Подготовка трансформатора
Трансформатор составляет пара катушек с обмоткой из изолированной проволоки, одна обвивка – первичная, иная – вторичная.Для переделки инверторного прибора изменяется только вторичная катушка. Ее нужно переделать для сокращения вольтажа и повышения силы тока. Для этого снимается имеющаяся обвивка и наматывается новая из покрытого изоляцией кабеля.
Демонтаж производится как можно аккуратнее чтобы не повредить нужную обмотку, витки должны ложиться вплотную.
Число и толщину витков можно определить на специализированных онлайн-сервисов.
По завершении укладки провода обмотки покрываются изолирующим материалом.
Изготовление самодельного полуавтомата в домашних условиях
Сборка сварочного полуавтомата своими руками на базе инвертора является предпочтительным вариантом. Сварочное устройство пригодно для создания неразъёмных соединений из чёрного металла и коррозионных сталей.
Источник питания станет основной расходной статьёй. Инвертор представляет собой электротехническое устройство по преобразованию напряжения в сторону понижения, с изменением величины тока до уровня возникновения сварочной дуги. По факту это генератор напряжения со сглаженной синусоидой.
Обязательные узлы устройства:
- Источник тока, состоящий из высокочастотного трансформатора и выпрямителя.
- Электронный модуль регулировки и управления процессом.
- Подающий проволоку механизм и бобина.
- Баллон и шланг подачи инертного газа.
- Горелка.
Самостоятельное изготовление не избавит умельца от покупки готовых элементов. Сбалансировать процессы преобразования электроэнергии, скорость подачи присадочного материала из разрозненных случайных компонентов затруднительно. Подача проволоки жёстко завязана с силой тока. Активность дуги определяет ампераж.
Силовой трансформатор
Опробован и показал результативную работу модернизированный 1-киловаттный ОСМ-1. Каркас катушки усиливается текстолитовой прокладкой толщиной 2 мм. В щеках выфрезеровывается прямоугольное окно 87х51,5 мм.
Провод на первичную обмотку подбирается с усиленной изоляцией, предпочтительно стекловолокном, Ø1,8 мм. Как вариант — используют эмалированный провод ПЭВ, ПЭТВ. Намотка ведётся с равномерным натяжением.
Катушку с эмальпроводом пропитайте лаком путём длительного (6–10 часов) замачивания.
Плотность укладки гарантирует помещение 224 витков (164+15х4) с прокладкой изоляции на каждый слой. Можно по старинке пользоваться термической бумагой, но тонкая стеклоткань надёжнее.
На вторичную обмотку берётся алюминиевая либо медная шина в стеклоизоляции. Расход — в пределах 8 м. Выпускается монтажный конец 30 мм, укладывается 19 витков, формируется замкнутая петля под винт М6, добавляются очередные 19 витков.
Планируете использовать сварочное устройство на крупных деталях с увеличением силы тока – добавьте на каждое плечо вторички по 3 витка.
Тестируем трансформатор в сборе. Номинал тока холостого хода — 0,5 А, напряжение на вторичной обмотке оптимально в пределах 19–26 В. Первая деталь устройства полуавтомата изготовлена.
Полуавтомат из инвертора
Полуавтомат из сварочного инвертора получим после доработок. Трансформатор обматывается 2 слоями медной шины с изоляцией рядов термобумагой, стеклотканью или фторопластовой лентой.
На вторичную обмотку делаем добавление 3 слоёв нелегированной стальной ленты в надёжной изоляции. Обе части обмотки спаиваются между собой. Токопроводность обмотки возрастает.
Профессиональное сварочное устройство получим после модернизации. Вольт-амперная характеристика инвертора неустойчива, плавает. Добиваемся выдачи на выходе постоянства напряжения.
Постоянные резисторы устанавливаются перед шунтом управления сварочным током. Получаем стабильность напряжения на выходе. Неудобство усложнения корректировки дуги устраняет переменный резистор на выходе из шунта.
Настройка регулировки напряжения дуги – привилегия профессиональных сварочных полуавтоматов. Сварщик получает выбор при переключении тумблера в режим жёсткого управления током либо напряжением.
Дроссель
Для намотки дросселя пригоден трансформатор на 0,4 кВт ОСМ-0,4. Берём эмальпровод Ø1,5–1,8 мм, Наматываем 2 слоя с прокладкой изоляции. Поверх ложатся 24 витка алюминиевой либо медной шины с выпуском концов под монтаж. Сердечник собирается с зазором 1 мм. Точность и надёжность обеспечит текстолитовая прокладка.
Из сварочного трансформатора
Если в Вашем распоряжении есть старый сварочный трансформатор, он может послужить основой для сборки своими руками полуавтоматического аппарата.
Если старый аппарат имеет выпрямитель и успешно варит постоянным током, в этой части больше ничего делать не надо. Если же это просто трансформатор для сварки переменным током, его следует доработать.
Диодный мост
Для того чтобы получить источник постоянного тока сварки, трансформатор необходимо укомплектовать диодным мостом и фильтром. Диодная сборка выпрямляет вторичное напряжение, фильтр сглаживает пульсации, поддерживая стабильное горение дуги.
Выпрямленное напряжение однофазного трансформатора имеет вид синусоиды, нижние полуволны которой отражены симметрично оси абсцисс и перемещены в верхние квадранты системы координат.
По сути, это пульсирующее с частотой 100 герц напряжение, два раза за период достигающее нулевого значения. Использование такого напряжения для сварки в качестве постоянного, приводит к нестабильному горению дуги. Для устранения этого явления требуется фильтр, сглаживающий провалы напряжения.
Фильтр
Фильтр состоит из дросселя, включенного в сварочную цепь последовательно, и конденсатора, включенного параллельно. Такая комбинация индуктивности и ёмкости называется Г – образным фильтром, потому что на схеме, подключенные таким образом элементы образуют букву Г.
Конденсатор для будущего полуавтомата нужен электролитический, полярный, ёмкостью 10000 микрофарад, чем больше, тем лучше. Напряжение конденсатора должно быть не менее 100 вольт, чтобы имелся хороший запас. Можно спаять несколько конденсаторов параллельно, ёмкость при этом суммируется.
Дроссель
Для намотки дросселя своими руками нужно найти старый трансформатор подходящих размеров. Хорошо подходит для этой цели трансформатор питания от старых ламповых цветных телевизоров, мощностью не менее 250 ватт.
Трансформатор имеет две катушки на овальном замкнутом сердечнике, состоящем из двух половинок. Трансформатор разбирается, катушки снимаются, старый провод с них удаляется.
Для намотки подбирается подходящая медная шина плоского сечения. На каждую катушку вместо снятого провода руками наматывается два слоя витков медной шиной. На катушке должно получиться 15 – 20 витков.
После этого, стальной сердечник собирается, катушки ставятся на место, между половинками сердечника вставляется текстолитовая прокладка толщиной 1,5 мм. Катушки соединяются последовательно.
Протяжка
Механизм протяжки проволоки для полуавтомата можно соорудить своими руками, используя небольшие подшипники и электродвигатель от автомобильных дворников.
Но лучше купить в сборе готовый, он продаётся как запчасть к сварочным полуавтоматам. Также придётся купить горелку и рукав, по которому будет подаваться проволока и газ.
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.
Далее, все компоненты нужно аккуратно разместить в корпусе.
Это интересно: Сварочный аппарат своими руками — всё, что вам нужно знать
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.
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
Схема обмотки трансформатора.
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.
Общая информация
Переменный или постоянный ток — что лучше? В 21 веке этот вопрос не дает покоя многим сварщикам. Раньше сварочный аппарат в любом случае работал на переменке, и у мастера фактически не было выбора. Но с появлением на рынке выпрямителей и инверторов, выбор увеличился в сотни раз. И теперь уже непросто разобраться, какой аппарат выбрать.
Мы решили помочь вам и рассказать об особенностях как переменного, так и постоянного тока.
Начнем с переменки. Переменный ток — это основа. Именно его мы получаем из розетки, когда подключаем сварочный аппарат или любой другой электроприбор. Сварочники старого формата (трансформаторы) работали на переменном токе. Такой аппарат позволял из 220 Вольт получить сварочный ток силой в несколько сотен Ампер. Чего более чем достаточно для ручной дуговой сварки.
Но времена изменились. Технологический прогресс не стоял на месте, и со временем появились аппараты, которые научились преобразовывать поступающий из сети переменный ток в постоянный. К таким аппаратам относится выпрямитель и инвертор. Учтите, что когда говорят сварочный инвертор переменного тока, имеют в виду, что данное устройство использует для питания переменный ток, но преобразовывает его в постоянный.
Что все это значит на практике?
Когда в продаже появились аппараты постоянного тока, сварщики получили уникальную возможность сравнить их с традиционными аппаратами на переменке. И они были удивлены. По сравнению с современными инверторами и выпрямителями, трансформаторы были гораздо сложнее в применении.
Все дело в характеристиках переменного тока. Из-за них дуга поджигается неохотно, горит нестабильно. В итоге швы получаются менее ровными и прочными. Это особенно заметно, когда работу выполняет не совсем опытный мастер.
Также оказалось, что аппараты на переменном токе генерируют бОльший шум, который влияет на работоспособность сварщика. К тому же, классический трансформатор потребляет больше сварочных электродов, а металл в процессе работ постоянно разбрызгивается.
На этом месте вы наверняка подумали: «Ну и зачем тогда нужны аппараты на переменном токе, если у так много недостатков?». На самом деле, не все так просто. Не зря вопрос «Что лучше: постоянный или переменный ток?» вызывает столько вопросов и обсуждений.
Аппараты на переменке (трансформаторы) незаменимы, когда необходим недорогой, но при этом мощный и надежный сварочник. Также сварка на переменном токе отлично зарекомендовала себя при сварке металлов, на поверхности которых есть окисная пленка. Это, прежде всего, алюминий и нержавеющая сталь.Трансформаторы хорошо справляются и со сваркой загрязненных деталей, ели нет возможности их очистить и зашлифовать.
Также аппараты переменного тока легко переносят сварку в полевых условиях, неприхотливы к хранению и эксплуатации, могут варить даже самый толстый металл благодаря большому запасу по мощности.
Пара слов о сварочной дуге
Выше мы упомянули, что при сварке на переменном токе дуга горит нестабильно. Это действительно так, и эта проблема требует особого внимания, если вы начинающий сварщик. Когда мы говорим о нестабильности, мы имеем в виду, что дуга как бы «гуляет» при формировании шва. Она отклоняется от оси, и порой это даже заметно невооруженным глазом.
Сборка агрегата
Ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора
Перед тем, как сделать полуавтомат своими руками, обязательно побеспокойтесь о проверке всех необходимых деталей старого инвертора. Кроме того, с целью улучшения теплового режима будущего устройства в нём необходимо предусмотреть дополнительные радиаторы, на которые монтируются выпрямители и силовые диодные ключи (фото ниже).
Силовые ключи на радиаторах
Дополнительная информация. В пространствах, где должны размещаться радиаторные блоки, нужно предусмотреть термические датчики, фиксирующие температуру в этой части устройства.
По завершении всех перечисленных выше процедур следует приступить к состыковке силового модуля с электронным блоком управления, после чего можно попытаться подключить его к сети и проверить в работе.
Как применять инвертор для сваривания
Когда произойдет запускание полуавтомата, изготовленного собственноручно, на экране инвертора появится значение силы тока, составляющее 120 А. В случае выполнения правильных шагов по изготовлению устройства, то такое значение и будет присутствовать, однако, на экране все равно может показывать восьмерки. Данная причина может объясняться тем, что напряжение сварочных проводов не соответствующее. Причину подобных нюансов рекомендуется устранять немедленно.
Если все будет верно сделано, индикатор будет корректно показывать силу тока, которую можно регулировать благодаря кнопкам. Ток для работы можно регулировать в пределах 20-160А, который обеспечивает инвертор для сваривания.
Контроль правильной работы устройства
Для того, что бы ваш полуавтомат для сваривания прослужил вам долгое время на требуемом уровне, рекомендуется вести постоянный контроль температурного режима работы инвертора. Для подобного контроля, потребуется в один момент зажать 2 кнопки, благодаря чему температура наиболее нагретого радиатора инвертора будет показываться на экране. Нормальная температура для работы та, значение которой не больше 75 градусов Цельсия. При превышении подобного значения, кроме информации, которая показывается на экране, инвертор будет шуметь, издавая прерываемые звуковые сигналы, необходимо немедленно принять меры на подобные звуки. В данной ситуации, и в ситуации повреждения или замыкания термодатчика, электрическая схема устройства на автоматике произведет снижение тока для работы до 20А, а звуковые сигналы будут осуществляться на протяжении всего времени, пока устройство не будет нормализовано. Также, если ваше устройство, изготовленное собственноручно, станет не исправно или будет повреждено, на экране инвертора будет высвечиваться ошибка (Err).
