трансформатор однофазного или трехфазного исполнения, выше располагается устройство протяжки сварочной проволоки.

В состав устройства входит электродвигатель постоянного тока с передаточным механизмом понижения оборотов, как правило, здесь используется электродвигатель с редуктором от стеклоочистителя а/ м УАЗ или «Жигули». Стальная проволока с медным покрытием с подающего барабана, проходя через вращающиеся ролики, поступает в шланг для подачи проволоки, на вы­ходе проволока входит в контакт с заземленным изделием, возникающая дуга сваривает металл. Для изоляции проволоки от кислорода воздуха сварка происходит в среде инертного газа. Для включения газа установлен электромагнитный клапан. При использовании прототипа заводского полуавтомата в них вы­явлены некоторые недостатки, препятствующие качественному проведению сварки. Это преждевременный выход от перегрузки из строя выходного транзистора схемы регулятора оборотов электродвигателя и отсутствие в бюджетной схеме автомата торможения двигателя по команде остановки. Сварочный ток при отключении пропадает, а двигатель продолжает подавать проволоку некоторое время, что приводит к перерасходу проволоки, опасности травматизма, необходимости удаления лишней проволоки специальным инструментом.

В лаборатории «Автоматика и телемеханика» Иркутского областного ЦДТТ разработана более современная схема регулятора подачи проволоки, принципиальное отличие которой от заводских- наличие схемы торможения и двукратный запас коммутационного транзистора по пусковому току с электронной защитой.

В состав принципиальной схемы регулятора подачи проволоки входит усилитель тока на мощном полевом транзисторе. Стабилизированная цепь установки оборотов позволяет поддерживать мощность в нагрузке независимо от напряжения питания электросети, защита от перегрузки снижает подгорание щеток электродвигателя при пуске или заедании в механизме подачи проволоки и выход из строя силового транзистора.

Схема торможения позволяет почти мгновенно остановить вращение двигателя.

Напряжение питания используется от силового или отдельного трансформатора с потребляемой мощностью не ниже максимальной мощности электродвигателя протяжки проволоки.

В схему введены светодиоды индикации напряжения питания и работы электродвигателя.

Характеристика устройства:

• напряжение питания, В — 12…16;
• мощность электродвигателя, Вт — до 100;
• время торможения, сек — 0,2;
• время пуска, сек — 0,6;
• регулировка
• оборотов, % — 80;
• ток пусковой, А — до 20.

Шаг 1. Описание схемы регулятора сварочного полуавтомата

Схема электрическая принципиальная устройства приведена на рис. 1. Напряжение с регулятора оборотов электродвигателя R3 через ограничительный резистор R6 поступает на затвор мощного полевого транзистора VT1. Питание регулятора оборотов выполнено от аналогового стабилизатора DA1, через токоограничительный резистор R2. Для устранения помех, возможных от поворота ползунка резистора R3, в схему введен конденсатор фильтра С1.
Светодиод HL1 указывает на включенное состояние схемы регулятора подачи сварочной проволоки.

Резистором R3 устанавливается скорость подачи сварочной проволоки в место дуговой сварки.

Подстроечный резистор R5 позволяет выбрать оптимальный вариант регулирования оборотов вращения двигателя в зависимости от его модификации мощности и напряжения источника питания.

Диод VD1 в цепи стабилизатора напряжения DA1 защищает микросхему от пробоя при неверной полярности питающего напряжения.
Полевой транзистор VT1 оснащен цепями защиты: в цепи истока установлен резистор R9, падение напряжения на котором используется для управления напряжением на затворе транзистора, с помощью компаратора DA2. При критическом токе в цепи истока напряжение через подстроечный резистор R8 поступает на управляющий электрод 1 компаратора DA2, цепь анод-катод микросхемы открывается и снижает напряжение на затворе транзистора VT1, обороты электродвигателя М1 автоматически снизятся.

Для устранения срабатывания защиты от импульсных токов, воз­никающих при искрении щеток электродвигателя, в схему введен конденсатор С2.
К стоковой цепи транзистора VT1 подключен электродвигатель подачи проволоки с цепями снижения искрения коллектора СЗ, С4, С5. Цепь, состоящая из диода VD2 с нагрузочным резистором R7, устраняет импульсы обратного тока электродвигателя.

Двухцветный светодиод HL2 позволяет контролировать состояние электродвигателя: при зеленом свечении — вращение, при красном свечении — торможение.

Схема торможения выполнена на электромагнитном реле К1. Емкость конденсатора фильтра С6 выбрана небольшой величины — только для снижения вибраций якоря реле К1, большая величина будет создавать инерционность при торможении электродвигателя. Резистор R9 ограничивает ток через обмотку реле при повышенном напряжении источника питания.

Принцип действия сил торможения, без применения реверса вращения, заключается в нагрузке обратного тока электродвигателя при вращении по инерции, при отключении напряжения питания, на постоянный резистор R11. Режим рекуперации — передачи энергии обратно в сеть позволяет в короткое время остановить мотор. При полной остановке скорость и обратный ток установятся в ноль, это происходит почти мгновенно и зависит от значения резистора R11 и конденсатора С5. Второе назначение конденсатора С5 — устранение подгорания контактов К1.1 реле К1. После подачи сетевого напряжения на схему управления регулятора, реле К1 замкнет цепь К1.1 питания электродвигателя, протяжка сварочной проволоки возобновится.

Источник питания состоит из сетевого трансформатора Т1 напряжением 12…15 В и ток 8…12 А, ди­одный мост VD4 выбран на двухкратный ток. При наличии на сварочном трансформаторе полуавтомата вторичной обмотки соответствующего напряжения, питание выполняется от нее.

Шаг 2. Детали схемы регулятора сварочного полуавтомата

Схема регулятора подачи про­волоки выполнена на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита размером 136*40 мм (рис. 2), кроме трансформатора и мотора все детали установлены с рекомендациями по возможной замене. Полевой транзистор установлен на радиатор размерами 100*50*20 мм.

