Этапы и принцип сборки безотказного сварочного полуавтомата своими руками

Использование

ispolzovanie_poluavutomata.jpgПосле запуска аппарата индикатор инвертора должен высветить значение силы тока — 120 А. Если значение иное, что-то сделано неверно. На индикаторе могут высветиться восьмерки. Чаще всего это происходит из-за недостаточного напряжения в сварочных проводах. Лучше сразу определить причину этой неисправности и устранить ее. Если все правильно, индикатор корректно покажет силу тока, регулируемого специальными кнопками. Интервал регулировки тока, обеспечивающий инверторы, лежит в пределах 20−160 А.

Сварочный полуавтомат своими руками – стоит ли?

Высокая стоимость оборудования – полбеды. Удручает качество наполнения. Не одни умельцы из Поднебесной долговечную медь обмоток трансформаторов подменяют алюминиевым проводом. Уровень допустимых нагрузок соответствует исполнению: первый перегрев вызывает дымок.

Самодельный сварочный полуавтомат

Собрались засучить рукава – пробегитесь по форумам электрики и сварки. Мнение практиков, независимых экспертов по конструктивному исполнению, подбору железа поможет выбрать лучший вариант изготовления сварочного устройства. Структура полуавтомата с источником переменного тока и однофазным трансформатором проста и дешева в изготовлении, обслуживании, ремонте.

Избежим потребность пересчитывать мощность, количество обмоток – это не каждому по силам. Понадобится изготовить либо приобрести готовые узлы. Основой полуавтоматического устройства может послужить сварочный трансформатор. Доработки незначительны. Ориентируемся на параметры будущего полуавтомата:

  • Напряжение бытовой сети – 220 В;
  • Предел мощности – 3 кВа;
  • Предел настройки сварочного тока – 30–160 А;
  • Параметры рабочего напряжения – 19–26 В;
  • Повторно-кратковременный режим использования;
  • Сварочная проволока – Ø 0,8 мм;
  • Скорость подачи присадочной проволоки в мин. – до 7 м.

Сварочный трансформатор

Намотка понижающего трансформатора

Изготовлению самодельного полуавтомата предшествует подбор комплектующих. При отсутствии готового трансформатора воспользуемся ОСМ-1. Как вариант – 4 шт. ТСА-270-1: сумма даёт 1 кВт. Запас ресурса в будущем оправдается.

Принцип работы понижающего трансформатораПринцип работы понижающего трансформатора

Непременное требование – железо не должно быть шихтованным, иначе сборка и намотка усложнятся. Разборка ведётся с пометками каждой детали: избегаем путаницы, чтобы не потерять габаритную мощность трансформатора. Придётся заменить слабый текстолитовый каркас на лист 2 мм. Прямоугольник щёк по контуру — 147х106 мм. В них выбираются окна 87х51,5 мм. Добавочные парные элементы — 89х87 и 130х70 мм.

Медный провод на обмотку берётся Ø1,8. Эмальпровод ПЭТВ, ПЭВ полностью отвечает требованиям. Но в целях безопасности следует пропитать лаком. Процедура заключается в погружении первичной обмотки на 5–8 часов в сосуд с бакелитовым лаком.

Первичная и вторичная обмотка

Первичная обмотка укладывается плотно, без зазоров и слабины. Каждый ряд прокладывается изолирующим слоем термической бумаги, но стеклоткань при той же толщине даёт лучший результат. Витки с выводами укладываются по схеме: 164 – 15 – 15 -15 – 15.

Первичная и вторичная обмотка трансформатораПервичная и вторичная обмотка трансформатора

Вторичная обмотка сварочного полуавтомата получает основную термонагрузку. Отсюда следуют повышенные требования к изоляции. Приобретаем алюминиевую шину, защищённую стекловолокном. Сечение проводника — 2,8х4,75 мм. Расход — 10 м.

Оставляем монтажные выпуски не менее 0,3 м. Укладка плотная, с натяжением. Укладываем 22 витка первого плеча, выпускаем конец, формируем петлю под винт Ø6 мм, добавляем 22 оборота второго плеча. Вариант намотки 19 + 19 ограничит полуавтомат в форсировании ампеража для сварки крупных деталей.

Тестирование готового устройства после полной сборки в идеале должно показать ток холостого хода в пределах 0,5 А, разбег напряжения вторичной обмотки ограничивается 19–26 В. Основа сварочного полуавтомата готова.

