Агрегат, предназначенный для сваривания изделий, принято считать сварочным полуавтоматом. Такие устройства могут быть различных видов и форм. Но самым важным является механизм инвертора. Необходимо, чтобы он был качественным, многофункциональным и безопасным для потребителя. Большинство профессиональных сварщиков не доверяют китайской продукции, изготавливая устройства самостоятельно. Схема изготовления самодельных инверторов достаточно проста. Важно учитывать для каких целей будет изготовлен аппарат.
Иногда для качественного результата и получения ровного сварного шва необходимо взаимодействие двух устройств.
Также инверторные устройства делятся на:
Самодельный аппарат, схема которого очень проста, включается в себя несколько главных элементов:
Схема сварки при помощи полуавтомата в среде защитного газа:
Также мастеру понадобятся:
Принцип работы инвертора включает в себя:
При подключении агрегата к электрической сети наблюдается преобразование переменного тока в постоянный. Для данной процедуры понадобится электронный модуль, специальные выпрямители и трансформатор с высокой частотой. Для качественного сваривания нужно, чтобы у будущего агрегата такие параметры, как скорость подачи специальной проволоки, сила тока и напряжение были в идентичном равновесии. Для данных характеристик понадобятся источник питания дуги, который имеет вольтамперные показания. Длину дуги должно определить заданным напряжением. Скорость подачи проволоки напрямую зависит от сварочного тока.
Полуавтомат своими руками — подробное видео
Любая схема самодельного устройства предусматривает отдельную последовательность работы:
Для создания инвертора необходима специальная плата управления. На данном устройстве должны быть вмонтированы узлы аппарата:
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.
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.
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.
Полуавтомат из инвертора своими руками можно изготовить без особых трудностей при наличии соответствующих технических знаний. Чтобы изготовить полуавтомат своими руками, потребуется подготовить определенный перечень механизмов, устройств, инструментов и материалов, которые входят в состав агрегата.
Полуавтомат из инвертора включает в себя инвертор и сварочную горелку.
Домашними умельцами разработаны различные схемы конструирования полуавтоматов из инвертора.
Наиболее распространенная схема устройства предполагает необходимый перечень инструментов и материалов:
Инвертор должен быть мощностью около 150 А.
Особое внимание следует уделить подающему механизму. При помощи использования этого элемента конструкции происходит подача электродной проволоки к горелке по гибкому шлангу. Идеальная скорость подачи проволоки соответствует скорости ее плавления. Показатель скорости подачи проволоки, которую обеспечивает подающий механизм, оказывает существенное влияние на процесс проведения работ и качество выполнения сварочного шва при помощи сварочного полуавтомата.
При конструировании полуавтомата следует предусмотреть возможность изменения скорости подачи электродной проволоки в зону сваривания. Возможность изменять скорость подачи электродного материала позволяет работать с расходниками различного диаметра и из разных материалов. Чаще всего при работе сварочных полуавтоматов применяется проволока с размерами 0,8 мм, 1 мм, 1,2 мм и 1,6 мм. Проволоку наматывают на специальные катушки, устанавливаемые в сварочном устройстве.
Если подача проволоки проводится полностью в автоматическом режиме, то это значительно уменьшает время, требуемое для проведения работ по свариванию заготовок.
Блок управления полуавтоматом оснащается каналом регулировки и стабилизирования рабочей силы тока. Параметры рабочего тока контролируются микроконтроллером в широтно-импульсном режиме. От широтно-импульсного параметра тока во многом зависит напряжение на конденсаторе. Напряжение на последнем непосредственно оказывает влияние на силу рабочего сварного тока.
Перед самостоятельным конструированием полуавтомата требуется определиться с типом и мощностью сварочного трансформатора, который планируется установить в полуавтомате. Следует помнить, что при использовании для процесса сваривания проволоки минимального размера 0,8 мм рабочий сварочный ток должен быть 160 А. Мощность сварочного трансформатора для получения такого тока должна составлять 3 кВт. При выборе трансформатора следует обратить внимание на то, что трансформатор на тороидальном сердечнике имеет меньший вес по сравнению с другими типами устройств.
