Схема напівавтоматичного зварювання. Зварювальний напівавтомат побутового призначення своїми руками. Зміна ВАХ інвертора

У продажу можна побачити безліч зварювальних напівавтоматів вітчизняного та зарубіжного виробництва, що використовуються при ремонті кузовів автомобілів. За бажання можна заощадити на витратах, зібравши зварювальний напівавтомат у гаражних умовах.

У комплект зварювального апаратувходить корпус, в нижній частині якого встановлюється силовий трансформатор однофазного або трифазного виконання, вище розташовується пристрій протягування зварювального дроту.

До складу пристрою входить електродвигун постійного струму з передавальним механізмом зниження обертів, як правило, тут використовується електродвигун з редуктором від склоочисника а/м УАЗ або «Жигулі». Сталевий дріт з мідним покриттям з барабана, що подає, проходячи через обертові ролики надходить в шланг для подачі дроту, на виході дріт входить в контакт із заземленим виробом, що виникає дуга зварює метал. Для ізоляції дроту від кисню повітря зварювання відбувається серед інертного газу. Для включення газу встановлено електромагнітний клапан. При використанні прототипу заводського напівавтомата в них виявлено деякі недоліки, що перешкоджають якісному проведенню зварювання: передчасний вихід від навантаження з ладу вихідного транзистора схеми регулятора обертів електродвигуна; відсутність у бюджетній схемі автомата гальмування двигуна за командою зупинки - зварювальний струм при відключенні пропадає, а двигун продовжує подавати дріт деякий час, це призводить до перевитрати дроту, небезпеки травматизму, необхідності видалення зайвого дроту спеціальним інструментом.

У лабораторії «Автоматики та телемеханіки» Іркутського обласного Центру ДТТ розроблено більше сучасна схемарегулятора подачі дроту, принципова відмінністьякої від заводських - наявність схеми гальмування та дворазовий запас комутаційного транзистора по пусковому струму з електронним захистом.

Характеристики пристрою:
1. Напруга живлення 12-16 вольт.
2. Потужність електродвигуна – до 100 ватів.
3. Час гальмування 0,2 сек.
4. Час запуску 0,6 сек.
5. Регулювання оборотів 80%.
6. Струм пусковий до 20 ампер.

До складу принципової схемирегулятора подачі дроту входить підсилювач струму потужному польовому транзисторі. Стабілізований ланцюг установки обертів дозволяє підтримувати потужність у навантаженні незалежно від напруги живлення електромережі, захист від перевантаження знижує підгоряння щіток електродвигуна при пуску або заїданні в механізмі подачі дроту та вихід з ладу силового транзистора.

Схема гальмування дозволяє майже миттєво зупинити обертання двигуна.
Напруга живлення використовується від силового або окремого трансформатора з споживаною потужністю не нижче максимальної потужності електродвигуна протягування дроту.
У схему введено світлодіоди індикації напруги живлення та роботи електродвигуна.

Напруга з регулятора обертів електродвигуна R3 через обмежувальний резистор R6 надходить на потужний затвор польового транзистора VT1. Живлення регулятора оборотів виконано від аналогового стабілізатора DA1 через струмообмежувальний резистор R2. Для усунення перешкод, можливих від повороту повзунка резистора R3, в схему введений конденсатор фільтра C1.

Світлодіод HL1 вказує на стан схеми регулятора подачі зварювального дроту.
Резистором R3 встановлюється швидкість подачі зварювального дроту місце дугового зварювання.

Підстроювальний резистор R5 дозволяє вибрати оптимальний варіантрегулювання обертів двигуна в залежності від його модифікації потужності та напруги джерела живлення.

Діод VD1 в ланцюзі стабілізатора напруги DA1 захищає мікросхему від пробою при неправильній полярності напруги живлення.

Польовий транзистор VT1 оснащений ланцюгами захисту: в ланцюзі витоку встановлено резистор R9, падіння напруги на якому використовується для керування напругою на затворі транзистора за допомогою компаратора DA2. При критичному струмі в ланцюзі витоку напруга через підбудовний резистор R8 надходить на керуючий електрод компаратора 1 DA2, ланцюг анод-катод мікросхеми відкривається і знижує напругу на затворі транзистора VT1, обороти електродвигуна М1 автоматично знизяться.

Для усунення спрацьовування захисту від імпульсних струмів, що виникають при іскрінні щіток електродвигуна, в схему введено конденсатор C2.
До ланцюга транзистора VT1 підключений електродвигун подачі дроту з ланцюгами зниження іскріння колектора С3, С4, С5. Ланцюг складається з діода VD2 з навантажувальним резистором R7 усуває імпульси зворотного струму електродвигуна.

Двоколірний світлодіод HL2 дозволяє контролювати стан електродвигуна, при зеленому світінні – обертання, при червоному світінні – гальмування.

Схема гальмування виконана електромагнітному реле К1. Ємність конденсатора фільтра С6 обрана невеликої величини - тільки зниження вібрацій якоря реле К1, велика величина створюватиме інерційність при гальмуванні електродвигуна. Резистор R9 обмежує струм через обмотку реле при підвищеній напрузі джерела живлення.

Принцип дії сил гальмування, без застосування реверсу обертання, полягає у навантаженні зворотного струму електродвигуна при обертанні за інерцією, при відключенні напруги живлення на постійний резистор R8. Режим рекуперації - передачі енергії назад у мережу дозволяє в короткий часзупинити двигун. При повній зупинці швидкість і зворотний струм встановляться в нуль, це відбувається майже миттєво залежить від значення резистора R11 і конденсатора C5. Друге призначення конденсатора С5 – усунення підгоряння контактів К1.1 реле К1. Після подачі напруги на схему управління регулятора, реле К1 замкне ланцюг К1.1 живлення електродвигуна, протяжка зварювального дроту відновиться.

Джерело живлення складається з мережевого трансформатора T1 напругою 12-15 вольт і струм 8-12 ампер, діодний міст VD4 обраний на 2-кратний струм. За наявності на зварювальному трансформаторі напівавтомата вторинної обмотки відповідної напруги живлення виконується від неї.

