Полуавтомат из инвертора своими руками

Устройство агрегата

Споттер из сварочного аппарата своими руками

Рассмотрим самые важные части агрегатов, изготовленных своими руками из инвертора, более подробно.

Узел подачи расходного материала и горелка

Особое внимание при комплектации запчастями следует уделить основательной переделке устройства подачи проволоки, которая должна будет перемещаться внутри гибкого шланга. Для получения качественного и аккуратного сварного шва скорость подачи проволоки должна быть синхронизирована с темпами плавления её рабочей части

Для получения качественного и аккуратного сварного шва скорость подачи проволоки должна быть синхронизирована с темпами плавления её рабочей части.

Так как при сварке полуавтоматом допускается применение нескольких типов проволоки, изготовленной из различных материалов и имеющей разный диаметр, скорость её поступления обязательно должна быть переменной величиной. Именно эту возможность должна обеспечивать так называемая «подача» расходного материала, которая организуется в соответствии с общими требованиями к любому инверторному агрегату.

При обустройстве полуавтоматической схемы чаще всего применяется расходная проволока сечениями 0,8, 1,0, 1,2 и 1,6 мм. Непосредственно перед началом работ она наматывается на заранее подготовленных катушках, которые фиксируются на элементах агрегата посредством простейшего крепежа. Полуавтоматическая сварка предполагает подачу проволоки «самоходом», что существенно сокращает время проведения всех операций и повышает эффективность этих процедур.

Используемая в полуавтомате горелка может быть взята целиком от неработающего сварочного агрегата этого же типа или же изготовлена самостоятельно в домашних условиях. Сразу оговоримся, что сделать горелку своими руками – совсем непростое занятие, требующее от исполнителя определённого опыта и наличия навыков в изготовлении подобных аппаратов.

Электронный управляющий модуль

Электрическая схема сварочного полуавтомата представлена на рисунке ниже.

Электронная схема (блок управления)

Базовым элементом блока управления полуавтоматом является микроконтроллер, ответственный за выбор нагрузочного режима и за стабилизацию выходного тока. Помимо этого, в состав электронного блока входят следующие обязательные узлы и детали:

• Выпрямительный мостик на полупроводниковых диодах большой мощности;
• Ключевые транзисторные схемы;
• Дополнительный намоточный трансформатор;
• Корректирующие дроссели и катушки индуктивности.

Особое внимание в составе электронного модуля должно быть уделено намоточным индуктивным изделиям. Известен упрощённый вариант инверторного агрегата, который принято называть «устройство от Саныча»

Его схема приводится на размещённом ниже рисунке

Известен упрощённый вариант инверторного агрегата, который принято называть «устройство от Саныча». Его схема приводится на размещённом ниже рисунке.

Схема упрощённого электронного модуля

Трансформатор

Ещё одним ответственным узлом полуавтомата, своими руками изготовленного из старого сварочного устройства, является трансформатор, который может быть взят от того же инвертора (с учётом небольшой переделки).

Для обеспечения требуемых характеристик инверторного трансформатора, полностью подходящих для полуавтомата, необходимо перемотать старую первичную катушку медной полоской с нанесенной на неё прослойкой из термоустойчивой бумаги.

Важно! Такие трансформаторы не могут наматываться обычным медным проводом толстого сечения, поскольку в режиме больших токовых нагрузок они будут сильно нагреваться. Вторичную обмотку старого трансформаторного изделия также следует немного доработать

Для этого необходимо будет проделать следующие операции:

Вторичную обмотку старого трансформаторного изделия также следует немного доработать. Для этого необходимо будет проделать следующие операции:

• Сначала нужно намотать катушку, состоящую из 3-х слоев жестяных полос, каждая из которых изолируется посредством фторопластовой ленты;
• Далее концы старой и только что намотанной обмотки нужно спаять, что обеспечит высокую проводимость всей катушки;
• Также нужно предусмотреть в наборе элементов, из которых собирается конструкция полуавтомата, небольшой вентилятор (он предназначается для дополнительного охлаждения устройства).

В качестве такого охлаждающего прибора, устанавливаемого в сварочные агрегаты, может использоваться вентилятор с вышедшего из строя старого ПК.

Необходимые инструменты и материалы

Чтобы изготовить полуавтомат из инвертора нужно подготовить следующее оборудование:

Инвертор
При выборе этого комплектующего важно обратить внимание на такой показатель как сила формированного тока. Важно чтобы его уровень не был менее 150А.
Механизм подачи проволоки для полуавтомата
Именно он будет отвечать за непрерывную подачу присадочной проволоки, которая должна ложиться равномерно, без рывков и замедлений.
Горелка

Это комплектующее отвечает за плавление присадочной проволоки.
Подающий шланг. Через этот шланг будет происходить подача присадочной проволоки к рабочей области.
Газовый шланг. Необходимый для подачи защитного газа, обычно углекислого, в сварочную область для защиты шва от окисления.
Катушка. На катушке должна располагаться присадочная проволока, с которой она должна подаваться без задержек.
Электронный блок. Необходим для управления работой полуавтомата, с его помощью регулируется сила подачи тока, напряжение и скорость выполнения работы.

Большинство комплектующих можно найти высокого качества без особых усилий и использовать их без значительных изменений

Но особое внимание стоит уделить механизму подачи. Для того что сварочные работы соответствовали всем требованиям, подача проволоки через гибкий подающий шланг должна проводиться в соответствии со скоростью ее плавления

Учитывая тот факт, что полуавтомат можно использовать для скрепления различных металлов, скорость сварки и тип присадочной проволоки может значительно варьироваться

Именно поэтому очень важно иметь возможность регулировки скорости работы подающего механизма

Выбор проволоки зависит от целей выполнения сварочных работ и обрабатываемого металла. Присадочная проволока отличатся не только в зависимости от материала, но и от диаметра. Обычно можно найти проволоку диаметром 0,8, 1, 1,2, и 1,6 мм. Соответствующую проволоку нужно предварительно намотать на катушку. От качества выполнения этой подготовительной роботы напрямую зависит качество готового шва.

Затем катушка крепится с помощью специального крепления или самодельной конструкции к аппарату. Во время выполнения работ проволока автоматически разматывается и подается в рабочую область. Это позволяет значительно упростить и ускорить процесс соединения металлических элементов с помощью сварки, делая ее более эффективной и простой для новичков.

Изготовление сварочного полуавтомата

Блок управления состоит из микроконтроллера, необходимого для стабилизации тока. Следует отметить, что именно этот составной элемент отвечает за возможность регулировки тока во время выполнения работ.

Алгоритм переделки

Подавляющее большинство компонентов применяется без существенных переделок. Переоборудование потребуется устройству подачи присадочного материала, поскольку скорость подачи присадки по гибкому рукаву должна совпадать со скоростью плавления присадочного металла. В механизме необходимо учесть опцию настройки, потому что скорость варьируется исходя из разновидности свариваемых металлов, типа и сечения присадочного материала.

Не следует использовать обыкновенную проволоку из меди для трансформаторного устройства. В ходе сварочного цикла она нагревается слишком сильно и может застопорить работу всего сварочного полуавтоматического агрегата.

Вторичная обмотка трансформаторного устройства также требует доработки. Она покрывается в 3 слоя тонкой листовой сталью, изолированной лентой из фторопласта. Концы навитой обмотки соединяются посредством паяния. После выполнения этих действий электропроводность значительно увеличивается.

Важным компонентом является вентилятор, который будет осуществлять охлаждение агрегата, предохраняя от излишнего нагрева.

Преобразователь тока для ручной электросварки очень просто становится источником электропитания для полуавтоматического агрегата. Рабочее устройство можно не разбирать, а всё вспомогательное оснащение локализовать в другом корпусе. В нём располагаются бобина с присадочным материалом, беспрепятственно крутящаяся на барабане, и подающее приспособление. На обшивке сбоку устраиваются преобразователь скорости движения присадочного материала и разъём для присоединения направляющего шланга.

Параметры электротока могут настраиваться на инверторе, следовательно, и «плюсовая» клемма подсоединяется к детали от него.

