Сварочный полуавтомат является довольно востребованным устройством среди профессиональных и домашних мастеров, особенно тех, кто занимается кузовным ремонтом. Данный агрегат можно приобрести уже в готовом исполнении. Но многие владельцы сварочных инверторных аппаратов задаются вопросом: а можно ли переделать инвертор в полуавтомат, чтобы не покупать еще один сварочник? Сделать полуавтомат из инвертора своими руками — задача довольно сложная, но при сильном желании вполне осуществимая.
Для сборки агрегата понадобятся следующие элементы:
- инверторный сварочный аппарат;
- горелка, а также специальный гибкий шланг, внутри которого проходят газопровод, направляющая для проволоки, силовой кабель и электрический управляющий кабель;
- механизм для равномерной автоматической подачи проволоки;
- модуль управления, а также контролер скорости двигателя (ШИМ-контроллер);
- баллон с защитным газом (углекислотой);
- электромагнитный клапан для отсекания газа;
- катушка с электродной проволокой.
Чтобы собрать самодельный полуавтомат из сварочного инвертора, последний должен вырабатывать сварочный ток не менее 150 А. Но его придется немного модернизировать, поскольку вольтамперные характеристики (ВАХ) инвертора не подходят для сварки электродной проволокой в среде защитного газа.
Но об этом позже. Сначала нужно сделать механическую часть полуавтомата, а именно механизм подачи проволоки.
Механизм подачи электродной проволоки
Поскольку подающий механизм будет размещаться в отдельном коробе, то для этой цели идеально подойдет корпус от системника компьютера . К тому же, не нужно выбрасывать блок питания. Его можно приспособить под работу механизма протяжки.
Для начала, нужно измерить диаметр катушки с проволокой или, обрисовав ее на бумаге, вырезать окружность и вставить ее в корпус. Вокруг бобины должно быть достаточно места для размещения других узлов (блока питания, шлангов и механизма протяжки проволоки).
Устройство протяжки проволоки изготавливается из механизма стеклоочистителя от автомобиля. Под него необходимо спроектировать раму, которая также будет удерживать прижимные ролики. Макет необходимо нарисовать на плотной бумаге в реальном масштабе.
Совет! Разъем для подключения шланга горелки и сам шланг с горелкой можно изготовить своими руками. Но правильнее будет купить готовый комплект, который имеет доступную цену.
Устройство подачи должно быть установлено в корпусе так, чтобы разъем располагался в удобном месте.
Чтобы проволока подавалась равномерно, все составляющие должны закрепляться точно друг напротив друга. Ролики необходимо отцентрировать относительно отверстия для входного штуцера, который находится в разъеме для подключения шланга.
В качестве роликовых направляющих можно использовать подходящего диаметра подшипники. На них с помощью токарного станка протачивается небольшая канавка, по которой будет двигаться электродная проволока. Для корпуса механизма можно использовать фанеру толщиной 6 мм, текстолит или прочный листовой пластик. Все элементы закрепляются на основе, как показано на следующем фото.
В качестве первичной направляющей для проволоки используется просверленный вдоль оси болт . В результате получится подобие экструдера для проволоки. На входе штуцера одевается кембрик, усиленный пружиной (для жесткости).
Штанги, на которых закреплены ролики, также подпружиниваются. Сила прижима устанавливается с помощью болта, расположенного снизу, к которому крепится пружина.
Совет! Если у вас по каким-либо причинам нет возможности изготовить механизм для протяжки проволоки своими руками, то его можно купить в Китае. В продаже имеются механизмы на 12 В и на 24 В. Данном случае, поскольку используется БП от компьютера, потребуется устройство с питанием от 12 В.
Основу для закрепления бобины можно изготовить из небольшого куска фанеры или текстолита и обрезка пластиковой трубы подходящего диаметра.
Схема управления механикой
Чтобы добиться хорошего качества шва при сварке, необходимо обеспечить подачу проволоки с определенной и постоянной скоростью. Поскольку за скорость подачи оснастки отвечает двигатель от стеклоочистителя, то необходимо устройство, способное изменять скорость вращения его якоря. Для этого подойдет уже готовое решение, которое также можно приобрести в Китае, и называется оно
Ниже приведена схема, из которой становится понятно, как подсоединяется контроллер оборотов к двигателю. Регулятор контроллера с цифровым табло выводится на переднюю панель корпуса.
