Сделать трехфазный полуавтомат сваркой проволокой. Сварочные полуавтоматы своими руками (схема, видео и в том числе из инвертора)

Полуавтомат своими руками — подробное видео

Созданный план

Любая схема самодельного устройства предусматривает отдельную последовательность работы:

• На начальном уровне необходимо обеспечить подготовительную продувку системы. Она будет воспринимать последующую подачу газа;
• Затем необходимо запустить источник питания дуги;
• Подать проволоку;
• Только после выполнения всех действий начнется движение инвертора с заданной скоростью.
• На окончательном этапе следует обеспечить защиту шва и заварку кратера;

Плата управления

Для создания инвертора необходима специальная плата управления. На данном устройстве должны быть вмонтированы узлы аппарата:

• Задающий генератор, включающий в себя трансформатор гальванической развязки;
• Узел, при помощи которого управляется реле;
• Блоки обратной связи, отвечающие за сетевое напряжение и подающий ток;
• Блок термозащиты;
• Блок «антистик»;

Выбор корпуса

Перед сборкой агрегата нужно подобрать корпус. Можно выбрать короб или ящик с подходящими габаритами. Рекомендовано выбирать пластик или тонкий листовой материал. В корпус всонтируются трансформаторы, которые соединяются с вторичными и первичными бобинами.

Совмещение катушек

Первичные обмотки выполняются по параллельной схеме. Вторичные бобины подключаются по последовательной. По подобной схеме устройство способно принимать ток величиной до 60 А. При этом выходное напряжение будет равно 40 В. Данные характеристики отлично подойдут для сваривания небольших конструкций в домашних условиях.

Система охлаждения

Во время непрерывной работы самодельный инвертор может сильно перегреваться. Поэтому такому устройству необходима специальная система охлаждения. Самым простым методом создания охлаждения является установка вентиляторов. Данные устройства необходимо прикрепить по бокам корпуса. Вентиляторы должны быть установлены напротив трансформаторного устройства. Прикрепляются механизмы таким образом, чтобы они могли работать на вытяжку.

Сэкономить на приобретении сварочного полуавтомата возможно, если собрать его самостоятельно. При этом можно получить высококачественную сварку для ответственных конструкций, например, автомобиля, которая ни в чем не будет уступать дорогому аппарату, купленному в магазине. Сварочным оборудованием собранным своими руками, доступно выполнение качественной сварки и получение прочных соединений.

Вариант полуавтомата №1 «Собрать с нуля»

Схема приведенная ниже проверена, по ней собраны и успешно работают несколько сварочных аппаратов, которые жужжат бесперебойно уже не один год. Варить можно как с углекислотой, так и без.
Приведенная схема упрощена специально, чтобы со сборкой мог справится даже новичек, не владеющий особыми знаниями.

Силовой трансформатор Tr1 намотан на лабораторный автотрансформатор на 10А. Первичную обмотку транса оставляем без изменений, но выводы для регулировки тока расположены через пятнадцать витков. Вторичная состоит из двух обмоток по тридцать витков
Дроссель L1 можно намотать на рамке от телевизионного трансформатора шиной из меди в две обмотки по тридцать витков)
Транс Tr2 подберите какой найдете на 13В, трехамперный.
Движок М2 –для подачи элетрода-проволоки можно взять от дворников старого автомобиля.
Движок М1 –вентилятор от системного блока (компа) – система охлаждения.
R4 – регулятор движения проволоки.
Релюшку включения силового трансформатора можно не устанавливать, так же можно обойтись без реле тормозной системы двигателя подачи.

Вариант №2. Берем за основу сварочник ММА.

За основу в самодельном полуавтомате можно взять обыкновенный инвертор постоянного тока для бытовых работ, который стоит не дорого. К примеру, инвертор MINIONE подойдет для этих целей.

Avrora Minione 1600

К минивану нужно собрать выпрямитель, который состоит из мощных диодов, дросселя и мощного, емкостью примерно 50мкФ, конденсатора. Приобрести шлаг, протяжный механизм, который продается отдельно. В качестве тормоза для катушки с присадочным материалом можно взять обычную резинку со старого магнитофона (если еще есть такой в хозяйстве). Он необходим для того, чтобы когда подача останавливается, катушка не продолжала свое вращение самостоятельно.

сварочная проволока 08Г2С

Для питания регулятора подачи проволоки можно использовать схему, которая состоит из автомобильных реле, блока питания на 12В, используемого для потолочного освещения, выпрямителя постоянного тока (блока диодов). Регулятор подключается к электродвигателю, который вращает катушку. Всю конструкцию можно закрепить в металлическом каркасе и варить с удовольствием! Огромный плюс еще и в том, что инвертор, который используется как база для самодельного полуавтомата можно всегда снять и использовать как обычную ММА-сварку.

Вниманию любителей «чинить» автотранспортные средства своими руками предлагается для самостоятельной сборки авторская схема и конструкция сварочного полуавтомата в углекислотной газовой среде с автоматической подачей сварочной проволоки в зону сварки.

Назначение и описание устройства

Автолюбители знают, что для сварки кузова «железных» коней одного лишь аппарата дуговой электродной сварки переменного тока недостаточно - тонкий металл кузова требует аккуратной и желательно быстрой . Конечно, существует несколько типов сварочных аппаратов разного рода, доступных для частных автовладельцев, например - ацетилено-кислородная сварка или сварка в среде углекислого газа.

Но по сравнению с ацетилено-кислородной сваркой полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа имеет существенные преимущества :

• зона термического влияния очень узкая, поэтому деталь деформируется очень мало или вовсе не деформируется;
• краска на детали выгорает тонкой полосой, что уменьшает объем подготовки, рихтовки и окраски изделия;
• т.к. скорость расплавления электродной проволоки очень высока - общая производительность сварки выше в 2-3 раза;
• качество сварочного шва лучше;
• не требуется очень точной подгонки деталей перед сваркой;
• качественный шов получается даже при разных толщинах свариваемых деталей;
• углекислый газ менее дефицитен, чем кислород или ацетилен;
• способ сварки осваивается легко и быстро.

Для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа отечественной промышленностью выпускается различное оборудование: А-537, А-537У, А-547Р, А-825М, А-1230М и др., поэтому организациям более интересными могут оказаться именно эти готовые промышленные устройства, а любителям, державшим в руках паяльник автор предлагает самим собрать разработанный им подобный несложный аппарат, который он эксплуатирует уже 3-й год.

С одной стороны углекислый газ защищает расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха, с другой стороны - он разлагается на окись углерода (угарный газ) и кислород, который окисляет металл. Для компенсации окисления применяют специальную омедненую электродную проволоку, содержащую кремний и марганец: Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-10ГС, Св-12ГС, как нетрудно догадаться из обозначений - 0.8, 0.8, 1.0 и 1.2 мм диаметром соответственно. Практические числовые данные, которые должны достаточно точно выдерживаться (особенно это касается напряжений) во избежание плохого качества сварки, приведены в таб.1.

Режимы сварки в углекислом газе

Схема устройства

Его основа - мощный сварочный трансформатор Т1, который подключается к сети 220В коммутатором на включенных встречно-параллельно оптотиристорах VS1,VS2, управляемых ключом VT1-VT2 и обеспечивает:

• сварочное напряжение с выходной обмотки II (согласно первой строке таб. 1), выпрямленное мостом VD1…VD5, сглаженное фильтром L1-C1 (R3 балластный резистор, разряжает С1 на холостом ходу);
• напряжение питания (с выходной обмотки III) электродвигателя, подающего сварочную проволоку, который включается ключом VT8 через стабилизатор напряжения C6-DA2-R11-R12-C7 и выходной мощный транзистор VT7;
• напряжение питания (с выходной обмотки III, пониженное до 12 В резистором R9) газового клапана KL1, который включается электронным ключом VT5-VT6.

Переключателем SA2 первичной обмотки можно изменить выходное напряжение примерно от 18... 21В.

Включение аппарата производится нажатием на кнопку SA1 «Пуск», которая подключена на вход каскада на VT3 (с R4C2-цепью на входе), который представляет собой антидребезговый ключ с двумя проводами от кнопки (если желаете, то можно применить стандартные антидребезговые решения на ИМС триггеров, логических элементов, но они требуют три провода от кнопки, а внутри примененного автором стандартного промышленного «держака» сварочного полуавтомата проложено только два провода для кнопки).

К аналогичному ключу на VT4 подключен кремниевый диод VD14, который может быть закреплен в качестве термодатчика на самой горячем узле схемы при его продолжительной работе, подберите резистором R4 подходящий температурный порог срабатывания, при котором VT4 закроется и через DD1.4 отключит все узлы аппарата. Но если Ваша конструкция нигде не перегревается при продолжительной работе, то весь узел VD14-R4-R6-C3-VT4-R7-DD1.4 можно удалить из схемы.

