В продаже можно увидеть множество сварочных полуавтоматов отечественного и зарубежного производства используемые при ремонте кузовов автомобилей. При желании можно сэкономить на расходах, собрав сварочный полуавтомат в гаражных условиях.

В комплект сварочного аппарата входит корпус, в нижней части которого устанавливается силовой трансформатор однофазного или трёхфазного исполнения, выше располагается устройство протяжки сварочной проволоки.

В состав устройства входит электродвигатель постоянного тока с передаточным механизмом понижения оборотов, как правило здесь используется электродвигатель с редуктором от стеклоочистителя а/м УАЗ или «Жигули». Стальная проволока с медным покрытием с подающего барабана проходя через вращающиеся ролики поступает в шланг для подачи проволоки, на выходе проволока входит в контакт с заземлённым изделием, возникающая дуга сваривает металл. Для изоляции проволоки от кислорода воздуха сварка происходит в среде инертного газа. Для включения газа установлен электромагнитный клапан. При использовании прототипа заводского полуавтомата в них выявлены некоторые недостатки, препятствующие качественному проведению сварки: преждевременный выход от перегрузки из строя выходного транзистора схемы регулятора оборотов электродвигателя; отсутствие в бюджетной схеме автомата торможения двигателя по команде остановки - сварочный ток при отключении пропадает, а двигатель продолжает подавать проволоку некоторое время, это приводит к перерасходу проволоки, опасности травматизма, необходимости удаления лишней проволоки специальным инструментом.

В лаборатории «Автоматики и телемеханики» Иркутского областного Центра ДТТ разработана более современная схема регулятора подачи проволоки, принципиальное отличие которой от заводских - наличие схемы торможения и двукратный запас коммутационного транзистора по пусковому току с электронной защитой.

Характеристики устройства:
1. Напряжение питания 12-16 вольт.
2. Мощность электродвигателя - до 100 ватт.
3. Время торможения 0,2 сек.
4. Время пуска 0,6 сек.
5. Регулировка оборотов 80 %.
6. Ток пусковой до 20 ампер.

В состав принципиальной схемы регулятора подачи проволоки входит усилитель тока на мощном полевом транзисторе. Стабилизированная цепь установки оборотов позволяет поддерживать мощность в нагрузке независимо от напряжения питания электросети, защита от перегрузки снижает подгорание щёток электродвигателя при пуске или заедании в механизме подачи проволоки и выход из строя силового транзистора.

Схема торможения позволяет почти мгновенно остановить вращение двигателя.
Напряжение питания используется от силового или отдельного трансформатора с потребляемой мощностью не ниже максимальной мощности электродвигателя протяжки проволоки.
В схему введены светодиоды индикации напряжения питания и работы электродвигателя.

Напряжение с регулятора оборотов электродвигателя R3 через ограничительный резистор R6 поступает на затвор мощного полевого транзистора VT1. Питание регулятора оборотов выполнено от аналогового стабилизатора DA1, через токоограничительный резистор R2. Для устранения помех, возможных от поворота ползунка резистора R3, в схему введён конденсатор фильтра C1.

Светодиод HL1 указывает на включенное состояние схемы регулятора подачи сварочной проволоки.
Резистором R3 устанавливается скорость подачи сварочной проволоки в место дуговой сварки.

Подстроечный резистор R5 позволяет выбрать оптимальный вариант регулирования оборотов вращения двигателя в зависимости от его модификации мощности и напряжения источника питания.

Диод VD1 в цепи стабилизатора напряжения DA1 защищает микросхему от пробоя при неверной полярности питающего напряжения.

Полевой транзистор VT1 оснащён цепями защиты: в цепи истока установлен резистор R9, падение напряжения на котором используется для управления напряжением на затворе транзистора, с помощью компаратора DA2. При критическом токе в цепи истока напряжение через подстроечный резистор R8 поступает на управляющий электрод 1 компаратора DA2, цепь анод-катод микросхемы открывается и снижает напряжение на затворе транзистора VT1, обороты электродвигателя М1 автоматически снизятся.

Для устранения срабатывания защиты от импульсных токов, возникающих при искрении щёток электродвигателя, в схему введен конденсатор C2.
К стоковой цепи транзистора VT1 подключен электродвигатель подачи проволоки с цепями снижения искрения коллектора С3,С4, С5. Цепь состоящая из диода VD2 с нагрузочным резистором R7 устраняет импульсы обратного тока электродвигателя.

Двухцветный светодиод HL2 позволяет контролировать состояние электродвигателя, при зелёном свечении - вращение, при красном свечении - торможение.

Схема торможения выполнена на электромагнитном реле К1. Ёмкость конденсатора фильтра С6 выбрана небольшой величины - только для снижения вибраций якоря реле К1, большая величина будет создавать инерционность при торможении электродвигателя. Резистор R9 ограничивает ток через обмотку реле при повышенном напряжении источника питания.

Принцип действия сил торможения, без применения реверса вращения, заключается в нагрузке обратного тока электродвигателя при вращении по инерции, при отключении напряжения питания, на постоянный резистор R8. Режим рекуперации - передачи энергии обратно в сеть позволяет в короткое время остановить мотор. При полной остановке скорость и обратный ток установятся в ноль, это происходит почти мгновенно и зависит от значения резистора R11 и конденсатора C5. Второе назначение конденсатора С5 - устранение подгорания контактов К1.1 реле К1. После подачи сетевого напряжения на схему управления регулятора, реле К1 замкнёт цепь К1.1 питания электродвигателя, протяжка сварочной проволоки возобновится.

Источник питания состоит из сетевого трансформатора T1 напряжением 12-15 вольт и ток 8-12 ампер, диодный мост VD4 выбран на 2х-кратный ток. При наличии на сварочном трансформаторе полуавтомата вторичной обмотки соответствующего напряжения, питание выполняется от неё.

