Самодельный сварочный полуавтомат из инвертора и трансформатора

В мастерской и в быту мастеру пригодится полуавтомат для сварки, чтобы выполнить ремонт ограждения или навеса, кузова автомобиля, построить теплицу.

Что лучше: купить новое оборудование или собрать сварочный полуавтомат своими руками – зависит от личных возможностей. Но такая возможность есть. В качестве источника питания можно использовать обычный инвертор либо сварочный трансформатор и докупить некоторые детали.

Самодельный сварочный полуавтомат

Самодельный полуавтомат работает по той же схеме, что и обычный сварочник, с той лишь разницей, что электроды заменяет присадочная проволока. Она подается в рабочую зону автоматически, с помощью специального механизма. Благодаря непрерывной постепенной подаче проволоки формируется зона расплавленного металла для быстрого соединения элементов.

Электрическая схема может иметь в качестве источника тока инвертор или трансформатор. Сварщик поджигает дугу на горелке пистолетного типа и регулирует подачу расходника через обрезиненный шланг. Через этот канал одновременно поступает газ.

Полуавтомат привлекает простым принципом работы и производительностью. Шов при сварке ложится ровно и равномерно, обладает высокой прочностью. Собранная в домашних условиях конструкция сможет сваривать сталь, нержавейку и цветные металлы.

Полуавтоматическая сварка из инвертора

Чтобы переделать инвертор в сварочный полуавтомат, потребуются три основных модуля. Электрический, обеспечивающий подачу тока от инвертора и режим сварки, механизм для подвода проволоки и горелка с соплом. Горелка создает газовую среду в виде облака защитного инертного газа, предотвращающего окисление расплавленного металла. Для этого используется баллон с углекислым газом, который подключается к аппарату с помощью шланга и входного штуцера. Если применять присадочный материал со специальным покрытием, образующим защитную среду, то можно обойтись и без баллона. Такой способ распространен среди мастеров.

Полуавтомат из инвертора
Рисунок 2 — Полуавтомат из инвертора

Горелка заменяет привычный для сварщиков держатель электродов. Внешне она представляет собой пистолетную рукоятку с клавишей, обеспечивающей подачу проволоки.

Она продвигается по тонкому каналу, проходящему внутри обрезиненного рукава, соединяющего полуавтомат с горелкой. Канал для подачи газа при сварке находится в том же рукаве и заканчивается соплом на конце горелки.

Для качественной сварки полуавтомат из инвертора должен поддерживать на выходе постоянное напряжение, как у заводского оборудования.

Необходимые инструменты и материалы

Для создания полуавтомата из инвертора своими руками потребуется приготовить необходимые комплектующие и оборудование.

Перечень инструментов и материалов:

  1. Инвертор с силой тока на выходе от 150 А.
  2. Механизм подачи проволоки, который перемещает ее без рывков и замедлений.
  3. Газовая горелка для плавления ванны.
  4. Подающий шланг, который будет служить направляющим рукавом для движущейся к рабочей зоне проволоки.
  5. Газовый шланг, подающий защитный углекислый газ к месту сварки.
  6. Катушка с присадочной проволокой.
  7. Блок электроники для управления работой сварочного полуавтомата. Здесь настраиваются сила тока, напряжение и скорость работы.
  8. Схема сварочного полуавтомата.
Схема сварочного полуавтомата
Рисунок 3 — Схема сварочного полуавтомата

Большая часть компонентов используется без существенных изменений. Переделки потребует механизм подачи проволоки, чтобы процесс соответствовал скорости плавления. В устройстве нужно предусмотреть возможность регулировки, потому что скорость меняется в зависимости от вида свариваемых материалов, типа и диаметра проволоки.

Процесс переделки инвертора

В готовом инверторе сначала необходимо переделать входящий в него трансформатор. Он покрывается дополнительным слоем, состоящим из медной полосы и термобумаги.

Обычную медную проволоку использовать для сварочного трансформатора нельзя. При сварке она сильно перегревается и способна остановить работу всего сварочного полуавтомата.

Вторичная обмотка трансформатора тоже потребует вмешательства. Она закрывается в три слоя жестью, изолированной фторопластовой лентой. Концы нанесенной обмотки спаиваются. В результате манипуляции токопроводимость существенно возрастает.

Важный элемент – это вентилятор, который будет охлаждать аппарат, защищая от перегрева.

Обмота инвертора
Рисунок 4 — Обмотка инвертора

Инвертор для ручной сварки легко превращается в источник питания для полуавтомата. Работоспособный прибор можно не разбирать, а все дополнительное оборудование поместить в отдельный корпус. В нем размещается свободно вращающаяся катушка со сварочным проводом и механизм протяжки. На боковую панель выводятся регулятор скорости перемещения проволоки и гнездо для подсоединения рукава.

Вполне подойдет старый корпус системного блока компьютера. Получается компактно и аккуратно.

Параметры тока могут регулироваться на инверторе, тогда и «плюсовая» клемма подключается к заготовке от него.

«Минусовый» контакт выводится из инвертора и заходит в новый корпус. Здесь его подсоединяют к клемме рукава. Важно, чтобы и сварочная проволока соединялась с этим потенциалом.

Газовый шланг, идущий от баллона к горелке, тоже крепится в корпусе. Если задействовать клапан от автомобильного стеклоочистителя, то появится регулировка подачи газа.

Приведенная компоновка проста в исполнении, а инвертор может одновременно использоваться для ручной дуговой сварки и как источник питания для самодельного полуавтомата.

Узел механизма подачи проволоки

Механизм подачи необходим для равномерного поступления электродной проволоки с нужной скоростью в зону сварки.

Расходный материал подбирают исходя из сорта металла и целей сварочных работ. Отличаться могут материал и размер. Поэтому устройство должно иметь регулировку, чтобы подстраиваться под разные виды проволоки и условия сварки. Ходовые диаметры проволоки: 0,8; 1; 1,2 и 1,6 мм.

Механизм протяжки проволоки приобретается в готовом виде в отделе электротехнических товаров или изготавливается из подручных средств. Для сборки потребуется двигатель от автомобильных «дворников» для стекол, три подшипника, прижимная пружина и ролик, устанавливаемый на валу электродвигателя. И еще пластины толщиной не менее 1 см подходящего размера, на которых крепятся подшипники.

Схема регулятора оборотов электродвигателя
Рисунок 5 — Схема регулятора оборотов электродвигателя

Комплектующие размещаются на пластине из текстолита толщиной не менее 5 мм. Проволока заводится между подшипником и роликом. Место выхода должно совпадать с креплением конца подающего шланга, в который она протягивается. Провод равномерно и тщательно наматывают на катушку, потому что от этого зависит качество будущего соединительного шва. Катушка устанавливается на самодельной опоре и фиксируется. В процессе работы провод будет разматываться и поступать на свариваемый стык. С помощью подающего механизма удается упростить и ускорить сварочные работы, сделать их производительнее.

Подающий механизм
Рисунок 6 — Подающий механизм

Устройство узла горелки

Сварочная горелка – это рабочий инструмент сварщика для наложения шва в среде защитного газа. Служит она не более полугода и относится к расходным материалам.

Работают горелки по одному принципу, хотя и отличаются размерами, материалами, предельной температурой, мощностью и механизмом подачи газа.

Конструктивные элементы:

  • основание с рукояткой;
  • сопло;
  • держатель;
  • наконечник;
  • изоляционная втулка.
Устройство горелки
Рисунок 7 — Устройство узла горелки

Сварка сопровождается перегревом элементов горелки. Больше всего страдает сопло и токоподводящий наконечник. От материала наконечника будет зависеть продолжительность работы. Широко применяется медь, а в более дорогих вариантах – вольфрам. Средний ресурс наконечника составляет 200 часов. Они изготавливаются быстросменными, потому что их приходится часто менять.

Для рукоятки используется термостойкий изоляционный материал, надежно защищающий сварщика от поражения электрическим током. На рукоятке горелки с помощью кнопки контролируется включение и выключение подачи расходника и защитного газа. От рукоятки отходит подающий рукав стандартной длиной 2,5–7 м. Выбор длины рукава зависит от типа выполняемых работ.

Не рекомендуется допускать излишков рукава, сложенных кольцами. От напряжения выходной катушки они сильно нагреваются, что может вызвать короткое замыкание.

Устройство газовой горелки
Рисунок 8 — Устройство газовой горелки

На рынке представлен широкий выбор газовых горелок. Модели характеризуются следующими параметрами:

  • ток нагрузки;
  • способ охлаждения: воздушный или водяной;
  • длина рукава;
  • подключение штекером или евроразъемом;
  • способ управления: универсальный, кнопочный или вентильный.

Горелка должна быть компактной и легкой. Для самодельного устройства достаточно штекерного разъема. Пластиковый корпус должен быть прочным и эргономичным. Горелку подбирают по параметрам тока, заниженным относительно полуавтомата.

Для поджига дуги необходимо, чтобы проволока выдвинулась за край горелки на 10–15 см.

Подача расходного материала включается нажатием клавиши на горелке, которая находится в руках у сварщика. Тумблер на корпусе открывает и закрывает подачу газа в зону сварки.

Управление и питание

Управление полуавтоматом выполняет микроконтроллер. Он также отвечает за преобразование и стабилизацию тока.

Электропитание к механизму протяжки проволоки и клапану, отключающему газ, подается напряжением 12 В. Для этого потребуется установить маленький трансформатор с выпрямителем. Коммутация между двигателем и клапаном происходит через промежуточное автореле на 12 В.

Сборка агрегата

Качественно сделать полуавтомат для сварки поможет инструкция по сборке. Работы осуществляются в следующей последовательности:

  1. Инвертор подключить к силовому и управляющему устройствам.
  2. Проволоку заправить в подающий механизм и проверить плавность движения.
  3. Установить необходимую скорость подачи проволоки.
  4. Горелку соединить с рукавом, который подключить к устройству подачи.
  5. Газовый баллон с редуктором и манометром соединить с горелкой.
  6. Включить инвертор и механизм подачи.
  7. Проверить поступление газа и проволоки. После подачи газа задержка движения проволоки должна быть 1–2 с. Она поступает уже в готовую защитную среду, иначе будет залипать.

Сварочный полуавтомат в сборе

При подготовке самодельного полуавтомата к первому пуску нужно позаботиться об охлаждении собранного сварочного полуавтомата, чтобы он не перегрелся. Для этого входные и выходные выпрямители, силовые ключи монтируют на радиаторах. На корпусе инвертора, где находится радиатор, то есть в самой нагреваемой зоне, рекомендуется установить термодатчик, который обесточит устройство при перегреве.

После этого силовую часть подключить к блоку управления, а затем включить полуавтомат в электросеть. Когда загорятся индикаторы сети, инвертор нужно протестировать. На выходе прибора измеряется ток, который не должен превышать 120 А. Если его величина меньше, то это означает, что по проводам к оборудованию поступает напряжение ниже 100 В. В этом случае меняют силу тока и контролируют напряжение, добиваясь желаемых параметров. При этом инвертор не должен перегреваться.

Под нагрузкой полуавтомат проверяют следующим образом. Сварочные провода соединяют с реостатом, рассчитанным на ток 60 А и сопротивлением не менее 0,5 Ом. Поступающий на горелку ток контролируют амперметром. Если сила тока отличается от нормы, изменяют величину сопротивления.

После включения собранного полуавтомата индикатор должен показать силу тока 120 А. Эта цифра подтверждает правильность проведения работ. Если высвечиваются восьмерки, то причина в недостаточном напряжении в подводящих проводах. Сварочные инверторы работают в диапазоне регулировки рабочего тока 20–160 А.

Контроль в процессе работы

Работоспособность и срок службы полуавтомата зависит от соблюдения температурного режима. Нормальной считается температура на радиаторах 75 °C. При перегреве, поломке или замыкании появляется звуковой сигнал. Электронный блок управления автоматически снизит рабочий ток до величины 20 А, звуковой сигнал сохранится до стабилизации ситуации. Ошибка в системе сопровождается кодом Err на индикаторе.

Полуавтомат из сварочного трансформатора

Старый сварочный трансформатор, который давно пылится в гараже, способен превратиться в рабочий сварочный полуавтомат.

Схема полуавтомата из сварочного трансформатора
Рисунок 10 — Схема полуавтомата из сварочного трансформатора

Старый аппарат с выпрямителем и постоянным током на выходе дорабатывать не нужно. Если трансформатор использовался для сварки переменным током, его придется усовершенствовать.

Блок преобразования тока

Преобразовать трансформатор в источник постоянного тока поможет установка фильтра и диодного моста. Диодная сборка служит для выпрямления вторичного напряжения, а фильтр обеспечивает стабильную дугу за счет сглаживания пульсаций.

После выпрямления напряжение приобретает вид синусоиды и представляет собой пульсирующее напряжение с частотой 100 Гц. Дважды за период отмечается нулевое значение. Если его использовать в существующем виде, то дуга будет гореть нестабильно, что негативно скажется на процессе сварки. Подключение фильтра сгладит существующие провалы напряжения.

Блок преобразования тока
Рисунок 11 — Блок преобразования тока

Подключение фильтра

В состав фильтра входит дроссель последовательного включения в сварочную цепь и конденсатор с параллельным включением. Такое сочетание емкости и индуктивности носит название Г-образного фильтра, что связано с изображением подключения элементов на схеме.

Конденсатор для полуавтомата используется полярный, электролитический. Емкость должна быть не менее 10 тыс. мкФ, а больше только лучше. Для обеспечения запаса напряжение конденсатора должно быть от 100 В. Емкость спаянных параллельно конденсаторов суммируется, поэтому можно взять имеющиеся с меньшим номиналом.

Дроссельный узел

Дроссель получается наматыванием старого, подходящего по габаритам трансформатора. Для этих целей подходит питающий трансформатор мощностью минимум 250 Вт, изъятый из старого лампового цветного телевизора. Обычно у него две катушки на замкнутом овальном сердечнике из двух частей. Конструкцию следует разобрать, подводы удалить и снять катушки.

Для намотки потребуется плоская медная шина подходящего сечения. Взамен снятого провода на каждую из катушек вручную наматывается шина в два слоя. В результате должно быть 15–20 витков. Половинки сердечника складываются, а между ними вставляется прокладка из текстолита толщиной 1,5 мм. Катушки возвращаются на место и соединяются последовательно.

Для проведения сварочных работ собранным полуавтоматом потребуются горелка, устройство перемещения проволоки, рукав для подачи проволоки и углекислый газ.

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:

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.

Подающий механизм для проволоки
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.

Поиск записей с помощью фильтра:
Вид обработки
Вид проката
Вид материала
Adblock detector