Необходимые фазы управляющих сигналов для выходных узлов аппарата (T1, газового электроклапана KL1, электродвигателя) обеспечивает всего одна ИМС DD1 155ЛА3, которая вместе с вместе с VT1, VT2,VS1,VS2, VT3,VT4 питается стабилизированным DD1 напряжением 5В от низковольтного выпрямителя T2-VD9…VD13.

Выпрямительные диоды VD1-VD5 - мощные, на соответствующий сварочный ток, они могут быть следующих типов: Д151-160 (максимальный прямой ток 160 А), Д161-200 (максимальный прямой ток 200 А), В200-6 (максимальный прямой ток 200 А), В2-200-9 (максимальный прямой ток 200 А). Остальные радиоэлементы, думаю сложностей в выборе или замене не представляют.

Конструкция

Сварочный T1 должен иметь мощность около 2.5-3 кВт. Автор рассчитывал его исходя из имеющегося обмоточного материала, т.е. медной шины сечением 6 х 8 мм для вторичной обмотки II T1 и стержневого (О-образного) магнитопровода (площадь сечения сердечника 42 кв.см., площадь «окна» сердечника 200 кв.см.) на напряжение 21 В и ток 120 А.

Обе обмотки мотаются симметрично, т.е. на стержневой (О-образный) сердечник половину обмотки на каждую сторону. И не забудьте правильно соединить половинки между собой, синфазно (конец одной с началом другой), иначе получите 3 киловаттный электрообогреватель;-). И то ненадолго: сгорит обмотка или электропроводка без предохранителя. Если будете использовать в своей схеме SA2, то сделайте отводы по 1 витку от края обмотки.

Первичная обмотка I и вторичная III трансформатора T1 намотаны одним и тем же проводом диаметра 2.5 мм в бумажной изоляции.

Низковольтный трансформатор T2 рассчитывается аналогично на выходное напряжение 6В и ток нагрузки 1А.

Дроссель L1 намотан толстым сварочным кабелем на статоре какого-то двигателя с прорезью, т.е. его индуктивность получилась произвольной, порядка 10…20 мкГн. Конденсатор С1 имеет емкость 4000 мкФ, но можно поставить и больше. От стабильности напряжения зависит качество дуги, а следовательно шва сварки.

Газовый клапан - опять-таки с автомобиля - 12-ти вольтовый клапан подачи воды к стеклоочистителю с «восьмерки» (ВАЗ 2108). Потребление - около 0.4 А.

"Держак" сварщика - промышленного производства для сварочных полуавтоматов (тип к сожалению не знаю): резиновый пустотелый шланг ~3 см в диаметре, внутри проходит стальная витая "рубашка" для сварочной проволоки и два изолированных провода для кнопки "Пуск". По шлангу подается углекислый газ из баллона. На одном конце шланга - разъем с контактами, штуцером для газового шланга, отверстием для «рубашки» и гайкой, крепящей весь разъем к ответной части. На другом конце шланга - сам «держак»: пластмассовая ручка с нишей под кнопочный переключатель и трубка с наружной резьбой, на которую устанавливается наконечник, сквозь который выходит проволока - рис.3.

SA1 «Пуск» - кнопка, размещенная в нише «держака» сварщика.

Примечание:

Последний опыт эксплуатации аппарата показал, что в эмиттерную цепь транзистора VT2 стоит установить резистор 1-2 Ома 1Вт для продления ресурса светодиодов в составе опттотиристоров.

Сварочный полуавтомат является очень полезным и многофункциональным устройством. С его помощью можно изготавливать разнообразные металлические конструкции, подварить деталь автомобиля, не прибегая к посторонней помощи. Конечно, можно приобрести готовый инструмент, но при наличии элементарных знаний электроники, можно сделать сварочный полуавтомат из инвертора своими руками.

Схема сварочного полуавтомата не отличается особой сложностью. Но, чтобы сделать его самому, необходимо детально ознакомиться с этапами работы, просмотрев, как выглядит принципиальная схема, изучив соответствующие видео и фотоматериалы, а также подготовить все необходимые для сборки сварочного полуавтомата своими руками комплектующие и вспомогательные инструменты.

Что потребуется?

Чтобы осуществить переделку инвертора в полуавтомат, необходимо подготовить:

• инверторное устройство, формирующее сварочный ток 150А (подойдет трансформатор от микроволновой печи);
• механизм, отвечающий за подачу сварочной проволоки;
• горелку;
• шланг для подачи сварочной проволоки;
• шланг для подачи защитного (чаще всего – углекислого) газа на участок, где будет выполняться сварка;
• электронный блок, предназначенный для управления инверторного сварочного аппарата;
• катушку со сварочной проволокой.