Схема регулятора подачи проволоки выполнена на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита размером 136*40 мм, кроме трансформатора и мотора все детали установлены с рекомендациями по возможной замене. Полевой транзистор установлен на радиатор размерами 100*50 *20.

Полевой транзистор аналог IRFP250 с током 20-30 Ампер и напряжением выше 200 Вольт. Резисторы типа МЛТ 0,125, R9,R11,R12 - проволочные. Резистор R3,R5 установить типа СП-3 Б. Тип реле К1 указан на схеме или №711.3747-02 на ток 70 Ампер и напряжение 12 Вольт, габариты у них одинаковые и применяются в автомобилях «ВАЗ».

Компаратор DA2, при снижении стабилизации оборотов и защиты транзистора, из схемы можно удалить или заменить на стабилитрон КС156А. Диодный мост VD3 можно собрать на российских диодах типа Д243-246, без радиаторов.

Компаратор DA2 имеет полный аналог TL431 CLP иностранного производства.
Электромагнитный клапан подачи инертного газа Em.1 - штатный, на напряжение питания 12 вольт.

Наладку схемы регулятора подачи проволоки сварочного полуавтомата начинают с проверки питающего напряжения. Реле К1 при появлении напряжения должно срабатывать, обладая характерным пощелкиванием якоря.

Повышая регулятором оборотов R3 напряжение на затворе полевого транзистора VT1 проконтролировать, чтобы обороты начинали расти при минимальном положении движка резистора R3, если этого не происходит минимальные обороты откорректировать резистором R5 - предварительно движок резистора R3 установить в нижнее положение, при плавном увеличении номинала резистора К5, двигатель должен набрать минимальные обороты.

Защита от перегрузки устанавливается резистором R8 при принудительном торможении электродвигателя. При закрытии полевого транзистора компаратором DA2 при перегрузке светодиод HL2 потухнет. Резистор R12 при напряжении источника питания 12-13 Вольт из схемы можно исключить.

Схема опробована на разных типах электродвигателей, с близкой мощностью, время торможения в основном зависит от массы якоря, ввиду инерции массы. Нагрев транзистора и диодного моста не превышает 60 градусов Цельсия.

Печатная плата закрепляется внутри корпуса сварочного полуавтомата, ручка регулятора оборотов двигателя - R3 выводится на панель управления вместе с индикаторами: включения HL1 и двуцветного индикатора работы двигателя HL2. Питание на диодный мост подается с отдельной обмотки сварочного трансформатора напряжением 12-16 вольт. Клапан подачи инертного газа можно подключить к конденсатору C6, он также будет включаться после подачи сетевого напряжения. Питание силовых сетей и цепей электродвигателя выполнить многожильным проводом в виниловой изоляции сечением 2,5-4 мм.кв.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
DA1	Линейный регулятор	MC78L06A	1			В блокнот
DA2	Микросхема	КР142ЕН19	1			В блокнот
VT1	MOSFET-транзистор	IRFP260	1			В блокнот
VD1	Диод	КД512Б	1			В блокнот
VD2	Выпрямительный диод	1N4003	1			В блокнот
VD3	Диодный мост	KVJ25M	1			В блокнот
С1, С2		100мкФ 16В	2			В блокнот
С3, С4	Конденсатор	0.1 мкФ	2	на 63В		В блокнот
С5	Электролитический конденсатор	10 мкФ	1	на 25В		В блокнот
С6	Электролитический конденсатор	470мкФ	1	на 25В		В блокнот
R1, R2, R4, R6, R10	Резистор	1.2 кОм	4	0,25Вт		В блокнот
R3	Переменный резистор	3.3 кОм	1			В блокнот
R5	Подстроечный резистор	2.2 кОм	1			В блокнот
R7	Резистор	470 Ом	1	0,25Вт		В блокнот
R8	Подстроечный резистор	6.8кОм	1			В блокнот
R9	Резистор прецизионный

visibility 891 просмотр

В продаже можно увидеть множество сварочных полуавтоматов отечественного и зарубежного производства, используемых при ремонте кузовов автомобилей. При желании можно сэкономить на расходах, собрав сварочный полуавтомат в гаражных условиях.

Регулятор скорости подачи проволоки сварочного полуавтомата

В комплект сварочного аппарата входит корпус, в нижней части которого устанавливается силовой трансформатор однофазного или трехфазного исполнения, выше располагается устройство протяжки сварочной проволоки.

В состав устройства входит электродвигатель постоянного тока с передаточным механизмом понижения оборотов, как правило, здесь используется электродвигатель с редуктором от стеклоочистителя а/ м УАЗ или «Жигули». Стальная проволока с медным покрытием с подающего барабана, проходя через вращающиеся ролики, поступает в шланг для подачи проволоки, на вы­ходе проволока входит в контакт с заземленным изделием, возникающая дуга сваривает металл. Для изоляции проволоки от кислорода воздуха сварка происходит в среде инертного газа. Для включения газа установлен электромагнитный клапан. При использовании прототипа заводского полуавтомата в них вы­явлены некоторые недостатки, препятствующие качественному проведению сварки. Это преждевременный выход от перегрузки из строя выходного транзистора схемы регулятора оборотов электродвигателя и отсутствие в бюджетной схеме автомата торможения двигателя по команде остановки. Сварочный ток при отключении пропадает, а двигатель продолжает подавать проволоку некоторое время, что приводит к перерасходу проволоки, опасности травматизма, необходимости удаления лишней проволоки специальным инструментом.

В лаборатории «Автоматика и телемеханика» Иркутского областного ЦДТТ разработана более современная схема регулятора подачи проволоки, принципиальное отличие которой от заводских- наличие схемы торможения и двукратный запас коммутационного транзистора по пусковому току с электронной защитой.

В состав принципиальной схемы регулятора подачи проволоки входит усилитель тока на мощном полевом транзисторе. Стабилизированная цепь установки оборотов позволяет поддерживать мощность в нагрузке независимо от напряжения питания электросети, защита от перегрузки снижает подгорание щеток электродвигателя при пуске или заедании в механизме подачи проволоки и выход из строя силового транзистора.

Схема торможения позволяет почти мгновенно остановить вращение двигателя.

Напряжение питания используется от силового или отдельного трансформатора с потребляемой мощностью не ниже максимальной мощности электродвигателя протяжки проволоки.

В схему введены светодиоды индикации напряжения питания и работы электродвигателя.

Характеристика устройства:

• напряжение питания, В — 12…16;
• мощность электродвигателя, Вт — до 100;
• время торможения, сек — 0,2;
• время пуска, сек — 0,6;
• регулировка
• оборотов, % — 80;
• ток пусковой, А — до 20.

Шаг 1. Описание схемы регулятора сварочного полуавтомата

Схема электрическая принципиальная устройства приведена на рис. 1. Напряжение с регулятора оборотов электродвигателя R3 через ограничительный резистор R6 поступает на затвор мощного полевого транзистора VT1. Питание регулятора оборотов выполнено от аналогового стабилизатора DA1, через токоограничительный резистор R2. Для устранения помех, возможных от поворота ползунка резистора R3, в схему введен конденсатор фильтра С1.
Светодиод HL1 указывает на включенное состояние схемы регулятора подачи сварочной проволоки.

Резистором R3 устанавливается скорость подачи сварочной проволоки в место дуговой сварки.

Подстроечный резистор R5 позволяет выбрать оптимальный вариант регулирования оборотов вращения двигателя в зависимости от его модификации мощности и напряжения источника питания.

Диод VD1 в цепи стабилизатора напряжения DA1 защищает микросхему от пробоя при неверной полярности питающего напряжения.
Полевой транзистор VT1 оснащен цепями защиты: в цепи истока установлен резистор R9, падение напряжения на котором используется для управления напряжением на затворе транзистора, с помощью компаратора DA2. При критическом токе в цепи истока напряжение через подстроечный резистор R8 поступает на управляющий электрод 1 компаратора DA2, цепь анод-катод микросхемы открывается и снижает напряжение на затворе транзистора VT1, обороты электродвигателя М1 автоматически снизятся.

Для устранения срабатывания защиты от импульсных токов, воз­никающих при искрении щеток электродвигателя, в схему введен конденсатор С2.
К стоковой цепи транзистора VT1 подключен электродвигатель подачи проволоки с цепями снижения искрения коллектора СЗ, С4, С5. Цепь, состоящая из диода VD2 с нагрузочным резистором R7, устраняет импульсы обратного тока электродвигателя.

Двухцветный светодиод HL2 позволяет контролировать состояние электродвигателя: при зеленом свечении — вращение, при красном свечении — торможение.

Схема торможения выполнена на электромагнитном реле К1. Емкость конденсатора фильтра С6 выбрана небольшой величины — только для снижения вибраций якоря реле К1, большая величина будет создавать инерционность при торможении электродвигателя. Резистор R9 ограничивает ток через обмотку реле при повышенном напряжении источника питания.

Принцип действия сил торможения, без применения реверса вращения, заключается в нагрузке обратного тока электродвигателя при вращении по инерции, при отключении напряжения питания, на постоянный резистор R11. Режим рекуперации — передачи энергии обратно в сеть позволяет в короткое время остановить мотор. При полной остановке скорость и обратный ток установятся в ноль, это происходит почти мгновенно и зависит от значения резистора R11 и конденсатора С5. Второе назначение конденсатора С5 — устранение подгорания контактов К1.1 реле К1. После подачи сетевого напряжения на схему управления регулятора, реле К1 замкнет цепь К1.1 питания электродвигателя, протяжка сварочной проволоки возобновится.

Источник питания состоит из сетевого трансформатора Т1 напряжением 12…15 В и ток 8…12 А, ди­одный мост VD4 выбран на двухкратный ток. При наличии на сварочном трансформаторе полуавтомата вторичной обмотки соответствующего напряжения, питание выполняется от нее.

Шаг 2. Детали схемы регулятора сварочного полуавтомата

Схема регулятора подачи про­волоки выполнена на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита размером 136*40 мм (рис. 2), кроме трансформатора и мотора все детали установлены с рекомендациями по возможной замене. Полевой транзистор установлен на радиатор размерами 100*50*20 мм.

Полевой транзистор аналог IRFP250 с током 20…30 А и напряжением выше 200 В. Резисторы типа МЛТ 0,125; резисторы R9, R11, R12 — проволочные. Резисторы R3, R5 установить типа СП-ЗБ. Тип реле К1 указан на схеме или №711.3747-02 на ток 70 А и напряжение 12 В, габариты у них одина­ковые и применяются в автомоби­лях «ВАЗ».

Компаратор DA2, при снижении стабилизации оборотов и защиты транзистора, из схемы можно уда­лить или заменить на стабилитрон КС156А. Диодный мост VD3 можно собрать на российских диодах типа Д243-246, без радиаторов.

Компаратор DA2 имеет полный аналог TL431CLP иностранного производства.

Электромагнитный клапан подачи инертного газа Em.1 — штатный, на напряжение питания 12 В.

Шаг 3. Наладка схемы регулятора сварочного полуавтомата

Наладку схемы регулятора подачи проволоки сварочного полуавтомата начинают с проверки питающего напряжения. Реле К1 при появлении напряжения должно срабатывать, обладая характер­ным пощелкиванием якоря.

Повышая регулятором оборотов R3 напряжение на затворе полевого транзистора VT1 проконтролировать, чтобы обороты начинали расти при минимальном положении движка резистора R3; если этого не происходит, минимальные обороты откорректировать резистором R5 — предварительно движок резистора R3 установить в нижнее положение, при плавном увеличении номинала резистора R5, двигатель должен набрать минимальные обороты.

Защита от перегрузки устанавливается резистором R8 при принудительном торможении электродвигателя. При закрытии полевого транзистора компаратором DA2 при перегрузке светодиод HL2 потухнет. Резистор R12 при напряже­нии источника питания 12…13 В из схемы можно исключить.
Схема опробована на разных типах электродвигателей, с близкой мощностью, время торможения в основном зависит от массы якоря, ввиду инерции массы. Нагрев транзистора и диодного моста не превышает 60°С.

Печатная плата закрепляется внутри корпуса сварочного полуавтомата, ручка регулятора оборотов двигателя — R3 выводится на па­нель управления вместе с индикаторами: включения HL1 и двухцвет­ного индикатора работы двигателя HL2. Питание на диодный мост по­дается с отдельной обмотки свароч­ного трансформатора напряжением 12… 16 В. Клапан подачи инертного газа можно подключить к конденсатору С6, он также будет включаться после подачи сетевого напряжения. Питание силовых сетей и цепей электродвигателя выполнить многожильным проводом в винило­вой изоляции сечением 2,5…4 мм2.

Пусковая схема сварочного полуавтомата

Характеристики сварочного полуавтомата:

• напряжение питания, В — 3 фазы * 380;
• первичный ток фазы, А — 8…12;
• вторичное напряжение холостого хода, В — 36…42;
• ток холостого хода, А — 2…3;
• напряжение холостого хода дуги, В — 56;
• ток сварки, А — 40…120;
• регулирование напряжения, % — ±20;
• продолжительность включения, % — 0.

Подача проволоки в зону сварки в сварочном полуавтомате происходит с помощью механизма, состоящего из двух вращающихся в противоположных направлениях электродвигателем стальных роликов. Для снижения оборотов электродвигатель оснащен редуктором. Из условий плавной регулировки скорости подачи проволоки, скорость вращения электродвигателя постоянного тока дополнительно изменяется полупроводниковым регулятором скорости подачи проволоки сварочного полуавтомата . В зону сварки также подается инертный газ — аргон, для устранения воздействия на процесс сварки кислорода воздуха. Сетевое питание сварочного полуавтомата выполнено от однофазной или трехфазной электросети, в данной конструкции применен трехфазный трансформатор, рекомендации по питанию от однофазной сети указаны в статье.

Трехфазное питание позволяет использовать намоточный провод меньшего сечения, чем при использовании однофазного трансформатора. При эксплуатации трансформатор меньше нагревается, снижаются пульсации напряжения на выходе выпрямительного моста, не перегружается силовая линия.

Шаг 1. Работа схемы пуска сварочного полуавтомата

Коммутация подключения сило­вого трансформатора Т2 к электросети происходит симисторными ключами VS1 …VS3 (рис. 3). Выбор симисторов вместо механического пускателя позволяет устранить аварийные ситуации при поломке контактов и устраняет звук от «хлопаний» магнитной системы.
Выключатель SA1 позволяет отключить сварочный трансформатор от сети во время профилактических работ.

Использование симисторов без радиаторов приводит к их перегреву и произвольному включению сварочного полуавтомата, поэтому симисторы необходимо снабдить бюджетными радиаторами 50*50 мм.

Рекомендуется сварочный полуавтомат оснастить вентилятором с питанием 220 В, подключение его — параллельно сетевой обмотке трансформатора Т1.
Трехфазный трансформатор Т2 можно использовать готовый, на мощность 2…2,5 кВт или купить три трансформатора 220*36 В 600 ВА, используемые для освещения подвалов и металлорежущих станков, соединить их по схеме «звезда-звезда». При изготовлении самодельного трансформатора первичные обмотки должны иметь 240 витков провода ПЭВ диаметром 1,5… 1,8 мм, с тремя отводами через 20 витков от конца обмотки. Вторичные обмотки наматываются медной или алюминиевой шиной сечением 8…10 мм2, количество провода ПВЗ — 30 витков.

Отводы на первичной обмотке позволяют регулировать сварочный ток в зависимости от напряжения электросети от 160 до 230 В.
Использование в схеме однофазного сварочного трансформатора позволяет применять внутреннюю электросеть, используемую для питания домашних электропечей с установочной мощностью до 4,5 кВт — подходящий к розетке провод выдерживает ток до 25 А, имеется заземление. Сечение первичной и вторичной обмотки однофазного сварочного трансформатора в сравнении с трехфазным исполнением следует увеличить в 2…2,5 раза. Наличие отдельного провода заземления обязательно.

Дополнительное регулирование тока сварки производится изменением угла задержки включения симисторов. Использование сварочного полуавтомата в гаражах и дачных участках не требует особых сетевых фильтров для снижения импульсных помех. При использовании сварочного полуавтомата в бытовых условиях его следует оснастить выносным фильтром помех.

Плавное регулирование сварочного тока выполняется с помощью электронного блока на кремневом транзисторе VT1 при нажатой кнопке SA2 «Пуск» — регулировкой резистора R5 «Ток».

Подключение сварочного трансформатора Т2 к электросети выполняется кнопкой SA2 «Пуск», на­ходящейся на шланге подачи сва­рочной проволоки. Электронная схема через оптопары открывает силовые симисторы, и напряжение электросети поступает на сетевые обмотки сварочного трансформатора. После появления напряжения на сварочном трансформаторе включается отдельный блок подачи проволоки, открывается клапан подачи инертного газа и при касании выходящей из шланга проволокой свариваемой детали образуется электрическая дуга, начинается процесс сварки.

Трансформатор Т1 используется для питания электронной схемы пуска сварочного трансформатора.

При подаче сетевого напряжения на аноды симисторов через автоматический трехфазный автомат SA1 к линии подключается транс­форматор Т1 питания электронной схемы пуска, симисторы в это время находятся в закрытом состоянии. Выпрямленное диодным мостом VD1 напряжение вторичной обмотки трансформатора Т1 стабилизируется аналоговым стабилиза­тором DA1, для устойчивой работы схемы управления.

Конденсаторы С2, СЗ сглаживают пульсации выпрямленного напряжения питания пусковой схемы. Включение симисторов выполняется с помощью ключевого транзистора VT1 и симисторных оптопар U1.1 … U1.3.

Транзистор открывается напряжением положительной полярности с аналогового стабилизатора DA1 через кнопку «Пуск». Использование на кнопке низкого напряжения снижает вероятность поражения оператора высоким напряжением электросети, в случае нарушения изоляции проводов. Регулятором тока R5 регулируется сварочный ток в пределах 20 В. Резистор R6 не позволяет снижать напряжение на сетевых обмотках сварочного трансформатора более 20 В, при котором резко повышается уровень помех в электросети из-за искажения синусоиды напряжения симисторами.

Симисторные оптопары U1.1…U1.3 выполняют гальваническую развязку электросети от электронной схемы управления, позволяют простым методом регулировать угол открытия симистора: чем больше ток в цепи светодиода оптопары, тем меньше угол отсечки и больше ток сварочной цепи.
Напряжение на управляющие электроды симисторов поступает с анодной цепи через симистор оптопары, ограничительный резистор и диодный мост, синхронно с напряжением фазы сети. Резисторы в цепях светодиодов оптопар защищают их от перегрузки при максимальном токе. Измерения показали, что при пуске при максимальном сварочном токе падение напряжения на симисторах не превышало 2,5 В.

При большом разбросе крутизны включения симисторов их цепи управления полезно зашунтиро-вать на катод через сопротивление 3…5 кОм.
На один из стержней силового трансформатора намотана дополнительная обмотка для питания блока подачи проволоки напряжением переменного тока 12 В, напряжение на который должно поступать после включения сварочного трансформатора.

Вторичная цепь сварочного трансформатора подключена к трехфазному выпрямителю постоянного тока на диодах VD3…VD8. Установка мощных радиаторов не требуется. Цепи соединения диодного моста с конденсатором С5 выполнить медной шиной сечением 7*3 мм. Дроссель L1 выполнен на железе от силового трансформатора ламповых телевизоров типа ТС-270, обмотки предварительно удаляются, а на их место наматывается обмотка сечением не ниже 2-х кратной вторичной, до заполнения. Между половинками трансформаторного железа дросселя проложить прокладку из электрокартона.

Шаг 2. Монтаж схемы пуска сварочного полуавтомата

Пусковая схема (рис. 3) смонтирована на монтажной плате (рис. 4) размером 156*55 мм, кроме элементов: VD3…VD8, Т2, С5, SA1, R5, SA2 и L1. Эти элементы закреплены на корпусе сварочного полуавтомата. Схема не содержит элементов индикации, они входят в блок подачи проволоки: индикатор включения и индикатор подачи проволоки.

Силовые цепи выполнены изо­лированным проводом сечением 4…6 мм2, сварочные — медной или алюминиевой шиной, остальное — проводом в виниловой изоляции диаметром 2 мм.

Полярность подключения держака следует выбрать, исходя из условий сварки или наплавки при работе с металлом толщиной 0,3…0,8 мм.

Шаг 3. Наладка схемы пуска сварочного полуавтомата

Наладку пусковой схемы сварочного полуавтомата начинают с проверки напряжения 5,5 В. При нажатии кнопки «Пуск» на конденсаторе С5 напряжение холостого хода должно превышать 50 В постоянного тока, под нагрузкой — не менее 34 В.

На катодах симисторов относительно нуля сети напряжения не должно отличаться более чем на 2…5 В от напряжения на аноде, в ином случае заменить симистор или оптопару цепи управления.

При низком напряжении питающей сети переключить трансформатор на отводы низкого напряжения.

При наладке следует соблюдать технику безопасности.

Скачать печатные платы:

Сварочный полуавтомат является очень удобным устройством для работы дома и в маленьких мастерских. С ним можно работать в любых условиях, не требуется особая подготовка рабочего места, он компактен почти как обычный инвертор.

В отличие от ручной дуговой сварки, для работы с ним не требуется высокая квалификация сварщика. Правильная настройка сварочного полуавтомата позволяет выполнять качественно работы и сварщику невысокой квалификации.

В зависимости от вида свариваемого материала, его толщины требуется правильно выставить скорость подачи проволоки, защитного газа. Дальше сварщику требуется равномерно вести горелку вдоль шва, и получится качественный сварной шов. Вся сложность заключается в правильном подборе параметров сварки для конкретного материала.

Для качественной настройки сварочного полуавтомата требуется понимание характеристик сварки, необходимо также разобраться с особенностями полуавтомата.

Сварочные полуавтоматы позволяют работать практически с любыми металлами и их сплавами. Они могут сваривать цветные и черные металлы, низкоуглеродистую и легированную сталь, алюминий и материалы с покрытиями, способны толщиной до 0,5 мм, могут варить даже оцинкованную сталь без повреждения покрытия.

Это достигается за счет того, что в область сварки может подаваться флюс, порошковая проволока или защитный газ, а также сварочная проволока, причем подача происходит автоматически, все остальное делается как в ручной дуговой сварке.

Сварочные полуавтоматы выпускаются разных классов, но все они состоят из:

• блока управления;
• источника питания;
• механизма подачи сварочной проволоки с катушкой;
• сварочной горелки;
• силовых кабелей.

Кроме этого должен быть баллон с редуктором и инертным газом (двуокись углерода, аргон или их смеси), воронка для флюса.

Механизм подачи проволоки состоит из электродвигателя, редуктора и подающих или тянущих роликов.

Перед производством работ необходимо надежно заземлить аппарат для сварки и только потом начинать настройку. Сварочный полуавтомат нужно подключить к газобаллонной системе с защитным газом.

Необходимо проверить наличие сварочной проволоки в катушке, если нужно перезарядить ее и протянуть до рукоятки горелки. Скорость подачи газа имеет большое значение в процессе сваривания.

Поэтому ее тоже нужно установить. Газобаллонное оборудование имеет редукторы с указанием расхода газа в литрах. Это очень удобно, необходимо просто выставить требуемый расход в пределах 6-16 литров.

