Termokings.ru

Домашний Мастер
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать сварочный полуавтомат своими руками

Как сделать сварочный полуавтомат своими руками?

[Сделать сварочный полуавтомат своими руками] или провести его ремонт не сложно для людей, которые неплохо разбираются в электронике, главное под рукой иметь нужный комплект деталей и приспособлений.

В отличие от других типов сварочных агрегатов и оборудования, инверторный полуавтомат имеет более легкий вес, что делает его удобным в использовании. К тому же для его перемещения не нужна тележка.

Если познания в электронике минимальны, то лучше отдать предпочтение производственным полуавтоматам.

Например, на данный момент неплохим спросом пользуются сварочные полуавтоматы «Спутник».

Большой модельный ряд позволяет выбрать именно такой «Спутник», который сможет удовлетворить конкретные технические требования.

Это может быть как крупногабаритная конструкция, для перемещения которой понадобится тележка, так и переносное устройство с минимальным весом.

Модели сварки «Спутник» 200 и «Спутник» 350 имеют вес 80 кг и 120 кг, эксплуатируются на 380 В.

А вот сварочные полуавтоматы «Спутник» 2Г и «Спутник» М, имеют вес 68 кг и 29 кг, для их функционирования нужна обычная электрическая сеть –220 Вт.

Обе категории полуавтоматов позволяют выполнить качественные работы по ремонту автомобилей, ведь они предназначены сваривать тонкие листы углеродистых сталей.

Неплохим вариантом для производственных целей может стать сварочная тележка, предназначенная для обработки продольных швов как профильных, так и плоских изделий.

Сварочная тележка появилась на рынке сравнительно недавно, основной областью ее использования является сваривание стальных двутавровых изделий, где в основном и нужна тележка.

Тележка для сварки имеет простую, но прочную сборку, требует минимального обслуживания. Схема управления отличается простотой, поэтому работы может проводить неквалифицированный мастер.

Тележка имеет встроенный источник управления, что исключает нахождение на ее поверхности проводов, не учитывая кабель питания.

Сварочная тележка оборудована универсальной системой горелок, за счет чего может использоваться для сваривания разных материалов.

Что потребуется для переделки инвертора в полуавтомат

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

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

Электрическая схема самодельного полуавтомата

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

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

Внешний вид самодельного полуавтоматического сварочника

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

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

На плате управления установлены следующие узлы инвертора: задающий генератор с трансформатором гальванической развязки, блоки обратной связи по току и напряжению, узел управления реле, блок термозащиты, блок “антистик”.

Задающий генератор

Узел регулировки тока (для режима MMA) и задающий генератор (ЗГ) собраны на микросхемах LM358N и UC2845. В качестве ЗГ выбрана UC2845, а не более распространенная UC3845 ввиду более стабильных параметров первой.

Частота генерации зависит от элементов С10 и К19, и рассчитывается по формуле: f = (1800/(R*C))/2, где R и С в килоомах и нанофарадах, частота в килогерцах. В данной схеме частота составляет 49КГц.

Еще один важный параметр – коэффициент заполнения, рассчитываемый по формуле Кзап = t/T. Он не может быть более 50%, и на практике составляет 44-48%. Зависит он от соотношения номиналов С10 и R19. Если конденсатор брать как можно меньше, а резистор – как можно больше, то Кзап будет близок к 50%.

Сформированные ЗГ импульсы подаются на ключ VT5, работающий на трансформатор гальванической развязки T1 (ТГР), намотанный на сердечник EE25, применяемый в электронных блоках запуска люминесцентных ламп (электронных балластах). Все обмотки удаляются и наматываются новые согласно схеме. Вместо транзистора IRF520 можно использовать любой из этой серии – IRF530, 540, 630 и др.

Обратная связь по току

Как упоминалось ранее, для дуговой сварки важно стабильный ток на выходе, для полуавтоматической – неизменное напряжение. На трансформаторе тока TT организована обратная связь по току, он представляет собой ферритовое кольцо типоразмера К 20 х 12 х 5, одетое на нижний (по схеме) вывод первичной обмотки силового трансформатора. В зависимости от тока первичной обмотки T2 ширина импульсов задающего генератора уменьшается или увеличивается, поддерживая выходной ток неизменным.

Читать еще:  Как выбрать сварочный полуавтомат для дома и гаражных работ

Обратная связь по напряжению

Сварочный полуавтомат инверторного типа требует ОС по напряжению, для этого в режиме MAG переключателем S1.1 напряжение с выхода устройства подается на узел регулировки выходного напряжения, собранного на элементах R55, D18, U2. Мощный резистор К50 задает начальный ток. А контактами S1.2 ключ на транзисторе VT1 закорачивает на максимум тока регулятор R2, и ключ VT3 отключает режим “антистик” (отключение ЗГ при залипании электрода).
Документация на управляемый стабилитрон KA431
Документация на оптрон EL817

Блок термозащиты

Самодельный сварочный полуавтомат имеет в составе схему защиты от перегрева: это обеспечивает узел на транзисторах VT6, VT7. Датчики температуры на 75 град.С ( их два, нормально замкнутые, соединены последовательно) установлены на радиатор выходных диодов и на один из радиаторов силовых транзисторов. При превышении температуры транзистор VT6 закорачивает на землю вывод 1 UC2845 и срывает генерацию импульсов.

Узел управления реле

Данный блок собран на микросхеме DD1 CD4069UB (аналог 561ЛН2) и транзисторе VT14 BC640. Эти элементы обеспечивают следующий режим работы: при нажатии на кнопку сразу включается реле клапана газа, примерно через секунду транзистор VT17 позволяет запуститься генератору и одновременно включается реле протяжного механизма.

Непосредственно реле, управляющие “протяжкой” и клапаном газа, а также вентиляторы питаются от стабилизатора на МС7812, смонтированном на плате управления.

Подготовка трансформатора

Чтобы самостоятельно собрать ручной полуавтомат, надо правильно подготовить трансформаторное устройство. Посредством этого агрегата выполняется подача проволоки. В результате того, что трансформаторный узел выходит из строя чаще других устройств, при подготовке плана правильно делаются расчеты. Если сила тока превышена, это может привести к воспламенению электродов, в итоге изделие будет повреждено. Но если величина тока слишком слабая, то готовый аппарат будет неполноценным, поскольку шов получится ненадежным.

Василий Макунин подробно рассказал о подготовке трансформаторного узла и других этапах сборки сварочного полуавтомата.

Устройство и схема самодельного сварочного полуавтомата

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 точечной сварки. 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

Диаметр проволоки, мм

Толщина детали, мм

Сварочный ток, А

Скорость сварки, м/ч

Вылет электрода, мм

Расход газа, л/мин

Автор в своей конструкции использовал 0.8 мм омедненую электродную проволоку, которую удалось купить на рынке. Поэтому схема рассчитана именно на режим работы, соответствующий первой строке таб.1.

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).

Читать еще:  Как правильно сваривать металл инверторным сварочным аппаратом

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.

В качестве двигателя автор использовал двигатель на 24 В стеклоочистителей от «КамАз»-а. Он потребляет ток порядка 3 А.

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.

Для размещения всех узлов и схемы сварочного полуавтомата своими руками был подобран подходящий металлический корпус на колесиках (туда поместилось все, что обведенно штриховой линией на схеме). Сварочное напряжение снимается с контактных болтов, выведенных в стенку этого корпуса, а остальное размещено так, см. рис.4:

Газовый клапан KL1, а также C7, R11, R13, VT7, VT8, R14 размещены в отдельном небольшом корпусе (тоже с колесиками на одной стороне), на котором также размещен разъем, коммутирующий выше перечисленные элементы с основной платой устройства.

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.

Схема работает следующим образом:

Переключатель SB1 в замкнутом состоянии.

При нажатии кнопки управления SA1 срабатывает реле К2, своими контактами К 2.1, К 2.2, К 2.3 включает реле К1 и К3.

Реле К1 контактами К1.1 включает подачу углекислого газа, К1.2 включает цепь питания электродвигателя, К1.3 отключает тормоз двигателя.

В это же время реле К3 своими контактами К3.1 отключает цепь питания двигателя и К3.2 отключает реле К5, которое отвечает за включение тока сварки, на время заданное резистором R2 (1. 3 сек).

На данном этапе подается газ, двигатель подачи проволоки и ток сварки отключены.

Далее.. после разряда конденсатора С2 через цепь резистора R2 отключается реле К3 и своими контактами К3.1 включает двигатель подачи проволоки и контактами К3.2 включает реле К5, которое своими контактами К5.1 включает ток сварки.

В это время идет процесс сварки.

Далее.. При отпускании кнопки управления SA1 реле К2 отключается, своими контактами К 2.1, К 2.2 отключает реле К1.

Реле К1 контактами К1.2 отключает двигатель подачи проволоки, контактами К1.3 включает тормоз двигателя (так как любой двигатель имеет инертность — это необходимо, что бы после окончания сварки сварочная проволока моментально останавливалась), контакты К1.1 размыкают цепь питания конденсатора С3.

На данном сварка прекращена, двигатель подачи проволоки остановлен, ток сварки включен и подача углекислого газа продолжается.

Читать еще:  Какие виды сварочных аппаратов бывают? Особенности и характеристики

Далее.. после разряда конденсатора С3 через резистор R3 (1. 3 сек) отключается реле К4 отвечающее за подачу газа и реле К5 отвечающее за включение тока сварки.

Использование

После 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.

Изготовление

Для дуговой сварки мне пришлось только домотать на трансформаторе нужное количество витков провода, чтобы трансформатор выдавал 45 вольт, и все.

Изготовление магнитопровода

А теперь начнем все по порядку. Сначала я занялся изготовлением магнитопровода, его я сделал из двух магнитопроводов от ЛАТРов.

Один отрезал до нужного размера.

Приспособление для размотки намотки

Оба размотал и с помощью нехитрого приспособления смотал их в один.

Затем магнитопровод я пропитываю эпоксидным клеем для того, чтобы трансформатор не гудел и не было короткого замыкания пластин.

После этого магнитопровод обматываем картоном.

Затем все обмотал изолентой из Х/Б ткани и малярным скотчем.

Подробнее о сборке тороидального магнитопровода смотрите на видео ниже:

Намотка первичной и вторичной обмоток

Следующий этап — намотка первичной и вторичной обмотки. Я мотал по такой схеме исходя из моего сечения магнитопровода.

(рассчитывается индивидуально для каждого трансформатора).

Первичная обмотка мотается медным проводом сечением от 2 мм2 (у меня он набран из нескольких жил). Для удобства намотки под магнитопровод сделал подставку, которая крепится к столу.

Провод наматываем на челнок — так намного проще мотать.

Каждый слой пропитываю лаком и мотаю сверху Х/Б тканью или изолентой.

Сечение провода на вторичной обмотке 16 мм2.

Подробнее о намотке я рассказал в видео ниже:

О результатах промежуточных испытаний также заснял видеоролик:

Изготовление механизма протяжки

Следующий этап — сделать механизм протяжки. В качестве мотора я использовал двигатель от стеклоочистителя автомобиля ВАЗ 2101.

Подающий ролик купил готовый, но его также можно выточить у токаря.

Для того, чтобы на ось двигателя было меньше нагрузки — поставил два подшипника, которые между собой соединяются и прижим к ролику регулируется винтом.

Сварочный рукав

Рукав длиной 2,5 метра на 160 ампер.

Намотка дросселя

Дальше мотаем дроссель, который является неотъемлемой частью полуавтомата. Он служит для сглаживания импульсов тока, и без него полуавтомат не будет работать полноценно. Он намотан на трансформаторе ТС 250 от телевизора.

Но лучше ТС 270.Намотать нужно столько сколько влезет до заполнения окна тем самым проводом не меньше 20 мм2.Между подковами трансформатора обязательно должен быть немагнитный зазор и он изначально ставится 2 мм (текстолитовая пластина) но лучший результат достигается экспериментальным путем увеличения или уменьшения зазора в результате чего получаем наилучший сварной шов.

Плата управления и схема

Также одной из главных составных полуавтомата является плата управления-делал я ее по такой схеме.

Файл печатной платы (проект программы DipTrace), можно скачать с сайта Svapka.ru по ссылке: http://svapka.ru/down/svapka20smd.dip

Плата управления

Есть также альтернативная схема регулировки оборотов двигателя.

Вместо клапана газа использовал клапан омывателя стекол ВАЗ 2108.

Силовые диоды на 200 ампер на радиаторах.

Переключатель напряжения первичной обмотки.

Тиристор Т-161-160 ампер.

Изготовление корпуса

Ну и наконец, завершающий этап — изготовление корпуса, компоновка всех элементов и сборка согласна схемы.

Ну и самое главное — как все это работает смотрим в финальном видео.

У кого возникнут вопросы — задавайте, всем отвечу.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×