Как собрать самодельный полуавтомат для сварки

Устройство сварочного полуавтомата

Принцип работы сварочного полуавтомата основан на преобразовании переменного тока в постоянный.

В дополнение к этому преобразованию необходимо выполнять еще два действия – подать в зону сварки проволоку и необходимое количество защитного газа.

С учетом перечисленных процессов полуавтомат включает в себя следующие узлы и агрегаты:

• источник электрической энергии;
• комплект газовой аппаратуры;
• агрегат для подачи проволоки.

На видео показан сварочный полуавтомат в полном комплекте, вы можете увидеть принцип его работы.

Видео:

Несмотря на кажущуюся сложность, такие аппараты очень часто собирают своими руками.

Многолетний опыт показывает, что самодельный полуавтомат можно сделать под конкретные работы с металлами разного типа в короткие сроки.

Источник питания

Приступая к сборке сварочного полуавтомата своими руками, в первую очередь необходимо выбрать силовой трансформатор. Его можно приобрести в магазине или изготовить самому.

Главное, чтобы на клеммах вторичной обмотки можно было получить напряжение от 15 до 30В и силу тока до 60А.

Принцип построения такой схемы заключается в том, чтобы обеспечить стабильное напряжение на выходе.

На видео показан полуавтомат, который собран для того, чтобы варить конструкции из алюминия.

Видео:

Сварка изделий из алюминия и других цветных металлов требует стабильно горящей дуги.

Эту стабильность обеспечивает электрическая схема, содержащая активные элементы. Вместо готового выпрямительного моста можно использовать более мощные диоды.

Конденсатор необходим для того, чтобы компенсировать остаточные пульсации на выходе выпрямителя. Дроссель поддерживает заданный уровень рабочего напряжения.

В качестве основы для сборки источника питания служит шасси, закрытое металлическим кожухом.

Выполняя работы по монтажу полуавтомата, нужно выполнять все требования правил по эксплуатации электрических установок.

Газовая аппаратура

Когда выполняется сварка на полуавтомате деталей из алюминия, то необходимо обеспечить поступление защитного газа в зону горения электрической дуги.

В качестве защитного газа используется аргон или гелий. Если вспомнить школьные уроки химии, то будет понятно, почему используются именно они.

Это инертные газы, которые не вступают в реакцию с другими веществами. Используется для защиты от воздействия атмосферного кислорода и углекислый газ.

Сделать горелку своими руками сложно.

Проще купить ее в собранном виде. Газ к месту работы поставляется в баллонах.

Газовая горелка включает в себя два основных элемента – наконечник для подведения тока и сопло. На видео показан принцип работы газовой горелки.

Видео:

Конструкция токопроводящего наконечника обеспечивает хороший контакт и скольжение по свариваемой поверхности.

Для изготовления наконечников применяются сплавы на основе меди. Срок эксплуатации наконечника зависит от интенсивности использования и материала, из которого он изготовлен.

Настройка или ремонт горелки выполняется по двум параметрам. Первое, что нужно сделать – отрегулировать подачу сварной проволоки.

Второй шаг – подключить подачу защитного газа.

Устройство для подачи проволоки

В качестве основы для производства сварочной проволоки используются различные металлы и сплавы.

Чаще всего применяются следующие материалы:

• нержавеющая сталь;
• сталь, покрытая медью;
• сплавы на основе алюминия.

В самодельный сварочный полуавтомат заправляется проволока диаметром от 0,6 до 2,0 мм.

Важно отметить, что при использовании порошковой проволоки с флюсом можно варить конструкции без газа. Такой тип проволоки имеет форму трубки, внутри которой находится флюс

Принцип действия в этом случае прост – сгорая в процессе сварки, флюс образует защитную газовую оболочку

Такой тип проволоки имеет форму трубки, внутри которой находится флюс. Принцип действия в этом случае прост – сгорая в процессе сварки, флюс образует защитную газовую оболочку.

На видео показан механизм подачи сварочной проволоки в зону горения дуги.

Видео:

Для подачи используются три способа:

1. толкающий;
2. тянущий;
3. комбинированный.

В зависимости от того, в каких условиях приходится выполнять ремонт труб или других конструкций, выбирается и способ подачи.

Технические основы действия механизма понятны уже из названия.

Самодельный полуавтомат чаще всего оснащается газовой горелкой, в ручке которой расположен привод, предназначенный для того, чтобы тянуть проволоку с катушки.

Если аппарат установлен в мастерской, то можно использовать толкающий способ подачи.

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

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 работает полуавтомат для сварки

Самодельное устройство функционирует по тому же принципу, что стандартное оборудование. Однако вместо электродов здесь используют присадочную проволоку. Ее подают в сварочную ванну автоматически, с помощью специального приспособления. Из-за непрерывной работы механизма образуется зона расплавления, позволяющая быстро соединить 2 элемента.

Принцип работы самодельного сварочного аппарата прост, производительность высока. Шов имеет равномерную поверхность, отличается повышенной прочностью. Самодельное устройство используют для сварки низкоуглеродистой стали и цветных металлов.

Подготовка к изготовлению и особенности конструкции

Наиболее распространенная схема устройства предполагает необходимый перечень инструментов и материалов:

• сварочный инвертор, который имеет возможность выдавать рабочий ток силой около 150 А;
• подающий механизм, обеспечивающий подачу электродной проволоки в зону сваривания;
• горелка;
• гибкий шланг;
• рабочая бобина с электродной проволокой, имеющая изменения в устройстве;
• блок управления устройством.

Инвертор должен быть мощностью около 150 А.

Особое внимание следует уделить подающему механизму. При помощи использования этого элемента конструкции происходит подача электродной проволоки к горелке по гибкому шлангу

Идеальная скорость подачи проволоки соответствует скорости ее плавления. Показатель скорости подачи проволоки, которую обеспечивает подающий механизм, оказывает существенное влияние на процесс проведения работ и качество выполнения сварочного шва при помощи сварочного полуавтомата.

При конструировании полуавтомата следует предусмотреть возможность изменения скорости подачи электродной проволоки в зону сваривания. Возможность изменять скорость подачи электродного материала позволяет работать с расходниками различного диаметра и из разных материалов. Чаще всего при работе сварочных полуавтоматов применяется проволока с размерами 0,8 мм, 1 мм, 1,2 мм и 1,6 мм. Проволоку наматывают на специальные катушки, устанавливаемые в сварочном устройстве.

Если подача проволоки проводится полностью в автоматическом режиме, то это значительно уменьшает время, требуемое для проведения работ по свариванию заготовок.

Блок управления полуавтоматом оснащается каналом регулировки и стабилизирования рабочей силы тока. Параметры рабочего тока контролируются микроконтроллером в широтно-импульсном режиме. От широтно-импульсного параметра тока во многом зависит напряжение на конденсаторе. Напряжение на последнем непосредственно оказывает влияние на силу рабочего сварного тока.

Последовательность сборки самодельного полуавтомата

Подающий механизм

Согласно информации от мастеров-умельцев, одной из самых сложных задач при самостоятельном изготовлении сварочного аппарата полуавтоматического принципа действия является создание надежного и эффективного механизма подачи проволоки. В общем случае он представляет собой катушку, соединенную с валом маломощного электропривода посредством прижимного роликового устройства. Бывает достаточным применение электродвигателя, устанавливаемого на дворники ветрового стекла автомобиля. При выборе привода следует отдавать предпочтение двигателям одностороннего вращения.

Все элементы подающего механизма монтируются на толстостенной текстолитовой пластине (толщиной не менее 8-10 мм). Катушка фиксируется посредством одного-двух шарикоподшипников на валу соответствующего диаметра, закрепленного в корпусе. На вал электродвигателя насаживается ролик, который с двух сторон фиксируется шариковыми подшипниками. На выходе узла необходимо установить направляющую с диаметром отверстия чуть большим, нежели размер используемой проволоки.

Функционирование регулятора подачи проволоки осуществляется следующим образом:

Проволока со свободно закрепленной катушки протягивается через направляющий элемент и прижимается с оптимальным усилием одним из роликов. Усилие должно быть таковым, чтобы обеспечивалось протягивание сварочной проволоки без проскальзывания, но не чрезмерным, способным привести к увеличению механической нагрузки на электропривод, что может легко вывести его из строя. Для такого эффекта следует использовать пружину на регулируемом резьбовом соединении.

Схему управления подачей проволоки лучше всего реализовать посредством классического тиристорного блока с диодным мостом, рассчитанным на ток, превышающий значение в 10А. При прочих выполненных условиях данный узел способен подавать сварочную проволоку большинства типоразмеров, используемых при бытовой сварке (от 0.8 до 1.6 мм), причем скорость протяжки можно регулировать самому (в зависимости от диаметра расходного материала).

Доработка заводского инвертора

Переделка схемы сварочного полуавтомата из агрегата инверторного типа заключается в доработке его трансформатора. Для этого необходимо обмотать его первичную катушку полосой из тонкой меди в термоизоляционной обмотке. Обычный медный провод нельзя использовать в этих целях ввиду высоких температур, способных привести к повреждению ПВХ-изоляции.

Катушку вторичной цепи трансформатора также следует адаптировать под новые задачи, намотав для этого поверх существующей обмотки три слоя такой же проволоки, изолируемых между собой фторопластовой лентой. Для увеличения проводимости токов необходимо спаять между собой стандартные выводы катушки с дополнительными обмотками.

Горелка

Этот элемент для полуавтоматической сварки можно сделать самостоятельно. Но лучше воспользоваться готовыми заводскими решениями производителей данного оборудования, установив в самодельный сварочный аппарат стандартную горелку, оснащенную сварочными рукавами (для инертного газа и проволоки), поскольку этот узел является одним из самых ответственных за качество осуществляемых сварочных процессов.

Баллон

Конечно, лучше использовать стандартный баллон с инертным газом, поскольку только такой продукт способен соответствовать всем требованиям безопасности. Однако подобные емкости чрезмерно громоздки и достаточно дороги, поэтому многие домашние умельцы нашли выход: для нечастой эксплуатации полуавтоматического сварочника в качестве баллона (только для углекислого газа) применяют огнетушитель, соединенный с редуктором с помощью специального резьбового переходника.

Способы изготовления

Прежде всего, поговорим о возможных способах перевоплощения инверторного источника сварочного электротока в полуавтоматический сварочный агрегат.

Первый способ

Для изготовления полуавтомата непременно потребуется базовое оборудование. Это сварочный агрегат, который и будет создавать рабочие характеристики для формирования электродуги. На роль такого ведущего оборудования сгодится не всякая модификация инвертора.

Только вот подобное устройство имеется не у всякого народного умельца, а сама процедура выполнения измерений чрезвычайно долгая и кропотливая. В конце концов, осуществить все исследования способен лишь человек с довольно большими познаниями в электротехнике.

Поскольку обыкновенному пользователю вариант с ШИМ-контроллером недоступен, лучше избрать более лёгкий путь. Первое: взятый инвертор-донор должен корректно исполнять все требуемые функции. Второе: для изготовления самодельного полуавтоматического агрегата потребуется дроссель (катушка индуктивности, балласт). Эту деталь, являющуюся обязательным атрибутом практически любого люминесцентного светильника, можно приобрести в магазине запасных частей. Выходное напряжение катушки индуктивности практикуется в виде ввода обратной связи.

2-й способ

Этот способ изготовления самодельного полуавтоматического аппарата годится лишь обладателям хорошего оснащения. В частности, инверторов, которые способны функционировать в режиме строго заданной вольтамперной характеристики.

Чтобы создать свой полуавтомат, понадобится:

• приобрести устройство подачи присадочного материала, в комплект которого входят все требуемые кабели и коммутационные элементы;
• подключить устройство подачи к инверторному сварочнику;
• подобрать вольтамперную характеристику для работы с определённым видом присадки.

По сути, устройство подачи является приставкой, расширяющей функционал сварочного аппарата. Подобная схема наделена высокой надёжностью, и не требует от пользователя специфических знаний. Более того, созданный полуавтомат демонстрирует предельную степень гибкости и непритязательности: быстро настраивается для функционирования с определённым видом материала и присадкой.

3-й способ

Этот способ потребует от владельца солидной подготовки.

Следует подобрать по возможности наиболее несложного донора конкретного класса.

Оптимальным будет агрегат, у которого:

• имеется на выводе токовый шунт;
• в импульсном блоке питания практикуется трансформатор электротока;
• сборка ZX-7.

Желательно выбирать агрегаты без добавочных функций контроля и возможностей для упрощения бытия сварщика. Преобразователь тока не должен иметь никакого Hot Start (горячий старт), Arcforce (форсаж электродуги).

Для изготовления личного самодельного полуавтоматического аппарата нужно будет точно выставить вольтамперные параметры взятого преобразователя тока. Также потребуется произвести настройку времени нарастания электротока.

Качество соединения

Одним из основных показателей для профессионалов является надежность полученного соединения. При способе, который получается обыкновенным инвертором качество соединения может пострадать от воздействия внешних негативных условий. Сварочная ванна оказывается подверженной влиянию воздушной среды и другим посторонним факторам. Если не применять такую технику для сварки алюминия, нержавеющей стали и прочих сложно свариваемых металлов и сплавов, то этого будет вполне достаточно.

«Важно!Для широкого спектра работ инверторы оказываются не столь пригодными.»

Если для вас при выборе, что лучше инвертор или полуавтомат является качество соединения, то лучше выбирать полуавтомат. За счет того, что здесь можно использовать защитные газы, качество соединения намного возрастает. Такая среда не дает проникнуть внутрь ванны различным примесям, которые могут навредить шву. Соединение получается более однородным и за счет отсутствия обмазки, как одного из главных факторов риска, здесь нет большого скопления водорода из влаги, нет попаданий кусков обмазочного материала, различных посторонних элементов и прочих вещей. Специалисты рекомендуют для сложных соединений, будь то необыкновенный сплав, металл или низкая толщина, применять именно такой аппарат.

Особенности аппаратов

Если рассматривать, чем отличается полуавтомат от инвертора, то здесь нужно участь не только вид применяемых расходных материалов. Здесь стоит также отметить, что в полуавтомате настраивается автоматическая подача расходного материала, что делает сам процесс сваривания более удобным и быстрым. Это главные отличительные особенности, так как полуавтоматы также могут строиться по инверторной системе. Вместо стандартного держателя электродов, который служит проводником тока, держатель проволоки не проводит ток, так как для этого служит специальный держатель с неплавкими электродами. Они создают электрическую дугу и сварочную ванну, в которую подается присадочный материал.

Остальные отличия касаются преимущественно параметров, функций, размеров и других вещей, которые присущи конкретной модели. Это может быть:

• Диапазон регулировки тока;
• Шаг регулировки;
• Наличие или отсутствие системы охлаждения;
• Система отключения в случае перегрузки;
• Габариты;
• Ручки для переноски;
• Дополнительные функции.

https://youtube.com/watch?v=XbJ70wB88Mo

Преимущества и недостатки

Отличие полуавтомата от инвертора создает такую ситуацию, что нельзя однозначно сказать, что же из них является лучше. Здесь у каждого из вариантов имеются свои преимущества и недостатки. Преимущества инвертора:

• Относительно низкая стоимость;
• Доступность эксплуатации для широкого круга сварщиков;
• Легкость в переноске и транспортировке;
• Нет необходимости в использовании газа и прочих дополнительных материалов;
• Быстрая подготовка к использованию;
• Меньше риск взрывов и пожаров, как это происходит при работе с газом;
• Большой выбор моделей различной мощности;
• Широкое функциональное разнообразие.

К преимуществам полуавтоматов можно отнести:

• Высокое качество создаваемых соединений;
• Возможность легкой работы с деталями сложными для сваривания в обыкновенных условиях;
• Отсутствие риска попадания чужеродных элементов в сварочную ванну;
• Появляется возможность подогревать заготовку перед свариванием и после него благодаря наличию горелки.

Вывод

Выбор подходящего сварочного аппарата, который отвечает всем запросам зависит только от самих запросов. На рынке представлено огромное количество моделей, которое позволяет подобрать оборудование для нужных процедур. Если обыкновенные инверторы можно отнести к простым и универсальным моделям, то полуавтоматы уже к более серьезным, предназначенным для выполнения сложных функций. Если разделить все условно, то инвертор оказывается лучшим для применения в мелких домашних работах, а полуавтомат оказывается лидером при создании более ответственных швов.

Особенности сварки с проволокой

Особенности сварки с проволокой полуавтоматической аппаратурой заключаются в следующем:

• присадочный материал должен соответствовать химическому составу свариваемого изделия;
• проволока должна отвечать государственным стандартам и быть изготовлена из правильных компонентов;
• сроки и условия хранения присадочной проволоки должны четко соблюдаться.

Обзор особенностей работ с использованием присадочной проволоки следует начать со сварочных азов. Большинство металлов, свариваемых на производстве или в домашних условиях – это сталь и марганец. Проволока для соединения таких изделий является наиболее востребованной.

Сварка черных металлов, как правило, производится при помощи таких видов присадочного материала:

1. Проволока Св-08ГС для соединения низкоуглеродистых и легированных сталей.
2. Проволока Св-08Г2с для сваривания высокоуглеродистой стали.

Нередко для сварки изделий из черного металла используется порошковая проволока. Такой присадочный материал позволяет проводить сварочные работы без дополнительной подачи газа в зону варки.

Самофлюсующаяся проволока – это трубка из низкоуглеродистой стали с сердечником из порошка. При плавлении металла освобождается порошок, формирующий газовую среду для защиты сварного шва. Как правило, в состав флюсующего порошка входит рутил и металлическая пыль.

Соединение алюминиевых деталей осуществляется при помощи проволоки СВ-АК5. Характерной особенностью данного присадочного материала служит уникальный цвет шва. Непосредственно перед соединением алюминиевых изделий следует выполнить подготовку.

Сварка полуавтоматом при помощи порошковой проволоки.

Подобная процедура делится на шаги:

1. Создание скосов или фасок.
2. Механическая очистка поверхностей.
3. Промывка едкими веществами для замедления возникновения тугоплавкой оксидной пленки на поверхности алюминиевого изделия.
4. Подготовка тефлонового канала для уменьшения трения присадочной проволоки о стенки полуавтоматического сварочного устройства.

Пошаговая инструкция по использованию углекислотой сварки для новичков включает следующие подпункты:

• уборка всех посторонних предметов с рабочего места;
• включение максимального освещения;
• подготовка материала и инструментов;
• проверка соединения кабелей и работоспособности удлинителей.

После выполнения вышеназванных пунктов следует переходить к подготовке аппарата электродуговой сварки.

Для этого нужно:

• раскрутить сварочный рукав;
• подключить газовый баллон;
• проверить сопло горелки;
• удобно разместить все соединяемые детали и надежно их закрепить;
• одеться в рабочую одежду сварщика;
• включить полуавтоматическую аппаратуру в сеть;
• поднести горелку к месту предполагаемого соединения.