В инструкции по эксплуатации на устройство даются рекомендации, как правильно настроить сварочный полуавтомат, каким током варить конкретный металл, с какой скоростью подавать проволоку.

В инструкции должны быть специальные таблицы, в которых все расписано. Если выставить все параметры в соответствии с ними, то должно все получиться.

На практике могут быть сложности. На качество сварки полуавтомата влияют очень много параметров. Если питающая сеть не соответствует нормативам, то источник питания будет выдавать напряжение и ток не тот, что нужно, параметры будут нестабильны.

Температура среды, толщина металла, его вид, состояние свариваемых поверхностей, вид шва, диаметр проволоки, объем подачи газа и много других факторов влияют на качество сварки полуавтомата.

Настройка тока и скорости подачи проволоки

В первую очередь выставляется сила сварочного тока, которая зависит от вида свариваемого материала и толщины заготовок. Это можно выяснить по инструкции на полуавтомат или найти в соответствующей литературе.

Затем устанавливается скорость подачи проволоки. Она может регулироваться ступенчато или плавно. При ступенчатой регулировке не всегда удается подобрать оптимальный режим работы. Если есть возможность выбора устройства, покупайте сварочный полуавтомат с плавной регулировкой скорости подачи проволоки .

В блоке управления должен быть переключатель режима подачи проволоки вперед/назад. Когда все настройки в соответствии с инструкцией по эксплуатации на полуавтомат произведены, нужно попробовать работу на черновом образце с такими же параметрами. Это необходимо делать потому, что рекомендации усредненные, а в каждом отдельном случае условия уникальны.

При большой скорости подачи провода электрод просто не будет успевать расплавляться, сверху будут большие наплавления или сдвиги, а при низкой он будет сгорать, не расплавляя свариваемый металл, валик шва будет проседать, появятся углубления или разрывы.

Регулировка параметров

Регулировка величины тока или напряжения зависит от толщины заготовок. Чем толще свариваемое изделие, тем больше сварочный ток. В простых устройствах полуавтоматической сварки регулировка силы тока совмещена со скоростью подачи проволоки.

В профессиональных полуавтоматах регулировки раздельные. Правильность настройки можно определить только опытным путем, сделав экспериментальный шов на пробной заготовке. Валик должен быть нормальной формы, дуга устойчивой, без брызг.

В некоторых моделях полуавтоматов имеется регулировка индуктивности (настройки дуги). При маленькой индуктивности температура дуги падает, глубина проплавления металла уменьшается, шов становится выпуклым.

Это используется при сваривании тонких металлов и сплавов, чувствительных к перегреву. При большой индуктивности температура плавления растет, сварочная ванна становится более жидкой и глубокой. Валик шва становится плоским. Сварку в этом режиме используют для толстых заготовок.

Переключатель скорости подачи сварочной проволоки в моделях способных работать с разными диаметрами требует дополнительной регулировки с учетом конкретной толщины проволоки.

Выставив оптимальные регулировки для сварки заготовки сегодня, может получиться, что на следующий день они станут неоптимальными потому, что изменилось качество сети или изменилось положение изделия на рабочем столе.

То есть настройка режимов процесс постоянный и индивидуальный потому еще, что он зависит и от манеры работы самого сварщика.

Типичные ошибки

На ошибку в настройках сварочного полуавтомата указывает отчетливый треск. Громкие щелчки сообщают о том, что скорость подачи припоя маленькая. Необходимо увеличить скорость подачи до пропадания треска.

Часто наблюдается сильное разбрызгивание металла. Это связано с недостаточным количеством изолирующего газа в районе сварочной ванны. Нужно увеличить подачу газа, отрегулировать редуктор полуавтомата.

Присутствуют непровары или прожиги шва. Это связано со слишком низким или слишком высоким напряжением дуги, регулируется настройкой вольтажа или индуктивности.

Неравномерная ширина валика шва связаны со скоростью перемещения горелки и ее положением относительно шва, то есть, связана с техникой работы сварщика.

У хорошего хозяина в обязательном порядке должен быть сварочный полуавтомат, особенно у владельцев машин и частной собственности. С ним всегда можно мелкие работы сделать самому. Если необходимо подварить деталь машины, изготовить теплицу или создать какую-то металлическую конструкцию, то такое устройство станет незаменимым помощником в личном хозяйстве. Тут возникает дилемма: купить или изготовить самому. Если в наличии есть инвертор, то проще сделать самому. Обойдется это намного дешевле, чем покупка в торговой сети. Правда, понадобятся хотя бы базовые знания по основам электроники, наличие необходимого инструмента и желание.

Создание полуавтомата из инвертора своими руками

Строение

Инвертор переделать в сварочный полуавтомат для сварки тонкой стали (низколегированной и коррозионностойкой) и алюминиевых сплавов своими руками не сложно. Необходимо только хорошо разобраться в тонкостях предстоящей работы и вникнуть в нюансы изготовления. Инвертор – это устройство, служащее для понижения электрического напряжения до необходимого уровня для питания сварочной дуги.

Суть процесса сваривания полуавтоматом в среде защитного газа заключается в следующем. Электродная проволока с постоянной скоростью подается в зону горения дуги. В эту же область подается защитный газ. Чаще всего – углекислый. Это гарантирует получение качественного шва, который по прочности не уступает соединяемому металлу, при этом в соединении отсутствуют шлаки, так как сварочная ванна защищена от негативного влияния компонентов воздуха (кислорода и азота) защитным газом.

В комплект такого полуавтомата должны входить следующие элементы:

• источник тока;
• блок управления процессом сварки;
• механизм подачи проволоки;
• рукав для подачи защитного газа;
• баллон углекислотный;
• пистолет-горелка:
• катушка с проволокой.

Устройство сварочного поста

Принцип работы

При подключении устройства к эл. сети происходит преобразование переменного тока в постоянный. Для этого необходим специальный электронный модуль, высокочастотный трансформатор и выпрямители.

Для качественного проведения сварочных работ необходимо, чтобы у будущего устройства такие параметры, как напряжение, сила тока и скорость подачи сварочной проволоки находились в определенном равновесии. Этому способствует применение источника питания дуги, имеющего жесткую вольт-амперную характеристику. Длину дуги определяет жестко заданное напряжение. Скорость подачи проволоки регулирует сварочный ток. Это необходимо помнить, чтобы добиться от устройства лучших результатов сваривания.

Проще всего воспользоваться принципиальной схемой от Саныча, который давно изготовил такой полуавтомат из инвертора и успешно пользуется им. Ее можно найти на просторах интернета. Многие домашние умельцы не только изготовили сварочный полуавтомат своими руками по этой схеме, но и усовершенствовали ее. Вот первоначальный источник:

Схема сварочного полуавтомата от Саныча

Полуавтомат Саныча

Для изготовления трансформатора Саныч использовал 4 сердечника от ТС-720. Первичную обмотку намотал медным проводом Ø 1,2 мм (кол-во витков 180+25+25+25+25), для вторичной обмотки использовал шину 8 мм 2 (кол-во витков 35+35). Выпрямитель собрал по двухполупериодной схеме. Для переключателя выбрал галетник спаренный. Диоды установил на радиатор, чтобы в процессе работы они не перегревались. Конденсатор поместил в устройство емкостью 30000 мкф. Дроссель фильтра выполнил на сердечнике от ТС-180. Силовая часть включается в работу с помощью контактора ТКД511-ДОД. Трансформатор питания установлен ТС-40, перемотанный на напряжение 15В. Ролик протяжного механизма в этом полуавтомате имеет Ø 26 мм. В нем имеется направляющая канавка глубиной 1 мм и шириной 0,5 мм. Схема регулятора работает от напряжения 6В. Его достаточно, чтобы обеспечивалась оптимальная подача сварочной проволоки

Как ее совершенствовали другие умельцы, можно прочитать сообщения на различных форумах, посвященных этому вопросу и вникнуть в нюансы изготовления.

Настройка инвертора

Для обеспечения качественной работы полуавтомата при небольших габаритах, лучше всего использовать трансформаторы тороидального типа. У них самый высокий коэффициент полезного действия.

Трансформатор для работы инвертора подготавливают следующим образом: его необходимо обмотать медной полосой (шириной 40 мм, толщиной 30 мм), защищенной термобумагой, необходимой длины. Вторичная обмотка выполняется из 3 слоев жести, изолированных друг от друга. Для этого можно воспользоваться фторопластовой лентой. Концы вторичной обмотки на выходе необходимо спаять. Чтобы такой трансформатор работал бесперебойно и при этом не перегревался, необходимо установить вентилятор.

Схема намотки трансформатора

Работы по настройке инвертора начинаются с обесточивания силовой части. Выпрямители (входной и выходной) и силовые ключи должны иметь радиаторы для охлаждения. Там, где расположен радиатор, который наиболее нагревается в процессе работы, необходимо предусмотреть термодатчик (его показания в процессе работы не должны превышать 75 0 С). После этих изменений силовую часть подключают к блоку управления. При включении в эл. сеть должен загореться индикатор. С помощью осциллографа необходимо проверить импульсы. Они должны быть прямоугольными.

Частота их следования должна быть в интервале 40 ÷ 50 кГц, и они должны иметь временный интервал 1,5 мкс (время корректируется путем изменения входного напряжения). Индикатор должен показывать не менее 120А. Не лишней будет поверка устройства под нагрузкой. Это выполняется путем включения нагрузочного реостата 0,5 Ом в сварочные провода. Он должен выдерживать ток в 60А. Проверяется это с помощью вольтметра.

Правильно собранный инвертор при выполнении сварочных работ дает возможность регулировать ток в широком диапазоне: от 20 до 160А, а выбор силы рабочего тока зависит от металла, который необходимо сварить.

Для изготовления инвертора собственными руками можно взять компьютерный блок, который должен быть в рабочем состоянии. Корпус необходимо усилить, добавив ребра жесткости. В нем монтируется электронная часть, выполненная по схеме Саныча.

Подача проволоки

Чаще всего в таких самодельных полуавтоматах предусматривают возможность подачи сварочной проволоки Ø 0,8; 1,0; 1,2 и 1,6 мм. Скорость подачи ее должна регулироваться. Подающий механизм вместе со сварочной горелкой можно купить в торговой сети. При желании и наличии необходимых деталей его вполне можно сделать своими руками. Смекалистые новаторы для этого используют электродвигатель от дворников автомобиля, 2 подшипника, 2 пластины и ролик Ø 25 мм. Ролик устанавливается на вал электродвигателя. На пластины закрепляются подшипники. Они прижимаются к ролику. Сжатие осуществляется с помощью пружины. Проволока, проходя по специальным направляющим между подшипниками и роликом, протягивается.

Все составляющие механизма устанавливают на пластине толщиной не менее 8-10 мм, изготовленной из текстолита, при этом проволока должна выходить в том месте, где установлен разъем, соединяющий со сварочным рукавом. Здесь же устанавливается катушка с необходимыми Ø и маркой проволоки.

Протяжной механизм в сборе

Самодельную горелку можно изготовить и собственными руками, воспользовавшись рисунком ниже, где ее составные части показаны наглядно в разобранном виде. Ее назначение – замыкать цепь, обеспечивать подачу защитного газа и сварочной проволоки.

Устройство самодельной горелки

Однако те, кто желает быстрее изготовить полуавтомат, могут купить готовый пистолет в торговой сети вместе с рукавами для подачи защитного газа и сварочной проволоки.

Баллон

Для подачи в зону горения сварочной дуги защитного газа лучше всего приобрести баллон стандартного типа. Если использовать в качестве защитного газа углекислоту, то можно воспользоваться баллоном огнетушителя, сняв с него рупор. Необходимо помнить, что он требует специального переходника, который нужен для установки редуктора, так как резьба на баллоне не соответствует резьбе на горловине огнетушителя.

