Как переделать сварочный полуавтомат в инверторный
Обновлено: 18.05.2024
Купил я как то свой полуавтомат трансформаторный. Ну думал мне его хватит на долго, так как я планировал его для сварки и ремонта кузовов автомобиля. В итоге я был разочарован тем, что тонкий металл он просто сжигал в момент касания сварочной проволоки о свариваемую поверхность. А толстый металл примерно 4 мм толщины он просто не проваривал как следует.
В результате этого мне хотелось просто выкинуть его. Обратно в магазин его не понесешь, так как прошло много времени, да и работа у меня не одна. Вот и было решено собрать инвертор для моего девайса чтобы избавиться от трансформатора который работал не понятно как.
На рисунке собственно сама схема. Эта схема была взята с основы сварочного инвертора на 250 ампера, который разработал Евгений Родиков. За что ему спасибо.
Правда пришлось мне изрядно повозиться с этой схемой, чтобы обычный сварочный инвертор у которого мягкая ВАХ (вольтамперная характеристика) стала жесткой и чтобы была обратная связь по напряжению и можно было регулировать с 7 вольтах до 25 вольт. Так как на полуавтомате не нужно регулировать ток ему надо менять напряжение. Что мною и было выполнено.
Для начала нам надо собрать блок питания который будет питать шим генератор и драйвера ключей.
Вот собственно и схема блока питания, она не сложная и думаю не буду вдаваться в подробности и так все понятно.
Принцип работы инвертора
Работа инвертора заключается в следующем. Из сети 220 вольт поступает на диодный мост и выпрямляется потом происходит зарядка конденсаторов большой емкости через токоограничивающий резистор R11.Если бы не резистор то произошел бы сильный бах из за чего выйдет из строя диодный мост. Когда конденсаторы зарядились, таймер на VT1,C6,R9,VD7 включает реле К1 тем самым шунтирует токоограничительный резистор R11 и напряжение в это время на конденсаторах нарастает до 310 вольта. и в это же время включается реле К2 который размыкает цепь резистора R10, который блокирует работу ШИМ генератора собранного на микросхеме UC3845. Сигнал с 6 ноги ШИМ генератора поступает на оптроны через резисторы R12,R13. Далее проходя через оптроны HCPL3120 на драйвера управления силовыми IGBT транзисторами которые запускают силовой трансформатор. после трансформатора выходит большой ток высокой частоты и поступает на диоды тем самым выпрямляется. Контроль напряжения и тока выполнены на оптроне PC817 и токовом датчике построенный на ферритовом кольце через который пропущен провод силового трансформатора.
Начало сборки работы инвертора
Саму сборку можно начинать как угодно. Я лично начинал собирать с самого блока питания,который должен питать шим генератор и драйвера ключей. Проверив работоспособность блока питания она у меня заработала без каких либо доработок и настроек. Следующим этапом я собирал таймер который должен блокировать шим генератор и шунтировать токоограничительный резистор R11, убедившись в его работе, он должен включать реле К1 и К2 в течении времени от 5 секунд до 15 секунд. Если таймер срабатывает быстрее чем нужно то надо увеличить емкость конденсатора С6. После чего я начал сборку шим генератора и драйвера силовых ключей в шим генераторе есть один недочет с резисторами R7 он должен иметь сопротивление 680 Ома R8 1,8ома и конденсатор C5 510p C3 2200p также убедившийся в правильной сборке выставил первоначальную частоту в 50 кГц с помощью резистора R1. При этом сигнал формированный шим генератором должен быть строго прямоугольным 50/50 и ни каких всплесков и выбросов из краев прямоугольников показанные на осциллограмме осциллографа. После я собрал силовые ключи и подав напряжение минус 310 вольт на нижние силовые ключи. плюс верхних силовых ключей я подал питание плюс 310 вольт через лампочку 220 вольт 200 ватт на самой схеме не показано, но надо в питание силовых ключей плюс и минус 310 вольта добавить конденсаторы 0,15мкФ х 1000 вольт 14 штук. это нужно для того чтобы выбросы который будет создавать трансформатор уходили в цепь питания силовых ключей ликвидируя помехи в сети 220 вольта. После чего я начал собирать силовой трансформатор а начиналось у меня все так. Я не знаю какой материал феррита намотал пробную обмотку например 12 витков из медной проволоки 0,7 мм диаметром покрытый лаком включил его между плечами силовых ключей и запустил схему убедившийся что лампочка горит в пол накала чуть чуть подождав примерно 5 или 10 минут выключил схему из розетки дав разрядиться фильтрующим конденсаторам чтобы током не стукнуло проверил сам сердечник силового транса он не должен нагреваться. Если он нагрелся я увеличил число обмоток и таким образом я дошел до 18 витков. И так я намотал трансформатор с расчетом сечений которые написаны на схеме.