По завершении сварочных работ с использованием проволоки следует:

• убрать пальцы с кнопок подачи проволоки;
• перекрыть подачу газа;
• выключить питание аппаратуры;
• дать шву остыть в течение нескольких минут;
• при обнаружении дефектов повторить сваривание.

Сварочный полуавтомат позволяет пользоваться всеми видами присадочной проволоки.

При выполнении работ важно не забывать о средствах защиты. Полуавтомат сварочный с тиристорным управлением

Полуавтомат сварочный с тиристорным управлением.

Наиболее полная экипировка сварщика состоит из:

1. Защиты глаз.
   Идеальной экипировкой для защиты зрения сварщика служит маска, защитные щитки и очки.
2. Защиты дыхательных органов.
   Специальные фильтрующие маски помогут мастеру существенно сократить воздействие вредных испарений на внутренние органы.
3. Защиты от брызг.
   Полная защита тела должна включать огнезащитную куртку и брюки. Можно использовать комбинезон.

Техника безопасности при выполнении сварочных работ предусматривает выполнение таких правил:

1. Проведение работ с деревянных подмостей.
   Запрещается использование металлических защитных масок и шлемов.
2. Обеспечение светового потока от источника с питанием 12 вольт.
3. Обеспечение страховки сварщика при помощи бечевки, закрепленной на поясе.
   Размер веревки должен быть не менее 2 метров.
4. Обеспечение рабочего места специальной вытяжкой, обеспечивающей удаление вредных испарений из рабочей зоны.
   В случаях, когда невозможно обеспечить вытяжку, сварщик должен работать в шланговом противогазе или респираторе.
5. Запрещается дотрагиваться голыми руками до свариваемой заготовки.
6. Запрещается проведение работ на открытой территории при атмосферных осадках.

Механизм подачи проволоки

Чтобы сделать полуавтоматический аппарат, надо продумать модернизацию механизма подачи проволоки. Сам по себе инвертор является надежным агрегатом, но при некорректной эксплуатации он может сломаться. Причина неисправности обычно заключается в выходе из строя регуляторного механизма. Сама схема функционального девайса включает прижимной ролик, который оборудован регуляторным устройством прижима проволоки. В аппарате имеется ролик подачи проводника, в нем расположены два технологических углубления, из них выходит проволока.

При эксплуатации оборудования допускается применение проводника, диаметр которого составляет не более 1 мм.

После регуляторного механизма располагается соленоид, он предназначен для контроля процедура подачи газа. Сам по себе регулятор имеет большие размеры, он крепится на агрегате посредством небольших винтов. Поэтому место фиксации нельзя назвать надежным. В ходе эксплуатации оборудование может подкашиваться, что станет причиной неисправности.

Можно приобрести подающий узел с горелкой в магазине или соорудить самостоятельно.

Если собирать устройство своими руками, понадобится:

• электрический мотор от стеклоочистителей авто;
• два подшипниковых элемента;
• две пластины;
• ролик с диаметром не более 2,5 см.

Принцип сборки механизма:

1. Монтаж ролика выполняется на вал электрического мотора от дворников.
2. На пластинах выполняется фиксация подшипниковых устройств, эти элементы надо прижать к ролику. Процедура сжатия выполняется посредством пружины.
3. Проводник, который проходит по направляющим между подшипниковыми элементами, протягивается.
4. Составляющие компоненты устройства регулировки монтируются на пластине, ее толщина — не меньше 0,8-1 см. Для сборки потребуется текстолитовая пластина. Подача проволки должна выполняться в месте установки разъема, соединяющегося с рукавом. Здесь производится монтаж катушки соответствующего диаметра, а также маркой проволоки.
5. Сам разъем подсоединяется к рукаву, который монтируется на лицевой части корпуса устройства. К пластине выполняется подключение катушки с намотанным проводником. Для качественной фиксации катушки на подающем механизме под нее надо изготовить вал. Его фиксация выполняется перпендикулярно с текстолитовой пластиной. На краю вала делается резьба, это позволит обеспечить качественную фиксацию катушки.