Из сварочного трансформатора

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

vpoluavtsamost3.jpg

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

vpoluavtsamost4-300x300.jpgДля 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.

Принцип работы сварочного полуавтомата

Суть работы данного агрегата сводится к следующему принципу: на выпрямитель подается ток, в результате чего появляется пульсирующее напряжение, сглаживающееся фильтром. В результате указанных процессов на выходе получается постоянный ток.

Затем, с помощью специальных транзисторов, постоянный ток обратно преобразуется в переменный. Однако его частота уже отличается от исходной, соответствующей сетевой. Обычно ее величина составляет двадцать герц и выше.

Напряжение в это же время становится меньшим и составляет 70-90 В, а сила тока возрастает вплоть до двухсот ампер.

Исходя из описанных выше параметров, становится ясно: самодельные сварочные полуавтоматы способны обеспечить такие же характеристики, как большая часть других аналогичных устройств.

С другой стороны подобные агрегаты не лишены и недостатков. В их конструкции предусмотрено наличие сложных электросхем, а значит ремонт данных приборов более сложен.

ustrojstvo-poluavtomata-350x219.jpg
Полуавтомат для сварочных работ.

Если было принято решение сделать сварочный полуавтомат своими руками, тогда следует, в первую очередь, определиться с некоторыми его функциями. Например, существенным фактором будет наличие или отсутствие возможности работы в среде защитных газов.

Современные приборы располагают данной функцией и обеспечивают работу в режиме MMA. Конечно же, сваривание в отсутствии защитной атмосферы будет обладать более низким качеством.

Работа полуавтомата подразумевает под собой использование защитной атмосферы, в роли которой используется углекислый газ. Также понадобится сварочная проволока, автоматически подаваемая в область сварки.

Как видно, процесс работы полуавтомата существенно сложнее инвертора. Зато первый является более универсальным и позволяет решать более широкий спектр задач. В связи со всем вышесказанным, переделка сварочного инвертора в полуавтомат весьма выгодная и актуальная затея.

Чтобы понять, как сделать сварочный полуавтомат, необходимо иметь определенные познания в электротехнике. Иначе говоря, создание подобного устройства – задача не из легких. От мастера потребуется наличие определенных навыков и знаний.

Что потребуется?

Конечно же, изготовление любого прибора проще всего начинать, используя в качестве основы какое-либо другое устройство. В нашем случае самым простым вариантом будет создание полуавтомата на базе инвертора. Сделать последний также можно самостоятельно. Рекомендуется, чтобы мощность инвертора не была меньше 150 А.

Еще одним принципиальным моментом, необходимым в изготовлении надежного прибора, является пусковая схема сварочного полуавтомата.

К основным элементам, которые должны быть в наличии, следует отнести:

  • трансформатор, способный выдать 150 А;
  • механизм подачи проволоки;
  • шланг подачи газа;
  • бобина;
  • плата управления.

Самым распространенным и простым вариантом размещения указанных узлов является расположение инвертора и механического блока управления в одном корпусе. Обычно лучшим исполнением будет их установка в корпус от персонального компьютера.

Важным является наличие питания в блоке ПК, что существенно облегчит процесс создания агрегата.

Подачу проволоки можно выполнить на основе механизма стеклоподъёмника, позаимствованному из автомобиля.

Схема полуавтомата

ustrojstvo-poluavtomata-svarochnogo-350x184.jpg
Схема электрическая и устройство полуавтомата.

Схема самодельного сварочного полуавтомата для изготовления прибора доступна на многих сайтах в виртуальном пространстве. Принципиально они мало чем отличаются друг от друга, поэтому вполне возможно рассмотреть общий случай.

Подача проволоки в место сварки производится с помощью небольшого электромотора. Выше уже говорилось о хорошем кандидате на эту роль – автомобильном стеклоподъемнике. Работу указанного узла необходимо контролировать. В этих целях используется ШИМ-регулятор.

Качество сварочной работы непосредственно зависит от правильности подачи проволоки. Она должна поступать равномерно и без перебоев.

Подачу газа также необходимо отрегулировать соответствующим образом. Лучшим вариантом будет, если газовый клапан откроется раньше на несколько секунд, чем начнет подаваться электрод.

[box type=»warning»]Неправильная регулировка приведет к преждевременному оплавлению в атмосфере и вместо ванны гореть будет электрод. Естественно, данный случай полностью исключает возможность получения качественного и надежного шва.[/box]

Реализовать нужную задержку в подаче к месту сварки проволоки можно с помощью реле. Что касается клапана подачи, то его тоже можно позаимствовать у автомобиля, взяв воздушный клапан. Неплохим вариантом будет использование электроклапана от редуктора баллона.