Далее, нужно установить реле, управляющее газовым клапаном . Оно же будет управлять и запуском двигателя. Все данные элементы должны активироваться при нажатии кнопки пуска, расположенной на рукоятке горелки. При этом подача газа в место сварки должна быть с опережением (примерно на 2-3 сек) начала подачи проволоки. В противном случае дуга зажжется в окружении атмосферного воздуха, а не в среде защитного газа, в результате чего электродная проволока расплавится.
Реле задержки для самодельного полуавтомата можно собрать на основе 815-го транзистора и конденсатора . Чтобы получить паузу в 2 секунды, будет достаточно конденсатора на 200-2500 мкФ.
Совет! Поскольку питание идет от компьютерного БП, который выдает напряжение 12 В, вместо самостоятельного изготовления модуля можно использовать автомобильное реле.
Размещается в любом месте, где он не будет мешать работе подвижных узлов, и подсоединяется к цепи согласно схеме. Можно использовать воздушный клапан от ГАЗ 24 или купить специальный, предназначенный для полуавтоматов. Клапан отвечает за автоматическую подачу защитного газа на горелку. Включается он после нажатия на кнопку пуска, расположенную на горелке полуавтомата. Наличие этого элемента значительно экономит расход газа.
Но как уже было отмечено, для полноценной работы полуавтомата вольтамперные характеристики (ВАХ) инвертора не подходят. Поэтому, чтобы приставка полуавтомат работала в паре с инвертором, в его электрическую схему требуется внести небольшие изменения.
Изменение ВАХ инвертора
Чтобы изменить ВАХ инвертора, существует множество схем, но самый простой способ сделать это заключается в следующем:
- соберите устройство с использованием дросселя от лампы дневного света по схеме, приведенной ниже;
- для подключения собранного устройства потребуется собрать еще один блок по следующей схеме;
- чтобы на инверторе не срабатывал датчик перегрева, к нему необходимо припаять (параллельно) оптрон, как показано на следующей схеме.
Но если управление сварочным током в инверторе происходит с помощью шунта , то можно собрать простую схему из трех резисторов и переключателя режимов, как показано ниже.
В итоге, переделка сварочного инвертора в полуавтомат обойдется в 3 раза дешевле уже готового агрегата. Но конечно же, для самостоятельной сборки аппарата потребуется иметь определенные знания в радиоделе.
Сварочный полуавтомат может быть самодельным, сделанным из инвертора. Сразу скажем, что смастерить сварочный полуавтомат из инвертора своими руками непросто, но не невозможно. Тому, кто задумал смастерить полуавтомат своими руками из инвертора, следует изучить принцип его работы, посмотреть при необходимости видео или фото, посвященные данной теме, подготовить необходимые комплектующие и оборудование.
Как инвертор переделать в полуавтомат
Для работы понадобится:
С хема сварочного полуавтомата
Особое внимание уделяется переделке подающего устройства, подающего в зону сварки проволоку, которая передвигается по гибкому шлангу. Для получения качественного аккуратного сварного шва скорость подачи проволоки по гибкому шлангу и скорость ее расплавления должны соответствовать.
При сварке полуавтоматом используется проволока разного диаметра и из разных материалов, поэтому должна быть возможность регулирования скорости ее подачи. Этим занимается подающий механизм.
Наиболее распространенные диаметры проволоки в нашем случае: 0,8; 1; 1,2 и 1,6 мм. Перед сваркой проволока наматывается на катушки, являющиеся приставками, закрепляемыми нехитрыми крепежными элементами. Проволока в процессе сварки подается автоматически, благодаря чему значительно сокращается время технологической операции и повышается эффективность.
Главный элемент электронной схемы блока управления - это микроконтроллер, отвечающий за стабилизацию и регулирование сварочного тока. От этого элемента зависят параметры тока и возможность регулирования их.
Переделываем инверторный трансформатор
Полуавтомат сварочный своими руками сделать можно путем переделки трансформатора инвертора. Для приведения характеристик инверторного трансформатора в соответствии с необходимыми, он обматывается медной полосой, обматывающейся термобумагой. Обыкновенный толстый провод для этих целей не используется, потому что он будет сильно нагреваться.
