Как сделать сварочный полуавтомат своими руками. Сварочный полуавтомат бытового назначения своими руками Сварочный полуавтомат на 380 схема

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.

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.

Стоимость агрегатов для полуавтоматической сварки в настоящее время немаленькая. Не всякий частный мастер, владелец автомобиля либо частного дома сможет позволить себе его приобрести. Но большинству домашних умельцев под силу собрать такой сварочный полуавтомат своими руками из вполне доступных и сравнительно недорогих комплектующих. При соблюдении нижеследующих рекомендаций можно добиться отличного результата - собрать самодельный сварочный, подходящий практически для всех бытовых нужд.

Сегодня в интернете имеется несколько вариаций схем сварочного полуавтомата, отличающихся незначительно. Существует множество видео, чертежей, позволяющих собрать полуавтомат на основе обычного инвертора бытового назначения. Как основа для изготовления полуавтоматического сварочника подойдет любая недорогая заводская модель инвертора сварочного, способная продуцировать постоянный ток значением от 150А. Кроме этого для сборки работоспособной схемы устройства потребуется следующее оборудование, узлы и материалы:

• подающий механизм для полуавтомата;
• элемент, характерный для конструкции полуавтоматического агрегата - газовый пистолет-горелка;
• баллон с инертным газом (углекислотой);
• модифицированная катушка с расходным материалом - проволокой;
• два рукава - для подачи сварочной проволоки и защитного газа к горелке;
• электронный модуль управления.

Последовательность сборки самодельного полуавтомата

Подающий механизм

Согласно информации от мастеров-умельцев, одной из самых сложных задач при самостоятельном изготовлении сварочного аппарата полуавтоматического принципа действия является создание надежного и эффективного механизма подачи проволоки. В общем случае он представляет собой катушку, соединенную с валом маломощного электропривода посредством прижимного роликового устройства. Бывает достаточным применение электродвигателя, устанавливаемого на дворники ветрового стекла автомобиля. При выборе привода следует отдавать предпочтение двигателям одностороннего вращения.

Все элементы подающего механизма монтируются на толстостенной текстолитовой пластине (толщиной не менее 8-10 мм). Катушка фиксируется посредством одного-двух шарикоподшипников на валу соответствующего диаметра, закрепленного в корпусе. На вал электродвигателя насаживается ролик, который с двух сторон фиксируется шариковыми подшипниками. На выходе узла необходимо установить направляющую с диаметром отверстия чуть большим, нежели размер используемой проволоки.

Функционирование регулятора подачи проволоки осуществляется следующим образом:

Проволока со свободно закрепленной катушки протягивается через направляющий элемент и прижимается с оптимальным усилием одним из роликов. Усилие должно быть таковым, чтобы обеспечивалось протягивание сварочной проволоки без проскальзывания, но не чрезмерным, способным привести к увеличению механической нагрузки на электропривод, что может легко вывести его из строя. Для такого эффекта следует использовать пружину на регулируемом резьбовом соединении.

Схему управления подачей проволоки лучше всего реализовать посредством классического тиристорного блока с диодным мостом, рассчитанным на ток, превышающий значение в 10А. При прочих выполненных условиях данный узел способен подавать сварочную проволоку большинства типоразмеров, используемых при бытовой сварке (от 0.8 до 1.6 мм), причем скорость протяжки можно регулировать самому (в зависимости от диаметра расходного материала).

Доработка заводского инвертора

Переделка схемы сварочного полуавтомата из агрегата инверторного типа заключается в доработке его трансформатора. Для этого необходимо обмотать его первичную катушку полосой из тонкой меди в термоизоляционной обмотке. Обычный медный провод нельзя использовать в этих целях ввиду высоких температур, способных привести к повреждению ПВХ-изоляции.

Катушку вторичной цепи трансформатора также следует адаптировать под новые задачи, намотав для этого поверх существующей обмотки три слоя такой же проволоки, изолируемых между собой фторопластовой лентой. Для увеличения проводимости токов необходимо спаять между собой стандартные выводы катушки с дополнительными обмотками.

Горелка

Этот элемент для полуавтоматической сварки можно сделать самостоятельно. Но лучше воспользоваться готовыми заводскими решениями производителей данного оборудования, установив в самодельный сварочный аппарат стандартную горелку, оснащенную сварочными рукавами (для инертного газа и проволоки), поскольку этот узел является одним из самых ответственных за качество осуществляемых сварочных процессов.

Баллон

Конечно, лучше использовать стандартный баллон с инертным газом, поскольку только такой продукт способен соответствовать всем требованиям безопасности. Однако подобные емкости чрезмерно громоздки и достаточно дороги, поэтому многие домашние умельцы нашли выход: для нечастой эксплуатации полуавтоматического сварочника в качестве баллона (только для углекислого газа) применяют огнетушитель, соединенный с редуктором с помощью специального резьбового переходника.

Как настраивать самодельный сварочный полуавтоматический агрегат

Для обеспечения безопасности и полнофункциональности схема сварочного полуавтомата должна предусматривать средства охлаждения - пассивные (радиаторы), устанавливаемые в зонах наибольшего нагрева (на силовых ключах и выпрямителях) и активные - один-два вентилятора, монтируемые в корпусе устройства. На случай перегрева в процессе эксплуатации следует в районе самого горячего радиатора установить термодатчик, настроенный на отключение питания при достижении температурного значения в 75 градусов. А для удобства использования можно вмонтировать в цепь питания индикаторную лампочку, сигнализирующую о наличии входящего напряжения.

Сделанный собственноручно полуавтоматический сварочный аппарат необходимо подвергнуть диагностике. Для этого применяется два вида электроизмерительных приборов. С помощью осциллографа и мультиметра контролируется форма, амплитуда импульсов, частота их следования и некоторые другие характеристики. В идеале приборы должны показывать следующие значения: частота - в пределах 40…50 кГц (с временным межимпульсным расстоянием в 1.5 мкс), величина тока - не ниже 120А (лучше - 150А). Сигнал, показанный на экране осциллографа, должен быть максимально приближенным к прямоугольной форме.

При включении в рабочем режиме (под нагрузкой с калиброванными параметрами - активным сопротивлением значением в 0.5 Ом) должна обеспечиваться сила тока не менее 60А, что можно проверить посредством мультиметра. Если же данное значение меньше, в этом случае необходимо самостоятельно подбирать сопротивление для нормальной работы агрегата опытным путем.

Как видно из вышеизложенного материала, самостоятельная переделка инверторного сварочника в полуавтоматический - задача, посильная любому человеку, обладающему определенным уровнем знаний, опыта в области механики и электротехники. Имея необходимые комплектующие, материалы и, главное, желание, можно просто и быстро собрать аппарат для полуавтоматической сварки в домашних условиях.

Технические данные нашего сварочного аппарата - полуавтомата:
Напряжение питающей сети: 220 В
Потребляемая мощность: не более 3 кВа
Режим работы: повторно-кратковременный
Регулирование рабочего напряжения: ступенчатое от 19 В до 26 В
Скорость подачи сварочной проволоки: 0-7 м/мин
Диаметр проволоки: 0.8 мм
Величина сварочного тока: ПВ 40% - 160 А, ПВ 100% - 80 А
Предел регулирования сварочного тока: 30 А - 160 А

Всего с 2003 года было сделано шесть подобных аппаратов. Аппарат, представленный далее на фото, работает с 2003 года в автосервисе и ни разу не подвергался ремонту.

Внешний вид сварочного полуавтомата

Вообще

Вид спереди

Вид сзади

Вид слева

В качестве сварочной проволоки используется стандартная
5кг катушка проволоки диаметром 0,8мм

Сварочная горелка 180 А вместе с евроразъемом
была куплена в магазине сварочного оборудования.

Схема и детали сварочника

Вид на монтаж

Плата управления

В качестве выключателя питания и защиты применен однофазный автомат типа АЕ на 16А. SA1 - переключатель режимов сварки типа ПКУ-3-12-2037 на 5 положений.