Полуавтомат своими руками. Видео

Про компоновку, сборку, проверку самодельного полуавтомата можно узнать из этого видео.

Инверторный сварочный полуавтомат своими руками имеет несомненные преимущества:

• дешевле магазинных аналогов;
• компактные габариты;
• возможность варить тонкий металл даже в труднодоступных местах;
• станет гордостью человека, создавшего его своими руками.

Сварочный полуавтомат – это функциональное устройство, которое можно приобрести готовым или сделать из . Следует отметить, что изготовление полуавтоматического аппарата из инверторного устройства – задача не из простых, но при желании ее можно решить. Тем, кто поставит перед собой такую цель, следует хорошо изучить принцип работы полуавтомата, посмотреть тематические фото и видео, подготовить все необходимое оборудование и комплектующие.

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.

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.

Внутренняя компоновка Катушка для проволоки Механизм подачи проволоки (вид 1)
Механизм подачи проволоки (вид 2) Крепление сварочного рукава к механизму подачи Конструкция самодельной горелки

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.

Как переделать инверторный трансформатор

Для того чтобы инвертор можно было использовать для самодельного полуавтомата, его трансформатор необходимо подвергнуть некоторым переделкам. Выполнить такую переделку своими руками несложно, надо только придерживаться определенных правил.

Чтобы привести характеристики инверторного трансформатора в соответствие с теми, которые необходимы для полуавтомата, следует обмотать его медной полосой, на которую нанесена обмотка из термобумаги. Нужно иметь в виду, что для этих целей нельзя использовать обычный толстый провод, который будет сильно нагреваться.

Вторичную обмотку инверторного трансформатора также необходимо переделать. Для этого надо сделать следующее: намотать обмотку, состоящую из трех слоев жести, каждый из которых необходимо изолировать при помощи фторопластовой ленты; концы уже имеющейся обмотки и сделанной своими руками спаять между собой, что позволит повысить проводимость токов.

Конструктивная , используемого для его включения в сварочный полуавтомат, должна обязательно предусматривать наличие вентилятора, который необходим для эффективного охлаждения устройства.

Настройка инвертора, используемого для полуавтоматической сварки

Если вы решили сделать своими руками сварочный полуавтомат, используя для этого инвертор, необходимо предварительно обесточить данное оборудование. Чтобы такое устройство не перегревалось, следует разместить его выпрямители (входной и выходной) и силовые ключи на радиаторах.

Кроме того, в той части корпуса инвертора, где располагается радиатор, нагревающийся сильнее, лучше всего смонтировать термодатчик, который будет отвечать за отключение аппарата в том случае, если он перегреется.

После того как все вышеперечисленные процедуры выполнены, можно соединить силовую часть устройства с его блоком управления и подключить его к электрической сети. Когда индикатор подключения к сети загорится, к выходам инвертора следует подключить осциллограф. С помощью этого прибора надо найти электрические импульсы частотой 40–50 кГц. Время между формированием таких импульсов должно составлять 1,5 мкс, что регулируется изменением величины напряжения, поступающего на вход устройства.

Необходимо также проверить, чтобы импульсы, отражающиеся на экране осциллографа, имели прямоугольную форму, а их фронт составлял не более 500 нс. Если все проверяемые параметры соответствуют требуемым значениям, то можно подключать инвертор к электрической сети. Ток, поступающий от выхода полуавтомата, должен иметь силу не менее 120 А. Если величина силы тока меньше, это может означать то, что в провода оборудования подается напряжение, величина которого не превышает 100 В. При возникновении такой ситуации необходимо сделать следующее: протестировать оборудование путем изменения силы тока (при этом надо постоянно контролировать напряжение на конденсаторе). Кроме того, следует постоянно контролировать температуру внутри устройства.

После того как полуавтомат протестирован, необходимо проверить его под нагрузкой. Чтобы сделать такую проверку, к сварочным проводам подключают реостат, сопротивление которого составляет не меньше 0,5 Ом. Такой реостат должен выдерживать ток силой 60 А. Сила тока, который в такой ситуации поступает на сварочную горелку, контролируется при помощи амперметра. Если сила тока при использовании нагрузочного реостата не соответствует требуемым параметрам, то величину сопротивления данного устройства подбирают эмпирическим путем.

Как использовать сварочный инвертор

После запуска полуавтомата, который вы собрали своими руками, на индикаторе инвертора должно высветиться значение силы тока, равное 120 А. Если все сделать правильно, то так оно и произойдет. Однако на индикаторе инвертора могут высветиться восьмерки. Причиной этого чаще всего является недостаточное напряжение в сварочных проводах. Лучше сразу найти причину такой неисправности и оперативно устранить ее.

Если же все сделано правильно, то индикатор корректно покажет силу сварочного тока, регулируемого при помощи специальных кнопок. Интервал регулировки рабочего тока, который обеспечивают , находится в пределах 20–160 А.

Как контролировать правильность работы оборудования

Чтобы сварочный полуавтомат, который вы собрали своими руками, служил вам длительное время, лучше постоянно контролировать температурный режим работы инвертора. Для осуществления такого контроля необходимо нажать одновременно две кнопки, после чего температура самого горячего радиатора инвертора будет выводиться на индикатор. Нормальной рабочей температурой считается та, значение которой не превышает 75 градусов Цельсия.

Если данное значение будет превышено, то, кроме информации, выводимой на индикатор, инвертор начнет издавать прерывистый звуковой сигнал, на что следует сразу же обратить внимание. В этом случае (а также при поломке или замыкании термодатчика) электронная схема устройства автоматически снизит рабочий ток до значения 20А, а звуковой сигнал будет издаваться до тех пор, пока оборудование не придет в норму. Кроме того, о неисправности оборудования, сделанного своими руками, может свидетельствовать код ошибки (Err), высвечиваемый на индикаторе инвертора.