Такая схема сварочного полуавтомата является принципиальной, так как в ней присутствуют все основные узлы прибора. Конечно же, есть и другие разновидности, отличающиеся некоторыми модификациями. Однако на принцип работы агрегата они нисколько не влияют.

Сварочный полуавтомат из инвертора требует главным образом его силовую часть. Следует понимать, трансформатор, используемый в данном агрегате, обычно берется из микроволновки, если речь идет о самодельном варианте.

В случае аппарата, купленного в магазине, в нем трансформатор обладает такими же характеристиками, так что никакой разницы от «происхождения» инвертора нет.

Изготовление инвертора, главным образом, сводится к переделыванию трансформатора из микроволновки. Именно он осуществляет главные функции в приборе.

Данное устройство является основным прибором, обеспечивающим питание сварочного процесса. Обычно в нем используется понижающий принцип действия. Это связано с тем, что напряжение сети слишком велико и его необходимо понизить до нужной величины.

Суть модификации указанного узла сводится к формированию нужного количества витков на первичной и вторичной обмотке. Дело в том, что в микроволновке трансформатор повышающий, а инвертору нужен понижающий.

Основы работы подобного узла основан на едином принципе. После подключения к сети по первичному контуру проходит переменный ток, создающий магнитный поток. В обмотках индуцируется ЭДС, зависящая от количества витков провода.

Проще говоря, если намотать на первичную обмотку сто витков, а на вторую – пять, то коэффициент трансформации в таком случае будет равен двадцати. В конечном итоге, после включения устройства в обычную домашнюю сеть, он на выходе будет выдавать одиннадцать вольт, то есть значение в двадцать раз меньшее, чем в сети.

Смысл переделки заключается в изменении количества витков на вторичной обмотке. В исходном состоянии их существенно большее, чем надо, то есть намотка сварочного трансформатора – неправильная.

Важно не спешить с изменением количества витков. Если сила тока будет слишком большой, то может произойти возгорание проволоки и деталь повредиться. Слабый ток сделает невозможным работу с устройством.

Схема горелки полуавтомата.

Оптимальное значение можно узнать только из расчетов. В первую очередь, нужно решить, какой будет величина напряжения на намотках, ток и другие характеристики. Применяя указанные данные осуществляется расчет намоток, сердечника, а также сечения проводов.

В расчёте учитывается большое количество параметров. Запутаться в этом нелегком деле может каждый, особенно если речь идет о человеке, давно не занимавшимся решением подобных задачек.

Помочь выполнить правильный расчет призваны онлайн-калькуляторы. Они доступны на многих сайтах и являются абсолютно бесплатными. Используя отмеченный сервис, вероятность ошибки сведется к минимуму, а время будет сэкономлено.

После изготовления самодельного инвертора, в первую очередь, в глаза бросается его маленький вес, особенно если сравнивать с трансформаторными аппаратами советского производства.

Что касается самого трансформатора, то он обычно берется из микроволновой печи. Именно в ней установлен правильный элемент с необходимым количеством витков на первичной намотке.

Популярность такие трансформаторы получили благодаря относительной доступности отмеченных бытовых приборов. На вторичном рынке найти подходящую печь не составит труда.

[box type=»fact»]Главное преимущество в нашем случае – отсутствие необходимости в приобретении рабочего устройства. Интерес представляет только трансформатор, а значит, поломанная микроволновка – прекрасный вариант. Ее стоимость существенно ниже новой или работающей и, наверняка, будет по карману каждому.[/box]

Еще одним «источником» трансформатора являются телевизоры, а также лабораторные автотрансформаторы. Указанные изделия, возможно, труднее найти. Тем не менее не стоит забывать об этих вариантах.

Выбор корпуса

Согласно схеме самодельные сварочные аппараты имеют достаточное количество различных узлов. Конечно же, их всех необходимо правильным образом разместить в корпусе. Этот элемент не будет оказывать существенного влияния на работу устройства и его принципиальную схему. Тем не мене от его выбора зависит комфорт работы.

В качестве отмеченного элемента можно использовать короб, изготовленный из тонколистового металла. Все размеры при создании короба необходимо продумать заранее. Лучшим вариантов является предварительная разработка чертежа, на котором будет учтена возможность размещения всех элементов агрегата.