При изготовлении трансформатора нужно учитывать несколько тонкостей. Трансформатор требуется обмотать медной полосой с размерами (40 мм — ширина и 30 мм — толщина). Перед использованием медной полосы ее сначала обматывают термобумагой. Использовать для намотки обычный медный провод нельзя, так как происходит его сильный нагрев.
Вторичную обмотку трансформатора делают из трех слоев жести. Слои жести изолируются между собой при помощи фторопластовой ленты. На выходе концы спаиваются между собой для повышения проводимости. В корпусе, где устанавливается трансформатор, монтируется вентилятор для осуществления обдува с целью повышения охлаждения компонентов системы в процессе работы устройства.
Регулировку тока в приспособлении можно осуществлять двумя способами: по первичной и вторичной обмоткам. Осуществление регулировки первым способом требует использования тиристорной схемы регулировки. Этот способ регулирования имеет определенные недостатки, которые устраняются при помощи включения в цепь реле и некоторых коммутирующих элементов.
При применении регулировки тока по вторичной обмотке возникает высокая пульсация, для снижения которой применяют тиристорную схему. Применение коммутирующих схем приводит к повышению веса конструкции и стоимости установки. По этой причине использование регулировки тока по первичной обмотке считается более приемлемым.
Для сглаживания пульсаций в цепи вторичной обмотки встраиваются сглаживающий дроссель и конденсатор, имеющий емкость около 50000 МкФ. Такая конфигурация устройства позволяет сглаживать пульсации напряжения при выборе любой схемы регулирования тока.
В качестве редуктора для подачи проволоки можно использовать редуктор от стеклоочистителя ВАЗ.
При сборке инвертора-полуавтомата своими руками требуется для силовых ключей, входного и выходного выпрямителей обеспечить хорошее охлаждение при помощи использования радиаторов. В корпусе также требуется монтировать термодатчик. После проведения монтажа силовой части приспособления проводится подключение ее к блоку управления устройством.
Готовое устройство можно включать в сеть. После того как загорелся индикатор, к устройству подключают осциллограф и проверяют правильность работы. Двуполярные импульсы должны иметь частоту 40-50 Гц, а время между ними корректируется за счет изменения напряжения на входе. Нормальный промежуток времени между импульсами должен составлять 1,5 мкс.
Импульсы, которые регистрирует осциллограф, должны иметь прямоугольные фронты длительностью не более 500 нс.
После проверки инвертора он подключается к бытовой электрической сети. При подключении аппарата индикатор должен показывать 120 А. В случае если этот показатель не достигнут, требуется проверить правильность сборки устройства.
По окончании тестирования аппарата на холостом ходу проводится тестирование устройства под нагрузкой. Для этой цели требуется в цепь сварочных проводов включить нагрузку в виде реостата 0,5 Ом, который способен выдерживать ток больше 60 А. При этой нагрузке контролируется ток при помощи вольтметра.
После сборки агрегата проверяется его работоспособность. Для этого следует нажать на кнопку запуска. Сразу после этого начинает поступать углекислый газ, через несколько секунд включается ток, начинается подача электродной проволоки. При выключении устройства сначала прекращается подача рабочего тока и электродной проволоки и только спустя несколько секунд перекрывается электроклапан, обеспечивающий подачу углекислого газа в зону проведения сварочных работ. В качества клапана для обеспечения подачи углекислого газа можно использовать клапан подачи воды на заднее стекло автомобиля ВАЗ.
После запуска инвертора при помощи контроллера выставляется требуемый для работы ток. В случае правильной настройки на выходе устройства величина электрического тока составляет 120 А. При помощи блока управления при необходимости силу тока можно изменять в интервале от 20 до 160 А. При использовании агрегата следует контролировать температуру его нагрева. Температура нагрева не должна превышать 75º С. Для ее контроля в устройстве следует установить термодатчик. При увеличении температуры выше установленного максимума устройство следует отключить и дать ему время на остывание. Для улучшения охлаждения в агрегате предусмотрена установка нескольких вентиляторов.
Полуавтомат сварочный, изготовленный на основе инвертора, применяют для проведения процедуры точного сваривания изделий из различных типов стали. Помимо этого устройство используется для сваривания тонких металлических заготовок. Использование полуавтомата распространено при проведении автомобильных ремонтных работ кузова.
После изготовления полуавтоматической сварки из инвертора для дома этот агрегат становится незаменимым устройством, используемым в домашнем хозяйстве для выполнения большого количества различных сварочных работ.
Большинство сварочных аппаратов, особенно самодельных, весьма далеки от совершенства. Предлагаем схему доводки самодельного сварочного аппарата из "переменки" в "постоянку" своими руками и вы сможете использовать электроды любого типа(см рис. 1).
Рис. 1 Схема сварочного аппарата с высокоэффективным индуктивно-емкостным фильтром, сглаживающим пульсации выпрямленного напряжения.
"Пройдемся" по схеме.
Сердечник для него взят из дросселя ламп городского освещения 1Н400Н37—110. Удаляя старые обмотки, необходимо сохранить картонные прокладки, которые обеспечивали зазор между основными и замыкающими частями сердечника (рис. 2).
При повторной сборке их устанавливают на место. Новая обмотка наматывается только на одном боковом стержне— три слоя медной шины сечением 4x6 мм, расположенных равномерно по всей длине сердечника. Начало обмотки дросселя подключается к блоку конденсаторов С1 ...С6, а конец обмотки — к клемме « +» (рис. 1).
Диоды У01...У04 типа Д161—320 или аналогичные, рассчитанные на средний выпрямленный ток — выше 250 А и обратное напряжение — не менее 200 В, монтируют на стандартных литых радиаторах-охладителях, которые должны быть изолированы друг от друга и от корпуса сварочного аппарата текстолитовыми пластинами. Конденсаторы 31 ...56 — электролитические, типа К50-3 или К50-7 двухсекционные 250/290 (150+150 мкф). Суммарная емкость блока конденсаторов— 1800 мкф. Установить их удобнее всего в один ряд на текстолитовой пластине толщиной 4...6 мм.
Сделан из одной секции ограничительного сопротивления мостового крана ДЭК-256 (рис. 3 ).
Это сопротивление представляет собой керамическую трубу с фигурным спиральным пазом на внешней поверхности, в который уложена шина из материала с высоким удельным сопротивлением, сечением около 20 мм2.
Использование полуавтоматического сварочного аппарата позволяет упростить работу с металлами. Такая техника может с легкостью соединять различные сплавы. Изготовить сварочный полуавтомат своими руками можно из имеющегося инвертора, а самодельный агрегат будет отличаться универсальностью и функциональностью в использовании, позволив сэкономить на покупке промышленного оборудования.
Особенностью конструкции полуавтоматического сварочного аппарата является постоянная подача в зону сварки расплавляемой проволоки, которая используется вместо металлических электродов. Подача проволоки осуществляется автоматически, с возможностью изменения скорости движения гибких электродов. Используемая сварочная проволока позволит обеспечить постоянный контакт соединяемых поверхностей, такой материал в сравнении со стандартными электродами имеет меньшее сопротивление, что улучшает качество соединения.
Полуавтоматическая сварка отличается универсальностью, что позволяет при помощи этой технологии сваривать различные по своим характеристикам металлы, в том числе нержавейку, цветные сплавы, алюминий и другие. Освоить правильную технику полуавтоматической сварки не составит труда. Самодельные аппараты отличаются простотой в эксплуатации, поэтому их можно рекомендовать обычным домовладельцам. В зависимости от своей разновидности полуавтоматы могут иметь дополнительное сопло для подачи газа, а соединение металлов осуществляется в защитной среде, что позволяет исключить в последующем образование коррозии в сварном шве.
Предлагаемые сегодня в магазинах инверторы для сварки отличаются универсальностью, а многие из них имеют реализованную функцию два в одном. При небольшой мощности и габаритах и полуавтомат два в одном может работать с тугоплавкими металлами и толстыми металлическими заготовками.
Многие домовладельцы, которым часто приходится выполнять сварочные работы, решаются на изготовление такого оборудования самостоятельно. К преимуществам самодельных полуавтоматов из инвертора можно отнести следующее:
Из недостатков этой технологии и самого оборудования можно отметить высокую стоимость полуавтоматов, которые при сходных с инвертором характеристиках могут иметь цену в два-три раза выше. Неудивительно, что многие домовладельцы решаются на изготовление оборудования своими руками, что позволяет существенно сократить затраты, не потеряв при этом в качестве выполненного аппарата.
Проще всего выполнить самодельный полуавтомат из инвертора на основе мощного силового блока. Изготовить инвертор можно самостоятельно или использовать от имеющегося в распоряжении оборудования. Для полуавтомата следует использовать инверторы мощностью не меньше 150 ампер.
Существуют схемы переделки техники, позволяющие устанавливать мощность, которой будет хватать для осуществления полуавтоматической сварки. Устройство этого типа будет сложным в реализации, поэтому рекомендовать использовать маломощные силовые блоки можно лишь опытным радиолюбителям, которые могут изготовить по-настоящему сложную технику.
Изготовить качественное оборудование можно при наличии на руках пусковой схемы полуавтоматического сварочного инвертора. К характеристикам такого агрегата можно отнести следующее:
Это оптимальные параметры для бытового сварочного полуавтомата, который справится с различными по показателям тугоплавкости металлами. В последующем можно, используя дополнительные чертежи увеличения мощности инвертора, изменить базовые характеристики, что позволяет применять такое оборудование в бытовых и промышленных целях .
Для выполнения гаражного сварочного аппарата полуавтомата своими руками потребуется следующее:
Проще всего расположить инвертор и механический блок управления в отдельном коробе, для чего используют блоки от старого компьютера. Наличие питания в системном блоке позволяет существенно упростить изготовление оборудования.
Роликовый механизм для проволоки можно выполнить из моторчика от автомобильного стеклоочистителя. Под такой моторчик проектируют раму механизма, которая вырезается из металлических элементов и сваривается или скрепляется болтовым соединением.
Горелку и шланг можно сделать самостоятельно из пистолета от монтажной пены и силикона. Также можно приобрести уже готовые комплекты, что позволит обеспечить безопасность работы с полуавтоматом и упрощает его изготовление.
Выполняя механизм подачи проволоки, все используемые компоненты необходимо располагать друг напротив друга, что в последующем обеспечит равномерную подачу гибких электродов. Ролики следует отцентрировать относительно штуцера в одном разъеме, в последующем это позволит плавно изменять скорость подачи проволоки. Схему регулятора скорости подачи проволоки сварочного полуавтомата можно с легкостью отыскать в интернете.
Все используемые металлические элементы следует закрепить на листе фанеры, плотной пластмассе или текстолите. Так как на используемые металлические элементы подается электричество, следует проверить заземление каждого узла. Это исключит возможность коротких замыканий, что может привести к серьезным поломкам техники.
За подачу сварочной проволоки будет отвечать небольшой электромотор и протяжный механизм, работа которого контролируется при помощи ШИМ-регулятора. Качество выполненной сварки будет напрямую зависеть от равномерности подачи сварочной проволоки в рабочую зону. Необходимо уделить должное внимание правильности изготовления схем сварочного полуавтомата.
На передней панели инвертора устанавливают переменный резистор контроллера, после чего приступают к сборке реле управления запуска мотора и управления клапаном, который отвечает за подачу инертного газа. Контактные группы контроллеров должны срабатывать одновременно при нажатии кнопки пуска на горелке.
Работу подачи газа необходимо отрегулировать таким образом, чтобы клапан открывался на несколько секунд раньше, чем в сварочную зону начнет поступать проволока. В противном случае оплавление происходит в атмосферной среде, после чего проволока начнет гореть вместо расплава. Добиться качественного соединения и надежного сварочного шва при горении проволоки будет невозможно.
Для задержки включения подачи проволоки необходимо выполнить простейшее реле, для чего потребуется конденсатор и 875 транзистор. Можно использовать простейшее реле от автомобиля, которое подключается к 12 Вольтам на компьютерном блоке питания.