Когда применяется полуавтомат для сваривания
Полуавтомат рекомендуется применять в ситуациях, когда необходимо достигнуть четкий осторожных свариваний различных деталей, сделанных из стали. Благодаря данному оборудованию, которое было изготовлено собственными руками, можно осуществлять сваривание различных тонких металлов, что весьма востребовано в работах с автотранспортными средствами. Сам по себе процесс сваривания несложен, и не потребует длительного обучения, но взять несколько уроков у востребованных сварщиков все же потребуется.
Из инвертора для ручной сварки
Если в мастерской имеется сварочный инвертор для ручной сварки, проблему с источником тока для полуавтомата можно считать решённой. На базе аппарата для ручной сварки можно своими руками сделать инверторный полуавтомат.
Для того чтобы не разбирать работоспособный инверторный преобразователь, можно поступить следующим образом. Все дополнительные узлы, необходимые для работы сварочного полуавтомата можно расположить в отдельном корпусе.
Изготовление корпуса
Задача заключается в том, чтобы найти или изготовить подходящий корпус, в котором будет установлена катушка со сварочным проводом, свободно вращающаяся на барабане, механизм протяжки проволоки. На лицевой панели этого корпуса будет располагаться гнездо для подключения рукава с горелкой и регулятор скорости подачи проволоки.
Минусовой вывод инвертора нужно завести в новый корпус и соединить с клеммой рукава. Сварочная проволока должна быть соединена с этим потенциалом.
Читать также: Мебельные стяжки межсекционные размеры
Также внутри нового корпуса следует предусмотреть монтаж шланга, соединяющего баллон с защитным газом и рукав горелки. Для осуществления регулируемой подачи газа можно установить клапан от автомобильного стеклоочистителя.
Обеспечение питания протяжки и клапана
Поскольку электродвигатель механизма протяжки проволоки и клапан, перекрывающий газ питаются постоянным напряжением 12 вольт, придётся установить небольшой трансформатор с выпрямителем, обеспечивающий это питание.
Для коммутации двигателя и клапана лучше установить промежуточные автомобильные реле на 12 вольт. Включение протяжки проволоки осуществляется клавишей на горелке, удерживаемой руками, для открытия и закрытия клапана подачи газа, на лицевой панели устанавливается тумблер.
Такая компоновка позволит пользоваться инвертором и для ручной сварки, и как источником тока для сварочного полуавтомата. Затраты на изготовление самодельного полуавтомата невелики, а польза от него будет ощутимая.
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.
Повышение продолжительности включения
Продолжительность включения в контексте сварочных инверторов более разумно называть продолжительностью нагрузки. Это та часть десятиминутного интервала, в которой инвертор непосредственно выполняет работу, оставшееся время он должен пребывать на холостом ходу и охлаждаться.
Для большинства недорогих инверторов реальная ПН составляет 40–45% при 20 °С. Замена радиаторов и устройство интенсивного обдува позволяют увеличить этот показатель до 50–60%, но это далеко не потолок. Добиться ПН порядка 70–75% можно путём замены некоторых радиоэлементов:
Конденсаторы обвязки ключей инвертора нужно поменять на элементы той же ёмкости и типа, но рассчитанные под более высокое напряжение (600–700 В);
Диоды и резисторы из обвязки ключей следует заменить на элементы с большей рассеиваемой мощностью.
Выпрямительные диоды (вентили), а также MOSFET или IGBT-транзисторы можно заменить на аналогичные, но более надёжные.
О замене самих силовых ключей стоит рассказать отдельно. Для начала следует переписать маркировку на корпусе элемента и найти подробный даташит на конкретный элемент. По паспортным данным выбрать элемент для замены достаточно просто, ключевыми параметрами служат пределы частотного диапазона, рабочее напряжение, наличие встроенного диода, тип корпуса и предельный ток при 100 °С. Последний лучше рассчитать собственноручно (для высоковольтной стороны с учётом потерь на трансформаторе) и приобрести радиоэлементы с запасом предельного тока около 20%. Из производителей такого рода электроники наиболее надёжными считаются International Rectifier (IR) или STMicroelectronics. Несмотря на довольно высокую цену, крайне рекомендуется приобретать детали именно этих брендов.