«Минус» выводится из инвертора и заводится в новую несущую оболочку. Тут его присоединяют к клемме подающего шланга. Главное, чтобы и присадочный материал соединялся с данным потенциалом.

Шланг для подвода защитной газовой смеси, следующий от баллона к пистолету-горелке, также фиксируется в корпусе. Если применить клапан от «дворников» автомашины, то появится настройка подачи газовой смеси.

Представленная сборка несложная в реализации, а инвертор может параллельно практиковаться для ручной электродуговой сварки и как источник электропитания для сделанного в домашней обстановке сварочного агрегата, функционирующего в полуавтоматическом режиме.

Изготовление самодельного полуавтомата в домашних условиях

Источник питания станет основной расходной статьёй. Инвертор представляет собой электротехническое устройство по преобразованию напряжения в сторону понижения, с изменением величины тока до уровня возникновения сварочной дуги. По факту это генератор напряжения со сглаженной синусоидой.

Обязательные узлы устройства:

Устройство сварочный полуавтомата

• Источник тока, состоящий из высокочастотного трансформатора и выпрямителя.
• Электронный модуль регулировки и управления процессом.
• Подающий проволоку механизм и бобина.
• Баллон и шланг подачи инертного газа.
• Горелка.

Самостоятельное изготовление не избавит умельца от покупки готовых элементов. Сбалансировать процессы преобразования электроэнергии, скорость подачи присадочного материала из разрозненных случайных компонентов затруднительно. Подача проволоки жёстко завязана с силой тока. Активность дуги определяет ампераж.

Силовой трансформатор

Опробован и показал результативную работу модернизированный 1-киловаттный ОСМ-1. Каркас катушки усиливается текстолитовой прокладкой толщиной 2 мм. В щеках выфрезеровывается прямоугольное окно 87х51,5 мм.

Провод на первичную обмотку подбирается с усиленной изоляцией, предпочтительно стекловолокном, Ø1,8 мм. Как вариант — используют эмалированный провод ПЭВ, ПЭТВ. Намотка ведётся с равномерным натяжением.

Технические характеристики и габаритные размеры ОСМ-1

Катушку с эмальпроводом пропитайте лаком путём длительного (6–10 часов) замачивания.

Плотность укладки гарантирует помещение 224 витков (164+15х4) с прокладкой изоляции на каждый слой. Можно по старинке пользоваться термической бумагой, но тонкая стеклоткань надёжнее.

На вторичную обмотку берётся алюминиевая либо медная шина в стеклоизоляции. Расход — в пределах 8 м. Выпускается монтажный конец 30 мм, укладывается 19 витков, формируется замкнутая петля под винт М6, добавляются очередные 19 витков.

Планируете использовать сварочное устройство на крупных деталях с увеличением силы тока – добавьте на каждое плечо вторички по 3 витка.

Тестируем трансформатор в сборе. Номинал тока холостого хода — 0,5 А, напряжение на вторичной обмотке оптимально в пределах 19–26 В. Первая деталь устройства полуавтомата изготовлена.

Полуавтомат из инвертора

Полуавтомат из сварочного инвертора получим после доработок. Трансформатор обматывается 2 слоями медной шины с изоляцией рядов термобумагой, стеклотканью или фторопластовой лентой.

На вторичную обмотку делаем добавление 3 слоёв нелегированной стальной ленты в надёжной изоляции. Обе части обмотки спаиваются между собой. Токопроводность обмотки возрастает.

Схема намотки сварочного трансформатора

Профессиональное сварочное устройство получим после модернизации. Вольт-амперная характеристика инвертора неустойчива, плавает. Добиваемся выдачи на выходе постоянства напряжения.

Постоянные резисторы устанавливаются перед шунтом управления сварочным током. Получаем стабильность напряжения на выходе. Неудобство усложнения корректировки дуги устраняет переменный резистор на выходе из шунта.

Настройка регулировки напряжения дуги – привилегия профессиональных сварочных полуавтоматов. Сварщик получает выбор при переключении тумблера в режим жёсткого управления током либо напряжением.

Дроссель

Для намотки дросселя пригоден трансформатор на 0,4 кВт ОСМ-0,4. Берём эмальпровод Ø1,5–1,8 мм, Наматываем 2 слоя с прокладкой изоляции. Поверх ложатся 24 витка алюминиевой либо медной шины с выпуском концов под монтаж. Сердечник собирается с зазором 1 мм. Точность и надёжность обеспечит текстолитовая прокладка.

Схема изготовления сварочного дросселя

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.

Как перестроить инвертор

Для возможного применения инвертора для полуавтомата, его трансформатор понадобится немного перестроить. Что бы организовать подобную перестройку механизма собственноручно, потребуется всего лишь соответствовать требуемым правилам.

Что бы характеристики инвертора совпадали соответственно с характеристиками полуавтомата, потребуется обмотать его полосой из меди, которая должна быть обмотана термобумагой. Следует помнить, что в данном случае, не рекомендуется применять простой большой в диаметре провод, поскольку он все равно станет греться.

Так же потребуется переделывать вторичную обмотку инвертора. В данном случае понадобиться наматывать обмотку, которая сделана и трех слоев жестянки, все слои нужно изолировать фторопластовой ленты, а концы уже готовой обмотки собственноручно спаять друг с другом, благодаря этому увеличится проходимость тока.

Конструктивная схема инвертора, применяемая для его подключения в полуавтомат для сваривания, рекомендуется приобрести вентилятор, благодаря которому будет происходить достаточное охлаждение всего корпуса оборудования.

Настройки инвертора применяемого для полуавтоматического сваривания

Если будет принято решение об изготовлении собственноручно полуавтомата для сваривания, применяя инвертор, понадобится в первую очередь отключить оборудование. Что обеспечить защиту устройства от перегрева, необходимо разместить его выпрямители (входящий и выходящий) и силовые ключи на радиаторах. Конечно, лучшим способом будет монтирование термодатчика в корпус оборудования, где присутствует радиатор, он нагревается сильнее, и будет отключать устройство, если будет сильный перегрев.

Когда все вышеупомянутые действия будут сделаны, можно приступать к соединению силовой части устройства с его блоком управления, и подсоединить его к электрической сети. Необходимо будет подсоединить осциллограф к выходам инвертора, когда индикатор подключения к сети засветится. К такому устройству, необходимо раздобыть электронные импульсы частотой 40-50кГц. Для образования между импульсами потребуется время 1,5мкс, а регулировка их производится путем изменения величины напряжения, которое поступает на вход устройства. Когда все параметры будут соответствовать значениям, можно будет осуществлять подключения инвертора к электрической сети. Сила тока, которая поступает от выхода инвертора, должна составлять не менее 120А. Когда сила тока будет низкой, то, скорее всего провода оборудования обладают недостаточной проводимостью напряжения, с величиной не превышающей 100В. Что бы наладить устройство до требуемой подачи тока, понадобится проделать тесты, изменив силу тока (в процессе необходимо регулярно вести контроль напряжения на конденсаторе). Также, потребуется всегда вести контроль внутренней температуры корпуса. Если полуавтомат пройдет все тесты, далее потребуется осуществить проверку нагрузкой. Для осуществления подобного, к сварочным проводам необходимо подключить реостат, который составляет сопротивление не менее 0,5 Ом. Подобный реостат должен выдержать ток, силой в 60 А. В данном случае сила тока, которая проходит в горелку для сваривания, будет проходить контроль при помощи адаптера. Если сила тока в момент применения реостата с нагрузкой не будет соответствовать требованиям параметров, то величина сопротивления такого оборудования выбирается эмпирическим путем.

Реализация электрической части

Для этого понадобится:

• два автомобильных реле;
• диод;
• шим регулятор для двигателя;
• конденсатор с транзистором;
• электромагнитный клапан холостого хода – для подачи газа в горелку. Подойдет любая ВАЗовкая модель, например от восьмерки;
• провода.

Схема управления подачей проволоки и газа довольно проста и реализуется следующим образом:

• при нажатии кнопки на горелке срабатывает реле №1 и реле №2;
• реле №1 включает клапан подачи газа;
• реле №2 работает в паре с конденсатором и включает подачу проволоки с задержкой;
• протяжка проволоки делается дополнительной кнопкой в обход реле подачи газа;
• для снятия самоиндукции с электромагнитного клапана, к нему подключается диод.
• Нужно предусмотреть подключение горелки к силовому кабелю от инвертора. Для этого рядом с евро разъемом, можно установить быстросъемный разъем и подключить его к горелке.

Полуавтоматический аппарат имеет такую последовательность работы:

1. Включается подача газа.
2. С небольшой задержкой включается подача проволоки.

Такая последовательность нужна, чтобы проволока сразу попадала в защитную среду. Если сделать полуавтомат без задержки – проволока будет залипать. Для ее реализации, понадобится конденсатор и транзистор, через которые подключается реле управления двигателем. Принцип действия:

• напряжение подается на конденсатор;
• он заряжается;
• ток подается на транзистор;
• включается реле.

Емкость конденсатора нужно подбирать так, чтобы задержка равнялось примерно 0,5 секунды – этого достаточно для заполнения сварочной ванны.

После сборки механизм нужно протестировать, а процесс изготовления можно увидеть на видео.

Сборка выпрямителя на основе диодного моста

Схема диодного моста

Изготовление самодельного полуавтомата, запитанного на бытовую сеть переменного тока, требует установки диодного моста. Комплектация устройством выпрямления вторичного напряжения однофазного трансформатора графически выглядит как симметричный перенос нижних синусоид относительно оси абсцисс в верхние квадранты системы координат.

После выпрямляющего устройства пульсация напряжения достигает 100 Гц. Дважды за период неконтролируемое падение напряжения с максимума до нулевого значения не способно поддерживать стабильное горение и розжиг сварочной дуги. Этот изъян устраняет фильтр, устройство, призванное сгладить скачки пульсации напряжения.

Целесообразность изготовления

Некоторые могут задуматься, стоит ли вообще браться за такое кропотливое дело и собирать самодельный полуавтомат, когда можно купить в магазине и не тратить время. Это резонный вопрос. Предлагаем по порядку перечислить все причины, почему вам стоит сделать свой полуавтомат и в каких случаях это нецелесообразно.

Начнем с цены. Стоимость добротного полуавтомата, который прослужит вам ни один год — минимум 300-400$. И это не считая всех сопутствующих комплектующих, вроде горелки, газовых баллонов, проволоки и т.д. Готовы вы ли вы выложить крупную сумму за аппарат, который будете использовать не регулярно? На наш взгляд, сборка сварочного полуавтомата своими руками логичнее. Лучше потратьтесь на качественную горелку, хорошую маску и присадочный материал.

Экономия при изготовлении самодельного аппарата заключается в использовании недорого инвертора. Все, что вам от него нужно — это большая мощность, поскольку аппарат будет использоваться как «сердце» будущего полуавтомата. Для этих целей можно купить б/у инвертор за смешные деньги и уже переделать в полуавтомат.

Также самодельные сварочные аппараты полуавтоматы, схемы на которые лежат в открытом доступе на многих форумах, развивают ваши навыки в сборке и изготовлении самодельных электроприборов. Наверняка после полуавтомата вам захочется сделать что-то еще, поскольку этот процесс довольно интересный.

Причин, почему не стоит собирать самодельный сварочный аппарат полуавтоматического типа, несколько.

Первая — отсутствие гарантии. Покупая аппарат в магазине, вы получаете гарантийный талон, с помощью которого можете выполнить бесплатный ремонт своего полуавтомата в сервисном центре. Так вы экономите не только силы, но и время. Время — это вторая причина. У вас вряд ли получится собрать полуавтомат за один вечер. Придется как следует поработать над этим.

Последняя причина — это необходимость наличия знаний в области электротехники. Логично, что если вы не знаете основ электротехники, то просто не сможете собрать ни один электроприбор. С другой стороны, как обучиться этим знаниям, если не пробовать?