Выбор бытовых сварочных аппаратов на современном рынке огромен - от трансформаторных и инверторных до аппаратов плазменной резки. Основная область использования данной электроаппаратуры в бытовых целях - ремонт авто - мототехники, сварочные работы на малых строительных площадках (дачное строительство). В данной статье предлагаю рассмотреть некоторые моменты по модернизации бытовых трансформаторных сварочных аппаратов на примере сварки фирмы BlueWeld модель Gamma 4.185.
Рассмотрим принципиальную схему аппарата - как видите ничего сложного-обычный силовой трансформатор,с первичной обмоткой на 220/400В, с тепловой защитой и вентилятором охлаждения.
Рабочий ток прибора (от 25 до 160А) регулируется посредством выдвижной части сердечника трансформатора.Аппарат расчитан на работу с покрытыми электродами от 1,5 до 4мм диаметром. Что же явилось предпосылкой к модернизации данного устройства? Прежде всего нестабильность питающего напряжения в том районе, где планировалось использование данного аппарата - в иные дни оно едва достигало 170В (кстати, некоторые инверторные аппараты просто не запускаются при таком напряжении питания). Кроме того, аппарат изначально не предназачен для выполнения сварных швов с высокими эстетическими характеристиками (например при применении электродуговой сварки в процессе художественной холодной ковки металла или при сварке тонкостенных профильных труб) - в общем основным назначением аппарата было""спаять"" между собой две железных болванки. Помимо всего прочего, ""зажечь"" дугу этой сваркой было весьма затруднительно даже при номинальном напряжении питания - про пониженное напряжение вообще говорить не приходится. В итоге было решено прежде всего перевести аппарат на постоянный ток (для стабильности электрической дуги и как следствие увеличения качества сварного соединения) а также повысить напряжение выхода для более стабильного и легкого розжига электрода. Для этих целей идеально подошла схема выпрямителя/умножителя конструкции А.Трифонова - принципиальная электрическая схема (а) и вольт-амперные характеристики (б) показаны на рисунке.
Особую роль в этом техническом решении казалось бы обычного выпрямителя, играет перемычка Х1Х3-вставив ее,получают из обычного диодного моста VD1-VD4 с низкочастотным фильтром C1C2L1 выпрямительное устройство, на выходе которого в режиме холостого хода мы имеем удвоенное напряжение (по сравнению с вариантом работы прибора без перемычки). Рассмотрим более подробно работу схемы. Положительная полуволна напряжения поступает на полупроводниковый вентиль VD1 и зарядив конденсатор С1 до максимума возвращается к началу обмотки трансформатора. В другой полупериод, заряд проходит к конденсатору С2, а от него к вентилю VD2 и далее к обмотке. Конденсаторы С1 и С2 соединены таким образом, что результирующее напряжение оказывается равным суммарному (удвоенному) напряжению, которое и подводится через дроссель на держатель электрода и таким образом способствует стабильному разжиганию дуги. Вентили VD3 и VD4 при замкнутой перемычке Х2Х3 и отсутствии сварочной дуги в работе схемы не участвуют. Главным достоинством схемы является то,что при применении обычной схемы моста имеет место резкое снижение выпрямленного напряжения при увеличении тока нагрузки в момент зажигания дуги-приходится ставить электролитические конденсаторы огромной емкости - 15000мкф, и все это при том, что в момент касания электродом свариваемых поверхностей и мнгновенного разряда конденсатора большой емкости, происходит микровзрыв плазмы с разрушением покрытия электрода, а это ухудшает розжиг. Теперь немного о деталях конструкции.
В качестве вентилей диодного моста применимы полупроводниковые диоды Д161 или В200 со стандартными радиаторами для них.
Если у вас в наличии имеются 2 диода Д161 и 2 диода В200 вы можете сделать мост более компактным - диоды исполнены с разной проводимостью и радиаторы можно скрепить шпильками прямо между собой, не применяя прокладок. В качестве конденсаторов, перестраховавшись, применил набор неполярных конденсаторов МБГО (можно МБГЧ,МБГП).
Емкость каждого получилась по 400 мкф, чего вполне хватило для стабильной работы аппарата. Токовый дроссель L1 намотан на сердечнике от трансформатора ТС-270 проводом сечением 10мм квадратных.
Мотаем до полного заполнения окна. При сборке, между половинами сердечника трансформатора закладываем пластины из текстолита толщиной 0,5мм. Так как планировалось применение аппарата для сварки тонкостенных профильных труб, отрицательный вывод выпрямителя был подведен к электрододержателю, а положительный к ""крокодилу"" массы. Проведенные испытания показали следующие результаты: стабильный розжиг дуги; уверенное поддержание горения дуги; отличный тепловой режим при долговременной работе (10 электродов к ряду); хорошее качество сварных швов (по сравнению с использованием аппарата без выпрямителя). Вывод - модернизация сварочного аппарата с использованием выпрямителя Трифонова заметно улучшают его показатели по всем параметрам.
Сварочный полуавтомат – это функциональное устройство, которое можно приобрести готовым или сделать из . 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.
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.
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.
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.
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 , 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.
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.
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 , находится в пределах 20–160 А.
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.
Современными производителями выпускается большое количество сварочных инверторов, обладающих широким набором функций. В их числе полуавтоматические аппараты, работающие в режиме MIG/MAG, что означает подачу инертного или активного газа и сварочной проволоки к месту соединения заготовок. К сожалению, стоимость таких агрегатов превышает финансовые возможности многих людей. Поэтому желание переделать сварочные инверторы в полуавтоматы, находит всё больше последователей, поскольку удаётся сэкономить значительные суммы. Мы рассмотрим возможность такой переделки и необходимые для этого детали.
Зачастую перед мастером встаёт вопрос выбора между сварочным инвертором или полуавтоматом, отличие между которыми заключается в качестве шва и типах свариваемых металлов. Если обычный инвертор позволяет вести сварку в режиме AC/DC, штучными электродами разной толщины, то сварочные аппараты полуавтоматического типа осуществляют соединение деталей . Она подаётся в зону плавления с регулируемой скоростью и имеет разную толщину, а чтобы обеспечить наилучший результат, процесс проходит в среде инертного или активного газа (MIG/MAG).
Полуавтоматы позволяют сваривать всевозможные металлы различной толщины, при этом размер электрода не меняется и рабочая зона всегда на одном расстоянии от человека. В составе есть инвертор, но также присутствует регулируемый узел подачи проволоки и специальный шланг с горелкой и баллоном. Этим оборудованием можно сваривать сплавы алюминия, углеродистую и нержавеющую сталь, чугун и титан, а специальной проволокой — латунь и оцинкованный металл. При сборке полуавтомата из инвертора, своими руками, вам понадобятся следующие заводские или самодельные узлы:
- сварочный аппарат с режимами AC/DC, выдающий на выходе регулируемые токи от 10 до 200А, с переменным импульсным напряжением;
- горелка с возможностью подачи сварочной проволоки и соответствующего газа к месту сварочных работ;
- шланг, армированный пружиной для обеспечения бесперебойной подачи проволоки и газа;
- газовый баллон с редуктором и манометром;
- обратный сварочный кабель с зажимом;
- блок управления;
- надёжный, регулируемый узел подачи сварочной проволоки различной толщины.
Эти элементы можно приобрести в заводском исполнении, а часть из них — изготовить своими руками. Инвертор, горелку и газовый баллон необходимо купить от заводского производителя, так как технические требования к этим узлам требуют сертификата качества.
Конечно, свой полуавтомат обойдется значительно дешевле, но важно, чтобы самодельные элементы отвечали требованиям техники безопасности при производстве электросварочных работ.
Устройство горелки и шланга сварочного полуавтомата
Используя сварочный полуавтомат, мы можем увеличить скорость работы более чем в два с половиной или в три раза, поскольку нет необходимости в многократном проходе шва, в его зачистке и в замене штучных электродов. Для роста производительности, нужно обеспечить бесперебойную подачу инертного газа, напряжения и проволоки к сварочной ванночке. С этой целью используют устройство, состоящее из следующих компонентов:
- баллон с редуктором, настроенный на расход 6-10 л в минуту и укомплектованный шлангом подачи газа;
- еврорукав, шланг-кабель длиной 3 м, по которому осуществляется подача тока, проволоки и газа, а также управляющего сигнала;
- горелка с наконечником, кнопкой включения и насадкой под разный диаметр проволоки, снабжённая форсункой для инертного или активного газа.
Создать самостоятельно еврорукав — довольно сложно, нужно учитывать, что диаметр используемой проволоки колеблется от 0,8 до 1.6 мм, и она беспрепятственно должна проходить через сварочный шланг. Для этой цели канал снабжается пружиной, с использованием тефлонового покрытия, кроме того, по тому же рукаву проходит подача газа. По кабелю проходит и управляющий сигнал от кнопки горелки, а на конце обычно ставят многоконтактный евроразъём, по которому осуществляется включение и подача всех компонентов.
Сложная конструкция горелки и её работа в условиях высоких температур, подразумевает наличие тугоплавких насадок с отверстиями под разные диаметры сварочной проволоки. Через горелку происходит подача газа, а также включение механизма подачи проволоки к сварочной ванночке. Состоит она из следующих элементов:
- ручка с кнопкой управления;
- горелка;
- газовое сопло;
- калиброванный токоподводящий наконечник.
Важно обеспечивать надёжность электрических контактов и герметичное соединение газовых шлангов.
Конструкция подающего устройства
Процесс сборки сварочного полуавтомата своими руками, может происходить как с использованием заводского подающего устройства, так и его самодельного варианта. Для того чтобы его изготовить собственноручно, необходимо понять — из чего состоит заводское изделие, а именно:
- на лицевой панели находится евроразъём для подключения сварочного рукава;
- на тыльной части корпуса — тумблер включения блока питания и разъёмы для соединения с инвертором и системой подачи газа;
- внутри корпуса находится блок питания подающего устройства;
- узел подачи с закреплённой, свободно вращающейся бобиной с проволокой;
- далее расположено прижимное, регулируемое подающее устройство, соединённое через редуктор с валом электродвигателя;
- схема регулировки оборотов электродвигателя, обеспечивающая поступательное движение сварочной проволоки с заданной скоростью;
- соленоид, обеспечивающий или перекрывающий подачу газа в горелку через клапан;
- трубки подачи газа к соленоиду и евроразъёму;
- силовой кабель, подводящий сварочный ток к узлу подачи проволоки;
- схема согласования подачи газа и движения проволоки с задержкой в 1-2 секунды, препятствующая прогорание или залипание проволоки, при работе в агрессивной кислородной среде;
- кабели, соединяющие инвертор и подающее устройство.
Важно, чтобы система подачи была смонтирована на электроизолирующем материале, так как сварочная проволока находится под напряжением и является электродом, и необходимо не допустить электрического контакта с корпусом оборудования.
Необходимо обеспечить эффективный регулируемый прижим подающего ролика, поскольку проволока имеет разное сечение, в зависимости от толщины свариваемых заготовок. Важно обеспечить соотношение всех узлов, участвующих в обеспечении поступательного движения проволоки, чтобы избежать перегибов, затрудняющих плавную подачу с необходимой скоростью. Материал шланга, подводящего газ, должен быть термостойким, а соединения — обеспечиваться надёжными хомутами. Не составит особого труда подобрать подходящий по параметрам блок питания, который будет обеспечивать работу электродвигателя и электронных схем подающего устройства.
Поэтапная сборка полуавтомата
При переделке инверторов в полуавтоматы, необходимо учесть некоторые обстоятельства. При покупке инвертора, желательно, чтобы он поддерживал режим MMA+MIG/MAG. Аппарат обойдётся не намного дороже, но при переключении на режим MIG, он будет обеспечивать стабильную вольтамперную характеристику на выходе, что обеспечит плавную работу полуавтомата при токе ниже 40 А. Иначе, придётся вносить изменения в электронную схему инвертора и задействовать ШИМ для стабилизации параметров по напряжению. Это возможно осуществить при условии, что вы разбираетесь в электронике и хорошо умеете обращаться с паяльником.
Важно согласовать опорное и выходное напряжение, путём установки делителя и подобрать номиналы компонентов для подачи сигнала на входы контроллера.
Дальнейшие действия по сборке полуавтомата из сварочного инвертора, подающего устройства и еврорукава с горелкой заключаются в следующем:
- переключить инвертор в режим MIG и соединить его с подающим устройством силовым и управляющим кабелем;
- подключить баллон с газом через редуктор и манометр к подающему устройству, а также отрегулировать подачу 6-10 л в минуту в зависимости от состава газа и условий сварки;
- установить и закрепить катушку с проводом в узел подачи;
- с помощью схемы контроля оборотов, выставить необходимую скорость подачи сварочной проволоки и убедиться в её беспрепятственном движении;
- соединить горелку с еврорукавом, который, в свою очередь, подсоединить к устройству подачи;
- включить инвертор и оборудование для подачи и убедиться в наличии задержки между приходом газа и движением проволоки в 1-2 секунды.
Правильный подбор толщины проволоки, состава инертного или активного газа, а также корректная работа радиоэлектронных компонентов, обеспечат высокую скорость и качество сварочных работ.
При возникновении затруднений, необходимо обратиться за консультацией к специалистам, чтобы не вызвать выхода из строя дорогого оборудования, а также, избежать риска для жизни.
Подводим итоги
Мы рассмотрели некоторые способы переделки сварочных инверторов в полуавтоматы своими руками. Это довольно сложная задача, при пристальном изучении, не является особенно трудной. Важно лишь обеспечить надёжное функционирование элементов и электробезопасность. Главное, что эти усилия и временные потери, обеспечат весьма существенную экономию денежных средств.
Комментариев:
Любой магазин инструментов в настоящее время может предложить довольно большой ассортимент разнообразных сварочных аппаратов различной ценовой категории. Большую часть сварочных агрегатов, до 70%, занимают сварочные инверторы, а прочие «сварочники» приходятся на аппараты трансформаторного типа. Не все люди могут приобрести промышленное изделие для производства электросварочных работ, а некоторые сами хотят сделать .
Домашний сварочный аппарат не сможет выполнять сложные задачи, однако для мелких работ мощности будет достаточно.
Что такое электросварка
Соединение металлических изделий между собой при помощи разогрева металла электрической дугой и дальнейшим его сплавлением в неразъемный шов называется электросваркой. Основным оборудованием в таком сварочном процессе является аппарат для сварки, а главным инструментом для соединения металлических вещей служит электрод. Агрегат для сварки служит источником переменного или постоянного тока, который посредством электрода поджигает дугу, расплавляющую металл. Качество сварного соединения при сварке постоянными токами значительно выше, чем такое же соединение, выполненное «переменкой». Не стоит сбрасывать со счетов опыт электросварщика, хотя популярные сегодня сварочные инверторы позволяют проводить качественную сварку металлов чуть ли не с первого раза. Именно поэтому для большинства разнообразных сварных работ используют сварочные аппараты, использующие в своей работе постоянный род тока.
Вернуться к оглавлению
Простейший сварочный аппарат: инструкция
Для небольших домашних работ по сварке можно собрать самодельный компактный аппарат, обладающий небольшой мощностью. Это, конечно, не инвертор, но нужная вещь. При решении задачи создания сварочного «помощника» можно использовать различные конструктивные особенности.
Простейший прибор для сварки представляет собой сварочный трансформатор с двумя обмотками: сетевой и рабочей. Сетевая рассчитывается на напряжение сети, обычно 220-240 вольт, а рабочая рассчитывается на пониженное напряжение от 70 до 45 вольт, причем изменение тока обычно происходит изменением числа витков рабочей обмотки, ее отводами. В качестве железа для трансформаторов можно использовать старые асинхронные двигатели или промышленные понижающие трехфазные трансформаторы типа ТОЗ и т.п.
Первичная обмотка должна быть рассчитана на 25-ти амперный ток, вторичная или рабочая — на 160 А. Это находит свое отражение в сечении применяемых проводов. Для приблизительной оценки токовой нагрузки на 1 кв. мм допускаем 10 А, для алюминиевых — 4 А. Определяем площадь сечения окна трансформаторного железа в кв. см, затем находим количество витков обмоток, если нужное количество для одного вольта определяется как 48, поделенное на площадь сечения окна железа трансформатора. Рассчитать аппарат — это полдела, главное — собрать.
Созданное по расчетам изделие является простейшим сварочным устройством переменного тока, конструкция аппарата зависит от использованных материалов.
Вернуться к оглавлению
Сделаем сварочный аппарат постоянного тока своими руками
Чтобы сварочные аппараты переменного тока превратились в «сварочники» постоянного рода тока, необходимо ограничить скорость изменения тока дросселем и выпрямить переменный диодами или выпрямительным мостом.
Диоды должны соответствовать выходному току в 200 А и иметь достаточно хорошее охлаждение, чтобы первая же сварка не вывела их из строя. Это в полной мере относится к дросселю. Использование этих приспособлений совместно со сварочным агрегатом переменного тока превращают его в аппарат постоянного тока. Становится возможным сварка электродами постоянного тока, и расширяется ассортимент свариваемых металлов. Становится доступна сварке нержавеющая сталь и чугун. Аппарат для сварки может варить подобно инвертору, хотя тут сварщику требуется довольно большой опыт работы.
Полуавтомат из инвертора своими руками можно изготовить без особых трудностей при наличии соответствующих технических знаний. Чтобы изготовить полуавтомат своими руками, потребуется подготовить определенный перечень механизмов, устройств, инструментов и материалов, которые входят в состав агрегата.
Полуавтомат из инвертора включает в себя инвертор и сварочную горелку.
Подготовка к изготовлению и особенности конструкции
Домашними умельцами разработаны различные схемы конструирования полуавтоматов из инвертора.
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.
Выбор трансформатора для инвертора и сборка агрегата
Перед самостоятельным конструированием полуавтомата требуется определиться с типом и мощностью сварочного трансформатора, который планируется установить в полуавтомате. Следует помнить, что при использовании для процесса сваривания проволоки минимального размера 0,8 мм рабочий сварочный ток должен быть 160 А. Мощность сварочного трансформатора для получения такого тока должна составлять 3 кВт. При выборе трансформатора следует обратить внимание на то, что трансформатор на тороидальном сердечнике имеет меньший вес по сравнению с другими типами устройств.
При изготовлении трансформатора нужно учитывать несколько тонкостей. Трансформатор требуется обмотать медной полосой с размерами (40 мм — ширина и 30 мм — толщина). Перед использованием медной полосы ее сначала обматывают термобумагой. Использовать для намотки обычный медный провод нельзя, так как происходит его сильный нагрев.
Вторичную обмотку трансформатора делают из трех слоев жести. Слои жести изолируются между собой при помощи фторопластовой ленты. На выходе концы спаиваются между собой для повышения проводимости. В корпусе, где устанавливается трансформатор, монтируется вентилятор для осуществления обдува с целью повышения охлаждения компонентов системы в процессе работы устройства.
Регулировку тока в приспособлении можно осуществлять двумя способами: по первичной и вторичной обмоткам. Осуществление регулировки первым способом требует использования тиристорной схемы регулировки. Этот способ регулирования имеет определенные недостатки, которые устраняются при помощи включения в цепь реле и некоторых коммутирующих элементов.
При применении регулировки тока по вторичной обмотке возникает высокая пульсация, для снижения которой применяют тиристорную схему. Применение коммутирующих схем приводит к повышению веса конструкции и стоимости установки. По этой причине использование регулировки тока по первичной обмотке считается более приемлемым.
Для сглаживания пульсаций в цепи вторичной обмотки встраиваются сглаживающий дроссель и конденсатор, имеющий емкость около 50000 МкФ. Такая конфигурация устройства позволяет сглаживать пульсации напряжения при выборе любой схемы регулирования тока.
В качестве редуктора для подачи проволоки можно использовать редуктор от стеклоочистителя ВАЗ.
Настройка инвертора-полуавтомата
При сборке инвертора-полуавтомата своими руками требуется для силовых ключей, входного и выходного выпрямителей обеспечить хорошее охлаждение при помощи использования радиаторов. В корпусе также требуется монтировать термодатчик. После проведения монтажа силовой части приспособления проводится подключение ее к блоку управления устройством.
Готовое устройство можно включать в сеть. После того как загорелся индикатор, к устройству подключают осциллограф и проверяют правильность работы. Двуполярные импульсы должны иметь частоту 40-50 Гц, а время между ними корректируется за счет изменения напряжения на входе. Нормальный промежуток времени между импульсами должен составлять 1,5 мкс.
Импульсы, которые регистрирует осциллограф, должны иметь прямоугольные фронты длительностью не более 500 нс.
После проверки инвертора он подключается к бытовой электрической сети. При подключении аппарата индикатор должен показывать 120 А. В случае если этот показатель не достигнут, требуется проверить правильность сборки устройства.
По окончании тестирования аппарата на холостом ходу проводится тестирование устройства под нагрузкой. Для этой цели требуется в цепь сварочных проводов включить нагрузку в виде реостата 0,5 Ом, который способен выдерживать ток больше 60 А. При этой нагрузке контролируется ток при помощи вольтметра.
После сборки агрегата проверяется его работоспособность. Для этого следует нажать на кнопку запуска. Сразу после этого начинает поступать углекислый газ, через несколько секунд включается ток, начинается подача электродной проволоки. При выключении устройства сначала прекращается подача рабочего тока и электродной проволоки и только спустя несколько секунд перекрывается электроклапан, обеспечивающий подачу углекислого газа в зону проведения сварочных работ. В качества клапана для обеспечения подачи углекислого газа можно использовать клапан подачи воды на заднее стекло автомобиля ВАЗ.
Правила использования сварочного инвертора и применение агрегата
После запуска инвертора при помощи контроллера выставляется требуемый для работы ток. В случае правильной настройки на выходе устройства величина электрического тока составляет 120 А. При помощи блока управления при необходимости силу тока можно изменять в интервале от 20 до 160 А. При использовании агрегата следует контролировать температуру его нагрева. Температура нагрева не должна превышать 75º С. Для ее контроля в устройстве следует установить термодатчик. При увеличении температуры выше установленного максимума устройство следует отключить и дать ему время на остывание. Для улучшения охлаждения в агрегате предусмотрена установка нескольких вентиляторов.
Полуавтомат сварочный, изготовленный на основе инвертора, применяют для проведения процедуры точного сваривания изделий из различных типов стали. Помимо этого устройство используется для сваривания тонких металлических заготовок. Использование полуавтомата распространено при проведении автомобильных ремонтных работ кузова.
После изготовления полуавтоматической сварки из инвертора для дома этот агрегат становится незаменимым устройством, используемым в домашнем хозяйстве для выполнения большого количества различных сварочных работ.