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.

Комментариев:

Любой магазин инструментов в настоящее время может предложить довольно большой ассортимент разнообразных сварочных аппаратов различной ценовой категории. Большую часть сварочных агрегатов, до 70%, занимают сварочные инверторы, а прочие «сварочники» приходятся на аппараты трансформаторного типа. Не все люди могут приобрести промышленное изделие для производства электросварочных работ, а некоторые сами хотят сделать .

Домашний сварочный аппарат не сможет выполнять сложные задачи, однако для мелких работ мощности будет достаточно.

Что такое электросварка

Соединение металлических изделий между собой при помощи разогрева металла электрической дугой и дальнейшим его сплавлением в неразъемный шов называется электросваркой. Основным оборудованием в таком сварочном процессе является аппарат для сварки, а главным инструментом для соединения металлических вещей служит электрод. Агрегат для сварки служит источником переменного или постоянного тока, который посредством электрода поджигает дугу, расплавляющую металл. Качество сварного соединения при сварке постоянными токами значительно выше, чем такое же соединение, выполненное «переменкой». Не стоит сбрасывать со счетов опыт электросварщика, хотя популярные сегодня сварочные инверторы позволяют проводить качественную сварку металлов чуть ли не с первого раза. Именно поэтому для большинства разнообразных сварных работ используют сварочные аппараты, использующие в своей работе постоянный род тока.

Вернуться к оглавлению

Простейший сварочный аппарат: инструкция

Для небольших домашних работ по сварке можно собрать самодельный компактный аппарат, обладающий небольшой мощностью. Это, конечно, не инвертор, но нужная вещь. При решении задачи создания сварочного «помощника» можно использовать различные конструктивные особенности.

Простейший прибор для сварки представляет собой сварочный трансформатор с двумя обмотками: сетевой и рабочей. Сетевая рассчитывается на напряжение сети, обычно 220-240 вольт, а рабочая рассчитывается на пониженное напряжение от 70 до 45 вольт, причем изменение тока обычно происходит изменением числа витков рабочей обмотки, ее отводами. В качестве железа для трансформаторов можно использовать старые асинхронные двигатели или промышленные понижающие трехфазные трансформаторы типа ТОЗ и т.п.

Первичная обмотка должна быть рассчитана на 25-ти амперный ток, вторичная или рабочая — на 160 А. Это находит свое отражение в сечении применяемых проводов. Для приблизительной оценки токовой нагрузки на 1 кв. мм допускаем 10 А, для алюминиевых — 4 А. Определяем площадь сечения окна трансформаторного железа в кв. см, затем находим количество витков обмоток, если нужное количество для одного вольта определяется как 48, поделенное на площадь сечения окна железа трансформатора. Рассчитать аппарат — это полдела, главное — собрать.

Созданное по расчетам изделие является простейшим сварочным устройством переменного тока, конструкция аппарата зависит от использованных материалов.

Вернуться к оглавлению

Сделаем сварочный аппарат постоянного тока своими руками

Чтобы сварочные аппараты переменного тока превратились в «сварочники» постоянного рода тока, необходимо ограничить скорость изменения тока дросселем и выпрямить переменный диодами или выпрямительным мостом.

Диоды должны соответствовать выходному току в 200 А и иметь достаточно хорошее охлаждение, чтобы первая же сварка не вывела их из строя. Это в полной мере относится к дросселю. Использование этих приспособлений совместно со сварочным агрегатом переменного тока превращают его в аппарат постоянного тока. Становится возможным сварка электродами постоянного тока, и расширяется ассортимент свариваемых металлов. Становится доступна сварке нержавеющая сталь и чугун. Аппарат для сварки может варить подобно инвертору, хотя тут сварщику требуется довольно большой опыт работы.

Этой статьей начинается новая рубрика «Инструменты и приспособления», и статья будет несколько необычной, то есть здесь будет не о том, что и как изготовить, а наоборот, чего делать не стоит.

Благодаря потрясающей производительности труда жителей «Поднебесной» и доступной стоимости, сварочные аппараты — «инверторы» прочно обосновались в гаражах многих автовладельцев. И неспроста: малые размеры, небольшой вес, широкий и плавный диапазон регулировки по току, «мягкая» дуга, малое энергопотребление делают этот сварочный аппарат просто неоценимым помощником во многих случаях, но не всегда, автомобильная «жестянка» зачастую для сварки электродом является слишком нежной. И тут в пытливых умах автолюбителей начинают рождаться мысли: а что, если добавить горелку, протяжку проволоки и с малыми затратами переделать «инвертор» в «полуавтомат». Сразу скажу, что этот вариант не получится, также не получится такая добавка и к обычному сварочному аппарату на трансформаторе. Почему? Читайте далее.

Горелка полуавтомата и сварочная проволока

Чтобы не быть голословным: у меня есть в гараже сварочный аппарат постоянного тока на трансформаторе, также несколько лет назад я изготовил самостоятельно полуавтомат (тоже трансформаторный, которым успешно пользуюсь), а в этом году я приобрел инверторный сварочный аппарат (трансформатор самому таскать тяжеловато). Решил проверить эту возможность «эмпирическим» путем, тем более что все необходимое имеется, и никакие затраты не нужны. Отключил в «полуавтомате» трансформатор, подал питание от «инвертора», пробовал… Скажу честно – пробовал на разных режимах, регулировал ток, изменял скорость подачи проволоки, варил с газом и без… нормальный шов так и не вышел, получилось мягко говоря «насрано».

Теперь немного теории. Без этого никак, но постараюсь по возможности просто и кратко.

Виды или типы сварки.

MMA (Manual Metal Arc ). Наиболее распространенный тип сварки, это ручная сварка штучными электродами, покрытыми флюсом, кстати, данную технологию разработал наш соотечественник Н.Г. Славянов.

TIG (Tungsten Inert Gas ). Сварка неплавящимся (вольфрамовым или графитовым) электродом в среде защитного инертного газа (аргонно-дуговая сварка). Изобретена Н.Н. Бенардосом.

MIG (Mechanikal Inert Gas ). Механизированная подача электродного материала (полуавтоматическая или автоматическая) в среде инертного газа (аргон, гелий).

MAG (Mechanical Aktive Gas ). Механизированная подача электродного материала (полуавтоматическая или автоматическая) в среде активного (углекислого) газа. Которая нас больше всего интересует. Кстати, легированную проволоку (мы пользуемся омедненной) тоже изобрели наши соотечественники К.В. Любавский и Н.М. Новожилов.

Теперь разберемся, чем же отличаются источники питания MMA и MAG, и почему их нельзя использовать один вместо другого.

Для начала рассмотрим условия существования электрической дуги, используемой при сварке. На приведенном графике заметно,

что вольтамперная характеристика дуги (ВАХ) имеет три ярко выраженных участка:

• нисходящий участок – которому соответствует малая плотность тока,
• горизонтальный участок – со средней плотностью тока
• восходящий участок – которому соответствует высокая плотность тока.

Так вот, при ручной сварке MMA процесс горения дуги происходит на среднем участке ВАХ, лучше на первой его трети, при этом дуга зажигается легко, держится стабильно, швы получаются ровными и металл не разбрызгивается (при этом колебания электрода (руки сварщика) и изменения длины дуги практически не вызывают изменение сварочного тока. Если же плотность тока повышается и точка горения дуги смещается к восходящему участку, то дуга становится нестабильной, «жесткой», металл разбрызгивается, швы выходят рваные и неровные.

При сварке полуавтоматом MAG точка дуги должна располагаться в начале восходящего участка ВАХ, с высокой плотностью тока, при этом будет происходить саморегулирование сварочного процесса.

Каждому виду сварки должен соответствовать источник питания сварочного аппарата, будь это инвертор или трансформатор. Для наглядности еще один график,

на котором изображены внешние вольтамперные характеристики источников питания сварочных аппаратов .

Кривая 1 соответствует крутопадающей ВАХ источника питания, которая практически идеально соответствует для ручной сварки на постоянном токе ММА , кривая 2 — пологопадающая вольтамперная характеристика, кривая 3 — жесткая ВАХ, обеспечивающая саморегулирование при сварке тонкой проволокой MAG .

Вывод : источник питания для ручной сварки постоянным током проектируется и изготавливается с крутопадающей ВАХ , которая абсолютно не подходит для проведения сварочных работ проволочным электродом в полуавтоматическом режиме . Применительно к инверторному источнику питания требуется переделка и перенастройка блока управления, но если вы не очень сильны в электронике, то лучше не лезть к хорошо налаженному механизму.

Если вы решили собрать сварочный полуавтомат своими руками из инвертора, схема и подробная инструкция станут незаменимыми спутниками на пути к достижению поставленной цели. Самый простой способ — это приобрести заводские полуавтоматы типа Кедр 160, Kaiser Mig 300 с требуемым показателем Ампер. Но многие стремятся сделать все своими руками. Это не так просто, но при желании добиться положительного результата вы сумеете.

Миг, Маг, ММА сварка требует применения соответствующих устройств. Миг Маг представляет собой полуавтоматическую сварку, которая выполняется в среде инертного аргонного газа. Иногда для сварки Миг Маг используют углекислый газ. ММА сваркой называют ручную дуговую обработку электродами, на которых нанесено специальное покрытие. Если вы работаете с нержавейкой, тогда ММА сварка проводится только при постоянном токе.

Поскольку мы говорим о том, как можно собрать своими руками полноценный полуавтомат на основе инвертора, вас интересует не ММА, а Миг Маг сварка.

Чтобы собрать самодельный аппарат, достойный аналог для Кедр 160, Kaiser Mig 300, своими руками, вам потребуется схема, видео инструкция и необходимые элементы конструкции полуавтомата. К ним относят:

• Инвертор. Определите его сварочные способности, выбирая подаваемый ток. Обычно мастера собирают устройства, способные выдавать 150 Ампер, 170 Ампер или 190 Ампер. Чем больше Ампер, тем выше способности вашего сварочного устройства;
• Механизм подачи. Про него мы расскажем отдельно;
• Горелка;
• Шланг для подачи электродов;
• Катушка со специальной проволокой. Эта приставка легко крепится к конструкции любым удобным для вас способом;
• Блок управления вашим агрегатом для сварки.

Теперь что касается механизма подачи для полуавтомата и некоторых важных моментов.

1. Он отвечает за подачу электродов с помощью гибкого шланга на точку сварки.
2. Оптимальная скорость подачи электродной проволоки соответствует скорости ее плавления при сварочных работах своими руками.
3. От скорости подачи проволоки зависит качество получаемого своими руками шва.
4. Рекомендуется сделать полуавтомат с возможностью регулировки скорости. Это позволит адаптировать полуавтомат под разный тип используемых электродов.
5. Наиболее востребованные электродные проволоки имеют диаметр от 0,8 до 1,6 мм. Ее необходимо намотать на катушку и зарядить инвертор.
6. Если обеспечить полностью автоматизированную подачу, вам не придется это делать своими руками, а потому значительно сократится время, затрачиваемое на сварочные мероприятия.
7. Блок управления оснащается каналом регулировки, который отвечает за стабилизацию тока.
8. Поведение Ампер, то есть тока полуавтомата, регулирует специальный микроконтроллер. Выполняет свою работу он в широтно-импульсном режиме функционирования. От его заполнения непосредственно зависит напряжение, создаваемое в конденсаторе. Это влияет на параметры сварочного тока.

Подготовка трансформатора полуавтомата

Чтобы сделанный своими руками полуавтомат работал не хуже, чем сварочный аппарат типа Кедр 160, Kaiser Mig 300, необходимо разобраться в особенностях подготовки трансформатора.

