webdonsk.ruПеределка китайского полуавтомата своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 10.09.2024
Уже давно сварочный аппарат перестал быть трансформатором весом в 40 кг, который сложно сдвинуть с места. Прогресс не стоит на месте, и в продаже уже можно встретить миниатюрные устройства 3 в 1, способные работать как полуавтомат, обычная и аргоновая сварка. Это звучит впечатляюще, но практичны ли такие устройства.
На что способен аппарат 3 в 1
Для рядового пользователя аргоновая сварка не нужна. Поэтому для удешевления аппарат обычно продается без специального рукава. Его можно докупить отдельно.
К сварке можно подключить рукав для сварки проволокой с порошковым покрытием. Это позволяет вообще не пользоваться углекислотой. Устройство даже не предусматривает возможность подключения такого баллона.
Естественно на аппарате есть колесики регулировки, как на обычной сварке, а также возможность переключения режимов под разный диаметр проволоки.
Сварка порошковой проволокой выполняется очень качественно. Аппарат не плюет расплавленный металл, как бывает с обычными дешевыми полуавтоматами. Кроме этого к соплу не налипает шлак. Весь нагар стирается просто тряпкой.
Сварочный полуавтомат – это функциональное устройство, которое можно приобрести готовым или сделать из инвертора своими руками. 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.
Схема полуавтоматической сварки в среде защитного газа
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.
Электрическая схема 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.
Внешний вид самодельного полуавтоматического сварочника
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.
Переделанный трансформатор инвертора
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 схема инвертора, 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.
Силовые диоды на дополнительных 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.
Осциллограмма сварочного напряжения и тока: слева на обратной полярности, справа – на прямой
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 сварочные инверторы, находится в пределах 20–160 А.
Ориентировочные режимы полуавтоматической сварки стыковых швов
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.
В каких случаях используется сварочный полуавтомат
Практика показывает, что полуавтомат лучше использовать в тех случаях, когда требуется получить точные и аккуратные соединения деталей, изготовленных из сталей. При помощи такого оборудования, которое при желании можно изготовить своими руками, выполняют сварные соединения тонкого металла, что очень актуально при ремонте кузова автотранспортного средства.
Научиться работать на таком аппарате тоже несложно: в этом помогут уроки, взятые у квалифицированных специалистов, или обучающее видео.
Представляем небольшую модификацию сварочного автомата Einhell SGA 145, которая значительно улучшает качество сварки этого оборудования. Как известно, машины такого класса имеют источник питания для подачи проволоки от основного трансформатора. Это приводит к неравномерной подаче проволоки, поскольку при сварке происходит падение напряжения на выходе трансформатора. Вот почему использовался отдельный трансформатор для подачи питающего двигателя.
Также разработан новый ШИМ-регулятор на MOS-транзисторе вместо оригинального тиристора. Второй проблемой которая затрудняет жизнь пользователей SGA 145 (и не только этой модели) является реле, которое соединяет основной трансформатор. Использовалось реле типа RM 83 с контактным током 16А. К сожалению, такое реле служит не слишком долго, особенно при сварке с максимальным током, потому что тогда потребляемая мощность от сети составляет 22 А. Поэтому решено было избавиться от реле и использовать симистор. Но симистор должен быть подключен в синусовом пике, чтобы уменьшить холостой ход при включении трансформатора. Поэтому разработана схема на CD4538, которая открывает симистор в верхней части синусоиды.
Принципиальная схема доработки
Схема работает следующим образом: U3A срабатывает от спадающего фронта напряжения питания. Он сконфигурирован как моновибратор с одним триггером (его нельзя запускать до окончания генерации выходного импульса). Его постоянная времени фиксирована на уровне 6,5 мс. Край, падающий с выхода Q U3A, запускает U3B, сконфигурированный как моновибратор с повторным триггером (его можно запустить до конца генерации выходного импульса), его постоянная времени составляет 12,5 мс. Вся схема управляется с входа R. И теперь, передавая высокое состояние на вход R, мы разблокируем U3A и вычитаем время от синусоидального прохода до нуля, до его пика (6,5 мс, потому что система запускается падающим фронтом до прохождения нуля). Затем запускается U3B и включается симистор через оптрон.
Постоянная времени U3B составляет 12,5 мс и ее повторное высвобождение произойдет через 10 мс (пока продолжается половинное напряжение сети), так что симистор остается включенным до тех пор, пока низкое состояние не будет подано на вход R. Все эти комбинации предназначены для активации симистора на пике только в первом полупериоде синусоиды. В последующих он уже включен при переходе через ноль.
Вот фото платы со стороны печати: здесь она монтируется к СА и силовому трансформатору, который взят из какого-то приемника (12 В). Действия остальной схемы думаем не нужно описывать, потому что это итак понятно.
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.
Содержание / Contents
? Внешний вид сварочного полуавтомата
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 147x106мм. Размер остальных частей: 2 шт. 130x70мм и 2 шт. 87x89мм. В щеках вырезаем окно размером 87x51,5 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 2,8x4,75 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 2,8x4,75 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).
Все питается от трансформатора 15В переменки через диодный мост. Так же намотан дросель на железе 250Вт трансформатора 15В проводом 20мм кв., зазор в железе около 2мм, индуктивность 40мкГн. Так же для правильной работы дроселя надо после него небольшую нагрузку повесить на 200Ом 10Вт. Особо сказать о схеме больше нечего, покажу что в железе вышло
Минимальное напряжение с инвертора 14В
Максимальное напряжение с инвертора вышло 22В.
Ну а теперь все в корпусе. Печатная плата удобно разместилась на одном винте к плате инвертора
Установка релюшек рядышком с платой. Реле обычные 12В
Вот так установлен дросель, а так же все провода и прочее.
Ну короче вот такая компоновка получилась. Теперь надо же попробовать поварить им. Кислоты у меня увы нет, а вот поставить точки на металле 1,5мм легко. Ток сварки в режиме полуавтомата максимальный а напряжение от минимального к максимальному. По провару видно.
Так же в режиме MMA на стенде проверки сварки максимальный ток 140А
Ну на этом собственно все. Полуавтомат варит отлично с кислотой, но я как всегда забыл сфоткать .
Если нравятся мои работы, подпишитесь на обновления в Вконтакте или Одноклассниках. Так же подписывайтесь на обновления по электронной почте в колонке справа.
С. Ув. Эдуард
Читайте также: