Сварочный полуавтомат своими руками — описание, чертежи, схемы

Вниманию любителей «чинить» автотранспортные средства своими руками предлагается для самостоятельной сборки авторская схема и конструкция сварочного полуавтомата в углекислотной газовой среде с автоматической подачей сварочной проволоки в зону сварки.

Назначение и описание устройства

Автолюбители знают, что для сварки кузова «железных» коней одного лишь аппарата дуговой электродной сварки переменного тока недостаточно – тонкий металл кузова требует аккуратной и желательно быстрой точечной сварки. Конечно, существует несколько типов сварочных аппаратов разного рода, доступных для частных автовладельцев, например – ацетилено-кислородная сварка или сварка в среде углекислого газа.

Но по сравнению с ацетилено-кислородной сваркой полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа имеет существенные преимущества:

• зона термического влияния очень узкая, поэтому деталь деформируется очень мало или вовсе не деформируется;
• краска на детали выгорает тонкой полосой, что уменьшает объем подготовки, рихтовки и окраски изделия;
• т.к. скорость расплавления электродной проволоки очень высока — общая производительность сварки выше в 2-3 раза;
• качество сварочного шва лучше;
• не требуется очень точной подгонки деталей перед сваркой;
• качественный шов получается даже при разных толщинах свариваемых деталей;
• углекислый газ менее дефицитен, чем кислород или ацетилен;
• способ сварки осваивается легко и быстро.

Для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа отечественной промышленностью выпускается различное оборудование: А-537, А-537У, А-547Р, А-825М, А-1230М и др., поэтому организациям более интересными могут оказаться именно эти готовые промышленные устройства, а любителям, державшим в руках паяльник автор предлагает самим собрать разработанный им подобный несложный аппарат, который он эксплуатирует уже 3-й год.

С одной стороны углекислый газ защищает расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха, с другой стороны — он разлагается на окись углерода (угарный газ) и кислород, который окисляет металл. Для компенсации окисления применяют специальную омедненую электродную проволоку, содержащую кремний и марганец: Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-10ГС, Св-12ГС, как нетрудно догадаться из обозначений — 0.8, 0.8, 1.0 и 1.2 мм диаметром соответственно. Практические числовые данные, которые должны достаточно точно выдерживаться (особенно это касается напряжений) во избежание плохого качества сварки, приведены в таб.1.

Режимы сварки в углекислом газе

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

Схема устройства

Его основа – мощный сварочный трансформатор Т1, который подключается к сети 220В коммутатором на включенных встречно-параллельно оптотиристорах VS1,VS2, управляемых ключом VT1-VT2 и обеспечивает:

• сварочное напряжение с выходной обмотки II (согласно первой строке таб. 1), выпрямленное мостом VD1…VD5, сглаженное фильтром L1-C1 (R3 балластный резистор, разряжает С1 на холостом ходу);
• напряжение питания (с выходной обмотки III) электродвигателя, подающего сварочную проволоку, который включается ключом VT8 через стабилизатор напряжения C6-DA2-R11-R12-C7 и выходной мощный транзистор VT7;
• напряжение питания (с выходной обмотки III, пониженное до 12 В резистором R9) газового клапана KL1, который включается электронным ключом VT5-VT6.

Переключателем SA2 первичной обмотки можно изменить выходное напряжение примерно от 18… 21В.

Включение аппарата производится нажатием на кнопку SA1 «Пуск», которая подключена на вход каскада на VT3 (с R4C2-цепью на входе), который представляет собой антидребезговый ключ с двумя проводами от кнопки (если желаете, то можно применить стандартные антидребезговые решения на ИМС триггеров, логических элементов, но они требуют три провода от кнопки, а внутри примененного автором стандартного промышленного «держака» сварочного полуавтомата проложено только два провода для кнопки).

К аналогичному ключу на VT4 подключен кремниевый диод VD14, который может быть закреплен в качестве термодатчика на самой горячем узле схемы при его продолжительной работе, подберите резистором R4 подходящий температурный порог срабатывания, при котором VT4 закроется и через DD1.4 отключит все узлы аппарата. Но если Ваша конструкция нигде не перегревается при продолжительной работе, то весь узел VD14-R4-R6-C3-VT4-R7-DD1.4 можно удалить из схемы.

Необходимые фазы управляющих сигналов для выходных узлов аппарата (T1, газового электроклапана KL1, электродвигателя) обеспечивает всего одна ИМС DD1 155ЛА3, которая вместе с вместе с VT1, VT2,VS1,VS2, VT3,VT4 питается стабилизированным DD1 напряжением 5В от низковольтного выпрямителя T2-VD9…VD13.

Выпрямительные диоды VD1-VD5 – мощные, на соответствующий сварочный ток, они могут быть следующих типов: Д151-160 (максимальный прямой ток 160 А), Д161-200 (максимальный прямой ток 200 А), В200-6 (максимальный прямой ток 200 А), В2-200-9 (максимальный прямой ток 200 А). Остальные радиоэлементы, думаю сложностей в выборе или замене не представляют.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы стандартного полуавтомата не нужно обладать глубокими знаниями в области физики и химии. Ведь принцип довольно прост и понятен даже для новичка.

Сварщик, начиная сварку, направляет горелку в сварочную зону. Одновременно с этим в полуавтоматическом режиме подается сварочная проволока (проволока заправляется в горелку, поэтому в процессе у вас будет занята всего одна рука, что очень удобно). Вместе с проволокой подается струя защитного газа. Между проволокой и заготовкой в смеси газов образовывается разряд, из-за чего металл плавится.  Затем он смешивается с расплавленной проволокой, и сварщик может начать формировать шов. Технология проста и понятна, а для ее выполнения нужен лишь баллон с газом и проволока. Газ защищает сварочную зону от окисления, а проволока помогает формировать качественный шов.

Особенности подготовки трансформатора

Чтобы понять принцип подготовки трансформатора для самодельного сварочного полуавтомата, стоит принять во внимание, что это такое же устройство, которое эксплуатируется в микроволновой печке.

Изделие представляет собой две бобины с изолированным медным проводом. Одна обмотка – первичная, другая – вторичная. Именно оно будет служить основой самодельного инвертора.

Видео:

За счет разного числа витков проволоки, вначале подача тока идет на первичную бобину, после чего посредством индукции во вторичной бобине напряжение снижается, и увеличивается сила тока.

Но если используется для изготовления инверторного сварочного полуавтомата трансформатор, изъятый из микроволновой печи, его нужно переделать.

Дело в том, что устройство способно производить напряжение большее, чем будет необходимо для работы сварочного аппарата.

Поэтому нужно сделать так, чтобы сила тока стала больше, а показатель напряжения снизился.

Здесь стоит учесть: при высокой силе тока не исключается возгорание электрода и порча металлического материала, слабый ток станет причиной ухудшенного качества сварки.

Видео:

Чтобы сразу же после изготовления не пришлось делать ремонт сварочного полуавтомата, нужно сделать грамотные расчеты.

Переделывать своими руками нужно вторичную обмотку – вначале снимается старая обмотка, затем аккуратно наматывается новая, для которой нужно брать провод, покрытый слоем эмали.

Каждый виток должен укладываться один к другому, при этом нужно ремонт выполнять бережно, чтобы не нанести вред первичной обмотке.

Рассматривать толщину используемого провода и число витков здесь не будем, так как данные параметры будут зависеть от типа переделываемого трансформатора.

Но чтобы вычислить нужные параметры, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. Как только будет проделано нужное число витков, обмотку нужно покрыть токоизолирующим веществом.

Полуавтомат Саныча

Народный умелец Саныч предлагает схему сварочного полуавтомата, простую и доступную даже для новичков.

Предложенная конструкция отличается мягким шипением дуги, тогда как в магазинных устройствах наблюдаются треск и щелчки. Жесткий режим там получается из-за выходных характеристик трансформатора 18–25 В.

Трансформатор состоит из четырех соединенных вместе сердечников от ТС-270. В итоге получается почти 2 тыс. Вт. Этой мощности хватает с запасом. Первичная обмотка (180+25+25+25+25) выполнена проводом сечением 1,2 мм. Для вторичной (35+35 витков) используется шина 8 мм². Количество витков вторичной обмотки выясняется в последнюю очередь, поэтому лучше сделать с запасом по паре витков в каждом плече. Лишнее можно будет отмотать.

Схема сварочного устройства:

Рисунок 13 — Схема сварочного устройства

Схема выпрямителя двухполупериодная. Для переключения тока стоит спаренный галетник. Два диода в маленьком радиаторе. Конденсаторы рекомендуется брать не меньше чем на 30 тыс. мкФ.

Силовая часть включается любым из мощных контакторов, например модели КМ-50Д-В или КП-50Д-В. При паспортных данных 27 В и при 15 В стабильно срабатывают. Контактор позволяет получить большую коммутируемую мощность при наименьшем токе 300–400 мА.

Питающий трансформатор ТС-40 перемотан, чтобы давал напряжение на выходе 15 В.

Для протяжного механизма используется ролик диаметром 25–28 мм. На направляющей нужно сделать канавку шириной 0,5 мм на глубину 1 мм. На вал двигателя он крепится гайкой. На выходе регулятора получается 6 В, и этого достаточно для оптимальной подачи. При превышении нижней границы подбирается стабилизатор с меньшим рабочим напряжением.

Ручка-держатель вытачивается из текстолитовых листов толщиной по 10 мм. Посадочные места сделаны дрелью с применением сверл и торцевой фрезы.

Защитный шланг с обеих сторон удерживается распорными втулками. Для надежности на ответных частях есть проточки.

Рисунок 14 — Подающий механизм для проволоки

Для корпуса потребуется лист железа толщиной 1 м с двойным буртиком по краю. Вентилятор для охлаждения устанавливается на задней стенке, как раз напротив силового трансформатора. Перемещается сварочный полуавтомат на колесиках.

Рисунок 15 — Чертеж с размерами корпуса

Собранный полуавтомат включается в сеть для тестирования. Он должен не перегреваться и четко реагировать на регулировку тока. Также проверяется изоляция трансформатора. В случае неполадок наносится дополнительная. Проконтролировать нужно и подающий механизм: насколько равномерно и быстро он подает проволоку. Устройство отработало верой и правдой уже более 10 лет.

Качественно сделанный своими руками полуавтомат будет долго и надежно служить своему хозяину, а если у вас есть опыт изготовления сварочного полуавтомата своими руками — обязательно делитесь им в комментариях к данной статье.

Подбор расходных материалов

Поговорим немного о расходниках, которые мы упомянули выше. Подбирая проволоку необходимо обратить внимание на две характеристики: диаметр и состав. Диаметр проволоки должен быть равен толщине металла, который вы будете варить. А состав должен совпадать с составом того же металла.

Теперь о газе. Для сварки можно использовать различные газы, но наш самодельный аппарат будет рассчитан на сварку углекислотой. У вас будет возможность варить без газа, если вы замените обычную проволоку на порошковую. Порошковая проволока не полностью металлическая, ее сердцевина состоит из флюса. Флюс при плавлении проволоки высвобождается и образует пары, которые играют роль защиты от окисления. Но мы не рекомендуем использовать порошковую проволоку постоянно, поскольку она не обеспечивает качественное формирование швов. Эта технология скорее подходит для труднодоступной сварки, чем для повседневной работы.

Мы считаем, что оптимальный набор расходников при домашней сварке — это газовый баллон с углекислотой и обычная металлическая проволока, подобранная в соответствии с параметрами детали. Кстати, вам необязательно покупать огромные баллоны по 40 литров. В продаже есть баллоны по 10 литров и даже по 5 литров. Их можно положить в багажник машины и самому отвезти на дачный участок, не мучаясь с транспортировкой  не заказывая баллон у сторонних компаний.

Далее мы расскажем, как собрать полуавтомат сварочный своими руками в домашних условиях и стоит ли вообще заниматься этим, или целесообразнее купить аппарат в магазине. Обо всем по порядку.

Полуавтомат своими руками

Ниже есть видео о том, как сделать сварочный полуавтомат своими руками. Автор приводит довольно подробное описание своего самодельного полуавтомата на базе инвертора для ММА-сварки.

Основа такого самодельного полуавтомата — это сварочный инвертор для ручной дуговой сварки. Подающий механизм автор собрал буквально из подручным материалов. При этом многие компоненты можно купить недорого в интернете и не заморачиваться с самостоятельным изготовлением. Тот же сварочный рукав для полуавтомата своими руками делать нецелесообразно, гораздо проще заказать его по невысокой цене.

Ниже схема полуавтоматической сварки и схема управления сварочным полуавтоматом.

Ремонт или доработка устройства скорости подачи электродной проволоки

Рекламируемое качество сварочных аппаратов обычно сильно подкачивает регулятор подачи проволоки, поэтому часто требуется его ремонт.

Выход из строя этого элемента становится причиной серьезных сбоев в дальнейшей эксплуатации сварочных аппаратов, в лучшем случае это потеря времени и необходимость заменить сварочную проволоку.

Видео:

Так как проволока при выходе из насадки аппарата прихватывается, нужно снимать насадку и зачищать контактную зону.

Выход из строя регулятор управления подачей проволоки также показывает, когда электродная проволока подается слишком быстро большими порциями или замедленно.

Регулятор управления также может перестать работать из-за неисправности своей механической части.

Схема, которую имеет регулятор управления подачей проволоки, включает в себя прижимной ролик, имеющий регулятор уровня прижима проволоки, также ролик подачи проволоки – имеет 2 углубления для электродной проволоки диаметром до 1 мм.

За регулятором помещен соленоид – используется для управления подачей газа.

Так как регулятор по своей конструкции тяжелый, и часто монтируется на панели аппарата всего несколькими болтами, можно сказать, что регулятор подачи находится в воздухе.

Видео:

По этой причине конструкцию полуавтомата может перекосить, в результате чего потребуется ее ремонт.

Избавиться от этого недостатка можно, если провести ремонт полуавтомата, и под регулятор сделать устойчивую подставку.

Вместо заключения

Самодельный сварочный полуавтомат — это хорошая замена заводскому аппарату в условиях домашней сварки. Он неприхотлив к хранению и эксплуатации, а его сборка стоит в разы дешевле. Собирая полуавтомат своими руками, вы точно знаете расположение всех компонентов и их наименования. Поскольку на руках у вас есть схема самодельного сварочного полуавтомата. Так что в случае необходимости можно довольно быстро, просто и недорого починить такой агрегат.

Конечно, не всегда сборка самодельного полуавтомата бывает целесообразной. Если вы планируете выполнять постоянные ремонтные работы, то логичнее купить заводской аппарат с гарантийным обслуживанием и полным функционалом. Ну а если вам просто нужно время от времени выполнять сварку, и при этом вы неплохо разбираетесь в электротехнике, то сборка самодельного полуавтомата может быть очень увлекательным и полезным занятием.

А вы когда-нибудь собирали полуавтомат в домашних условиях? Какие компоненты вы использовали? Согласны ли вы с автором видеоролика, рассказывающим о своем самодельном полуавтомате? Поделитесь опытом в комментариях ниже. Возможно, вы поможете начинающих умельцам в сборке недорого, но функционального полуавтомата. Желаем удачи в работе!

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Сталь 08Х18Н10Т — характеристики, аналог... Термическая обработка стали — режимы, ви... Инверторный сварочный аппарат — выбор, у... Паяльный жир активный и нейтральный — со...