Вторичная обмотка тоже переделывается . Для этого нужно:
- Намотать обмотку из трех слоев жести, из которых каждый изолируется фторопластовой лентой.
- Концы обмоток спаять друг с другом для повышения проводимости токов.
В конструктивной схеме инвертора, используемого для включения в полуавтомат, должен быть предусмотрен вентилятор для охлаждения аппарата.
Настройка
При изготовлении полуавтомата из инвертора предварительно обесточьте оборудование. Для предотвращения перегрева устройства разместите его входной и выходной выпрямители, а также силовые ключи на радиаторах.
По выполнении вышеперечисленных процедур соедините силовую часть с блоком управления и подключите его к электросети. Когда загорится индикатор подключения к сети, подключите к выходам инвертора осциллограф. С помощью осциллографа найдите электрические импульсы в 40−50 кГц. Между формированием импульсов должно проходить 1,5 мкс, и регулируется это изменением величины напряжения, поступающего на вход.
Осциллограмма сварочного тока и напряжения: на обратной полярности - слева, на прямой полярности - справа
Проверьте, чтоб импульсы, которые отражаются на экране осциллографа, были прямоугольными, а фронт их составлял не больше 500 нс. Если проверяемые параметры такие как должны быть, подключите инвертор к электросети.
Ток, который поступает от выхода, должен быть не меньше 120А. Если эта величина меньше, вероятно, что в провода оборудования идет напряжение, не превышающее 100 В. В таком случае оборудование тестируется изменением силы тока (плюс постоянно контролируется напряжение на конденсаторе). Также постоянно контролируется температура внутри устройства.
После тестирования проверьте аппарат под нагрузкой: подключите к сварочным проводам реостат сопротивлением не менее 0,5 Ом. Он должен выдержать ток в 60 А. Сила тока, поступающего на сварочную горелку, контролируется амперметром. Если она не соответствует требуемому значению, величину сопротивления подбирают эмпирически.
Использование
После запуска аппарата индикатор инвертора должен высветить значение силы тока - 120 А. Если значение иное, что-то сделано неверно. На индикаторе могут высветиться восьмерки. Чаще всего это происходит из-за недостаточного напряжения в сварочных проводах. Лучше сразу определить причину этой неисправности и устранить ее. Если все правильно, индикатор корректно покажет силу тока, регулируемого специальными кнопками. Интервал регулировки тока, обеспечивающий инверторы, лежит в пределах 20−160 А.
Контроль правильности работы
Чтобы полуавтомат прослужил длительный срок, рекомендуется все время контролировать температурный режим работы инвертора. С целью контроля одновременно нажимаются две кнопки, а после температура самого горячего из радиаторов инвертора выведется на индикатор. Нормальная рабочая температура - не больше 75 ° C .
Если будет больше, кроме информации, которая выводится на индикатор, инвертор будет издавать прерывистый звук, что сразу должно насторожить. При этом (или при замыкании термодатчика) электронная схема автоматически уменьшит рабочий ток до 20А, а звуковой сигнал идти будет, пока оборудование не придет в норму. О неисправности оборудования может говорить и код ошибки (Err), который высвечивается на индикаторе инвертора.
Когда используется полуавтомат сварочный
Полуавтомат рекомендуется использовать, когда нужны точные аккуратные соединения стальных деталей. С помощью такого оборудования варят тонкий металл, что актуально, например, при ремонте кузовов автомобилей. Научиться работать с аппаратом помогут квалифицированные специалисты или обучающее видео.
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:Частичная автоматизация сварки облегчает процесс и повышает качество сварного шва. Большой шаг в этом направлении можно сделать, если изготовить сварочный полуавтомат своими руками.
В настоящее время много делается в части механизации и автоматизации сварочных работ. Хорошие результаты достигнуты в совершенствовании электродуговой сварки. Стали доступными для многих многочисленные чертежи, схемы и конструкции аппаратов. Все это позволяет сделать достаточно надежный полуавтомат для сварки своими руками.
Общие сведения о полуавтоматах
Современный сварочный полуавтомат представляет собой устройство для электродуговой сварки с применением плавящегося электрода. Главная задача полуавтомата — обеспечить непрерывную подачу электрода в зону сварки. Эта задача решается использованием в качестве электрода сварочной проволоки, подача которой автоматизирована в части непрерывной подачи. При этом движения самим электродом вдоль шва осуществляет сварщик вручную. Скорость подачи проволоки регулируется.