Настройка и первый запуск инвертора
Перед настройкой и первым пуском еще раз проверяем в правильной сборке. Убеждаемся в правильной фазировке силового трансформатора и датчика тока на маленьком кольце. Датчик тока обычно подбирается количество витков провода чем больше витков тем больше выходной ток, но не стоит пренебрегать из за того, что можно перегрузить силовые ключи и они запросто могут выйти из строя. В этом случае если не знать материал феррита лучше всего начать с 67 витков и постепенно увеличивать количество витков до достаточной жесткости дуги при сварке. Например у меня вышло 80 витков, при этом у меня не грузится сеть, не греются силовые ключи и естественно нет шума от силового трансформатора и дросселя на выходе.
Кнопку пуска полуавтомата который находится на рукаве горелки нужно сделать в разрыв термодатчика перегрева.И еще чуть не забыл на выходе силового трансформатора когда настраиваете всю систему без оптрона обратной связи конденсатор 220мкФ тоже должен быть временно снят, чтобы не превысить выходное напряжение и при этом на выходе при таком раскладе напряжение должно быть не больше 55 вольта если оно достигает 100 вольта или больше желательно уменьшить количество витков например отмотать 2 витка, чтобы получить нужное нам напряжение после того можно ставить конденсатор и оптрон обратной связи. Резистор R55 - это регулятор напряжения R56 резистор ограничения максимального напряжения его лучше припаивать в плате рядом где оптрон чтобы избежать скачка при обрыве регулятора и подбирать его в сторону увеличения сопротивления до нужного максимального тока я например сделал до 27 вольта. Резистор R57 подстроечный под отвертку для подстройки минимального напряжения например 7 вольт.
Переделка сварочного инвертора в полуавтомат
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.
Способы переделки
Для начала, рассмотрим возможные варианты превращения инвертора в сварочный полуавтомат.
Способ 1
Для создания полуавтомата обязательно понадобится так называемое головное устройство. Это, собственно, сварочный аппарат, который и будет формировать рабочие параметры для возникновения дугового разряда. В качестве такого головного устройства подойдет не каждая модель инвертора.
Необходимо выбрать достаточно мощный сварочный аппарат. Его вольт-амперные характеристики можно изменить при помощи контроллера широтно-импульсной модуляции. Однако, во-первых, такое устройство есть не у каждого домашнего мастера. Во-вторых, процесс проведения измерений весьма долгий и трудоемкий. Наконец, провести все исследования сможет только человек с достаточно высоким уровнем знаний в электротехнике.
Так как вариант с ШИМ-контроллером не будет доступен среднестатистическому сварщику, рекомендуется пойти более простым путем. Во-первых, выбранный аппарат-донор должен нормально выполнять все необходимые операции. Во-вторых, для создания самодельного полуавтомата понадобится дроссель. Данную деталь, предназначенную для ламп дневного света, можно купить в любом магазине запчастей. Выходное напряжение дросселя используется в качестве входа обратной связи. Как именно сделать схему подключения и провести необходимые монтажные операции, показано в ролике ниже.
Способ 2
Данный вариант создания самодельного полуавтомата подойдет только счастливым владельцам качественного оборудования. А именно, инверторов, способных работать в режиме строго заданной вольт-амперной характеристики. Сварочники такого класса дорогие, однако максимально подходят для решения поставленной задачи.
Чтобы сделать собственный полуавтоматический аппарат, потребуется:
- купить механизм подачи проволоки, в комплекте к которому поставляются все необходимые провода и коммутационные разъемы;
- подключить механику подачи к инверторному сварочному аппарату;
- подобрать вольт-амперную характеристику для работы с конкретным типом проволоки.
Механизм подачи проволоки с Aliexpress
В сущности, механизм подачи выступает в роли приставки, которая расширяет возможности сварочного инвертора. Однако такая схема обладает повышенной надежностью, не требует от пользователя специальных знаний. Кроме этого, полученный полуавтомат показывает максимальный уровень гибкости и неприхотливости: может быть быстро настроен для работы с конкретным материалом и проволокой.