• Обмотайте его с помощью медной полоски. Ее ширина должна быть 4 см, а толщина — 30;
• Перед этим полоска обматывается с помощью термобумаги. Подойдет материал, используемый в кассовых аппаратах. Приобрести такую бумагу не составит труда;
• В этом случае схема не допускает использования обычной толстой проводки, иначе она начнет сильно перегреваться;
• Вторичную обмотку необходимо сделать за счет использования сразу трех слоев из жести;
• Фторопластовая лента применяется для того, чтобы изолировать каждый слой жести друг от друга;
• На выходе своими руками потребуется спаять концы-контакты от вторичной обмотки. Это необходимо с целью повышения проводимости тока;
• В корпусе инвертора обязательно предусмотрите наличие вентилятора. Он будет служить в роли обдувочного механизма, снижающего перегрев оборудования.

Настройка инвертора

Проблем с работой Кедр 160, Kaiser Mig 300 не возникает. Кедр 160 и Kaiser Mig 300 — это заводское оборудование, которое имеет отличные технические характеристики. Данные полуавтоматы отлично функционируют, позволяют получать необходимое количество Ампер — 160 Ампер, 170, 190 Ампер и пр. Все зависит от того, как вы настроите аппарат.

Но если вы решили переделать инвертор и сделать из него полуавтомат, тогда идею с покупкой Кедр 160, Kaiser Mig 300 следует откинуть в сторону.

После завершения работ с трансформатором, следует переходить к инвертору. Если сделать правильные настройки самого инвертора, переделка принесет желаемый результат. А потому самодельный полуавтомат будет функционировать не хуже, чем готовый аппарат Кедр 160, Kaiser Mig 300.

1. Обязательно предусмотрите наличие высокоэффективных радиаторов, используемых для выпрямителей (входной и выходной) и силовых ключей. Без них аппарат работать толком не сможет.
2. Внутри корпуса радиатора, который больше всех нагревается, следует установить термодатчик для его срабатывания в случае перегрева.
3. Силовую часть подключите к управляющему блоку и включите в рабочую сеть.
4. Когда индикатор активируется, следует подключить к проводам осцилограф.
5. Отыщите двухполярные импульсы. Их частота находится в пределах от 40 до 50 кГц.
6. Параметры времени между импульсами регулируется за счет изменения входного напряжения. Показатель времени должен соответствовать 1,5 мкс.
7. Следите за тем, чтобы инвертор выдавал прямоугольные импульсы на осциллографе. Фронты не должны превышать 500 нс.
8. Когда аппарат прошел проверку, подключайте его к электросети.
9. Индикатор, встроенный в полуавтомат, должен выдать 120 Ампер. Параметры могут доходить до 170, 190 Ампер. Но если аппарат не показывает данное значение, придется отправляться на поиски причин низкого напряжения в проводах.
10. Обычно подобная ситуация возникает тогда, когда напряжение составляет меньше 100 В.
11. Теперь тестируем сварочный полуавтомат, запуская аппарат с изменяемыми током. При этом постоянно следите за напряжением на конденсаторе.
12. Завершаем тестирование проверкой показателей температуры.
13. Проверьте, как ведет себя аппарат в случае нагруженного состояния. Аналогичные первичные тесты стоит провести с Кедр 160 и Kaiser Mig 300. Хотя Кедр 160 и Kaiser Mig 300 — это заводские полуавтоматы от проверенных производителей, убедиться в их профпригодности никогда не будет лишним.
14. Чтобы выполнить проверку самодельного инвертора или Кедр 160 с Kaiser Mig 300, нужно подключить к сварочным проводам нагрузочный реостат на 0,5 Ом. Убедитесь, что данный элемент выдерживает нагрузку более 60 Ампер. Вольтметром контролируются параметры тока.
15. Если проверка полуавтомата показала, что заданная величина тока и контролируемая величина отличаются, потребуется менять сопротивления. Делайте это до тех пор, пока не достигните положительного результата.

Собрать аппарат, который будет выступать полноценным аналогом для Кедр 160 и Kaiser Mig 300 не так просто, но возможно. Вы сами определяете, будет полуавтомат выдавать 120 или все 190 Ампер. Сделать выбор заводской модели проще. Но и цена у них соответствующая. Цена того же полуавтомата Кедр 160 Миг составляет от 27 тысяч рублей. Но решение принимать вам.

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.