Полевой транзистор аналог IRFP250 с током 20…30 А и напряжением выше 200 В. Резисторы типа МЛТ 0,125; резисторы R9, R11, R12 — проволочные. Резисторы R3, R5 установить типа СП-ЗБ. Тип реле К1 указан на схеме или №711.3747-02 на ток 70 А и напряжение 12 В, габариты у них одина­ковые и применяются в автомоби­лях «ВАЗ».

Компаратор DA2, при снижении стабилизации оборотов и защиты транзистора, из схемы можно уда­лить или заменить на стабилитрон КС156А. Диодный мост VD3 можно собрать на российских диодах типа Д243-246, без радиаторов.

Компаратор DA2 имеет полный аналог TL431CLP иностранного производства.

Электромагнитный клапан подачи инертного газа Em.1 — штатный, на напряжение питания 12 В.

Шаг 3. Наладка схемы регулятора сварочного полуавтомата

Наладку схемы регулятора подачи проволоки сварочного полуавтомата начинают с проверки питающего напряжения. Реле К1 при появлении напряжения должно срабатывать, обладая характер­ным пощелкиванием якоря.

Повышая регулятором оборотов R3 напряжение на затворе полевого транзистора VT1 проконтролировать, чтобы обороты начинали расти при минимальном положении движка резистора R3; если этого не происходит, минимальные обороты откорректировать резистором R5 — предварительно движок резистора R3 установить в нижнее положение, при плавном увеличении номинала резистора R5, двигатель должен набрать минимальные обороты.

Защита от перегрузки устанавливается резистором R8 при принудительном торможении электродвигателя. При закрытии полевого транзистора компаратором DA2 при перегрузке светодиод HL2 потухнет. Резистор R12 при напряже­нии источника питания 12…13 В из схемы можно исключить.
Схема опробована на разных типах электродвигателей, с близкой мощностью, время торможения в основном зависит от массы якоря, ввиду инерции массы. Нагрев транзистора и диодного моста не превышает 60°С.

Печатная плата закрепляется внутри корпуса сварочного полуавтомата, ручка регулятора оборотов двигателя — R3 выводится на па­нель управления вместе с индикаторами: включения HL1 и двухцвет­ного индикатора работы двигателя HL2. Питание на диодный мост по­дается с отдельной обмотки свароч­ного трансформатора напряжением 12… 16 В. Клапан подачи инертного газа можно подключить к конденсатору С6, он также будет включаться после подачи сетевого напряжения. Питание силовых сетей и цепей электродвигателя выполнить многожильным проводом в винило­вой изоляции сечением 2,5…4 мм2.

Пусковая схема сварочного полуавтомата

Характеристики сварочного полуавтомата:

• напряжение питания, В — 3 фазы * 380;
• первичный ток фазы, А — 8…12;
• вторичное напряжение холостого хода, В — 36…42;
• ток холостого хода, А — 2…3;
• напряжение холостого хода дуги, В — 56;
• ток сварки, А — 40…120;
• регулирование напряжения, % — ±20;
• продолжительность включения, % — 0.

Подача проволоки в зону сварки в сварочном полуавтомате происходит с помощью механизма, состоящего из двух вращающихся в противоположных направлениях электродвигателем стальных роликов. Для снижения оборотов электродвигатель оснащен редуктором. Из условий плавной регулировки скорости подачи проволоки, скорость вращения электродвигателя постоянного тока дополнительно изменяется полупроводниковым регулятором скорости подачи проволоки сварочного полуавтомата . В зону сварки также подается инертный газ — аргон, для устранения воздействия на процесс сварки кислорода воздуха. Сетевое питание сварочного полуавтомата выполнено от однофазной или трехфазной электросети, в данной конструкции применен трехфазный трансформатор, рекомендации по питанию от однофазной сети указаны в статье.

Трехфазное питание позволяет использовать намоточный провод меньшего сечения, чем при использовании однофазного трансформатора. При эксплуатации трансформатор меньше нагревается, снижаются пульсации напряжения на выходе выпрямительного моста, не перегружается силовая линия.

Шаг 1. Работа схемы пуска сварочного полуавтомата

Коммутация подключения сило­вого трансформатора Т2 к электросети происходит симисторными ключами VS1 …VS3 (рис. 3). Выбор симисторов вместо механического пускателя позволяет устранить аварийные ситуации при поломке контактов и устраняет звук от «хлопаний» магнитной системы.
Выключатель SA1 позволяет отключить сварочный трансформатор от сети во время профилактических работ.

Использование симисторов без радиаторов приводит к их перегреву и произвольному включению сварочного полуавтомата, поэтому симисторы необходимо снабдить бюджетными радиаторами 50*50 мм.

Рекомендуется сварочный полуавтомат оснастить вентилятором с питанием 220 В, подключение его — параллельно сетевой обмотке трансформатора Т1.
Трехфазный трансформатор Т2 можно использовать готовый, на мощность 2…2,5 кВт или купить три трансформатора 220*36 В 600 ВА, используемые для освещения подвалов и металлорежущих станков, соединить их по схеме «звезда-звезда». При изготовлении самодельного трансформатора первичные обмотки должны иметь 240 витков провода ПЭВ диаметром 1,5… 1,8 мм, с тремя отводами через 20 витков от конца обмотки. Вторичные обмотки наматываются медной или алюминиевой шиной сечением 8…10 мм2, количество провода ПВЗ — 30 витков.

Отводы на первичной обмотке позволяют регулировать сварочный ток в зависимости от напряжения электросети от 160 до 230 В.
Использование в схеме однофазного сварочного трансформатора позволяет применять внутреннюю электросеть, используемую для питания домашних электропечей с установочной мощностью до 4,5 кВт — подходящий к розетке провод выдерживает ток до 25 А, имеется заземление. Сечение первичной и вторичной обмотки однофазного сварочного трансформатора в сравнении с трехфазным исполнением следует увеличить в 2…2,5 раза. Наличие отдельного провода заземления обязательно.

Дополнительное регулирование тока сварки производится изменением угла задержки включения симисторов. Использование сварочного полуавтомата в гаражах и дачных участках не требует особых сетевых фильтров для снижения импульсных помех. При использовании сварочного полуавтомата в бытовых условиях его следует оснастить выносным фильтром помех.

Плавное регулирование сварочного тока выполняется с помощью электронного блока на кремневом транзисторе VT1 при нажатой кнопке SA2 «Пуск» — регулировкой резистора R5 «Ток».

Подключение сварочного трансформатора Т2 к электросети выполняется кнопкой SA2 «Пуск», на­ходящейся на шланге подачи сва­рочной проволоки. Электронная схема через оптопары открывает силовые симисторы, и напряжение электросети поступает на сетевые обмотки сварочного трансформатора. После появления напряжения на сварочном трансформаторе включается отдельный блок подачи проволоки, открывается клапан подачи инертного газа и при касании выходящей из шланга проволокой свариваемой детали образуется электрическая дуга, начинается процесс сварки.

Трансформатор Т1 используется для питания электронной схемы пуска сварочного трансформатора.

При подаче сетевого напряжения на аноды симисторов через автоматический трехфазный автомат SA1 к линии подключается транс­форматор Т1 питания электронной схемы пуска, симисторы в это время находятся в закрытом состоянии. Выпрямленное диодным мостом VD1 напряжение вторичной обмотки трансформатора Т1 стабилизируется аналоговым стабилиза­тором DA1, для устойчивой работы схемы управления.

Конденсаторы С2, СЗ сглаживают пульсации выпрямленного напряжения питания пусковой схемы. Включение симисторов выполняется с помощью ключевого транзистора VT1 и симисторных оптопар U1.1 … U1.3.

Транзистор открывается напряжением положительной полярности с аналогового стабилизатора DA1 через кнопку «Пуск». Использование на кнопке низкого напряжения снижает вероятность поражения оператора высоким напряжением электросети, в случае нарушения изоляции проводов. Регулятором тока R5 регулируется сварочный ток в пределах 20 В. Резистор R6 не позволяет снижать напряжение на сетевых обмотках сварочного трансформатора более 20 В, при котором резко повышается уровень помех в электросети из-за искажения синусоиды напряжения симисторами.

Симисторные оптопары U1.1…U1.3 выполняют гальваническую развязку электросети от электронной схемы управления, позволяют простым методом регулировать угол открытия симистора: чем больше ток в цепи светодиода оптопары, тем меньше угол отсечки и больше ток сварочной цепи.
Напряжение на управляющие электроды симисторов поступает с анодной цепи через симистор оптопары, ограничительный резистор и диодный мост, синхронно с напряжением фазы сети. Резисторы в цепях светодиодов оптопар защищают их от перегрузки при максимальном токе. Измерения показали, что при пуске при максимальном сварочном токе падение напряжения на симисторах не превышало 2,5 В.

При большом разбросе крутизны включения симисторов их цепи управления полезно зашунтиро-вать на катод через сопротивление 3…5 кОм.
На один из стержней силового трансформатора намотана дополнительная обмотка для питания блока подачи проволоки напряжением переменного тока 12 В, напряжение на который должно поступать после включения сварочного трансформатора.

Вторичная цепь сварочного трансформатора подключена к трехфазному выпрямителю постоянного тока на диодах VD3…VD8. Установка мощных радиаторов не требуется. Цепи соединения диодного моста с конденсатором С5 выполнить медной шиной сечением 7*3 мм. Дроссель L1 выполнен на железе от силового трансформатора ламповых телевизоров типа ТС-270, обмотки предварительно удаляются, а на их место наматывается обмотка сечением не ниже 2-х кратной вторичной, до заполнения. Между половинками трансформаторного железа дросселя проложить прокладку из электрокартона.

Шаг 2. Монтаж схемы пуска сварочного полуавтомата

Пусковая схема (рис. 3) смонтирована на монтажной плате (рис. 4) размером 156*55 мм, кроме элементов: VD3…VD8, Т2, С5, SA1, R5, SA2 и L1. Эти элементы закреплены на корпусе сварочного полуавтомата. Схема не содержит элементов индикации, они входят в блок подачи проволоки: индикатор включения и индикатор подачи проволоки.

Силовые цепи выполнены изо­лированным проводом сечением 4…6 мм2, сварочные — медной или алюминиевой шиной, остальное — проводом в виниловой изоляции диаметром 2 мм.

Полярность подключения держака следует выбрать, исходя из условий сварки или наплавки при работе с металлом толщиной 0,3…0,8 мм.

Шаг 3. Наладка схемы пуска сварочного полуавтомата

Наладку пусковой схемы сварочного полуавтомата начинают с проверки напряжения 5,5 В. При нажатии кнопки «Пуск» на конденсаторе С5 напряжение холостого хода должно превышать 50 В постоянного тока, под нагрузкой — не менее 34 В.

На катодах симисторов относительно нуля сети напряжения не должно отличаться более чем на 2…5 В от напряжения на аноде, в ином случае заменить симистор или оптопару цепи управления.

При низком напряжении питающей сети переключить трансформатор на отводы низкого напряжения.

При наладке следует соблюдать технику безопасности.

Скачать печатные платы:

Сварочный полуавтомат своими руками собрать из инвертора не слишком просто, так как данная задача потребует определенных знаний в области электроники, умения спаивать между собой различные элементы. Нужно обязательно быть хорошо осведомленным в плане ключевых принципов работы оборудования, позволяющего проводить сварочные работы в полуавтоматическом режиме.

Чтобы переделать инверторный аппарат из ручного режима потребуется воспользоваться определенным оборудованием. Также надо иметь под руками ряд комплектующих, без которых полноценное выполнение работ не представляется возможным:

• Так как полуавтоматическая сварка будет работать от инвертора, потребуется взять инвертор, способный сформировать сварочный ток, сила которого будет достигать хотя бы 150 А;
• Специальный механизм, обеспечивающий равномерную и постоянную подачу проволоки;
• Горелка, которая представляет собой ключевой рабочий элемент;
• Шланг требуемого диаметра, через который будет происходить подача проволоки;
• Еще один шланг, по которому в зону сваривания металла будет подаваться специальный защитный газ;
• Катушка с намотанной на нее сварочной проволокой, однако, эту деталь придется определенным образом переделать;
• Специальный блок электронного типа, через который и будет осуществляться управление работой самодельного сварочного полуавтомата.