Сам клапан может использоваться от различных автомобильных запорных устройств. Проще всего переделать воздушный клапан от автомобиля ГАЗ-24. Можно выбрать также электроклапан от редуктора с газовых баллонов.
Все имеющиеся органы управления и ШИМ-регулятор подачи проволоки сварочного полуавтомата располагают на передней панели системного блока. К блоку управления и контроллеру подачи проволоки с газом подключают уже готовый инвертор с мощностью не менее 150 ампер. Останется выполнить пробный запуск и при необходимости внести соответствующие корректировки в работу системы подачи сварочной проволоки и защитного газа.
В процессе работы силовой блок инверторного полуавтомата будет нагреваться, что может привести к поломкам инвертора и плат управления. Ремонт агрегата после таких поломок будет крайне сложен. Чтобы избежать подобного необходимо установить внутри инвертора и системного блока термодатчики и кулеры, которые смогут эффективно охлаждать работающее оборудование.
Можно использовать оптронную пару, которая подключается в общий блок управления работы оборудования. При превышении температуры внутри инвертора датчики будут посылать соответствующие сигналы на исполнительное реле, отключающее подачу электроэнергии вплоть до полного охлаждения устройства.
Дополнительно для охлаждения системного блока можно использовать различные кулеры от старых компьютеров. Кулеры будут различаться своими размерами. Можно подобрать вентилятор, который справится с качественным охлаждением системного блока, внутри которого располагается инвертор и другая автоматика. Используемый кулер подключается к 12 вольтовому блоку питания напрямую или через термодатчик, который при увеличении температуры внутри корпуса будет посылать сигнал на подачу напряжения. Блок управления включит вентилятор, что гарантирует быстрое охлаждение корпуса полуавтоматического аппарата.
Сборка полуавтоматического сварочного аппарата не представляет особой сложности, поэтому с такой работой сможет справиться каждый домовладелец. Необходимо лишь использовать качественный мощный инвертор, а горелку с приводом лучше всего взять от промышленных заводских полуавтоматов. Это позволит существенно упростить изготовление техники. В интернете можно найти различные схемы исполнения полуавтоматических сварочных аппаратов, реализовать которые не составит особого труда. Такой аппарат будет отличаться функциональностью и универсальностью в использовании .
Сварочный полуавтомат является довольно востребованным устройством среди профессиональных и домашних мастеров, особенно тех, кто занимается кузовным ремонтом. Данный агрегат можно приобрести уже в готовом исполнении. Но многие владельцы сварочных инверторных аппаратов задаются вопросом: а можно ли переделать инвертор в полуавтомат, чтобы не покупать еще один сварочник? Сделать полуавтомат из инвертора своими руками — задача довольно сложная, но при сильном желании вполне осуществимая.
Для сборки агрегата понадобятся следующие элементы:
Чтобы собрать самодельный полуавтомат из сварочного инвертора, последний должен вырабатывать сварочный ток не менее 150 А. Но его придется немного модернизировать, поскольку вольтамперные характеристики (ВАХ) инвертора не подходят для сварки электродной проволокой в среде защитного газа.
Но об этом позже. Сначала нужно сделать механическую часть полуавтомата, а именно механизм подачи проволоки.
Поскольку подающий механизм будет размещаться в отдельном коробе, то для этой цели идеально подойдет корпус от системника компьютера . К тому же, не нужно выбрасывать блок питания. Его можно приспособить под работу механизма протяжки.
Для начала, нужно измерить диаметр катушки с проволокой или, обрисовав ее на бумаге, вырезать окружность и вставить ее в корпус. Вокруг бобины должно быть достаточно места для размещения других узлов (блока питания, шлангов и механизма протяжки проволоки).
Устройство протяжки проволоки изготавливается из механизма стеклоочистителя от автомобиля. Под него необходимо спроектировать раму, которая также будет удерживать прижимные ролики. Макет необходимо нарисовать на плотной бумаге в реальном масштабе.
Совет! Разъем для подключения шланга горелки и сам шланг с горелкой можно изготовить своими руками. Но правильнее будет купить готовый комплект, который имеет доступную цену.
Устройство подачи должно быть установлено в корпусе так, чтобы разъем располагался в удобном месте.
Чтобы проволока подавалась равномерно, все составляющие должны закрепляться точно друг напротив друга. Ролики необходимо отцентрировать относительно отверстия для входного штуцера, который находится в разъеме для подключения шланга.
В качестве роликовых направляющих можно использовать подходящего диаметра подшипники. На них с помощью токарного станка протачивается небольшая канавка, по которой будет двигаться электродная проволока. Для корпуса механизма можно использовать фанеру толщиной 6 мм, текстолит или прочный листовой пластик. Все элементы закрепляются на основе, как показано на следующем фото.
В качестве первичной направляющей для проволоки используется просверленный вдоль оси болт . В результате получится подобие экструдера для проволоки. На входе штуцера одевается кембрик, усиленный пружиной (для жесткости).
Штанги, на которых закреплены ролики, также подпружиниваются. Сила прижима устанавливается с помощью болта, расположенного снизу, к которому крепится пружина.
Совет! Если у вас по каким-либо причинам нет возможности изготовить механизм для протяжки проволоки своими руками, то его можно купить в Китае. В продаже имеются механизмы на 12 В и на 24 В. Данном случае, поскольку используется БП от компьютера, потребуется устройство с питанием от 12 В.
Основу для закрепления бобины можно изготовить из небольшого куска фанеры или текстолита и обрезка пластиковой трубы подходящего диаметра.
Чтобы добиться хорошего качества шва при сварке, необходимо обеспечить подачу проволоки с определенной и постоянной скоростью. Поскольку за скорость подачи оснастки отвечает двигатель от стеклоочистителя, то необходимо устройство, способное изменять скорость вращения его якоря. Для этого подойдет уже готовое решение, которое также можно приобрести в Китае, и называется оно
Ниже приведена схема, из которой становится понятно, как подсоединяется контроллер оборотов к двигателю. Регулятор контроллера с цифровым табло выводится на переднюю панель корпуса.
Далее, нужно установить реле, управляющее газовым клапаном . Оно же будет управлять и запуском двигателя. Все данные элементы должны активироваться при нажатии кнопки пуска, расположенной на рукоятке горелки. При этом подача газа в место сварки должна быть с опережением (примерно на 2-3 сек) начала подачи проволоки. В противном случае дуга зажжется в окружении атмосферного воздуха, а не в среде защитного газа, в результате чего электродная проволока расплавится.
Реле задержки для самодельного полуавтомата можно собрать на основе 815-го транзистора и конденсатора . Чтобы получить паузу в 2 секунды, будет достаточно конденсатора на 200-2500 мкФ.
Совет! Поскольку питание идет от компьютерного БП, который выдает напряжение 12 В, вместо самостоятельного изготовления модуля можно использовать автомобильное реле.
Размещается в любом месте, где он не будет мешать работе подвижных узлов, и подсоединяется к цепи согласно схеме. Можно использовать воздушный клапан от ГАЗ 24 или купить специальный, предназначенный для полуавтоматов. Клапан отвечает за автоматическую подачу защитного газа на горелку. Включается он после нажатия на кнопку пуска, расположенную на горелке полуавтомата. Наличие этого элемента значительно экономит расход газа.
Но как уже было отмечено, для полноценной работы полуавтомата вольтамперные характеристики (ВАХ) инвертора не подходят. Поэтому, чтобы приставка полуавтомат работала в паре с инвертором, в его электрическую схему требуется внести небольшие изменения.
Чтобы изменить ВАХ инвертора, существует множество схем, но самый простой способ сделать это заключается в следующем:
Но если управление сварочным током в инверторе происходит с помощью шунта , то можно собрать простую схему из трех резисторов и переключателя режимов, как показано ниже.
В итоге, переделка сварочного инвертора в полуавтомат обойдется в 3 раза дешевле уже готового агрегата. Но конечно же, для самостоятельной сборки аппарата потребуется иметь определенные знания в радиоделе.