Способ 3
Данный способ потребует от пользователя немалой подготовки. Во-первых, ему понадобится найти не среднестатистический инверторный сварочный аппарат подходящей мощности. Необходимо выбрать как можно более простого донора определенного класса. Идеальным будет аппарат, у которого:
- есть шунт на выходе;
- в блоке первичного преобразования используется трансформатор тока;
- компоновка ZX-7.
Рекомендуется выбирать аппараты без дополнительных опций контроля и функционала для облегчения жизни сварщика. У инвертора не должно быть никаких горячих стартов, простого поджига, форсажа дуги.
Для создания собственного самодельного полуавтомата потребуется точно установить вольт-амперные параметры выбранного инвертора. Также понадобится сделать настройку нарастания тока. Порядок и списочный состав необходимых работ не универсальный. Он отличается у разных моделей инверторов.
Вольт-амперная характеристика сварочного инвертора
Подробный алгоритм переделки
Данный способ переделки достаточно сложный для рядового пользователя. Однако домашнему умельцу, который любит собирать инструмент своими руками и разбирается в электросхемах, он вполне подойдет.
Необходимые материалы и инструменты
Для сборки агрегата понадобятся следующие элементы:
- инверторный сварочный аппарат;
- горелка, а также специальный гибкий шланг, внутри которого проходят газопровод, направляющая для проволоки, силовой кабель и электрический управляющий кабель;
- механизм для равномерной автоматической подачи проволоки;
- модуль управления, а также контролер скорости двигателя (ШИМ-контроллер);
- баллон с защитным газом (углекислотой);
- электромагнитный клапан для отсекания газа;
- катушка с электродной проволокой.
Чтобы собрать самодельный полуавтомат из сварочного инвертора, последний должен вырабатывать сварочный ток не менее 150 А. Но его придется немного модернизировать, поскольку вольтамперные характеристики (ВАХ) инвертора не подходят для сварки электродной проволокой в среде защитного газа.
Но об этом позже. Сначала нужно сделать механическую часть полуавтомата, а именно механизм подачи проволоки.
Механизм подачи электродной проволоки
Поскольку подающий механизм будет размещаться в отдельном коробе, то для этой цели идеально подойдет корпус от системника компьютера. К тому же, не нужно выбрасывать блок питания. Его можно приспособить под работу механизма протяжки.
Для начала, нужно измерить диаметр катушки с проволокой или, обрисовав ее на бумаге, вырезать окружность и вставить ее в корпус. Вокруг бобины должно быть достаточно места для размещения других узлов (блока питания, шлангов и механизма протяжки проволоки).
Устройство протяжки проволоки изготавливается из механизма стеклоочистителя от автомобиля. Под него необходимо спроектировать раму, которая также будет удерживать прижимные ролики. Макет необходимо нарисовать на плотной бумаге в реальном масштабе.
Совет! Разъем для подключения шланга горелки и сам шланг с горелкой можно изготовить своими руками. Но правильнее будет купить готовый комплект, который имеет доступную цену.
Устройство подачи должно быть установлено в корпусе так, чтобы разъем располагался в удобном месте.
Чтобы проволока подавалась равномерно, все составляющие должны закрепляться точно друг напротив друга. Ролики необходимо отцентрировать относительно отверстия для входного штуцера, который находится в разъеме для подключения шланга.
В качестве роликовых направляющих можно использовать подходящего диаметра подшипники. На них с помощью токарного станка протачивается небольшая канавка, по которой будет двигаться электродная проволока. Для корпуса механизма можно использовать фанеру толщиной 6 мм, текстолит или прочный листовой пластик. Все элементы закрепляются на основе, как показано на следующем фото.
В качестве первичной направляющей для проволоки используется просверленный вдоль оси болт. В результате получится подобие экструдера для проволоки. На входе штуцера одевается кембрик, усиленный пружиной (для жесткости).
Штанги, на которых закреплены ролики, также подпружиниваются. Сила прижима устанавливается с помощью болта, расположенного снизу, к которому крепится пружина.
Совет! Если у вас по каким-либо причинам нет возможности изготовить механизм для протяжки проволоки своими руками, то его можно купить в Китае. В продаже имеются механизмы на 12 В и на 24 В. Данном случае, поскольку используется БП от компьютера, потребуется устройство с питанием от 12 В.
Основу для закрепления бобины можно изготовить из небольшого куска фанеры или текстолита и обрезка пластиковой трубы подходящего диаметра.
Далее, все компоненты нужно аккуратно разместить в корпусе.
Схема управления механикой
Чтобы добиться хорошего качества шва при сварке, необходимо обеспечить подачу проволоки с определенной и постоянной скоростью. Поскольку за скорость подачи оснастки отвечает двигатель от стеклоочистителя, то необходимо устройство, способное изменять скорость вращения его якоря. Для этого подойдет уже готовое решение, которое также можно приобрести в Китае, и называется оно ШИМ-контроллер.
Ниже приведена схема, из которой становится понятно, как подсоединяется контроллер оборотов к двигателю. Регулятор контроллера с цифровым табло выводится на переднюю панель корпуса.
Далее, нужно установить реле, управляющее газовым клапаном. Оно же будет управлять и запуском двигателя. Все данные элементы должны активироваться при нажатии кнопки пуска, расположенной на рукоятке горелки. При этом подача газа в место сварки должна быть с опережением (примерно на 2-3 сек) начала подачи проволоки. В противном случае дуга зажжется в окружении атмосферного воздуха, а не в среде защитного газа, в результате чего электродная проволока расплавится.
Реле задержки для самодельного полуавтомата можно собрать на основе 815-го транзистора и конденсатора. Чтобы получить паузу в 2 секунды, будет достаточно конденсатора на 200-2500 мкФ.
Совет! Поскольку питание идет от компьютерного БП, который выдает напряжение 12 В, вместо самостоятельного изготовления модуля можно использовать автомобильное реле.
Электромагнитный запорный клапан размещается в любом месте, где он не будет мешать работе подвижных узлов, и подсоединяется к цепи согласно схеме. Можно использовать воздушный клапан от ГАЗ 24 или купить специальный, предназначенный для полуавтоматов. Клапан отвечает за автоматическую подачу защитного газа на горелку. Включается он после нажатия на кнопку пуска, расположенную на горелке полуавтомата. Наличие этого элемента значительно экономит расход газа.
Далее, после установки всех узлов в корпус, приставка к инвертору для полуавтоматической сварки будет готова к работе.
Но как уже было отмечено, для полноценной работы полуавтомата вольтамперные характеристики (ВАХ) инвертора не подходят. Поэтому, чтобы приставка полуавтомат работала в паре с инвертором, в его электрическую схему требуется внести небольшие изменения.
Изменение ВАХ инвертора
Чтобы изменить ВАХ инвертора, существует множество схем, но самый простой способ сделать это заключается в следующем:
- соберите устройство с использованием дросселя от лампы дневного света по схеме, приведенной ниже;
- для подключения собранного устройства потребуется собрать еще один блок по следующей схеме;
- чтобы на инверторе не срабатывал датчик перегрева, к нему необходимо припаять (параллельно) оптрон, как показано на следующей схеме.
Но если управление сварочным током в инверторе происходит с помощью шунта, то можно собрать простую схему из трех резисторов и переключателя режимов, как показано ниже.
В итоге, переделка сварочного инвертора в полуавтомат обойдется в 3 раза дешевле уже готового агрегата. Но конечно же, для самостоятельной сборки аппарата потребуется иметь определенные знания в радиоделе.
Cварочный полуавтомат Своими руками
В настоящий момент очень распространены инверторные сварочные аппараты ММА (для сварки штучными электродами), они выдают постоянный ток, мало весят и имеют хороший кпд, по сравнению с трансформаторами, и имеют вполне доступные цены. Так же существуют инверторные полуавтоматы MIG/MAG, они имеют те же плюсы кроме одного это цена, исходя из этого я задумался как из обычного инверторного сварочника сделать полуавтомат.
Начало проекта постройки полуавтоматического сварочного аппарата, а точнее приставка к инвертору, чтобы инвертор можно было использовать в режиме полуавтомата.
В нашем случае хороший сварочный инвертор BRIMA ARC-250
Цель сделать возможность использовать инвертор ММА в режиме полуавтомат используя подручные материалы с минимальным бюджетом.
1) Для начало мы не изобретая велосипед преобрели рукав с евро разъёмом: Горелка ЕВРО MB15AK Jingweitip 180А 3м ЦИКЛОН.
2) Одним из основных элементов ПА является лентопротяжка, за основы мы взяли моторчик от дворников от какого то ведра, также нам понадобились пору подшипников и евро разъём для подключения рукава.