Схема регулятора подачі дроту виконана на друкованій платіз одностороннього склотекстоліту розміром 136*40 мм, крім трансформатора та двигуна всі деталі встановлені з рекомендаціями щодо можливої ​​заміни. Польовий транзистор встановлений на радіатор розмірами 100*50*20.

Польовий транзистор аналог IRFP250 зі струмом 20-30 Ампер та напругою вище 200 Вольт. Резистори типу МЛТ 0,125, R9, R11, R12 – дротяні. Резистор R3,R5 встановити типу СП-3 Б. Тип реле К1 вказаний на схемі або №711.3747-02 на струм 70 Ампер та напруга 12 Вольт, габарити у них однакові та застосовуються в автомобілях «ВАЗ».

Компаратор DA2, при зниженні стабілізації обертів та захисту транзистора, із схеми можна видалити або замінити на стабілітрон КС156А. Діодний міст VD3 можна зібрати на російських діодах типу Д243-246 без радіаторів.

DA2 має повний аналог TL431 CLP іноземного виробництва.
Електромагнітний клапан подачі інертного газу Em.1 - штатний, на напругу живлення 12 вольт.

Налагоджує схему регулятора подачі дроту зварювального напівавтомата.починають з перевірки напруги живлення. Реле К1 при появі напруги має спрацьовувати, володіючи характерним клацанням якоря.

Підвищуючи регулятором оборотів R3 напруга на затворі польового транзистора VT1 проконтролювати, щоб обороти починали зростати при мінімальному положенні двигуна резистора R3, якщо цього не відбувається мінімальні обороти відкоригувати резистором R5 - попередньо двигун резистора R3 встановити в нижнє положення 5 має набрати мінімальні обороти.

Захист від навантаження встановлюється резистором R8 при примусовому гальмуванні електродвигуна. При закритті польового транзистора компаратором DA2 під час навантаження світлодіод HL2 згасне. Резистор R12 при напрузі джерела живлення 12-13 Вольт із схеми можна виключити.

Схема випробувана на різних типахелектродвигунів, з близькою потужністю, час гальмування переважно залежить від маси якоря, через інерцію маси. Нагрів транзистора та діодного мосту не перевищує 60 градусів Цельсія.

Друкована плата закріплюється всередині корпусу зварювального напівавтомата, ручка регулятора обертів двигуна - R3 виводиться на панель управління разом із індикаторами: включення HL1 та двоколірного індикатора роботи двигуна HL2. Живлення на діодний міст подається з окремої обмотки зварювального трансформатора напругою 12-16 вольт. Клапан подачі інертного газу можна підключити до конденсатора C6, він також буде включатися після подачі напруги. Живлення силових мереж та ланцюгів електродвигуна виконати багатожильним проводому вінілової ізоляції перетином 2,5-4 мм.кв.

Список радіоелементів

Вартість агрегатів для напівавтоматичного зварюваннянині чимала. Не всякий приватний майстер, власник автомобіля або приватного будинку зможе дозволити собі його придбати. Але більшості домашніх умільців під силу зібрати такий зварювальний напівавтомат своїми руками з доступних і порівняно недорогих комплектуючих. При дотриманні наведених нижче рекомендацій можна досягти відмінного результату - зібрати саморобний зварювальний, що підходить практично для всіх побутових потреб.

Сьогодні в інтернеті є кілька варіацій схем зварювального напівавтомата, що відрізняються незначною мірою. Існує безліч відео, креслень, що дозволяють зібрати напівавтомат на основі звичайного інверторапобутового призначення. Як основа для виготовлення напівавтоматичного зварювальника підійде будь-яка недорога заводська модель зварювального інвертора, здатна продукувати постійний струм значенням від 150А. Крім цього для складання працездатної схеми пристрою знадобиться наступне обладнання, вузли та матеріали:

• механізм, що подає для напівавтомата;
• елемент, характерний для конструкції напівавтоматичного агрегату – газовий пістолет-пальник;
• балон із інертним газом (вуглекислотою);
• модифікована котушка з витратним матеріалом- дротом;
• два рукави - для подачі зварювального дроту та захисного газу до пальника;
• електронний модуль керування.

Послідовність збирання саморобного напівавтомата

механізм подання

Згідно з інформацією від майстрів-умільців, одним із найскладніших завдань при самостійному виготовленні зварювального апарату напівавтоматичного принципу дії є створення надійного та ефективного механізму подачі дроту. У загальному випадку він є котушкою, з'єднаною з валом малопотужного електроприводу за допомогою притискного роликового пристрою. Буває достатнім застосування електродвигуна, що встановлюється на двірники вітрового скла автомобіля. При виборі приводу слід надавати перевагу двигунам одностороннього обертання.

Всі елементи механізму подачі монтуються на товстостінній текстолітовій пластині (товщиною не менше 8-10 мм). Котушка фіксується за допомогою одного-двох шарикопідшипників на валу відповідного діаметра, закріпленого в корпусі. На вал електродвигуна насаджується ролик, який з обох боків фіксується кульковими підшипниками. На виході вузла необхідно встановити напрямну з діаметром отвору трохи більшим, ніж розмір дроту.

Функціонування регулятора подачі дроту здійснюється так:

Дріт із вільно закріпленої котушки простягається через напрямний елемент і притискається з оптимальним зусиллям одним із роликів. Зусилля має бути таким, щоб забезпечувалося протягування зварювального дроту без прослизання, але не надмірним, здатним призвести до збільшення механічного навантаження на електропривод, що може легко вивести його з ладу. Для такого ефекту слід використовувати пружину на регульованому з'єднанні.

Схему управління подачею дроту найкраще реалізувати за допомогою класичного тиристорного блоку з діодним мостом, розрахованим на струм, що перевищує значення 10А. За інших виконаних умов даний вузол здатний подавати зварювальний дріт більшості типорозмірів, що використовуються при побутовому зварюванні (від 0.8 до 1.6 мм), причому швидкість протяжки можна регулювати самому (залежно від діаметра витратного матеріалу).

Доробка заводського інвертора

Переробка схеми зварювального напівавтомата з агрегату інверторного типу полягає у доопрацюванні його трансформатора. Для цього необхідно обмотати його первинну котушку смугою тонкої міді в термоізоляційній обмотці. Звичайний мідний дрітне можна використовувати з цією метою через високих температурздатних призвести до пошкодження ПВХ-ізоляції.

Котушку вторинного ланцюга трансформатора також слід адаптувати під нові завдання, намотавши для цього поверх існуючої обмотки три шари такого ж дроту, що ізолюються між собою фторопластової стрічкою. Для збільшення провідності струмів необхідно спаяти між собою стандартні висновки котушки з додатковими обмотками.

Пальник

Цей елемент для напівавтоматичного зварювання можна зробити самостійно. Але краще скористатися готовими заводськими рішеннями виробників даного обладнання, встановивши в саморобний зварювальний апарат стандартний пальник, оснащений зварювальними рукавами (для інертного газу та дроту), оскільки цей вузол є одним з найбільш відповідальних за якість зварювальних процесів.

Балон

Звичайно, краще використовувати стандартний балон з інертним газом, оскільки тільки такий продукт здатний відповідати всім вимогам безпеки. Однак подібні ємності надмірно громіздкі і досить дорогі, тому багато домашніх умільців знайшли вихід: для нечастої експлуатації напівавтоматичного зварювальника як балон (тільки для вуглекислого газу) застосовують вогнегасник, з'єднаний з редуктором за допомогою спеціального різьбового перехідника.

Як налаштовувати саморобний зварювальний напівавтоматичний агрегат

Для забезпечення безпеки та повнофункціональності схема зварювального напівавтомата повинна передбачати засоби охолодження – пасивні (радіатори), що встановлюються в зонах найбільшого нагріву (на силових ключах та випрямлячах) та активні – один-два вентилятори, що монтуються у корпусі пристрою. На випадок перегріву в процесі експлуатації слід в районі гарячого радіатора встановити термодатчик, налаштований на відключення живлення при досягненні температурного значення в 75 градусів. А для зручності використання можна вмонтувати в ланцюг живлення індикаторну лампочку, що сигналізує про наявність напруги.

Зроблений власноручно напівавтоматичний зварювальний апарат необхідно піддати діагностиці. Для цього застосовується два види електровимірювальних приладів. За допомогою осцилографа та мультиметра контролюється форма, амплітуда імпульсів, частота їх проходження та деякі інші характеристики. В ідеалі прилади повинні показувати такі значення: частота - в межах 40 ... 50 кГц (з тимчасовою міжімпульсною відстанню 1.5 мкс), величина струму - не нижче 120А (краще - 150А). Сигнал, показаний на екрані осцилографа, має бути максимально наближеним до прямокутної форми.

При включенні в робочому режимі (під навантаженням з каліброваними параметрами - активним опором значенням 0.5 Ом) повинна забезпечуватися сила струму не менше 60А, що можна перевірити за допомогою мультиметра. Якщо ж дане значенняменше, у разі необхідно самостійно підбирати опір для нормальної роботи агрегату досвідченим шляхом.

Як видно з вищевикладеного матеріалу, самостійна переробка інверторного зварювальника в напівавтоматичний - завдання, посильне будь-якій людині, що володіє певним рівнем знань, досвіду в галузі механіки та електротехніки. Маючи необхідні комплектуючі, матеріали та, головне, бажання, можна просто та швидко зібрати апарат для напівавтоматичного зварювання в домашніх умовах.

Будь-який зварювальник знає про переваги напівавтомата перед ручним електрозварюванням. Через свою велику поширеність і малу вартість, MMA інвертори є в арсеналі багатьох майстрів. А ось із MIG зварюванням справа інша – ці пристрої дорожчі. Але вихід є – можна зробити напівавтомат з інвертора своїми руками. Якщо вникнути в це питання, справа виявиться не такою вже й складною.

Між MMA та MIG зварюванням є кардинальні відмінності. Для роботи напівавтомата потрібен вуглекислий газ (або суміш вуглекислоти з аргоном) та електродний дріт, який подається до місця зварювання через спеціальний шланг. Тобто. сам принцип зварювання напівавтоматом – складніший, але він універсальний і його використання виправдано. Що потрібно для роботи напівавтомата:

• пристрій для подавання дроту;
• пальник;
• шланг для подачі дроту та газу до грілки;
• джерело струму з постійною напругою.
• А щоб перетворити зварювальний інвертор на напівавтомат, знадобиться інструмент, час та бажання.

Підготовка

Виготовлення зварювального напівавтомата в домашніх умовах починається з планування робіт. Є два варіанти виготовлення MIG зварювання з інвертора:

1. Повністю зробити зварювальний напівавтомат власноруч.
2. Переробити тільки інвертор - механізм, що подає, придбати готовий.

У першому випадку, вартість деталей для пристрою вийде близько 1000 рублів, без урахування роботи, звичайно. Якщо заводський напівавтомат включає все в одному корпусі, то саморобний буде складатися з двох частин:

1. Зварювальний інвертор.
2. Ящик з механізмом, що подає, і дротяною бобиною.

Спочатку потрібно визначитися з корпусом для другої частини напівавтомата. Бажано, щоб він був легким та містким. Механізм, що подає, потрібно тримати в чистоті, інакше дріт буде подаватися ривками, крім того, періодично потрібно міняти бобіни і підлаштовувати механізм. Тому ящик повинен легко закриватися та відкриватися.

Ідеальний варіант – застосувати старий системний блок:

1. охайний зовнішній вигляд – особливого значенняне має, але набагато приємніше, коли начинки саморобки не стирчать назовні і напівавтомат з MMA інвертора добре виглядає;
2. легкий, закривається;
3. корпус тонкий - легко зробити потрібні вирізи;
4. клапан газу та привід подачі дроту працюють від 12 Вольт. Тому підійде блок живлення від комп'ютера, а він уже вбудований у корпус.

Тепер потрібно прикинути розміри та розташування майбутніх деталей у корпусі. Можна вирізати з картону зразкові макети та перевірити їхнє взаємне розташування. Після цього можна приступати до робіт.

Оптимальний варіант для електродного дроту – котушка вагою 5 кг. Її зовнішній діаметр 200 мм, внутрішній – 50 мм. Для осі обертання можна використовувати каналізаційну ПВХтруби. Її зовнішній діаметр – 50 мм.

Пальник

Саморобний напівавтомат необхідно оснастити пальником. Її можна зробити самостійно, але краще купити готовий комплект, до якого входить:

1. Пальник із набором наконечників різних діаметрів.
2. Шланг, що подає.
3. Євро роз'єм.

Нормальний пальник можна придбати за 2-3 тисячі рублів. Тим більше, апарат саморобний, тож можна не гнатися за дорогими брендами.

На що звернути увагу при виборі комплекту:

• на який зварювальний струм розрахований пальник;
• довжина та жорсткість шланга – головне завдання шланга, забезпечити вільну подачу дроту до пальника. Якщо він буде м'яким – будь-який перегин загальмує рух;
• пружини біля роз'єму та пальника – вони не дають шлангу переламуватись.

механізм подання

Електродний дріт повинен подаватися безперервно та рівномірно – тоді зварювання вийде якісним. Швидкість подачі має регулюватися. Є три варіанти як зробити пристрій:

1. Купити повністю готовий механізмв зборі. Дорого, проте швидко.
2. Купити тільки котушки, що подають.
3. Зробити все своїми руками.

Якщо вибрано третій варіант, знадобиться:

• два підшипники, що направляє ролик, пружина натягу;
• двигун для подачі дроту - підійде двигун від двірників;
• металеві пластини для кріплення механізму.

Один підшипник притискний - він повинен бути регульований, другий служить опорою для ролика. Принцип виготовлення:

• на пластині робляться отвори для валу двигуна та для кріплення підшипників;
• мотор закріплюється позаду пластини;
• на вал надягає напрямний ролик;
• зверху та знизу закріплюються підшипники;

Підшипники краще ставити на металеві смужки – один край прикріплюється болтом до основної пластини, а до іншого приєднується пружина з регулювальним болтом.

Зроблений механізм розміщується в корпусі так, щоб ролики розташовувалися на одній лінії з роз'ємом для пальника, тобто щоб дріт не переламувався. Перед роликами необхідно встановити жорстку трубку для вирівнювання дроту.

Реалізація електричної частини

Для цього знадобиться:

• два автомобільні реле;
• діод;
• ним регулятор для двигуна;
• конденсатор із транзистором;
• електромагнітний клапан холостого ходу – для подачі газу в пальник. Підійде будь-яка ВАЗівка модель, наприклад від вісімки;
• дроти.

Схема управління подачею дроту та газу досить проста і реалізується таким чином:

• при натисканні кнопки на пальнику спрацьовує реле №1 та реле №2;
• реле №1 включає клапан подачі газу;
• реле №2 працює в парі з конденсатором і включає подачу дроту із затримкою;
• протяжка дроту робиться додатковою кнопкою в обхід реле подачі газу;
• для зняття самоіндукції з електромагнітного клапана до нього підключається діод.
• Потрібно передбачити підключення пальника до кабелю силового від інвертора. Для цього поряд з євро роз'ємом можна встановити швидкознімний роз'єм і підключити його до пальника.

Напівавтоматичний апарат має таку послідовність роботи:

1. Вмикається подача газу.
2. З невеликою затримкою вмикається подача дроту.

Така послідовність потрібна, щоб дріт відразу потрапляв у захисне середовище. Якщо зробити напівавтомат без затримки – дріт залипатиме. Для її реалізації знадобиться конденсатор та транзистор, через які підключається реле керування двигуном. Принцип дії:

• напруга подається на конденсатор;
• він заряджається;
• струм подається на транзистор;
• включається реле.

Місткість конденсатора потрібно підбирати так, щоб затримка дорівнювала приблизно 0,5 секунди - цього достатньо для заповнення зварювальної ванни.

Після збирання механізм потрібно протестувати, а процес виготовлення можна побачити на відео.

Переробка інвертора

Щоб виготовити напівавтомат із звичайного інвертора власноруч, доведеться трохи переробити його електричну частину. Якщо підключити інвертор MMA до зібраного корпусу - варити вийде. Але при цьому якість зварювання буде далекою від заводського напівавтомата. Вся справа у ВАХ – вольт-амперних характеристиках. Електродуговий інвертор видає падаючу характеристику - напруга на виході плаває. А для коректної роботи напівавтомата потрібна жорстка характеристика – апарат підтримує на виході постійну напругу.

Тому, щоб використовувати свій інвертор як джерело струму, потрібно змінити його ВАХ (Вольт амперну характеристику). Для цього знадобиться:

• тумблер, дроти;
• змінний резистор та два постійних;

Отримати жорстку характеристику на інвертор досить просто. Для цього потрібно поставити дільник напруги перед шунтом, що управляє зварювальним струмом. Для дільника використовуються постійні резистори. Тепер можна отримувати необхідні мілівольти, які будуть пропорційні напрузі на виході, а не силі струму. Мінус у такій схемі один – дуга виходить надто жорстка. Щоб пом'якшити її, можна використовувати змінний резистор, який підключається до дільника і виходу з шунта.

Плюс такого підходу в тому, що з'являється регулювання жорсткості дуги – таке налаштування є лише у професійних напівавтоматах. А тумблер перемикає інвертор між режимами MMA та MIG.

Таким чином, переробка MMA інвертора в напівавтомат, завдання хоч і не просте, але цілком реалізоване. На виході виходить апарат, який не поступається заводським за своїми характеристиками. Але при цьому значно дешевше. Вартість такої ситуації – 4-5 тисяч рублів.

visibility 893 переглядів

У продажу можна побачити безліч зварювальних напівавтоматів вітчизняного та зарубіжного виробництва, що використовуються при ремонті кузовів автомобілів. За бажання можна заощадити на витратах, зібравши зварювальний напівавтомат у гаражних умовах.

Регулятор швидкості подачі дроту зварювального напівавтомата

У комплект зварювального апарату входить корпус, в нижній частині якого встановлюється силовий трансформатор однофазного або трифазного виконання, вище розташовується пристрій зварювального протягу дроту.

До складу пристрою входить електродвигун постійного струму з передавальним механізмом зниження обертів, як правило, тут використовується електродвигун з редуктором від склоочисника а/м УАЗ або Жигулі. Сталевий дріт з мідним покриттям з барабана, що подає, проходячи через обертові ролики, надходить в шланг для подачі дроту, на виході дріт входить в контакт із заземленим виробом, дуга, що виникає, зварює метал. Для ізоляції дроту від кисню повітря зварювання відбувається серед інертного газу. Для ввімкнення газу встановлено електромагнітний клапан. При використанні прототипу заводського напівавтомата в них виявлено деякі недоліки, що перешкоджають якісному зварюванню. Це передчасний вихід від навантаження з ладу вихідного транзистора схеми регулятора оборотів електродвигуна та відсутність у бюджетній схемі автомата гальмування двигуна за командою зупинки. Зварювальний струм при відключенні зникає, а двигун продовжує подавати дріт деякий час, що призводить до перевитрати дроту, небезпеки травматизму, необхідності видалення зайвого дроту спеціальним інструментом.

У лабораторії «Автоматика і телемеханіка» Іркутського обласного ЦДТТ розроблено більш сучасну схему регулятора подачі дроту, принципова відмінність якої від заводських- наявність схеми гальмування і дворазовий запас комутаційного транзистора по пусковому струму з електронним захистом.

До складу принципової схеми регулятора подачі дроту входить підсилювач струму потужному польовому транзисторі. Стабілізований ланцюг установки обертів дозволяє підтримувати потужність у навантаженні незалежно від напруги живлення електромережі, захист від перевантаження знижує підгоряння щіток електродвигуна при пуску або заїданні в механізмі подачі дроту та вихід з ладу силового транзистора.

Схема гальмування дозволяє майже миттєво зупинити обертання двигуна.

Напруга живлення використовується від силового або окремого трансформатора з споживаною потужністю не нижче максимальної потужності електродвигуна протягування дроту.

У схему введено світлодіоди індикації напруги живлення та роботи електродвигуна.

Характеристика пристрою:

• напруга живлення, В - 12 ... 16;
• потужність електродвигуна, Вт - до 100;
• час гальмування, сек - 0,2;
• час пуску, сік - 0,6;
• регулювання
• оборотів, % - 80;
• пусковий струм, А - до 20.

Крок 1. Опис схеми регулятора напівавтомата зварювального

Схема електрична принципова устрою наведена на рис. 1. Напруга з регулятора обертів електродвигуна R3 через обмежувальний резистор R6 надходить на затвор потужного польового транзистора VT1. Живлення регулятора оборотів виконано від аналогового стабілізатора DA1 через струмообмежувальний резистор R2. Для усунення перешкод, можливих від повороту повзунка резистора R3, у схему введений конденсатор фільтра С1.
Світлодіод HL1 вказує на стан схеми регулятора подачі зварювального дроту.

Резистором R3 встановлюється швидкість подачі зварювального дроту місце дугового зварювання.

Підстроювальний резистор R5 дозволяє вибрати оптимальний варіант регулювання обертів двигуна в залежності від його модифікації потужності та напруги джерела живлення.

Діод VD1 в ланцюзі стабілізатора напруги DA1 захищає мікросхему від пробою при неправильній полярності напруги живлення.
Польовий транзистор VT1 оснащений ланцюгами захисту: у ланцюзі початку встановлений резистор R9, падіння напруги на якому використовується для керування напругою на затворі транзистора, за допомогою компаратора DA2. При критичному струмі в ланцюзі витоку напруга через підбудовний резистор R8 надходить на керуючий електрод компаратора 1 DA2, ланцюг анод-катод мікросхеми відкривається і знижує напругу на затворі транзистора VT1, обороти електродвигуна М1 автоматично знизяться.

Для усунення спрацьовування захисту від імпульсних струмів, що виникають при іскрінні щіток електродвигуна, у схему введений конденсатор С2.
До ланцюга транзистора VT1 підключений електродвигун подачі дроту з ланцюгами зниження іскріння колектора СЗ, С4, С5. Ланцюг, що складається з діода VD2 з резистором навантаження R7, усуває імпульси зворотного струму електродвигуна.

Двоколірний світлодіод HL2 дозволяє контролювати стан електродвигуна: при зеленому світінні обертання, при червоному світінні гальмування.

Схема гальмування виконана електромагнітному реле К1. Місткість конденсатора фільтра С6 вибрано невеликої величини - тільки для зниження вібрацій якоря реле К1, велика величина створюватиме інерційність при гальмуванні електродвигуна. Резистор R9 обмежує струм через обмотку реле при підвищеній напрузі джерела живлення.

Принцип дії сил гальмування, без застосування реверсу обертання, полягає у навантаженні зворотного струму електродвигуна при обертанні за інерцією, при відключенні напруги живлення на постійний резистор R11. Режим рекуперації - передачі енергії назад у мережу дозволяє за короткий час зупинити мотор. При повній зупинці швидкість і зворотний струм встановляться в нуль, це відбувається майже миттєво залежить від значення резистора R11 і конденсатора С5. Друге призначення конденсатора С5 – усунення підгоряння контактів К1.1 реле К1. Після подачі напруги на схему управління регулятора, реле К1 замкне ланцюг К1.1 живлення електродвигуна, протяжка зварювального дроту відновиться.

Джерело живлення складається з мережевого трансформатора Т1 напругою 12...15 і струм 8...12 А, діодний міст VD4 обраний на двократний струм. За наявності на зварювальному трансформаторі напівавтомата вторинної обмотки відповідної напруги живлення виконується від неї.

Крок 2. Деталі схеми регулятора напівавтомата зварювального

Схема регулятора подачі дроту виконана на друкованій платі з одностороннього склотекстоліту розміром 136*40 мм (рис. 2), крім трансформатора та двигуна всі деталі встановлені з рекомендаціями щодо можливої ​​заміни. Польовий транзистор встановлений на радіатор розміром 100*50*20 мм.

Польовий транзистор аналог IRFP250 зі струмом 20...30 А і напругою вище 200 В. Резистори типу МЛТ 0,125; резистори R9, R11, R12 - дротяні. Резистори R3, R5 встановити типу СП-ЗБ. Тип реле К1 вказаний на схемі або №711.3747-02 на струм 70 А та напруга 12 В, габарити у них однакові та застосовуються в автомобілях «ВАЗ».

Компаратор DA2, при зниженні стабілізації обертів та захисту транзистора, із схеми можна видалити або замінити на стабілітрон КС156А. Діодний міст VD3 можна зібрати на російських діодах типу Д243-246 без радіаторів.

DA2 має повний аналог TL431CLP іноземного виробництва.

Електромагнітний клапан подачі інертного газу Em.1 - штатний, на напругу живлення 12 Ст.

Крок 3. Налагодження схеми регулятора напівавтомата зварювального

Налагодження схеми регулятора подачі дроту зварювального напівавтомата починають з перевірки напруги живлення. Реле К1 при появі напруги має спрацьовувати, володіючи характерним клацанням якоря.

Підвищуючи регулятором оборотів R3 напруга на затворі польового транзистора VT1 проконтролювати, щоб обороти починали зростати при мінімальному положенні резистора двигуна R3; якщо цього немає, мінімальні обороти відкоригувати резистором R5 — попередньо двигун резистора R3 встановити у нижнє положення, при плавному збільшенні номіналу резистора R5, двигун повинен набрати мінімальні обороти.

Захист від навантаження встановлюється резистором R8 при примусовому гальмуванні електродвигуна. При закритті польового транзистора компаратором DA2 під час навантаження світлодіод HL2 згасне. Резистор R12 при напрузі джерела живлення 12...13 зі схеми можна виключити.
Схема випробувана на різних типах електродвигунів з близькою потужністю, час гальмування в основному залежить від маси якоря, зважаючи на інерцію маси. Нагрів транзистора та діодного мосту не перевищує 60°С.

Друкована плата закріплюється всередині корпусу зварювального напівавтомата, ручка регулятора обертів двигуна – R3 виводиться на панель управління разом з індикаторами: включення HL1 та двоколірного індикатора роботи двигуна HL2. Живлення на діодний міст подається з окремої обмотки зварювального трансформатора напругою 12...16 В. Клапан подачі інертного газу можна підключити до конденсатора С6, він також буде включатися після подачі напруги. Живлення силових мереж та ланцюгів електродвигуна виконати багатожильним проводом у вінілової ізоляції перетином 2,5…4 мм2.

Пускова схема зварювального напівавтомата

Характеристики зварювального напівавтомата:

• напруга живлення, В - 3 фази * 380;
• первинний струм фази, А - 8 ... 12;
• вторинна напруга холостого ходу, В - 36 ... 42;
• струм холостого ходу, А - 2 ... 3;
• напруга холостого ходу дуги, В - 56;
• струм зварювання, А - 40 ... 120;
• регулювання напруги, % - ±20;
• тривалість включення, % - 0.

Подача дроту в зону зварювання в зварювальному напівавтоматі відбувається за допомогою механізму, що складається з двох сталевих роликів, що обертаються в протилежних напрямках електродвигуном. Для зниження оборотів електродвигун оснащений редуктором. З умов плавного регулювання швидкості подачі дроту швидкість обертання електродвигуна постійного струму додатково змінюється напівпровідниковим регулятором швидкості подачі дроту зварювального напівавтомата . У зону зварювання також подається інертний газ - аргон, для усунення на процес зварювання кисню повітря. Мережеве живлення зварювального напівавтомата виконано від однофазної або трифазної електромережі, у цій конструкції застосований трифазний трансформатор, рекомендації щодо живлення від однофазної мережі вказані у статті.

Трифазне живлення дозволяє використовувати намотувальний провід меншого перерізу, ніж при використанні однофазного трансформатора. При експлуатації трансформатор менше нагрівається, знижуються пульсації напруги на виході моста випрямляння, не перевантажується силова лінія.

Крок 1. Робота схеми пуску зварювального напівавтомата

Комутація підключення силового трансформатора Т2 до електромережі відбувається зі місторними ключами VS1 …VS3 (рис. 3). Вибір симісторів замість механічного пускача дозволяє усунути аварійні ситуаціїпри поломці контактів та усуває звук від «хлопань» магнітної системи.
Вимикач SA1 дозволяє вимкнути зварювальний трансформатор від мережі під час профілактичних робіт.

Використання симісторів без радіаторів призводить до їх перегріву та довільному включенню зварювального напівавтомата, тому симістори необхідно забезпечити бюджетними радіаторами 50*50 мм.

Рекомендується зварювальний напівавтомат оснастити вентилятором з живленням 220 В, підключення його паралельно мережевої обмотки трансформатора Т1.
Трифазний трансформатор Т2 можна використовувати готовий, на потужність 2…2,5 кВт або купити три трансформатори 220*36 В 600 ВА, що використовуються для освітлення підвалів та металорізальних верстатів, з'єднати їх за схемою «зірка-зірка». При виготовленні саморобного трансформатора первинні обмотки повинні мати 240 витків дроту ПЕВ діаметром 1,5-1,8 мм, з трьома відводами через 20 витків від кінця обмотки. Вторинні обмотки намотуються мідною або алюмінієвою шиною перетином 8…10 мм2, кількість дроту ПВЗ — 30 витків.

Відведення на первинній обмотці дозволяють регулювати зварювальний струм залежно від напруги електромережі від 160 до 230 Ст.
Використання в схемі однофазного зварювального трансформатора дозволяє застосовувати внутрішню електромережу, що використовується для живлення домашніх електропечей з настановною потужністю до 4,5 кВт - провід, що підходить до розетки, витримує струм до 25 А, є заземлення. Перетин первинної та вторинної обмотки однофазного зварювального трансформатора порівняно з трифазним виконанням слід збільшити у 2…2,5 рази. Наявність окремого дроту заземлення є обов'язковою.

Додаткове регулювання струму зварювання здійснюється зміною кута затримки увімкнення симісторів. Використання зварювального напівавтомата в гаражах та дачних ділянкахне вимагає спеціальних мережевих фільтрів для зниження імпульсних перешкод. При використанні зварювального напівавтомата в побутових умовах слід оснастити виносним фільтром перешкод.

Плавне регулювання зварювального струму виконується за допомогою електронного блоку на крем'яному транзисторі VT1 при натиснутій кнопці SA2 "Пуск" - регулюванням резистора R5 "Струм".

Підключення зварювального трансформатора Т2 до електромережі виконується кнопкою «Пуск» SA2, що знаходиться на шлангу подачі зварювального дроту. Електронна схема через оптопари відкриває силові симістори, і напруга електромережі надходить на обмотки зварювального трансформатора. Після появи напруги на зварювальному трансформаторі включається окремий блок подачі дроту, відкривається клапан подачі інертного газу і при торканні виходить із шланга дротом деталі, що зварюється утворюється електрична дуга, починається процес зварювання.

Трансформатор Т1 використовується живлення електронної схеми пуску зварювального трансформатора.

При подачі напруги на аноди симісторів через автоматичний трифазний автомат SA1 до лінії підключається трансформатор Т1 живлення електронної схеми пуску, симістори в цей час знаходяться в закритому стані. Випрямлена діодним мостом VD1 напруга вторинної обмотки Т1 трансформатора стабілізується аналоговим стабілізатором DA1, для стійкої роботи схеми управління.

Конденсатори С2 ЗЗ згладжують пульсації випрямленої напруги живлення пускової схеми. Увімкнення симісторів виконується за допомогою ключового транзистора VT1 та симісторних оптопарів U1.1 … U1.3.

Транзистор відкривається напругою позитивної полярності аналогового стабілізатора DA1 через кнопку «Пуск». Використання на кнопці низької напруги знижує ймовірність ураження оператора високою напругою електромережі у разі порушення ізоляції проводів. Регулятором струму R5 регулюється зварювальний струм в межах 20 В. Резистор R6 не дозволяє знижувати напругу на обмотках мережевих зварювального трансформатора більше 20 В, при якому різко підвищується рівень перешкод в електромережі через спотворення синусоїди напруги симісторами.

Симісторні оптопари U1.1…U1.3 виконують гальванічну розв'язку електромережі від електронної схеми керування, дозволяють простим методомрегулювати кут відкриття симістора: чим більше струм у ланцюзі світлодіода оптопари, тим менше кут відсічення і більше струм зварювального ланцюга.
Напруга на управляючі електроди симісторів надходить з анодного ланцюга через симістор оптопари, обмежувальний резистор і діодний міст, синхронно з напругою фази мережі. Резистори в ланцюгах світлодіодів оптопар захищають їх від навантаження при максимальному струмі. Вимірювання показали, що при пуску при максимальному зварювальному струмі падіння напруги на симисторах не перевищувало 2,5 Ст.

При великому розкиді крутості включення симісторів їх ланцюга управління корисно зашунтувати на катод через опір 3 ... 5 кОм.
На один із стрижнів силового трансформаторанамотана додаткова обмотка для живлення блоку подачі дроту напругою змінного струму 12, напруга на який повинна надходити після включення зварювального трансформатора.

Вторинний ланцюг зварювального трансформатора підключений до трифазного випрямляча постійного струму на діодах VD3…VD8. Встановлення потужних радіаторів не потрібне. Ланцюги з'єднання діодного моста з конденсатором С5 виконати мідною шиною перетином 7*3 мм. Дросель L1 виконаний на залозі від силового трансформатора лампових телевізорів типу ТС-270, обмотки попередньо видаляються, а на їх місце намотується обмотка перетином не нижче 2-кратної вторинної, до заповнення. Між половинками трансформаторного заліза дроселя прокласти прокладку з електрокартону.

Крок 2. Монтаж схеми запуску зварювального напівавтомата

Пускова схема (рис. 3) змонтована на монтажній платі (рис. 4) розміром 156*55 мм, крім елементів: VD3…VD8, Т2, С5, SA1, R5, SA2 та L1. Ці елементи закріплені на корпусі напівавтомата зварювального. Схема не містить елементів індикації, вони входять до блоку подачі дроту: індикатор включення та індикатор подачі дроту.

Силові ланцюги виконані ізольованим дротом перетином 4...6 мм2, зварювальні - мідною або алюмінієвою шиною, решта - дротом у вінілової ізоляції діаметром 2 мм.

Полярність підключення держака слід вибрати, виходячи з умов зварювання або наплавлення під час роботи з металом товщиною 0,3...0,8 мм.

Крок 3. Налагодження схеми запуску зварювального напівавтомата

Налагодження пускової схеми зварювального напівавтомата починають із перевірки напруги 5,5 В. При натисканні кнопки «Пуск» на конденсаторі С5 напруга холостого ходу має перевищувати 50 В постійного струму, під навантаженням – не менше 34 В.

На катодах симісторів щодо нуля мережі напруги не повинно відрізнятися більш ніж на 2…5 від напруги на аноді, в іншому випадку замінити симістор або оптопару ланцюга управління.

При низькій напрузі мережі живлення переключити трансформатор на відводи низької напруги.

При налагодженні слід дотримуватися техніки безпеки.

Завантажити друковані плати:

Зварювальний напівавтоматє досить затребуваним пристроєм серед професійних та домашніх майстрів, особливо тих, хто займається кузовним ремонтом. Цей агрегат можна придбати вже в готовому виконанні. Але багато власників зварювальних інверторних апаратів запитують: а чи можна переробити інвертор у напівавтомат, щоб не купувати ще один зварювальник? Зробити напівавтомат з інвертора своїми руками - завдання досить складне, але при сильному бажанніцілком здійсненна.

Для збирання агрегату знадобляться такі елементи:

• інверторний зварювальний апарат;
• пальник, а також спеціальний гнучкий шланг, усередині якого проходять газопровід, що направляє для дроту, силовий кабельта електричний керуючий кабель;
• механізм для рівномірної автоматичної подачі дроту;
• модуль керування, а також контролер швидкості двигуна (ШІМ-контролер);
• балон із захисним газом (вуглекислотою);
• електромагнітний клапан для відсікання газу;
• котушка з електродним дротом.

Щоб зібрати саморобний напівавтомат із зварювального інвертора, останній повинен виробляти зварювальний струм не менше 150 А. Але його доведеться трохи модернізувати, оскільки вольтамперні характеристики (ВАХ) інвертора не підходять для зварювання електродним дротом серед захисного газу.

Але про це згодом. Спочатку потрібно створити механічну частину напівавтомата, саме механізм подачі дроту.

Механізм подачі електродного дроту

Оскільки механізм, що подає, буде розміщуватися в окремому коробі, то для цієї мети ідеально підійде корпус від системника комп'ютера. До того ж не потрібно викидати блок живлення. Його можна пристосувати під роботу механізму протягування.

Для початку, потрібно виміряти діаметр котушки з дротом або, змалювавши її на папері, вирізати коло і вставити її в корпус. Навколо бобіни має бути достатньо місця для розміщення інших вузлів (блоку живлення, шлангів та механізму протягування дроту).

Пристрій протягування дроту виготовляється із механізму склоочисника від автомобіля.Під нього необхідно спроектувати раму, яка також утримуватиме притискні ролики. Макет необхідно намалювати на щільному папері у реальному масштабі.

Порада! Роз'єм для підключення шланга пальника та сам шланг із пальником можна виготовити своїми руками. Але правильніше купити готовий комплект, який має доступну ціну.

Пристрій подачі має бути встановлений у корпусі так, щоб роз'єм розташовувався у зручному місці.

Щоб дріт подавався рівномірно, всі складові повинні закріплюватися один навпроти одного. Ролики необхідно відцентрувати щодо отвору для вхідного штуцера, що знаходиться у роз'ємі для підключення шланга.

Як роликові напрямні можна використовувати відповідний діаметр підшипники.На них за допомогою токарного верстатапроточується невелика канавка, якою буде рухатися електродний дріт. Для корпусу механізму можна використовувати фанеру завтовшки 6 мм, текстоліт або міцний листовий пластик. Усі елементи закріплюються на основі, як показано на наступному фото.

Як первинна напрямна для дроту використовується просвердлений уздовж осі болт. В результаті вийде подоба екструдера для дроту. На вході штуцера одягається кембрик, посилений пружиною (для твердості).

Штанги, на яких закріплені ролики, також пружні. Сила притиску встановлюється за допомогою болта, розташованого знизу, до якого кріпиться пружина.

Порада! Якщо у вас з якихось причин немає можливості виготовити механізм для протягування дроту своїми руками, його можна купити в Китаї. У продажу є механізми на 12 В і на 24 В. У разі, оскільки використовується БП від комп'ютера, буде потрібно пристрій з живленням від 12 В.

Основу для закріплення бобіниможна виготовити з невеликого шматка фанери або текстоліту та обрізання пластикової трубивідповідного діаметра.

Схема керування механікою

Щоб досягти хорошої якостішва при зварюванні, необхідно забезпечити подачу дроту з певною та постійною швидкістю. Оскільки за швидкість подачі оснастки відповідає двигун від склоочисника, необхідно пристрій, здатне змінювати швидкість обертання його якоря. Для цього підійде вже готове рішення, яке також можна придбати у Китаї, і називається воно

Нижче наведено схему, з якої стає зрозуміло, як приєднується контролер оборотів до двигуна. Регулятор контролера із цифровим табло виводиться на передню панель корпусу.

Далі потрібно встановити реле, що управляє газовим клапаном . Воно ж керуватиме і запуском двигуна. Усі ці елементи повинні активуватися при натисканні кнопки пуску, розташованої на ручці пальника. При цьому подача газу в місце зварювання має бути з випередженням (приблизно на 2-3 с) початку подачі дроту. Інакше дуга запалиться серед атмосферного повітря, а чи не серед захисного газу, у результаті електродний дріт розплавиться.

Реле затримки для саморобного напівавтомата можна зібрати на основі 815-го транзистора та конденсатора.. Щоб отримати паузу в 2 секунди, достатньо конденсатора на 200-2500 мкФ.

Порада! Оскільки живлення йде від комп'ютерного БП, який видає напругу 12 В, натомість самостійного виготовленнямодуля можна використати автомобільне реле.

Розміщується в будь-якому місці, де він не заважатиме роботі рухомих вузлів, і приєднується до ланцюга згідно зі схемою. Можно використовувати повітряний клапанвід ГАЗ 24 або купити спеціальний призначений для напівавтоматів. Клапан відповідає за автоматичну подачузахисний газ на пальник. Вмикається він після натискання на кнопку пуску, розташовану на пальнику напівавтомата. Наявність цього елемента значно заощаджує витрати газу.

Але як було зазначено, для повноцінної роботи напівавтомата вольтамперні характеристики (ВАХ) інвертора не підходять. Тому, щоб приставка напівавтомат працювала в парі з інвертором, у його електричну схемупотрібно внести невеликі зміни.

Зміна ВАХ інвертора

Щоб змінити ВАХ інвертора, існує безліч схем, але найпростіший спосіб зробити це полягає в наступному:

• зберіть пристрій із використанням дроселя від лампи денного світлаза схемою, наведеною нижче;

• для підключення зібраного пристроюпотрібно зібрати ще один блок за наступною схемою;

• щоб на інвертор не спрацьовував датчик перегріву, до нього необхідно припаяти (паралельно) оптрон, як показано на наступній схемі.

Але якщо керування зварювальним струмом в інверторі відбувається за допомогою шунта, то можна зібрати просту схемуз трьох резисторів та перемикача режимів, як показано нижче.

У результаті, переробка зварювального інвертора в напівавтомат обійдеться в 3 рази дешевше вже готового агрегату.Але звичайно ж, для самостійного складанняапарату потрібно мати певні знання у радіоділі.