По степени защиты зоны сварки от воздействия среды устройства подразделяются на полуавтоматы для сварки с флюсом, сварки в газовой среде и сварки специальной порошковой проволокой. В первом случае флюс входит в состав проволоки, она в самодельных аппаратах применяется редко из-за своей дороговизны. Наиболее распространена сварка в газовой среде, а использование порошковой проволоки обычно совмещено с применением защиты газом.
Конструкции полуавтоматов
Наиболее перспективным типом сварочного полуавтомата своими руками является аппарат электродуговой сварки в защитной газовой среде. В этом случае основными элементами полуавтомата являются: источник сварочного тока; горелка с электродом и рукавом для подачи газа; источник защитного газа; механическая система с редуктором для подачи проволоки; система контроля и управления процессом.
Система подачи проволоки основывается на двух механизмах, поэтому подразделяется на систему толкающего типа и систему тянущего типа, а также на их совместном применении. Первый тип характеризуется тем, что сварочная проволока проталкивается внутрь направляющего канала (рукава). При втором типе устройство подачи находится внутри горелки и вытягивает проволоку с отдающей катушки.
Система управления процессом должна предусматривать как возможность регулирования параметров (ток, напряжение), так и скорость поступления проволоки. В самодельных конструкциях возможно и плавное регулирование, и ступенчатое. Перспективна автоматическая связь сварочных параметров со скоростью подачи проволоки. Источником тока для сварки может быть стандартный сварочный инвертор или самодельный трансформатор.
Изготовление сварочного трансформатора
Рисунок 1. Схема механизма подачи проволоки.
При выборе мощности сварочного трансформатора следует учитывать диаметр сварной проволоки. Так, в случае применения проволоки диаметром 0,8 мм достаточно тока 160 А. Мощность сварочного трансформатора должна быть не менее 3 кВт. В качестве сердечника трансформатора рекомендуется ферритный металл в форме тороида.
Сечение сердечника составляет 40 кв.см. Наматывается первичная обмотка из провода марки ПЭВ или ПЭТВ диаметром 1,9 мм. Количество витков — 220. Намотка производится с одной стороны сердечника с натягом. Витки должны плотно прилегать друг к другу. Под обмоткой и сверху нее накладывается бумажная, тканевая или лакотканевая лента. Верхняя защитная намотка лентой скрепляется тесьмой.
Вторичная обмотка накладывается на другой стороне сердечника. Обмотка производится медным проводом или шиной сечением не менее 60 кв.мм. Количество витков — 56. Накладываются защитные покрытия, аналогичные первичной обмотке. Такой трансформатор имеет мощность 3 кВт, сварочный ток — до 200 А.
Механизм подачи проволоки
Рисунок 2. Схема сборки горелки.
Механизм, обеспечивающий автоматическую подачу сварной проволоки в сварочную зону, является одним из важнейших элементов сварочного полуавтомата. В самодельных конструкциях такой механизм можно сделать на базе автомобильного стеклоочистителя, например, автомобиля ГАЗ-69. Механизм подачи проволоки совмещается со сварочной горелкой. На рис. 1 показана схема такого устройства: схема механизма подачи сварочной проволоки где 1 — основание; 2, 10 — ведущий и ведомый ролики подачи; 3 — втулка-подшипник со стопорной гайкой; 4 — выходной вал редуктора привода; 5 — кронштейн; 6 — направляющая; 7 — сварочная проволока; 8 — ось обоймы; 9 — прижимная планка; 11 — прижимная пружина; 12 — кронштейн; 13 — обойма ведомого ролика; 14 — ось ведомого ролика; 15 — шайба; 16 — дистанционная втулка.
Горелка для сварки предназначена для подведения в сварочную зону электрического тока, защитного газа и сварочного провода (электрода) одновременно. При этом подача электрического тока производится по сварочной проволоке, а газа — по отдельному каналу. Сварочная проволока подводится внутри направляющей трубки (можно использовать, например, оболочку диаметром 1,2 мм для троса автомобильного спидометра), на один конец которой крепится направляющая трубка с резьбой диаметром 4 мм, а другой конец входит в канал сварочной горелки. Пусковая кнопка с помощью кронштейна крепится к каналу горелки и соединяется с кабелем. В канал горелки подсоединяется и шланг подачи газа.
Рисунок 3. Электрическая схема блока управления процессом.
Сама горелка собирается из двух одинаковых половин, а все шланги, трубки и провода (кабели) собираются вместе и скрепляются бандажом.
Схема сборки горелки показана на рис. 2: схема сборки сварочной горелки, где 1 — направляющая; 2 — канал для сварочной проволоки; 3 — канал-основание; 4 — трубка инжектора; 5 — шланг для газа; 6 — провод; 7 — пусковая кнопка; 8 — кронштейн; 9 — стопорный винт; 10 — гайка латунная; 11 — шайба-заглушка; 12 — втулка; 13 — кожух; 14 — наконечник.
В механизме подачи можно использовать электродвигатель с редуктором от привода очистителя стекол автомобиля ГАЗ-69. Выходной вал уменьшается до 25 мм, на нем нарезается левая резьба диаметром 5 мм. Ведомый ролик имеет возможность вращения на оси диаметром 5 мм, пересекающей планки и рамку, сформированную обоймой и планкой.
Впереди на роликах (на ширине 5 мм) выполняются зубья так, чтобы между ними создалось зубчатое зацепление. С задней стороны на роликах делается рифление (ширина 10 мм) для обеспечения захвата проволоки. Рамка ведомого ролика на конце осаживается на ось, пересекающую кронштейн и втулку. На второй конец рамки устанавливается пружина для зажима проволоки между роликами.
Механизм подачи проволоки, клапан газа, выключатель и резисторы устанавливаются на пластине из текстолита, которая закрывает щиток управления. Отдающая катушка со сварной проволокой крепится на расстоянии порядка 20 см от механизма подачи.
Перед началом сварки направляющие необходимо приблизить к роликам и закрепить гайками. Потом проволока протягивается через направляющие, устройство подачи, канал горелки и наконечник. Наконечник ввертывается в горелку. Надевается защитный кожух и крепится винтами. Шланг подводится к клапану, устанавливается на редукторе газовое давление порядка 1,5 атм.
Работа сварочного полуавтомата во многом зависит от схемы управления процессом подачи проволоки, газа и сварочного тока.
На рис. 3 приведена электрическая схема блока управления процессом.
Схема сварочного полуавтомата осуществляет регулирование в следующем порядке. Когда переключатель SB1 замкнут, при включении кнопки SA1 задействуется реле К2, через контакты которого срабатывает реле К1 и К3. Контакт К1.1 открывает подачу газа, а контакт К1.2 подает ток на электродвигатель, контакт К1.3 выключает тормоз двигателя. Реле К3 с помощью своих контактов проводит обратную операцию через определенное время, задающееся резистором R2. В этот период работы газ поступает в горелку, но сварка не производится.
После срабатывания конденсатора С2 выключается реле К3 и включается двигатель механизма подачи, а после срабатывания реле К5 поступает сварочный ток. Начинается сварка.
При выключении кнопки SA1 выключается реле К2, отключая реле К1. Двигатель механизма подачи выключается и включается тормоз. Контакт К1.1 прерывают подачу сварочного тока. Сварка прекращается.
Сборка полуавтомата
В каркас с крышей устанавливается сварочный трансформатор и блок управления им. К трансформатору подключается кабель от электросети. В отдельном щитке собирается схема управления сваркой. Щиток кабелем соединяется со сварочным трансформатором и горелкой. К горелке подключается баллон с газом. Проводятся все необходимые установки и регулирования. Сварка с помощью сварочного полуавтомата начинается после нажатия пусковой кнопки.
Инструмент и оборудование
Для изготовления сварочного полуавтомата необходимо следующее оборудование и инструмент:
- болгарка;
- сварочный аппарат;
- паяльник;
- дрель;
- ножовка;
- тиски;
- зубило;
- молоток;
- пассатижи;
- набор метчиков и плашек;
- острый нож;
- линейка.
Сварочный полуавтомат своими руками — это вполне разумное решение. Изготовить такой автомат можно, но необходимо приложить немного усилий и сноровки.
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.