Наибольшее внимание необходимо уделить подающему устройству, которое отвечает за подачу проволоки в зону сварки. Для получения максимально аккуратного шва без различных дефектов с внешней стороны, скорость подачи проволоки в самодельном сварочном полуавтомате подбирается такая, чтобы проволока успевала полностью расплавляться и формировать качественный шов.

Стоит отметить, что в процессе полуавтоматической сварки может использоваться проволока различного диаметра и изготовленная из разных материалов, соответственно показатель расплавления будет различным. Чтобы работать со сварочными полуавтоматами было как можно удобнее, в самодельной конструкции должен быть предусмотрен механизм регулировки скорости устройства, которое будет подавать проволоку.

Как правильно переделать трансформатор от инвертора?

Чтобы получить в конечном счете качественный полуавтоматический сварочный аппарат, необходимо подвергнуть определенным переделкам трансформатор инвертора. Сделать это самостоятельно не слишком трудно, однако, для этого придется следовать ряду определенных правил.

Прежде всего, нужно сделать обмотку трансформатора. Для этого понадобится медная полоска и обмотка из термобумаги. Нужно найти именно полосу, проволока для этих целей не подойдет, так как собранный по такому методу своими руками сварочный полуавтомат станет очень сильно нагреваться.

Вторичная обмотка также нуждается в определенной переделке. В схему сварочного полуавтомата нужно внести еще одну обмотку трансформатора, включающую в себя три слоя жести.

Каждый из них потребуется дополнительно изолировать за счет ленты из фторопластовых материалов. Концы родной обмотки и изготовленной самостоятельно нужно будет спаять между собой, заведя их в печатную плату.

Данное технологическое решение способствует значительному увеличению проводимости токов. Чтобы знать, как сделать сварочный полуавтомат своими руками, нужно помнить о необходимости внесения в схемы сварочных полуавтоматов вентилятора, который будет использоваться для того, чтобы качественно охлаждать всю конструкцию, не допуская ее перегрева.

Как правильно произвести настройку инверторного аппарата для проведения полуавтоматических сварных работ?

Чтобы внести определенные изменения в схемы самодельных сварочных аппаратов-полуавтоматов, нужно сначала полностью обесточить данную конструкцию. Для дополнительной защиты от перегрева на радиаторах нужно установить входной и выходной выпрямитель, а также силовые ключи.

Когда все эти действия будут произведены, силовую часть сварочного аппарата соединяют с блоком управления и пробуют подключить его к электросети. Сначала должен загореться индикатор, говорящий о том, что изделие подключено. Перед тем как опробовать изделие в сварке, к выходам нужно подключить осциллограф и с его помощью постараться отыскать электрические импульсы, частота которых должна находиться в пределах от 40 до 50 кГц. Между ними должен сохраняться промежуток 1,5 мкс – этого эффекта можно добиться благодаря изменению входного напряжения. Как только оптимальное напряжение будет найдено, можно попробовать подключить сварочную проволоку и сварить две заготовки.

Как наладить механизм подачи?

Схемы самодельных сварочных аппаратов подразумевают наличие специального механизма подачи . Если нет заготовки данного элемента, можно собрать его самостоятельно по чертежам.

Для этого потребуется взять два подшипника, величина которых должна соответствовать типоразмеру 6202, также понадобится электродвигатель от автомобильных дворников, причем чем меньше будет его размер, тем лучше.

Когда будет производиться выбор сварочного аппарата и его соответствие схеме сварочного полуавтомата, необходимо тщательно проверить, чтобы он вращался строго в одном направлении. Помимо этого, нужно будет взять ролик с диаметром ровно 25 мм. Его насаживают поверх резьбы на вал электромотора. Все нестандартные элементы конструкции производятся самостоятельно – так в последующем будет гораздо легче производить .

Механизм подачи включает в себя две пластины, на которых установлены подшипники. Между ними находится ролик с подключенным к нему электродвигателем. Пластины сжимаются за счет пружины, этот же элемент схемы самодельного механизма подачи позволяет прижимать подшипники к ролику. Сборка механизма производится на специальной текстолитовой пластине, ее толщина составляет порядка 5 мм. Делают это таким образом, чтобы сварочная проволока выходила из механизма в районе разъема.

Этот разъем, в свою очередь, будет подключаться к сварочному рукаву, установленному на передней части корпуса. К этой же пластине подключается катушка с намотанной проволокой. Чтобы катушка хорошо держалась на механизме подачи, под нее делают специальный вал, который крепится перпендикулярно к текстолитовой пластине. С краю у вала должна быть нарезана резьба, чтобы катушка как можно плотнее садилась на него.

Принципиальная схема сварочного полуавтомата, изготовленного самостоятельно, отличается практичностью, надежностью и экономичностью. Стоит отметить, что наверняка конструкция будет выглядеть не слишком привлекательно, однако по своим эксплуатационным характеристикам она практически ничем не будет отличаться от профессионального промышленного оборудования.

Все элементы, расположенные в механизме подачи, рассчитаны под стандартную катушку. Однако у данной конструкции имеется один серьезный недостаток – сварочные работы будут производиться .

Как осуществляется обмотка дросселя?

Чтобы дроссель работал надежно и при этом не перегревался при прохождении через него электрического тока, нужно воспользоваться трансформатором ОСМ-0,4, мощность которого составляет 400 Вт. Кроме того, при изготовлении качественной конструкции придется воспользоваться эмальпроводом, диаметр которого минимум должен составлять 1,5 мм, однако, лучше брать с небольшим запасом, например, 1,8 мм.

Следует намотать на дроссель два слоя провода, причем они должны быть качественно изолированы друг от друга. Провода в каждом из них укладывают как можно более плотно – это нужно для получения качественной индукционной катушки. На следующем этапе следует воспользоваться алюминиевой шиной размерами 2,8х4,65 мм.

Ее наматывают в один слой, изготавливая 24 витка, а оставшиеся концы делают длиной приблизительно по 30 см. В дальнейшем нужно будет собрать сердечник, между ним и катушкой должен быть зазор размером приблизительно 1 мм. Чтобы соединение получилось как можно более жестким, между сердечником и обмотками нужно будет проложить небольшие кусочки текстолита.

Подобный дроссель можно изготовить на базе железа из цветного или черно-белого лампового телевизора наподобие ТС-270, причем это будет значительно проще, так как установить придется только лишь одну катушку, которую делают из алюминиевой шины.

Для питания схемы управления также необходимо воспользоваться трансформатором, причем данную конструкцию собирать самостоятельно совершенно необязательно, так как можно по небольшой цене приобрести готовое изделие. Главным критерием является то, что конструкция должна выдавать 24 В при силе тока около 6 А.

Подведём итог

Если вся конструкция будет правильно собрана, то ею будет очень удобно пользоваться, а срок ее службы будет превышать даже профессиональные аппараты. Однако при неправильной сборке наиболее уязвимым элементом конструкции будет регулятор подачи проволоки, поэтому временами данные элементы будут нуждаться в проведении ремонтных или профилактических работ.

В остальном, сваривать металлические детали с помощью полуавтоматического аппарата, собранного своими руками, довольно-таки удобно и просто, так как эта технология значительно проще по сравнению с традиционной ручной электродуговой сваркой.

Сварочный полуавтомат – это функциональное устройство, которое можно приобрести готовым или сделать из . Следует отметить, что изготовление полуавтоматического аппарата из инверторного устройства – задача не из простых, но при желании ее можно решить. Тем, кто поставит перед собой такую цель, следует хорошо изучить принцип работы полуавтомата, посмотреть тематические фото и видео, подготовить все необходимое оборудование и комплектующие.

Что потребуется для переделки инвертора в полуавтомат

Чтобы переделать инвертор, изготовив из него функциональный сварочный полуавтомат, вы должны найти следующее оборудование и дополнительные комплектующие:

• инверторный аппарат, способный формировать сварочный ток силой 150 А;
• механизм, который будет отвечать за подачу сварочной проволоки;
• основной рабочий элемент – горелку;
• шланг, через который будет подаваться сварочная проволока;
• шланг для подачи защитного газа в зону выполнения сварки;
• катушку со сварочной проволокой (такую катушку необходимо будет подвергнуть некоторым переделкам);
• электронный блок, управляющий работой вашего самодельного полуавтомата.

Отдельное внимание надо посвятить переделке подающего устройства, за счет которого в зону сварки подается сварочная проволока, передвигающаяся по гибкому шлангу. Чтобы сварной шов получался качественным, надежным и аккуратным, скорость подачи проволоки по гибкому шлангу должна соответствовать скорости ее расплавления.

Поскольку при сварке с использованием полуавтомата может применяться проволока из разных материалов и различного диаметра, скорость ее подачи должна регулироваться. Именно такую функцию – регулирование скорости подачи сварочной проволоки – как раз и должен выполнять подающий механизм полуавтомата.

Внутренняя компоновка Катушка для проволоки Механизм подачи проволоки (вид 1)
Механизм подачи проволоки (вид 2) Крепление сварочного рукава к механизму подачи Конструкция самодельной горелки

Самыми распространенными диаметрами проволоки, применяемой при сварке полуавтоматом, являются 0,8; 1; 1,2 и 1,6 мм. Проволоку перед выполнением сварки наматывают на специальные катушки, которые являются приставками полуавтоматических аппаратов, закрепляемыми на них при помощи несложных конструктивных элементов. В процессе выполнения сварки проволока подается автоматически, что значительно сокращает время, затрачиваемое на такую технологическую операцию, упрощает ее и делает более эффективной.

Основным элементом электронной схемы блока управления полуавтомата является микроконтроллер, который отвечает за регулирование и стабилизацию сварочного тока. Именно от данного элемента электронной схемы сварочного полуавтомата зависят параметры рабочего тока и возможность их регулирования.

Как переделать инверторный трансформатор

Для того чтобы инвертор можно было использовать для самодельного полуавтомата, его трансформатор необходимо подвергнуть некоторым переделкам. Выполнить такую переделку своими руками несложно, надо только придерживаться определенных правил.

Чтобы привести характеристики инверторного трансформатора в соответствие с теми, которые необходимы для полуавтомата, следует обмотать его медной полосой, на которую нанесена обмотка из термобумаги. Нужно иметь в виду, что для этих целей нельзя использовать обычный толстый провод, который будет сильно нагреваться.

Вторичную обмотку инверторного трансформатора также необходимо переделать. Для этого надо сделать следующее: намотать обмотку, состоящую из трех слоев жести, каждый из которых необходимо изолировать при помощи фторопластовой ленты; концы уже имеющейся обмотки и сделанной своими руками спаять между собой, что позволит повысить проводимость токов.

Конструктивная , используемого для его включения в сварочный полуавтомат, должна обязательно предусматривать наличие вентилятора, который необходим для эффективного охлаждения устройства.

Настройка инвертора, используемого для полуавтоматической сварки

Если вы решили сделать своими руками сварочный полуавтомат, используя для этого инвертор, необходимо предварительно обесточить данное оборудование. Чтобы такое устройство не перегревалось, следует разместить его выпрямители (входной и выходной) и силовые ключи на радиаторах.

Кроме того, в той части корпуса инвертора, где располагается радиатор, нагревающийся сильнее, лучше всего смонтировать термодатчик, который будет отвечать за отключение аппарата в том случае, если он перегреется.

После того как все вышеперечисленные процедуры выполнены, можно соединить силовую часть устройства с его блоком управления и подключить его к электрической сети. Когда индикатор подключения к сети загорится, к выходам инвертора следует подключить осциллограф. С помощью этого прибора надо найти электрические импульсы частотой 40–50 кГц. Время между формированием таких импульсов должно составлять 1,5 мкс, что регулируется изменением величины напряжения, поступающего на вход устройства.

Необходимо также проверить, чтобы импульсы, отражающиеся на экране осциллографа, имели прямоугольную форму, а их фронт составлял не более 500 нс. Если все проверяемые параметры соответствуют требуемым значениям, то можно подключать инвертор к электрической сети. Ток, поступающий от выхода полуавтомата, должен иметь силу не менее 120 А. Если величина силы тока меньше, это может означать то, что в провода оборудования подается напряжение, величина которого не превышает 100 В. При возникновении такой ситуации необходимо сделать следующее: протестировать оборудование путем изменения силы тока (при этом надо постоянно контролировать напряжение на конденсаторе). Кроме того, следует постоянно контролировать температуру внутри устройства.