Устройство подачи проволоки.

После того, как будет сделан выбор в пользу одного из вариантов короба, в него устанавливается трансформатор, регулятор подачи проволоки сварочного полуавтомата и другие узлы согласно продуманной схеме.

Важным в создании короба является учет системы охлаждения. Она необходима для обеспечения стабильного функционирования инвертора. Именно эта составляющая прибора подвержена сильному нагреву.

Источником охлаждения выступают вентиляторы. Их лучше всего установить на боковых стенках корпуса. Не стоит экономить время на создании вентиляционных отверстий. Нагнетаемый воздух должен беспрепятственно удаляться наружу.

Еще одним вариантом является корпус от персонального компьютера. Преимуществом его применения является наличие всех необходимых вентиляционных отверстия, а также посадочных мест под вентиляторы. Так как там уже предусмотрена правильная система охлаждения, то это поможет существенно сэкономить время при проектировке.

Кроме того, приобрести корпус от ПК – не проблема. У многих мастеров он может уже даже есть в наличии и валяется где-то в гараже «без дела». Так почему бы не найти ему достойное применение?

Плата управления

Важной составляющей самодельного сварочного агрегата является плата управления.

Принципиальная схема сварочного полуавтомата.

Она включает в себя:

  • задающий генератор;
  • реле;
  • обратную связь;
  • защиту от температурных перегрузок.

Также, когда делаем аппарат, не следует забывать о функциональности. Ее можно повысить, добавив регулятор тока. Данный элемент можно сделать самостоятельно на схеме из транзисторов.

После завершения всех работ, описанных выше, плата управления соединяется с силовой частью устройства и его подключением к электрической сети. Проверяем работоспособность блока с помощью осциллографа путем его подсоединения к выходам.

Совмещение катушек

Итак, в корпус полуавтомата, сделанного своими руками из инвертора, устанавливаются трансформаторы. После чего необходимо совместить их первичные и вторичные катушки.

Делается это следующим образом: первичные намотки соединяются параллельно, в то время как вторичные – последовательно.

В результате станет возможным получать на выходе большую силу тока, которой с лихвой хватит при выполнении практически любой работы в быту.

Система охлаждения

Немного ранее уже упоминалось о важности охлаждения инверторного сварочного полуавтомата. Данный узел подвержен наибольшему нагреву в процессе работы и именно он может определять то, как долго будет продолжаться сварка.

Лучшим решением является применение кулеров от персонального компьютера. Расположить их необходимо по обе стороны от инвертора, не забыв при этом о необходимости создания отверстий, для удаления теплых воздушных потоков.

Выбираем корпус, совмещаем катушки и монтируем систему охлаждения

Чтобы собрать самостоятельно сварочный полуавтомат, нужно подыскать оптимальный вариант корпуса.

В качестве корпуса для самодельной инверторной сварки можно взять подходящий по размерам короб, выполненный из листового металла или пластической массы.

Видео:

В подготовленный корпус поочередно устанавливаются трансформаторы, затем соединяются их первичные и вторичные бобины.

ВАЖНО ЗНАТЬ:  Советы по выбору электродов для сварки нержавейки

Первичные обмотки объединяются параллельно, вторичные соединяют по порядку.

Данный тип конструкции сделает возможным принимать ток под нагрузкой в 60 Ампер, при этом выходное напряжение будет составлять 40В, этой подачи вполне хватит для выполнения сварочной работы в бытовых условиях.

Система охлаждения сварочного полуавтомата предназначена охлаждать инвертор, который в процессе работы сильно нагревается.

В данном случае нужно воспользоваться следующей схемой расположения устройств: в корпусе по двум его сторонам напротив преобразователей электричества закрепляем вентиляторы.

Вентиляторы можно купить или воспользоваться снятыми из старого системного блока компьютера, при установке они должны работать на вытяжку.

При этом чтобы осуществлялось удаление нагретого и поступление холодного воздушного потока, нужно в самодельном корпусе сварочного полуавтомата проделать пару десятков сквозных отверстий.

Сварочный держатель и кабель можно отыскать в магазине.

Кроме того, в процессе создания сварочного полуавтомата нужен будет газовый баллон, его можно купить или взять старый от огнетушителя.

После подключения инвертора к питанию, микроконтроллер в автоматическом режиме задаст сварочные параметры.

Если напряжение провода будет менее 100В, значит аппарат неисправен. В данной ситуации придется отыскать и устранить неполадку.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий