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 . 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
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.
Конструкция
Сварочный T1 должен иметь мощность около 2.5-3 кВт. Автор рассчитывал его исходя из имеющегося обмоточного материала, т.е. медной шины сечением 6 х 8 мм для вторичной обмотки II T1 и стержневого (О-образного) магнитопровода (площадь сечения сердечника 42 кв.см., площадь «окна» сердечника 200 кв.см.) на напряжение 21 В и ток 120 А.
Обе обмотки мотаются симметрично, т.е. на стержневой (О-образный) сердечник половину обмотки на каждую сторону. И не забудьте правильно соединить половинки между собой, синфазно (конец одной с началом другой), иначе получите 3 киловаттный электрообогреватель;-). И то ненадолго: сгорит обмотка или электропроводка без предохранителя. Если будете использовать в своей схеме SA2, то сделайте отводы по 1 витку от края обмотки.
Первичная обмотка I и вторичная III трансформатора T1 намотаны одним и тем же проводом диаметра 2.5 мм в бумажной изоляции.
Низковольтный трансформатор T2 рассчитывается аналогично на выходное напряжение 6В и ток нагрузки 1А.
Дроссель L1 намотан толстым сварочным кабелем на статоре какого-то двигателя с прорезью, т.е. его индуктивность получилась произвольной, порядка 10…20 мкГн. Конденсатор С1 имеет емкость 4000 мкФ, но можно поставить и больше. От стабильности напряжения зависит качество дуги, а следовательно шва сварки.
Газовый клапан - опять-таки с автомобиля - 12-ти вольтовый клапан подачи воды к стеклоочистителю с «восьмерки» (ВАЗ 2108). Потребление - около 0.4 А.
"Держак" сварщика - промышленного производства для сварочных полуавтоматов (тип к сожалению не знаю): резиновый пустотелый шланг ~3 см в диаметре, внутри проходит стальная витая "рубашка" для сварочной проволоки и два изолированных провода для кнопки "Пуск". По шлангу подается углекислый газ из баллона. На одном конце шланга - разъем с контактами, штуцером для газового шланга, отверстием для «рубашки» и гайкой, крепящей весь разъем к ответной части. На другом конце шланга - сам «держак»: пластмассовая ручка с нишей под кнопочный переключатель и трубка с наружной резьбой, на которую устанавливается наконечник, сквозь который выходит проволока - рис.3.
SA1 «Пуск» - кнопка, размещенная в нише «держака» сварщика.
Примечание:
Последний опыт эксплуатации аппарата показал, что в эмиттерную цепь транзистора VT2 стоит установить резистор 1-2 Ома 1Вт для продления ресурса светодиодов в составе опттотиристоров.
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 оснащён 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 подаётся инертный газ - аргон, для устранения воздействия кислорода на процесс сварки. Сетевое питание сварочного полуавтомата выполнено от однофазной или трёхфазной электросети, в данной конструкции применён трёхфазный трансформатор, рекомендации по питанию от однофазной сети указаны в статье.
Характеристики сварочного полуавтомата
:
Напряжение питания 3-фазы * 380 вольт.
Первичный ток фазы 8-12 ампер.
Вторичное напряжение холостого хода 36- 48 вольта.
Ток холостого хода 2-3 ампера.
Напряжение х/х дуги 56 вольт.
Ток сварки 40-120 ампер.
Регулирование напряжения +20%, - 20 %.
Продолжительность включения 30 %.
Трёхфазное 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.
Коммутация подключения силового трансформатора Т2 к электросети происходит симисторными ключами VS1-VS3. 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 их необходимо снабдить бюджетными радиаторами 50*50 мм*40.
Трёхфазный трансформатор Т2 можно использовать готовый, на мощность 2-2,5 кВт или купить три трансформатора 220*36 Вольт 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 1,5-1,8мм, с тремя отводами через 20 витков от конца обмотки. Вторичные обмотки наматываются медной или алюминиевой шиной сечением 8-10 мм2, количество провода ПВ 3 - 30 витков.
Отводы на первичной обмотке позволяют регулировать сварочный ток в зависимости от напряжения электросети от 160 до 230 вольт.
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 ампер, имеется заземление. Сечение первичной и вторичной обмотки однофазного сварочного трансформатора в сравнении с трёхфазным 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 биполярном транзисторе VT1 при нажатой кнопке «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 подачи сетевого напряжения на аноды симисторов через автоматический трёхфазный автомат SA1 к линии подключается трансформатор T1 - питания электронной схемы пуска, симисторы в это время находятся в закрытом состоянии. Выпрямленное диодным мостом VD1 напряжение вторичной обмотки трансформатора T1 стабилизируется аналоговым стабилизатором DA1, для устойчивой работы схемы управления.
Конденсаторы С2,С3 сглаживают пульсации выпрямленного напряжения питания пусковой схемы. Включение симисторов выполняется с помощью ключевого транзистора VT1 и симисторных оптопар U1-U3.
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 двадцати вольт. Резистор R6 не позволяет снижать напряжение на сетевых обмотках сварочного трансформатора более двадцати вольт, при котором резко повышается уровень помех в электросети из-за искажения синусоиды напряжения симисторами.
Симисторные оптопары U1-U3 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 поступают 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 вольт.
При большом разбросе крутизны включения симисторов их цепи управления полезно зашунтировать 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 вольт, напряжение на который должно поступать после включения сварочного трансформатора.
Вторичная цепь сварочного трансформатора подключена к трёхфазному 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 Др1 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.
Наладку пусковой схемы сварочного полуавтомата начинают с проверки напряжения 5,5 вольт. При нажатии кнопки «Пуск» на конденсаторе C5 напряжение холостого хода должно превышать 50 вольт постоянного тока, под нагрузкой не менее 34 вольт.
На катодах симисторов относительно нуля сети напряжения не должно отличаться более чем на 2-5 вольт 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.
Пусковая схема смонтирована на монтажной плате, кроме элементов: VD3-VD8, T2, С5, SA1, R5, SA2 и Др1. 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 мм 2, сварочные - медной или алюминиевой шиной, остальное - проводом в виниловой изоляции диаметром 2мм.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | Линейный регулятор | L7805AB | 1 | В блокнот | ||
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ815Б | 1 | В блокнот | ||
| VS1-VS3 | Тиристор & Симистор | ТС122-25-12 | 3 | В блокнот | ||
| U1 | Оптопара | АОУ103В | 3 | В блокнот | ||
| VD9 | Диодный мост | КЦ407А | 3 | В блокнот | ||
| VD1 | Диодный мост | RC207 | 1 | В блокнот | ||
| VD2 | Стабилитрон | КС512Б | 1 | В блокнот | ||
| VD3-VD8 | Диод | Д130 | 6 | В блокнот | ||
| C1 | Конденсатор | 0.05 мкФ 630 В | 1 | В блокнот | ||
| C2, C3 | 470 мкФ 10 В | 2 | В блокнот | |||
| C4 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| C5 | Электролитический конденсатор | 33000 мкФ 68 В | 1 | KEA-11-10 | В блокнот | |
| R1 | Резистор | 360 Ом | 3 | 0,25 Вт | В блокнот | |
| R2 | Резистор |
Схема сварочного полуавтомата присланная посетителем сайта назвавшимся под именем Саныч.
Схема очень простая, повторить ее сможет даже не опытный радиолюбитель.
Собственно схема (все изображения на сайте кликабельны, то есть для увеличения изображения нажмите на него) :
Топология печатной платы:
Внешний вид аппарата:
Внутренности аппарата:
Протяжный механизм подачи проволоки:
Крепление сварочного рукава к протяжному механизму:
Горелка в разобранном виде:
Тут чертеж, размеры корпуса и компоновка узлов:
Во многих описаниях полуавтоматов предлагается использовать жесткий режим сварки (на выходе трансформатора 18-25 вольт). Но такой режим, как при сварке электродом, в данном случае не комфортен. Тот - кто варил, магазинным кемпингом знает, что дуга там трескучая – серия непрерывных щелчков. В моей конструкции дуга мягко шипит. Какой режим больше по душе решать вам.
Для трансформатора я использовал четыре сложенных вместе сердечника от ТС-270. Итого почти 2000ватт. Для нашего транса мощности за глаза. Сердечник от ТС-180 применить заманчиво, но там провод не влезает. В расчёты особо не вдавался, так как не собирался выдавить наибольшую мощность.
Первичку (180+25+25+25+25) намотал проводом 1,2мм. Для вторичной обмотки использовал шинку8кв.мм. (35+35витков). В любом случае количество витков во вторичке придётся уточнять в последнюю очередь. Поэтому советую сделать дополнительно пару витков в каждое плечо.
После легче будет отмотать не разбирая трансформатора. Выпрямитель собран по двухполупериодной схеме. Чем выгодно такое построение можете прочитать на этом же сайте. В качестве переключателя силы тока поставил спаренный галетник. Оба диода на небольшой радиатор. Конденсатор желательно взять не менее 30000 мкф.
Дроссель фильтра на сердечнике от ТС-180, той же шинкой70 витков. Для включения силовой части подойдёт любой, достаточно мощный, контактор (КМ-50Д-В, КП-50Д-В). Я поставил ТКД511-ДОД- то, что было. Магазинные цены на контакторы заоблачные, но практика показывает, что на рынке можно приобрести рублей за 50-100. Эти реле рассчитаны на 27 вольт но и от 15 надёжно срабатывают.
Польза от применения контактора очевидная – большая коммутируемая мощность при минимальном рабочем токе (300-400ма.) Схема протяжки проволоки и подачи газа не нуждаются в описании. Всё должно быть понятно из фотографий. Схемы задержки и тормоза считаю излишними. Хотя – дело вкуса. В конечном итоге своё «детище» можно катать и по рельсам.
Трансформатор питания ТС-40, перемотанный на выходное напряжение 15вольт. Ролик протяжного механизма диаметром 25-28мм. имеет направляющую проточку шириной 0,5 и глубиной 1,0мм. На конический вал двигателя крепится родной гайкой. В моём аппарате стоит ролик диаметром 26мм. Для обеспечения оптимальной подачи проволоки схема регулятора выдаёт около 6 вольт. Если это не вписывается в нижнюю границу, то нужно подобрать стабилитрон с меньшим рабочим напряжением.
Ручка-держатель выточена «на коленях» из двух пластин текстолита толщиной 10мм. Посадочные места обрабатывал при помощи дрели свёрлами и торцевой фрезой. Защитный шланг в ручке, как и в аппарате, удерживается при помощи распорных втулок. На ответных частях имеются небольшие проточки. Корпус изготовлен из листового железа толщиной 1мм с двойным загибом по краям. Вся конструкция установлена на ролики, для удобства перемещения.
В этой компоновке аппарат отработал более десяти лет. С его помощью подлечено множество автомобилей. Вопрос дополнительного охлаждения вырос лишь по истечении двух, трёх лет, когда начал варить более серьёзные вещи.
Вентилятор охлаждения необходимо установить на заднюю стенку напротив силового трансформатора. При обычном режиме, потребление тока составляет, примерно 5-6 ампер.
Надеюсь, кому-то помог. Удачи!
Понравилась ли вам статья? Если не трудно, то проголосуйте пожалуйста:Значительно выше, чем у аппарата, предназначенного для выполнения ручной дуговой сварки. Полуавтоматом можно сваривать значительно более тонкий металл.
Применение специальной сварочной проволоки позволяет работать с цветными металлами, а использование защитного газа обеспечивает сварной шов более высокого качества. Учитывая эти обстоятельства, желание пополнить свою домашнюю мастерскую таким устройством вполне объяснимо.
Если купить сварочный полуавтомат нет возможности, можно попробовать собрать его своими руками. Сразу нужно сказать, задача эта не из самых лёгких, и собрать самодельный сварочный полуавтомат под силу только тем, кто имеет определённый навык работы с электрическими приборами, уже что-то ремонтировал, и разбирается в схемах. Для тех, кто решился на это, можно порекомендовать несколько возможных вариантов сборки.
До начала планирования работ по созданию сварочного полуавтомата, следует изучить принципы полуавтоматической сварки, а также устройство и работу предназначенного для этого прибора.
Сварочными полуавтоматами называют аппараты, осуществляющие электродуговую сварку постоянным током с использованием в качестве электрода специальной сварочной проволоки в среде защитных газов.
Проволока намотана на вращающейся катушке и автоматически подается к месту сварки, проходя через механизм подачи. Схема сварочного полуавтомата может содержать как инверторный, так и трансформаторный источник тока.
Сварщик своими руками разжигает дугу и выполняет шов, поэтому работа называется полуавтоматической. Аналогом держателя электродов в сварочном полуавтомате служит горелка, имеющая пистолетную рукоятку с клавишей включения подачи проволоки.
Подача проволоки осуществляется 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.
Перед тем как зажечь дугу, включением подачи проволоки нужно добиться её выдвижение за край горелки на 10 – 15 мм.
Затем включается подача газа и начинается процесс сварки. Скорость подачи проволоки и газа регулируется руками, вращением головок, расположенных на лицевой панели сварочного полуавтомата.
Из сварочного трансформатора
Если в Вашем распоряжении есть старый сварочный трансформатор, он может послужить основой для сборки своими руками полуавтоматического аппарата.
Если старый аппарат имеет выпрямитель и успешно варит постоянным током, в этой части больше ничего делать не надо. Если же это просто трансформатор для сварки переменным током, его следует доработать.
Диодный мост
Для того чтобы получить источник постоянного тока сварки, трансформатор необходимо укомплектовать диодным мостом и фильтром. Диодная сборка выпрямляет вторичное напряжение, фильтр сглаживает пульсации, поддерживая стабильное горение дуги.
Выпрямленное напряжение однофазного трансформатора имеет вид синусоиды, нижние полуволны которой отражены симметрично оси абсцисс и перемещены в верхние квадранты системы координат.
По сути, это пульсирующее с частотой 100 герц напряжение, два раза за период достигающее нулевого значения. Использование такого напряжения для сварки в качестве постоянного, приводит к нестабильному горению дуги. Для устранения этого явления требуется фильтр, сглаживающий провалы напряжения.
Фильтр
Фильтр состоит из дросселя, включенного в сварочную цепь последовательно, и конденсатора, включенного параллельно. Такая комбинация индуктивности и ёмкости называется Г – образным фильтром, потому что на схеме, подключенные таким образом элементы образуют букву Г.
Конденсатор для будущего полуавтомата нужен электролитический, полярный, ёмкостью 10000 микрофарад, чем больше, тем лучше. Напряжение конденсатора должно быть не менее 100 вольт, чтобы имелся хороший запас. Можно спаять несколько конденсаторов параллельно, ёмкость при этом суммируется.
Дроссель
Для намотки дросселя своими руками нужно найти старый трансформатор подходящих размеров. Хорошо подходит для этой цели трансформатор питания от старых ламповых цветных телевизоров, мощностью не менее 250 ватт.
Трансформатор имеет две катушки на овальном замкнутом сердечнике, состоящем из двух половинок. Трансформатор разбирается, катушки снимаются, старый провод с них удаляется.
Для намотки подбирается подходящая медная шина плоского сечения. На каждую катушку вместо снятого провода руками наматывается два слоя витков медной шиной. На катушке должно получиться 15 – 20 витков.
После этого, стальной сердечник собирается, катушки ставятся на место, между половинками сердечника вставляется текстолитовая прокладка толщиной 1,5 мм. Катушки соединяются последовательно.
Протяжка
Механизм протяжки проволоки для полуавтомата можно соорудить своими руками, используя небольшие подшипники и электродвигатель от автомобильных дворников.
Но лучше купить в сборе готовый, он продаётся как запчасть к сварочным полуавтоматам. Также придётся купить горелку и рукав, по которому будет подаваться проволока и газ.
Из инвертора для ручной сварки
Если в мастерской имеется сварочный инвертор для ручной сварки, проблему с источником тока для полуавтомата можно считать решённой. На базе аппарата для ручной сварки можно своими руками сделать инверторный полуавтомат.
Для того чтобы не разбирать работоспособный инверторный преобразователь, можно поступить следующим образом. Все дополнительные узлы, необходимые для работы сварочного полуавтомата можно расположить в отдельном корпусе.
Изготовление корпуса
Задача заключается в том, чтобы найти или изготовить подходящий корпус, в котором будет установлена катушка со сварочным проводом, свободно вращающаяся на барабане, механизм протяжки проволоки. На лицевой панели этого корпуса будет располагаться гнездо для подключения рукава с горелкой и регулятор скорости подачи проволоки.
Регулировку тока можно осуществлять на инверторе, плюсовая клемма может соединяться с заготовкой также непосредственно от инвертора.
Минусовой вывод инвертора нужно завести в новый корпус и соединить с клеммой рукава. Сварочная проволока должна быть соединена с этим потенциалом.
Также внутри нового корпуса следует предусмотреть монтаж шланга, соединяющего баллон с защитным газом и рукав горелки. Для осуществления регулируемой подачи газа можно установить клапан от автомобильного стеклоочистителя.
Обеспечение питания протяжки и клапана
Поскольку электродвигатель механизма протяжки проволоки и клапан, перекрывающий газ питаются постоянным напряжением 12 вольт, придётся установить небольшой трансформатор с выпрямителем, обеспечивающий это питание.
Для коммутации двигателя и клапана лучше установить промежуточные автомобильные реле на 12 вольт. Включение протяжки проволоки осуществляется клавишей на горелке, удерживаемой руками, для открытия и закрытия клапана подачи газа, на лицевой панели устанавливается тумблер.
Такая компоновка позволит пользоваться инвертором и для ручной сварки, и как источником тока для сварочного полуавтомата. Затраты на изготовление самодельного полуавтомата невелики, а польза от него будет ощутимая.
Технические данные нашего сварочного аппарата - полуавтомата:
Напряжение питающей сети: 220 В
Потребляемая мощность: не более 3 кВа
Режим работы: повторно-кратковременный
Регулирование рабочего напряжения: ступенчатое от 19 В до 26 В
Скорость подачи сварочной проволоки: 0-7 м/мин
Диаметр проволоки: 0.8 мм
Величина сварочного тока: ПВ 40% - 160 А, ПВ 100% - 80 А
Предел регулирования сварочного тока: 30 А - 160 А
Всего с 2003 года было сделано шесть подобных аппаратов. Аппарат, представленный далее на фото, работает с 2003 года в автосервисе и ни разу не подвергался ремонту.
Внешний вид сварочного полуавтомата
Вообще
Вид спереди
Вид сзади
Вид слева
В качестве сварочной проволоки используется стандартная
5кг катушка проволоки диаметром 0,8мм
Сварочная горелка 180 А вместе с евроразъемом
была куплена в магазине сварочного оборудования.
Схема и детали сварочника
Ввиду того что схема полуавтомата анализировалась с таких аппаратов как ПДГ-125, ПДГ-160, ПДГ-201 и MIG-180, принципиальная схема отличается от монтажной платы, т. к. схема вырисовывалась на лету в процессе сборки. Поэтому лучше придерживаться монтажной схемы. На печатной плате все точки и детали промаркированы (откройте в Спринте и наведите мышку).
Вид на монтаж
Плата управления
В качестве выключателя питания и защиты применен однофазный автомат типа АЕ на 16А. SA1 - переключатель режимов сварки типа ПКУ-3-12-2037 на 5 положений.
Резисторы R3, R4 - ПЭВ-25, но их можно не ставить (у меня не стоят). Они предназначены для быстрой разрядки конденсаторов дросселя.
Теперь по конденсатору С7. В паре с дросселем он обеспечивает стабилизацию горения и поддержания дуги. Минимальная емкость его должна быть не менее 20000 мкф, оптимальная 30000 мкф. Были испробованы несколько типов конденсаторов с меньшими габаритами и большей емкостью, например CapXon, Misuda, но они себя проявили не надежно, выгорали.
В итоге были применены советские конденсаторы, которые работают по сей день, К50-18 на 10000 мкф х 50В в количестве трёх штук в параллель.
Силовые тиристоры на 200А взяты с хорошим запасом. Можно поставить и на 160 А, но они будут работать на пределе, потребуется применение хороших радиаторов и вентиляторов. Примененные В200 стоят на не большой алюминиевой пластине.
Реле К1 типа РП21 на 24В, переменный резистор R10 проволочный типа ППБ.
При нажатии на горелке кнопки SB1 подается напряжение на схему управления. Срабатывает реле К1, тем самым через контакты К1-1 подается напряжение на электромагнитный клапан ЭМ1 подачи кислоты, и К1-2 - на схему питания двигателя протяжки проволоки, и К1-3 - на открытие силовых тиристоров.
Переключателем SA1 выставляют рабочее напряжение в диапазоне от 19 до 26 Вольт (с учетом добавки 3 витков на плечо до 30 Вольт). Резистором R10 регулируют подачу сварочной проволоки, меняют ток сварки от 30А до 160 А.
При настройке резистор R12 подбирают таким образом, чтобы при выкрученном R10 на минимум скорости двигатель все же продолжал вращаться, а не стоял.
При отпускании кнопки SB1 на горелке - реле отпускает, останавливается мотор и закрываются тиристоры, электромагнитный клапан за счет заряда конденсатора С2 еще продолжает оставаться открытым подавая кислоту в зону сварки.
При закрытии тиристоров исчезает напряжение дуги, но за счет дросселя и конденсаторов С7 напряжение снимается плавно, не давая сварочной проволоке прилипнуть в зоне сварки.
Мотаем сварочный трансформатор
Берем трансформатор ОСМ-1 (1кВт), разбираем его, железо откладываем в сторону, предварительно пометив его. Делаем новый каркас катушки из текстолита толщиной 2 мм, (родной каркас слишком слабый). Размер щеки 147×106мм. Размер остальных частей: 2 шт. 130×70мм и 2 шт. 87×89мм. В щеках вырезаем окно размером 87×51,5 мм.
Каркас катушки готов.
Ищем обмоточный провод диаметром 1,8 мм, желательно в усиленной, стекловолоконной изоляции. Я взял такой провод со статорных катушек дизель-генератора). Можно применить и обычный эмальпровод типа ПЭТВ, ПЭВ и т. п.
Стеклоткань - на мой взгляд, самая лучшая изоляция получается
Начинаем намотку - первичка. Первичка содержит 164 + 15 + 15 + 15 + 15 витков. Между слоями делаем изоляцию из тонкой стеклоткани. Провод укладывать как можно плотнее, иначе не влезет, но у меня обычно с этим проблем не было. Я брал стеклоткань с останков всё того же дизель-генератора. Все, первичка готова.
Продолжаем мотать - вторичка.
Берем алюминиевую шину в стеклянной изоляции размером 2,8×4,75 мм, (можно купить у обмотчиков). Нужно примерно 8 м, но лучше иметь небольшой запас. Начинаем мотать, укладывая как можно плотнее, мотаем 19 витков, далее делаем петлю под болт М6, и снова 19 витков, Начала и концы делаем по 30 см, для дальнейшего монтажа.
Тут небольшое отступление, лично мне для сварки крупных деталей при таком напряжении было маловато току, в процессе эксплуатации я перемотал вторичную обмотку, прибавив по 3 витка на плечо, итого у меня получилось 22+22.
Обмотка влезает впритык, поэтому если мотать аккуратно, все должно получиться.
Если на первичку брать эмальпровод, то потом обязательно пропитка лаком, я держал катушку в лаке 6 часов.
Собираем трансформатор, включаем в розетку и замеряем ток холостого хода около 0,5 А, напряжение на вторичке от 19 до 26 Вольт. Если все так, то трансформатор можно отложить в сторону, он пока нам больше не нужен.
Вместо ОСМ-1 для силового трансформатора можно взять 4шт ТС-270, правда там немного другие размеры, и я делал на нем только 1 сварочный аппарат, то данные для намотки уже не помню, но это можно посчитать.
Будем мотать дроссель
Берем трансформатор ОСМ-0,4 (400Вт), берем эмальпровод диаметром не менее 1,5 мм (у меня 1,8). Мотаем 2 слоя с изоляцией между слоями, укладываем плотненько. Дальше берем алюминиевую шину 2,8×4,75 мм. и мотаем 24 витка, свободные концы шины делаем по 30 см. Собираем сердечник с зазором 1 мм (проложить кусочки текстолита).Дроссель также можно намотать на железе от цветного лампового телевизора типа ТС-270. На него ставится только одна катушка.
У нас остался еще один трансформатор для питания схемы управления (я брал готовый). Он должен выдавать 24 вольта при токе около 6А.
Корпус и механика
С трансами разобрались, приступаем к корпусу. На чертежах не показаны отбортовки по 20 мм. Углы свариваем, все железо 1,5 мм. Основание механизма сделано из нержавейки.
Мотор М применен от стеклоочистителя ВАЗ-2101.
Убран концевик возврата в крайнее положение.
В подкатушечнике для создания тормозного усилия применена пружина, первая попавшаяся под руку. Тормозной эффект увеличивается сжиманием пружины (т. е. закручиванием гайки).
