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.

Среди начинающих и профессиональных сварщиков сварочный полуавтомат инверторного типа является наиболее популярным устройством. Для первых он обеспечивает легкость в приобретении навыков сварки, вторым дает производительность и большой набор дополнительных настроек.

Полуавтоматическое сварочное оборудование может стать полезным практически для любого сварщика, но имеет довольно высокую стоимость. При наличии ручной дуговой сварки можно переделать ее в полуавтомат инверторного типа.

Полуавтоматический сварочный аппарат изначально предусмотрен для работы с присадочной проволокой в среде защитного газа (инертного или активного). Его отличие от обычного аппарата ручной дуговой сварки заключается в наличии механизма подачи проволоки, газового баллона, специальной горелки и блока управления подачей газа и присадки.

Сам источник питания в виде инвертора ничем не отличается. Если механизм подачи встроен в корпус инвертора, то имеется дополнительный разъем для проволоки.

Поэтому у многих обладателей аппаратов ручной дуговой сварки со временем возникает желание расширить свои возможности и изготовить самодельный полуавтомат. Реализовать его можно очень легко. Имеется несколько вариантов реализации, какой выбрать, зависит от наличия средств, времени и желания.

Многофункциональные устройства

Часть производителей инверторов ручной дуговой сварки, учитывая желания покупателей, предусмотрели требуемые дополнительные разъемы. Они помогают максимально быстро переделать устройство в полуавтомат.

Некоторые модели инверторных аппаратов типа «Исток» на задней панели имеют клавишу переключения режима работы из ММА в MIG и разъем для управления включением/выключением инвертора. обычно комплектуются еврорукавом длиной 3 м с горелкой на одном конце и разъемом на другом.

Разъем позволяет подавать сварочную проволоку и защитный газ, кроме этого через него проходит кабель для подачи управляющих сигналов на электродвигатель протяжки присадки и подключения газа.

Имеется специальный кабель для подсоединения к инверторному аппарату. Его нужно присоединить к разъему, через который сварочный ток с инвертора поступал на электродержатель. Теперь, в полуавтомате, он будет поступать на MIG горелку.

Второй кабель питает механизм подачи от инвертора, если в нем предусмотрен соответствующий разъем, или от другого маломощного источника постоянного тока 12 В.

Перед работой на газовом баллоне выставляется требуемый расход газа, а на механизме протяжки скорость подачи присадки. На инверторе выставляется сварочный ток, величина которого зависит от толщины свариваемого металла.

Затем приступают к сварке. Как видим, превращение ручной дуговой сварки в полуавтомат не нуждается в переделках, достаточно прикупить недостающее оборудование. Единственный недостаток заключается в том, что инвертор будет с приставкой устройства протяжки.

Устройство протяжки

В более сложном случае изготовление полуавтомата заключается в переделке инвертора дуговой сварки и создании устройства протяжки из подручных материалов. Если приходилось делать ремонт инверторного аппарата, то можете смело осуществлять реализацию второго варианта.

В качестве корпуса для устройства протяжки полуавтомата инверторного типа идеально подойдет системный блок. Он довольно просто открывается, при этом вместительный и прочный.

Это позволит просто регулировать прижим роликов и устанавливать бобину с проволокой. В пользу системного блока и то, что в нем легко сделать отверстия в нужных местах, и имеется встроенный блок питания на 12 Вольт. Он нужен для питания привода протяжки присадки и газового клапана.

Для нужных крепежных деталей необходимо изготовить макеты встраиваемых комплектующих из подручных материалов и примерить внутри бокса. Убедившись в правильности выбранных макетов можно начинать изготовление крепежа.

Катушку для полуавтомата можно купить готовую или сделать самостоятельно. В производстве она очень проста. Диаметр щек должен быть 200 мм, а цилиндр, на который будет наматываться проволока, иметь диаметр 50 мм, чтобы можно было применить в виде оси пластиковую трубу с тем же номиналом.

Для механизма подачи потребуются два прижимных и один направляющий ролик, пружина. В качестве двигателя протяжки возможно применение электродвигателя от дворников. В качестве основания, на котором будут крепиться детали, нужно использовать металлический трехмиллиметровый лист.

В пластине в нужных местах сверлятся отверстия для крепления роликов и вала электродвигателя будущего полуавтомата. Так как один ролик прижимной, то отверстие для него сверлится продолговатой формы.

На него сверху будет давить прижимная пружина, усилие которой регулируется через винт. Ролик и подшипники монтируются с одной стороны пластины, а двигатель с другой. На вал двигателя насаживается подающий ролик.