Подготовка к работе

Как сделать сварочный полуавтомат своими руками? Переделка устройства начинается с планирования этапов работы. Прежде всего, нужно хорошенько поразмыслить над размещением подающих механизмов и проволочной катушки. Будущий корпус должен быть достаточно вместительным, легким, легко поддающимся очистке, а также хорошо открывающимся и закрывающимся.

Опытные сварщики считают, оптимальным вариантом является старый системный блок от компьютера. Он имеет компактный и приятный внешний вид, достаточно легкий, поскольку изготовлен из тонкого материала (еще один плюс – простота произведения необходимых вырезов), а встроенный блок питания имеет напряжение 12 Вольт, что идеально подходит для обеспечения работы привода подачи сварочной проволоки и клапана газа. За неимением системного блока подойдет любой металлический или пластиковый короб, подходящий по размерам.

Что же касается электродной проволоки, то лучше всего использовать пятикилограммовую бобину. Обладая внутренним диаметром 50 мм, она прекрасно подходит к канализационной ПВХ трубе, которую можно приспособить в качестве оси вращения.

Далее анализируются размеры деталей для полуавтомата и обдумывается из расположение в корпусе. Для наглядности лучше всего смастерить из картона макеты элементов и проверить их размещение. После этого можно начинать делать аппарат для полуавтоматической сварки.

Подготовка инвертора

Трансформатор представляет собой две катушки с изолированной медной проволокой. Одна из обмоток является первичной, другая вторичной. Чтобы переделать сварочный инвертор в полуавтомат, нам понадобится как раз вторичная. Ее переделывают с целью увеличения силы тока и снижения напряжения. Для этого снимают старую обмотку трансформатора и, при помощи провода, покрытого слоем эмали, наматывают новую.

Все действия следует выполнять очень аккуратно, стараясь не повредить первичную обмотку и укладывая витки вплотную друг к другу. Толщина проволоки и количество витков рассчитываются при помощи специальных онлайн-программ. После того, как обмотка завершена, ее покрывают токоизолирующим веществом.

Горелка

Инверторный сварочный полуавтомат должен быть оснащен горелкой. Конечно, можно попытаться изготовить ее самостоятельно, но проще приобрести готовую, особенно учитывая тот факт, что самодельный аппарат не требует затрат на дорогую брендовую продукцию. В комплект с заводской горелкой должны входить:

• набор наконечников с разными диаметрами на горелку;
• подающий шланг;
• евро разъем.

При выборе данного элемента необходимо учитывать такие его характеристики:

• максимальная сила тока, на которую рассчитано устройство;
• жесткость и длина шланга. Так слишком мягкий шланг, из-за склонности к перегибам, не в состоянии обеспечить свободное перемещение проволоки к горелке;
• наличие пружин возле горелки и разъема (предохраняют шланг от переламывания).

Подающий проволоку механизм

Самодельный сварочный аппарат будет работать качественно только тогда, когда подача проволоки будет непрерывной и равномерной. Обеспечить это можно тремя способами:

1. Купить новый готовый механизм – достаточно дорогой, но самый быстрый вариант.
2. Приобрести только подающие бобины.
3. Изготовить устройство самостоятельно. Для этого потребуются:

• пара подшипников (при чем, один из них должен быть прижимным и, соответственно, регулируемым);
• пружина натяжения;
• направляющий ролик;
• мотор для подачи электродной проволоки (можно использовать мотор от стеклоочистителей);
• металлическая пластина, на которой будет закреплено приспособление.

Этапы сборки:

1. Делаем на пластине отверстия для крепления подшипников и двигательного вала.
2. С обратной стороны пластины закрепляем мотор.
3. Надеваем направляющий ролик на вал.
4. Сверху и снизу закрепляем наши подшипники.

Полученную деталь размещаем в корпусе таким образом, чтобы ролики размещались по одной направляющей с разъемом для горелки – тогда проволока не будет изламываться. Для выравнивания проволоки желательно установить перед роликами жесткую трубку.

Система охлаждения

Поскольку самодельный полуавтоматический аппарат для сварки имеет предрасположенность к перегреванию, то необходимо обеспечить качественную систему охлаждения. Проще всего для этой уели установить вентиляторы (можно использовать охладители из старых компьютеров и прочей офисной техники) по бокам корпуса. Желательно, чтобы они располагались напротив трансформаторного устройства. Фиксация приборов осуществляется таким образом, чтобы они работали на вытяжку.

Для подачи свежего воздуха в корпусе нужно высверлить от 20 до 50 отверстий диаметром не меньше 5 мм.