Резисторы R3, R4 - ПЭВ-25, но их можно не ставить (у меня не стоят). Они предназначены для быстрой разрядки конденсаторов дросселя.

Теперь по конденсатору С7. В паре с дросселем он обеспечивает стабилизацию горения и поддержания дуги. Минимальная емкость его должна быть не менее 20000 мкф, оптимальная 30000 мкф. Были испробованы несколько типов конденсаторов с меньшими габаритами и большей емкостью, например CapXon, Misuda, но они себя проявили не надежно, выгорали.

В итоге были применены советские конденсаторы, которые работают по сей день, К50-18 на 10000 мкф х 50В в количестве трёх штук в параллель.

Силовые тиристоры на 200А взяты с хорошим запасом. Можно поставить и на 160 А, но они будут работать на пределе, потребуется применение хороших радиаторов и вентиляторов. Примененные В200 стоят на не большой алюминиевой пластине.

Реле К1 типа РП21 на 24В, переменный резистор R10 проволочный типа ППБ.

При нажатии на горелке кнопки SB1 подается напряжение на схему управления. Срабатывает реле К1, тем самым через контакты К1-1 подается напряжение на электромагнитный клапан ЭМ1 подачи кислоты, и К1-2 - на схему питания двигателя протяжки проволоки, и К1-3 - на открытие силовых тиристоров.

Переключателем SA1 выставляют рабочее напряжение в диапазоне от 19 до 26 Вольт (с учетом добавки 3 витков на плечо до 30 Вольт). Резистором R10 регулируют подачу сварочной проволоки, меняют ток сварки от 30А до 160 А.

При настройке резистор R12 подбирают таким образом, чтобы при выкрученном R10 на минимум скорости двигатель все же продолжал вращаться, а не стоял.

При отпускании кнопки SB1 на горелке - реле отпускает, останавливается мотор и закрываются тиристоры, электромагнитный клапан за счет заряда конденсатора С2 еще продолжает оставаться открытым подавая кислоту в зону сварки.

При закрытии тиристоров исчезает напряжение дуги, но за счет дросселя и конденсаторов С7 напряжение снимается плавно, не давая сварочной проволоке прилипнуть в зоне сварки.

Мотаем сварочный трансформатор

Стеклоткань - на мой взгляд, самая лучшая изоляция получается

Продолжаем мотать - вторичка. Берем алюминиевую шину в стеклянной изоляции размером 2,8×4,75 мм, (можно купить у обмотчиков). Нужно примерно 8 м, но лучше иметь небольшой запас. Начинаем мотать, укладывая как можно плотнее, мотаем 19 витков, далее делаем петлю под болт М6, и снова 19 витков, Начала и концы делаем по 30 см, для дальнейшего монтажа.
Тут небольшое отступление, лично мне для сварки крупных деталей при таком напряжении было маловато току, в процессе эксплуатации я перемотал вторичную обмотку, прибавив по 3 витка на плечо, итого у меня получилось 22+22.
Обмотка влезает впритык, поэтому если мотать аккуратно, все должно получиться.
Если на первичку брать эмальпровод, то потом обязательно пропитка лаком, я держал катушку в лаке 6 часов.

Собираем трансформатор, включаем в розетку и замеряем ток холостого хода около 0,5 А, напряжение на вторичке от 19 до 26 Вольт. Если все так, то трансформатор можно отложить в сторону, он пока нам больше не нужен.

Вместо ОСМ-1 для силового трансформатора можно взять 4шт ТС-270, правда там немного другие размеры, и я делал на нем только 1 сварочный аппарат, то данные для намотки уже не помню, но это можно посчитать.

Будем мотать дроссель

У нас остался еще один трансформатор для питания схемы управления (я брал готовый). Он должен выдавать 24 вольта при токе около 6А.

Корпус и механика

Мотор М применен от стеклоочистителя ВАЗ-2101.
Убран концевик возврата в крайнее положение.

В подкатушечнике для создания тормозного усилия применена пружина, первая попавшаяся под руку. Тормозной эффект увеличивается сжиманием пружины (т. е. закручиванием гайки).