Получившееся устройство устанавливается внутри системного блока так, чтобы место совмещения роликов и оси разъема MIG горелки находились в одной плоскости. Это предотвратит залом проволоки при протяжке. Для выправления присадки при разматывании перед роликами устанавливается трубка.

Узел управления

Для подачи газа и присадки в сварочный полуавтомата потребуются:

• 2 реле;
• диод;
• ШИМ регулятор;
• емкость с транзистором и сопротивлением;
• электромагнитный клапан;
• провода.

Клапан требуется для поступления газа в зону сварки. Все комплектующие можно приобрести на распродаже б/у запчастей.

Схемы управления в полуавтомате инверторного типа могут быть разными, но суть их проста и заключается в следующем.

При нажатии кнопки на горелке переключаются оба реле. Первое подает напряжение на клапан открывающий подачу газа.

Второе реле подает питание на электродвигатель подачи проволоки. Но его включение происходит немного позже из-за фильтра низких частот в виде RC цепочки образованной конденсатором и резистором.

Иногда требуется протяжка проволоки без подачи газа. Для этого случая предусматривается дополнительная кнопка, которая обеспечивает протяжку, минуя реле газа.

Самоиндукция с клапана снимается, если подключить диод. Чтобы запитать с инвертора MIG горелку, нужно установить рядом с евро разъемом дополнительный, через который и будет поступать ток.

При включении кнопки на горелке начинается поступление газа, через некоторое время подается присадка. Время задержки регулируется подобранными номиналами емкости и резистора. Пауза в полуавтомате инверторного типа необходима для защиты газом сварочной ванны от воздействия атмосферного воздуха.

При включении кнопки, напряжение поступает на емкость. Постепенно она заряжается, при достижении определенного значения происходит открытие транзистора, что вызывает включение реле.

Горелка

Горелку для сварочного полуавтомата инверторного типа тоже можно сделать самому, но проще приобрести недорогую модель с достаточной силой сварочного тока.

При самостоятельном изготовлении все равно потребуется евро разъем и подающий кабель, если хотим получить в результате сварочный полуавтомат эстетического вида. Кроме сварочного тока, нужно учитывать длину и гибкость шланга.

Чрезмерная мягкость шланга приводит к перегибу и соответственно к торможению проволоки. Хорошим дополнением является пружина или мощное резиновое уплотнение в местах соединения шланга с горелкой и разъемом. Это не позволит ему переломиться в данных местах.

Инвертор

Инвертор ручной дуговой сварки тоже требуется переделать. Хотя его можно использовать и без переделок, но качество сварки тогда будет ниже, чем у заводских сварочных полуавтоматических аппаратах. Все дело в вольтамперных характеристиках. Отличие незначительное, но оно сказывается.

Для устранения этих различий потребуется тумблер, три сопротивления, одно из которых переменное.

Для регулировки характеристики необходимо установить делитель перед шунтом, который управляет током. За счет изменения параметров делителя будет происходить корректировка. Тумблер нужен для переключения режима работы инвертора из ручной дуговой в MIG.

В результате доработки инвертора и самостоятельного изготовления устройства протяжки присадочной проволоки, получается сварочное оборудование полуавтоматического типа с хорошими параметрами. При этом экономите деньги и получаете массу удовольствия от того, что сделали все сами.

Если же приходится заниматься профессиональной сваркой, то лучше все же приобрести готовый полуавтомат. На сегодняшний день выбор этих устройств широк, и вполне можно подобрать бюджетную модель приемлемого качества.

Преимущества сварочных аппаратов постоянного тока перед их «переменнотоковыми собратьями» общеизвестны. Это и мягкое зажигание дуги, и возможность соединять тонкостенные детали, и меньшее разбрызгивание металла, и отсутствие непровариваемых участков. Даже надоедливого (и, как выяснилось, вредно действующего на людей) треска нет. А все потому, что отсутствует главная, присущая сварочным аппаратам переменного тока особенность - прерывистое горение дуги при перетекании синусоиды питающего напряжения через ноль

Рис. 1. Графики, поясняющие процесс сварки на переменном (а) и постоянном (б) токе.

Переходя от графиков к реальным конструкциям, нельзя также не отметить: в аппаратах переменного тока для улучшения и облегчения сварки применяют мощные трансформаторы (магнитопровод - из специального электротехнического железа с крутопадающей характеристикой) и заведомо завышенное напряжение во вторичной обмотке, доходящее до 80 В, хотя для поддержки горения дуги и наплавления металла в зоне сварки достаточно 25-36 В. Приходится мириться с непомерно большими массой и габаритами аппарата, повышенным расходованием электроэнергии. Снизив же напряжение, трансформируемое во вторичную цепь, до 36 В, можно в 5-6 раз облегчить вес «сварочника», довести его размеры до размеров переносного телевизора с одновременным улучшением остальных эксплуатационных характеристик.

Но как при низковольтной обмотке зажечь дугу?

Решением стал ввод во вторичную цепь диодного моста с конденсатором. В результате напряжение на выходе модернизированного «сварочника» удалось увеличить почти в 1,5 раза. Мнение специалистов подтверждено на практике: при превышении 40-вольтного барьера постоянного тока дуга легко зажигается и устойчиво горит, позволяя сваривать даже тонкий кузовной металл.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема сварочного аппарата постоянного тока.

Последнее, впрочем, легко объяснимо. С введением в схему большой ёмкости характеристика сварочного аппарата также получается крутопадающей (рис. 3). Создаваемое конденсатором начальное повышенное напряжение облегчает зажигание дуги. А когда потенциал на сварочном электроде упадет до U2 трансформатора (рабочая точка «А»), возникнет процесс устойчивого горения дуги с наплавлением металла в зоне сварки.

Рис.3. Вольт-амперная характеристика сварочного аппарата на постоянном токе.

Рекомендуемый автором «сварочник» можно собрать даже в домашних условиях, взяв за основу промышленный силовой трансформатор 220-36/42 В (такие обычно используют в системах безопасного освещения и питания низковольтного заводского оборудования). Убедившись в целости первичной обмотки, содержащей, как правило, 250 витков изолированного провода сечением 1,5 мм2, проверяют вторичные. Если их состояние неважное, все (за исключением исправной сетевой обмотки) без сожаления удаляют. А в освободившемся пространстве наматывают (до заполнения «окна») новую вторичную обмотку. Для рекомендуемого трансформатора мощностью 1,5 кВА это 46 витков медной или алюминиевой шины сечением 20 мм2 с добротной изоляцией. Причём в качестве шины вполне подойдет кабель (или несколько свитых в жгут изолированных одножильных проводов) общим сечением 20 мм2.

Выбор сечения электродов в зависимости от мощности трансформатора.

Выпрямительный мост можно собрать из полупроводниковых диодов с рабочим током 120-160 А, установив их на теплоотводы-радиаторы 100x100 мм. Разместить такой мост удобнее всего в одном корпусе с трансформатором и конденсатором, выведя на переднюю текстолитовую панель 16-амперный выключатель, глазок сигнальной лампочки «Вкл.», а также клеммы «плюс» и «минус» (рис.4). А для подключения к держателю электрода и «земле» использовать по отрезку одножильного кабеля соответствующей длины сечением по меди 20-25 мм2. Что касается самих сварочных электродов, то их диаметр зависит от мощности используемого трансформатора.

Рис. 4. Самодельный сварочный аппарат для сварки на постоянном токе.

И ещё. При испытаниях рекомендуется, отключив аппарат (минут через 10 после сварки) от сети, проверить тепловые режимы трансформатора, диодного моста и конденсатора. Лишь убедившись, что всё в норме, можно продолжить работу. Ведь перегретый «сварочник» - источник повышенной опасности!

Из других требований нелишне, думается, отметить, что сварочный аппарат должен быть укомплектован искросветозащитной маской, рукавицами и резиновым ковриком. Место, где выполняются сварочные работы, оборудуется с учётом требований противопожарной безопасности. К тому же надо проследить, чтобы рядом не было ветоши, других горючих материалов, а подключение «сварочника» к сети выполнять с соблюдением правил электробезопасности через мощный штепсельный разъём электрощитка на вводе в здание.

В.Коновалов, г.Иркутск
Мк 04 1998

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:

• инверторный сварочный аппарат;
• горелка, а также специальный гибкий шланг, внутри которого проходят газопровод, направляющая для проволоки, силовой кабель и электрический управляющий кабель;
• механизм для равномерной автоматической подачи проволоки;
• модуль управления, а также контролер скорости двигателя (ШИМ-контроллер);
• баллон с защитным газом (углекислотой);
• электромагнитный клапан для отсекания газа;
• катушка с электродной проволокой.

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.

Механизм подачи электродной 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.

Схема управления механикой

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.

Изменение ВАХ инвертора

Чтобы изменить ВАХ инвертора, существует множество схем, но самый простой способ сделать это заключается в следующем:

• соберите устройство с использованием дросселя от лампы дневного света по схеме, приведенной ниже;

• для подключения собранного устройства потребуется собрать еще один блок по следующей схеме;

• чтобы на инверторе не срабатывал датчик перегрева, к нему необходимо припаять (параллельно) оптрон, как показано на следующей схеме.

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.