Электрическая составляющая

Для работы полуавтомата, переделанного из сварочного инвертора, необходимо обеспечить правильную электрическую цепочку. Для этого понадобятся:

• пара автомобильных реле;
• ШИМ-регулятор для мотора;
• диод;
• конденсатор с транзистором;
• провода;
• автомобильный электромагнитный клапан холостого хода (самыми подходящими считаются ВАЗовские модели).

Электрическая схема управления сварочным полуавтоматом осуществляется в такой последовательности:

1. При воздействии на кнопку горелки срабатывают оба реле.
2. Посредством первого реле запускается клапан подачи газа.
3. Второе реле работает параллельно с конденсатором и запускает подачу проволоки с задержкой.
4. При помощи дополнительной кнопки, в обход реле, обеспечивающего подачу газа, осуществляется протяжка проволоки.
5. К электромагнитному клапану подключается диод – это необходимо для снятия самоиндукции.
6. Для того чтобы горелку можно было подключить к силовому кабелю от инвертора, рядом с евро разъемом устанавливают быстросъемный разъем и подключают его к горелке.

Управление полуавтоматом

Для того чтобы осуществлять управление прибором, необходима специальная плата. Схема управления должна включать в себя следующие узлы:

• задающий генератор с трансформатором гальванической развязки;
• управляющий реле узел;
• блоки обратной связи, призванные отвечать за сетевое напряжение и подачу тока в аппарат;
• термозащитный блок;
• блок «антистик».

Правила эксплуатации

Самодельный инверторный полуавтомат требует к себе несколько иного отношения, чем готовые приспособления. Важно знать, что воздействие пыли и грязи губительна для подобных устройств, поэтому, в зависимости от частоты эксплуатации, раз в 3-6 месяцев необходимо производить очистку конструкции. Кроме того, недопустимо использование сварочных полуавтоматов, изготовленных своими руками, при температуре ниже 15°С. Не подходят они и для профессиональной деятельности – в этом случае оптимальным вариантом будет приобретение заводского изделия. Но для применения в домашних условиях такой агрегат станет отличным подспорьем.

В Интернете можно найти схемы принципиального устройства установок, которые могут производиться своими руками. В нашем случае представлена схема комплектующих. Следующим шагом будет выбор конденсатора и дросселя. В нашем случае подойдет конденсатор, рассчитанный на 22 и более мкФ, мощность 63 Вт. Дроссельная обмотка требует медного многожильного провода диаметром сечения не менее 5 миллиметров, и длиной не более 20 метров.

В свою очередь, дроссель своими руками наматывается по 15 витков по часовой и против часовой стрелки. В результате следует переход витков на другую сторону сердечника, а также последующее повторение операции. Своими руками производить намотку витков, в которой нуждается инверторный сварочный аппарат, следует со всей осторожностью.

Порядок действий:

1. Инвертор требует определенности с мощностью, которой будет располагать будущий самодельный инвертор. Помнить стоит о том, то использовании диаметра проволоки 0,8 миллиметров показатель сварочного тока будет приравниваться 160 А. Так, мощность, которой будет располагать инвертор, будет составлять 6 кВт.;
2. Далее понадобится выбрать тип трансформатора. Лучше сделать выбор в пользу тороидального сердечника, и вызвано это по большей части меньшой массой. Транзисторы нам не понадобятся (несмотря на то, что транзисторы являются элементами «сильной» сварки);
3. О выборе пределов сварочного тока, а, точнее говоря, о способе регулировки тока: первичной и вторичной обмотками, которые будет содержать потенциальный инвертор. Первый метод заключается в подключении тиристорной схемы регулировки тока, обладает некоторые недостатками на фоне второго, так как проблемы эти потребуют устранения включением реле, а также иных коммутирующих элементов. Регулирование тока по вторичной обмотке имеет повышенную пульсацию, как и в первом случае, если применяется тиристорная схема;
4. В аппарат устанавливается дроссель и конденсатор в цепи питания вторичной обмотки;
5. Выбирается редуктор подачи проволоки из стеклоочистителя. Понадобится еще клапан подачи воды для последующего монтажа системы подачи газа;
6. Теперь своими руками схема устройства для сварки металлов. Как только инвертор собран, самодельные системы проверяются на работоспособность нажатием кнопки управления: сначала подается углекислый газ, спустя несколько секунд производится подача тока и проволоки.

Владея определенными знаниями и умениями, сделать собственными усилиями самодельный сварочный эффективный полуавтомат вполне возможно.

Главная » Проектирование » Сделать трехфазный полуавтомат сваркой проволокой. Сварочные полуавтоматы своими руками (схема, видео и в том числе из инвертора)