После того как полуавтомат протестирован, необходимо проверить его под нагрузкой. Чтобы сделать такую проверку, к сварочным проводам подключают реостат, сопротивление которого составляет не меньше 0,5 Ом. Такой реостат должен выдерживать ток силой 60 А. Сила тока, который в такой ситуации поступает на сварочную горелку, контролируется при помощи амперметра. Если сила тока при использовании нагрузочного реостата не соответствует требуемым параметрам, то величину сопротивления данного устройства подбирают эмпирическим путем.

Как использовать сварочный инвертор

После запуска полуавтомата, который вы собрали своими руками, на индикаторе инвертора должно высветиться значение силы тока, равное 120 А. Если все сделать правильно, то так оно и произойдет. Однако на индикаторе инвертора могут высветиться восьмерки. Причиной этого чаще всего является недостаточное напряжение в сварочных проводах. Лучше сразу найти причину такой неисправности и оперативно устранить ее.

Если же все сделано правильно, то индикатор корректно покажет силу сварочного тока, регулируемого при помощи специальных кнопок. Интервал регулировки рабочего тока, который обеспечивают , находится в пределах 20–160 А.

Как контролировать правильность работы оборудования

Чтобы сварочный полуавтомат, который вы собрали своими руками, служил вам длительное время, лучше постоянно контролировать температурный режим работы инвертора. Для осуществления такого контроля необходимо нажать одновременно две кнопки, после чего температура самого горячего радиатора инвертора будет выводиться на индикатор. Нормальной рабочей температурой считается та, значение которой не превышает 75 градусов Цельсия.

Если данное значение будет превышено, то, кроме информации, выводимой на индикатор, инвертор начнет издавать прерывистый звуковой сигнал, на что следует сразу же обратить внимание. В этом случае (а также при поломке или замыкании термодатчика) электронная схема устройства автоматически снизит рабочий ток до значения 20А, а звуковой сигнал будет издаваться до тех пор, пока оборудование не придет в норму. Кроме того, о неисправности оборудования, сделанного своими руками, может свидетельствовать код ошибки (Err), высвечиваемый на индикаторе инвертора.

Человек, который имеет определенные знания и опыт в области электроники, вполне способен справиться с такой задачей, как изготовление сварочного полуавтомата своими руками или его ремонт. Достаточно подготовить определенный набор элементов и приспособлений. Если сравнивать инверторные полуавтоматы с аналогичным сварочным оборудованием, то первые выделяются, прежде всего, более легким весом, благодаря чему особых сложностей в работе с ними не возникает. Вдобавок к этому не приходится прибегать к специальным приспособлениям, чтобы переместить их на другое место.

Устройство самодельного сварочного полуавтомата

Если коротко описать схему работы инверторного аппарата, то суть ее заключается в следующем: после поступления на выпрямитель тока возникает пульсирующее напряжение, за счет которого обеспечивается сглаживания фильтра, в результате создается на выходе ток постоянной величины. Транзисторы позволяют создавать из постоянного переменный ток, обладающий показателем частоты от 20 Гц и выше .

Ввиду падения напряжения его назначение может находиться в диапазоне 70-90 В, при этом демонстрируемая током сила может доходить до отметки 200 А.

Подобные особенности позволяют самодельному сварочному полуавтомату демонстрировать аналогичные качества, что и большая часть подобного оборудования.

Однако в ремонте этих устройств могут возникнуть определенные сложности, учитывая наличие в системе сложных электросхем.

Помня о том, что инвертор работает за счет изменения переменного тока вместо использования частотного преобразователя ЭДС , это обеспечивает прибору небольшие габариты и легкий вес.

Однако для ремонта такого оборудования владелец должен иметь определенные знания в электротехнике.

Устройство полуавтомата

Согласно схеме, масса обычного электросварочного оборудования, которое обеспечивает ток 160 А, составляет не более 19 кг . На фоне него инвертор, обладающий аналогичными техническими характеристиками, весит в 2 раза меньше, а демонстрируемая им сила тока может доходить до 250 А.

При этом каждый из названных приборов для сварки может быть изготовлен своими руками. По схеме в оснащении сварочного инверторного полуавтомата представлен не только источник питания, но и ряд иных обязательных элементов:

• горелка;
• устройство, обеспечивающее подачу проволоки;
• гибкий шланг, по которому поступает проволока и газ под давлением.

Особенности изготовления сварочного полуавтомата

Изготовление инверторного типа полуавтомата представляется довольно трудной в реализации задачей, поскольку от владельца потребуется самостоятельно создать устройство подачи проволоки .

Материалы

Если владелец полон решимости добиться своего, то ему помимо схемы необходимо подготовить инструменты и материалы, полный список которых включает следующие:

• трансформатор, обеспечивающий ток от 150 А;
• механизм, обеспечивающий подачу проволоки;
• гибкий рукав, посредством которого подается газ;
• бобина с проволокой;
• устройство управления.

Механизм подачи является очень важным компонентом сварочного оборудования, поскольку именно благодаря ему будет обеспечиваться подача проволоки в зону сварки при помощи рукава.

Особого внимания заслуживает скорость подачи проволоки для сварки, которая должна поступать в том же темпе, что и процесс плавления расходника. Именно скорость подачи проволоки во многом влияет на то, насколько качественно будет создан шов. По этой причине желательно включить в систему для сварки такой прибор, как регулятор скорости. Благодаря ему будет возможность выполнять сварку из любой проволоки вне зависимости от материала изготовления и диаметра.

Чаще всего для создания сварного шва применяют проволоку диаметром от 0,8 до 1,6 мм. Она должна быть размещена на бобине, после чего уже производится заправка инвертора для сварки. Желательно сделать так, чтобы электродная проволока поступала к горелке в автоматическом режиме. Благодаря этому можно ускорить процесс сварки.

Прибор, который контролирует работу инверторного полуавтомата, оснащен регулятором для стабилизации тока . Для обеспечения нужной величины тока в системе предусмотрена электрическая микросхема, представленная микроконтроллером, функционирующим в режиме широтно-импульсного модулятора. Важным параметром является коэффициент заполнения, который влияет на напряжение, создаваемое на обкладках конденсатора. А тот при этом определяет электрическую силу, демонстрируемую сварочной дугой.

Особенности подготовки трансформатора

Для получения представления об особенностях подготовки трансформатора для изготовления самодельного сварочного полуавтомата важно учесть следующий момент: по своему исполнению этот прибор не отличается от того, который применяется в микроволновой печи.

В конструкции этого устройства присутствуют две бобины , содержащие изолированный медный провод. Они выполняют роль первичной и вторичной обмотки. Именно на это изделие будет возлагаться ключевая роль при создании самодельного инвертора.

Ввиду несовпадения количества витков проволоки первым ток поступает на первичную бобину, а затем за счет эффекта индукции во вторичной бобине наблюдается снижение напряжения, что приводит к увеличению силы тока. Если было принято решение создавать инверторный сварочный полуавтомат на основе трансформатора, который использовался в микроволновой печи, то придется внести в его конструкцию определенные изменения.

Подобная необходимость обусловлена тем, что выдаваемое этим устройством напряжение превышает необходимое значение , при котором будет обеспечена нормальная работа сварочного аппарата. По этой причине основная задача будет заключаться в увеличении силы тока и одновременном уменьшении характеристики напряжения. Следует упомянуть об одном важном моменте: увеличение силы тока может привести к возгоранию электрода и повреждению металлической заготовки, если ток будет слишком слабым, то во время сварочных работ невозможно будет обеспечить шов достаточной надежности.

На этом этапе важно выполнить правильные расчеты, иначе созданный сварочный полуавтомат в скором времени потребует ремонта. Если вернуться к необходимым изменениям в конструкции системы, то здесь подразумевается переделка вторичной обмотки: сперва нужно убрать старую обмотку, аккуратно накрутить на нее новую, в качество которой следует использовать провод с защитой на основе эмали. Все витки необходимо размещать очень плотно, ремонт следует проводить максимально аккуратно, иначе возникнет опасность повредить первичную обмотку .

На таких параметрах, как толщина применяемого провода и количество витков можно не останавливаться, поскольку их выбор будет определяться типом ремонтируемого трансформатора. Однако для расчета оптимальных показателей можно обратиться к онлайн-калькулятору. После создания необходимого количества витков обмотку следует защитить при помощи токоизолирующего вещества.

Выбор корпуса, совмещение катушки и монтаж

Прежде чем приступить к самостоятельной сборке сварочного полуавтомата, следует решить вопрос с подходящим вариантом корпуса. В качестве альтернативы можно рассмотреть короб, имеющий необходимые размеры, из листового металла или пластической массы. Выбранный корпус послужит местом, куда будут установлены трансформаторы, после чего необходимо соединить их первичные и вторичные бобины .

Для эффективного отвода нагретого и подачи холодного воздуха следует предусмотреть в корпусе созданного полуавтомата своими руками несколько десятков сквозных отверстий . Приобрести сварочные держатели кабеля можно в специализированном магазине. Самодельный сварочный полуавтомат невозможно создать без газового баллона: он может быть приобретен также в магазине или же заимствован от старого огнетушителя. Когда инвестор будет подключен к сети, микроконтроллер сразу же включится в работу и настроит оптимальные характеристики для сварки. При наличии на кабеле напряжения, не 100 В, можно сделать вывод о неисправности прибора. В этом случае потребуется провести диагностику и устранить причину.

Устройство скорости подачи электродной проволоки

Хотя производители позиционируют сварочные аппараты как сверхнадежные приборы, довольно часто они выходят из строя по причине регулятора подачи проволоки, что вынуждает владельца часто заниматься его ремонтом. Если возникли проблемы в работе этого элемента, то в дальнейшем это может негативным образом сказаться на работе и самого сварочного полуавтомата.

При положительном исходе владельцу потребуется лишь потратить больше времени на сварку и заменить электронную проволоку. Учитывая, что в момент подачи насадки сварочного агрегата проволока фиксируется, для ремонта владелец должен будет извлечь насадку и очистить контактную зону.

Если в работе регулятора управления подачи проволоки возникают неполадки, то это позволяет сделать вывод о неоптимальной скорости поступления сварочной проволоки.

Выход из строя регулятора управления может быть обусловлен и неисправностями в его механической части . Используемая в нем схема предусматривает прижимной ролик, который оснащен регулятором уровня прижима проволоки, а также роликом подачи проволоки. Последний характеризуется наличием двух углублений, из которых выходит сварочная проволока диаметром до 1 мм.

После регулятора располагается соленоид, основная функция которого заключается в контроле подачи газа. Учитывая, что регулятор является довольно массивным элементом, а его крепление к панели аппарата обеспечивают лишь несколько болтов, правильно будет считать, что регулятор подачи не имеет надежной опоры. Эта особенность может привести к перекашиванию конструкции полуавтомата, что также может стать причиной выхода его из строя.

Заключение

Несмотря на то что в продаже предлагается большой выбор различных сварочных агрегатов, каждый владелец может сэкономить средства на его приобретении , если решит изготовить подобное оборудование своими руками. Подобная идея проста в реализации по той причине, что для нее можно применять материалы и инструменты, которые не составит труда найти. При этом не стоит опасаться того, что самодельный сварочный агрегат быстро выйдет из строя. Главное -следовать схеме создания подобного оборудования, и тогда его работа будет проходить с оптимальными рабочими характеристиками, что позволит создавать надежные сварочные соединения.

Значительно выше, чем у аппарата, предназначенного для выполнения ручной дуговой сварки. Полуавтоматом можно сваривать значительно более тонкий металл.

Применение специальной сварочной проволоки позволяет работать с цветными металлами, а использование защитного газа обеспечивает сварной шов более высокого качества. Учитывая эти обстоятельства, желание пополнить свою домашнюю мастерскую таким устройством вполне объяснимо.

Если купить сварочный полуавтомат нет возможности, можно попробовать собрать его своими руками. Сразу нужно сказать, задача эта не из самых лёгких, и собрать самодельный сварочный полуавтомат под силу только тем, кто имеет определённый навык работы с электрическими приборами, уже что-то ремонтировал, и разбирается в схемах. Для тех, кто решился на это, можно порекомендовать несколько возможных вариантов сборки.

До начала планирования работ по созданию сварочного полуавтомата, следует изучить принципы полуавтоматической сварки, а также устройство и работу предназначенного для этого прибора.

Сварочными полуавтоматами называют аппараты, осуществляющие электродуговую сварку постоянным током с использованием в качестве электрода специальной сварочной проволоки в среде защитных газов.

Проволока намотана на вращающейся катушке и автоматически подается к месту сварки, проходя через механизм подачи. Схема сварочного полуавтомата может содержать как инверторный, так и трансформаторный источник тока.

Сварщик своими руками разжигает дугу и выполняет шов, поэтому работа называется полуавтоматической. Аналогом держателя электродов в сварочном полуавтомате служит горелка, имеющая пистолетную рукоятку с клавишей включения подачи проволоки.

Подача проволоки осуществляется по тонкому каналу, проходящему внутри обрезиненного рукава, соединяющего полуавтомат с горелкой. Канал для подачи газа при сварке находится в том же рукаве и заканчивается соплом на конце горелки.

Перед тем как зажечь дугу, включением подачи проволоки нужно добиться её выдвижение за край горелки на 10 – 15 мм.

Затем включается подача газа и начинается процесс сварки. Скорость подачи проволоки и газа регулируется руками, вращением головок, расположенных на лицевой панели сварочного полуавтомата.

Из сварочного трансформатора

Если в Вашем распоряжении есть старый сварочный трансформатор, он может послужить основой для сборки своими руками полуавтоматического аппарата.

Если старый аппарат имеет выпрямитель и успешно варит постоянным током, в этой части больше ничего делать не надо. Если же это просто трансформатор для сварки переменным током, его следует доработать.

Диодный мост

Для того чтобы получить источник постоянного тока сварки, трансформатор необходимо укомплектовать диодным мостом и фильтром. Диодная сборка выпрямляет вторичное напряжение, фильтр сглаживает пульсации, поддерживая стабильное горение дуги.

Выпрямленное напряжение однофазного трансформатора имеет вид синусоиды, нижние полуволны которой отражены симметрично оси абсцисс и перемещены в верхние квадранты системы координат.

По сути, это пульсирующее с частотой 100 герц напряжение, два раза за период достигающее нулевого значения. Использование такого напряжения для сварки в качестве постоянного, приводит к нестабильному горению дуги. Для устранения этого явления требуется фильтр, сглаживающий провалы напряжения.

Фильтр

Фильтр состоит из дросселя, включенного в сварочную цепь последовательно, и конденсатора, включенного параллельно. Такая комбинация индуктивности и ёмкости называется Г – образным фильтром, потому что на схеме, подключенные таким образом элементы образуют букву Г.

Конденсатор для будущего полуавтомата нужен электролитический, полярный, ёмкостью 10000 микрофарад, чем больше, тем лучше. Напряжение конденсатора должно быть не менее 100 вольт, чтобы имелся хороший запас. Можно спаять несколько конденсаторов параллельно, ёмкость при этом суммируется.

Дроссель

Для намотки дросселя своими руками нужно найти старый трансформатор подходящих размеров. Хорошо подходит для этой цели трансформатор питания от старых ламповых цветных телевизоров, мощностью не менее 250 ватт.

Трансформатор имеет две катушки на овальном замкнутом сердечнике, состоящем из двух половинок. Трансформатор разбирается, катушки снимаются, старый провод с них удаляется.

Для намотки подбирается подходящая медная шина плоского сечения. На каждую катушку вместо снятого провода руками наматывается два слоя витков медной шиной. На катушке должно получиться 15 – 20 витков.

После этого, стальной сердечник собирается, катушки ставятся на место, между половинками сердечника вставляется текстолитовая прокладка толщиной 1,5 мм. Катушки соединяются последовательно.

Протяжка

Механизм протяжки проволоки для полуавтомата можно соорудить своими руками, используя небольшие подшипники и электродвигатель от автомобильных дворников.

Но лучше купить в сборе готовый, он продаётся как запчасть к сварочным полуавтоматам. Также придётся купить горелку и рукав, по которому будет подаваться проволока и газ.

Из инвертора для ручной сварки

Если в мастерской имеется сварочный инвертор для ручной сварки, проблему с источником тока для полуавтомата можно считать решённой. На базе аппарата для ручной сварки можно своими руками сделать инверторный полуавтомат.

Для того чтобы не разбирать работоспособный инверторный преобразователь, можно поступить следующим образом. Все дополнительные узлы, необходимые для работы сварочного полуавтомата можно расположить в отдельном корпусе.

Изготовление корпуса

Задача заключается в том, чтобы найти или изготовить подходящий корпус, в котором будет установлена катушка со сварочным проводом, свободно вращающаяся на барабане, механизм протяжки проволоки. На лицевой панели этого корпуса будет располагаться гнездо для подключения рукава с горелкой и регулятор скорости подачи проволоки.

Регулировку тока можно осуществлять на инверторе, плюсовая клемма может соединяться с заготовкой также непосредственно от инвертора.

Минусовой вывод инвертора нужно завести в новый корпус и соединить с клеммой рукава. Сварочная проволока должна быть соединена с этим потенциалом.

Также внутри нового корпуса следует предусмотреть монтаж шланга, соединяющего баллон с защитным газом и рукав горелки. Для осуществления регулируемой подачи газа можно установить клапан от автомобильного стеклоочистителя.

Обеспечение питания протяжки и клапана

Поскольку электродвигатель механизма протяжки проволоки и клапан, перекрывающий газ питаются постоянным напряжением 12 вольт, придётся установить небольшой трансформатор с выпрямителем, обеспечивающий это питание.

Для коммутации двигателя и клапана лучше установить промежуточные автомобильные реле на 12 вольт. Включение протяжки проволоки осуществляется клавишей на горелке, удерживаемой руками, для открытия и закрытия клапана подачи газа, на лицевой панели устанавливается тумблер.

Такая компоновка позволит пользоваться инвертором и для ручной сварки, и как источником тока для сварочного полуавтомата. Затраты на изготовление самодельного полуавтомата невелики, а польза от него будет ощутимая.