после того как я собрал свою лентопротяжка случайно наткнулся на алиэкспресс на уже готовый вариант и не сильно дорогой.
3) В качестве корпуса для нашей приставки к инвертору мы взяли корпус от древнего компа и благополучно всё в него запихали.
получилось довольно аккуратно)))
Далее собираем электрику нашего устройства.
Для управления скоростью подачи используем ШИМ-контроллер заказанный с алиэкспресс.
Вот и всё приставка для инвертора готова!)))
Далее начинается самое интересное. Как известно вольт-амперная характеристика (ВАХ) у аппаратов ММА и ПА(MIG/MAG) отличаются, у аппаратов для ручной сварки ММА ВАХ имеет падающий вид т.е. аппарат поддерживает постоянный ТОК!, а у аппаратов ПА (MIG/MAG) ВАХ имеет жёсткий вид т.е. аппарат поддерживает постоянное напряжение. Сколько я не искал не где в инете нет информации как можно переделать обычный аппарат для сварки штучными электродами в ПА, но немного разобравшись в данном вопросе оказалось не всё так сложно…
теперь у нашего инвертора есть возможность переключения с режима сварки штучными электродами на режим ПА.
В итоги получилась как то так:
Поскольку я сварщик "дипломированный" короче рукожопый прошу не судить строго за шов и качество сварки, но тем не менее аппарат со своей задачей справляется и варит хоть тонкий (фальгу) хоть толстый металл.
Также все можно глянуть на видео:
ИТОГО: Мы собрали приставку и инвертору ММА, для работы в режиме ПА.
ПРИМЕРНАЯ ЦЕНА ВОПРОСА:
Горелка — 2500руб
Евро разъём — 1000руб
ШИМ контроллер- 500руб
Подшипники — 100руб
Электро разъём — 300руб
Мелочи — 100руб
Старый хлам — бесплатно)))
ИТОГО примерно : 4500руб.
Обзор сварочного полуавтомата Своими руками. Финал.
Представляю Вам финальную версию своего сварочного полуавтомата или как сделать полуавтомат из сварочного инвертора ММА (сварка штучными электродами).
Инвертор в полуавтомат! (продолжение)
P.S.: Коша, прости, но я всё таки поставил ТКС101 на 100А =)) ну нравиться мне "топорный" щелчок при подаче тока)) Это как "Камера-мотор" для оператора))))
Продолжение следует, ждём зарплату, баллон, редуктор и "правильную" проволоку ;-)
Комментарии 21
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.
ндаа, завидное упрямство))
ну такто, как этот твой любимый контактор кончится, дозреешь наконец до замыкания на землю 8 контакта SG3525.
В остальном поздравляю)
ну может конечно и заморочусь по серьёзному, но не сейчас, а после покупки баллона и редуктора)))
Швы у нас получаются похожими — неровно, но видно что провар есть.
Кстати у меня получается рыжий ореол вокруг шва, почему?
Да вот ХЗ если честно((( у меня в жизни это вторая попытка сварки ПолуАвтоматом))))) то есть я допускаю "кривые" швы просто хотя бы потому что рука "плавает" с непривычки, хотя фиг его знает, может проволока "волнуется" или подаётся неровно… Ты же тоже "без газа" варил?
нее, с газом! на фото баллон есть-же.
Кстати интересно то, что сначала газ пускал через шланг ранее используемый с тепловой пушкой (под пропан).
Так этот шланг пропаном провонянялся какбудто наскозь и варило с ним както хуже чем потом уже с другим, новым шлангом. Но рыжий ореол всёравно остался. Яндекс ответа не даёт(
Да может это вообще проволока виновата, может сама деталь… ХЗ, короче)))
кстати — "коммутируемая цепь — номинальное напряжение — 27 вольт"
Карл, всего 27! Понимаешь?
У тебя там более 50
Херня!))) Думаешь его прошьёт?
проведи такой эксперемент — отпусти курок, тоесть разомкни контактор с залипшей проволокой))
Ну тут и ежу понятно))) люблю грозу в начале мая…
его задача обесточить и всё)))
кстати, ты цены видел? ни себе струя)))))
я так думаю у тебя там дуга загорится и будет приспоконенько гореть, ну так, примерно до полного выгорания контактов — у этих аппаратов что у тебя взят за основу довольно неплохой запас ХХ))
возможно, или до полного отрывания проволоки))))
Читайте также: