Управление подачей проволоки в сварочном полуавтомате

Обновлено: 18.05.2024

В продаже можно увидеть множество сварочных полуавтоматов отечественного и зарубежного производства используемые при ремонте кузовов автомобилей. При желании можно сэкономить на расходах, собрав сварочный полуавтомат в гаражных условиях.

В комплект сварочного аппарата входит корпус, в нижней части которого устанавливается силовой трансформатор однофазного или трёхфазного исполнения, выше располагается устройство протяжки сварочной проволоки.

В состав устройства входит электродвигатель постоянного тока с передаточным механизмом понижения оборотов, как правило здесь используется электродвигатель с редуктором от стеклоочистителя а/м УАЗ или «Жигули». Стальная проволока с медным покрытием с подающего барабана проходя через вращающиеся ролики поступает в шланг для подачи проволоки, на выходе проволока входит в контакт с заземлённым изделием, возникающая дуга сваривает металл. Для изоляции проволоки от кислорода воздуха сварка происходит в среде инертного газа. Для включения газа установлен электромагнитный клапан. При использовании прототипа заводского полуавтомата в них выявлены некоторые недостатки, препятствующие качественному проведению сварки: преждевременный выход от перегрузки из строя выходного транзистора схемы регулятора оборотов электродвигателя; отсутствие в бюджетной схеме автомата торможения двигателя по команде остановки - сварочный ток при отключении пропадает, а двигатель продолжает подавать проволоку некоторое время, это приводит к перерасходу проволоки, опасности травматизма, необходимости удаления лишней проволоки специальным инструментом.

В лаборатории «Автоматики и телемеханики» Иркутского областного Центра ДТТ разработана более современная схема регулятора подачи проволоки, принципиальное отличие которой от заводских - наличие схемы торможения и двукратный запас коммутационного транзистора по пусковому току с электронной защитой.

Характеристики устройства:
1. Напряжение питания 12-16 вольт.
2. Мощность электродвигателя - до 100 ватт.
3. Время торможения 0,2 сек.
4. Время пуска 0,6 сек.
5. Регулировка оборотов 80 %.
6. Ток пусковой до 20 ампер.

В состав принципиальной схемы регулятора подачи проволоки входит усилитель тока на мощном полевом транзисторе. Стабилизированная цепь установки оборотов позволяет поддерживать мощность в нагрузке независимо от напряжения питания электросети, защита от перегрузки снижает подгорание щёток электродвигателя при пуске или заедании в механизме подачи проволоки и выход из строя силового транзистора.

Схема торможения позволяет почти мгновенно остановить вращение двигателя.
Напряжение питания используется от силового или отдельного трансформатора с потребляемой мощностью не ниже максимальной мощности электродвигателя протяжки проволоки.
В схему введены светодиоды индикации напряжения питания и работы электродвигателя.

Напряжение с регулятора оборотов электродвигателя R3 через ограничительный резистор R6 поступает на затвор мощного полевого транзистора VT1. Питание регулятора оборотов выполнено от аналогового стабилизатора DA1, через токоограничительный резистор R2. Для устранения помех, возможных от поворота ползунка резистора R3, в схему введён конденсатор фильтра C1.

Светодиод HL1 указывает на включенное состояние схемы регулятора подачи сварочной проволоки.
Резистором R3 устанавливается скорость подачи сварочной проволоки в место дуговой сварки.

Подстроечный резистор R5 позволяет выбрать оптимальный вариант регулирования оборотов вращения двигателя в зависимости от его модификации мощности и напряжения источника питания.

Диод VD1 в цепи стабилизатора напряжения DA1 защищает микросхему от пробоя при неверной полярности питающего напряжения.

Полевой транзистор VT1 оснащён цепями защиты: в цепи истока установлен резистор R9, падение напряжения на котором используется для управления напряжением на затворе транзистора, с помощью компаратора DA2. При критическом токе в цепи истока напряжение через подстроечный резистор R8 поступает на управляющий электрод 1 компаратора DA2, цепь анод-катод микросхемы открывается и снижает напряжение на затворе транзистора VT1, обороты электродвигателя М1 автоматически снизятся.

Для устранения срабатывания защиты от импульсных токов, возникающих при искрении щёток электродвигателя, в схему введен конденсатор C2.
К стоковой цепи транзистора VT1 подключен электродвигатель подачи проволоки с цепями снижения искрения коллектора С3,С4, С5. Цепь состоящая из диода VD2 с нагрузочным резистором R7 устраняет импульсы обратного тока электродвигателя.

Двухцветный светодиод HL2 позволяет контролировать состояние электродвигателя, при зелёном свечении - вращение, при красном свечении - торможение.

Схема торможения выполнена на электромагнитном реле К1. Ёмкость конденсатора фильтра С6 выбрана небольшой величины - только для снижения вибраций якоря реле К1, большая величина будет создавать инерционность при торможении электродвигателя. Резистор R9 ограничивает ток через обмотку реле при повышенном напряжении источника питания.

Принцип действия сил торможения, без применения реверса вращения, заключается в нагрузке обратного тока электродвигателя при вращении по инерции, при отключении напряжения питания, на постоянный резистор R8. Режим рекуперации - передачи энергии обратно в сеть позволяет в короткое время остановить мотор. При полной остановке скорость и обратный ток установятся в ноль, это происходит почти мгновенно и зависит от значения резистора R11 и конденсатора C5. Второе назначение конденсатора С5 - устранение подгорания контактов К1.1 реле К1. После подачи сетевого напряжения на схему управления регулятора, реле К1 замкнёт цепь К1.1 питания электродвигателя, протяжка сварочной проволоки возобновится.

Схема регулятора подачи проволоки выполнена на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита размером 136*40 мм, кроме трансформатора и мотора все детали установлены с рекомендациями по возможной замене. Полевой транзистор установлен на радиатор размерами 100*50 *20.

Полевой транзистор аналог IRFP250 с током 20-30 Ампер и напряжением выше 200 Вольт. Резисторы типа МЛТ 0,125, R9,R11,R12 - проволочные. Резистор R3,R5 установить типа СП-3 Б. Тип реле К1 указан на схеме или №711.3747-02 на ток 70 Ампер и напряжение 12 Вольт, габариты у них одинаковые и применяются в автомобилях «ВАЗ».

Компаратор DA2, при снижении стабилизации оборотов и защиты транзистора, из схемы можно удалить или заменить на стабилитрон КС156А. Диодный мост VD3 можно собрать на российских диодах типа Д243-246, без радиаторов.

Компаратор DA2 имеет полный аналог TL431 CLP иностранного производства.
Электромагнитный клапан подачи инертного газа Em.1 - штатный, на напряжение питания 12 вольт.

Наладку схемы регулятора подачи проволоки сварочного полуавтомата начинают с проверки питающего напряжения. Реле К1 при появлении напряжения должно срабатывать, обладая характерным пощелкиванием якоря.

Повышая регулятором оборотов R3 напряжение на затворе полевого транзистора VT1 проконтролировать, чтобы обороты начинали расти при минимальном положении движка резистора R3, если этого не происходит минимальные обороты откорректировать резистором R5 - предварительно движок резистора R3 установить в нижнее положение, при плавном увеличении номинала резистора К5, двигатель должен набрать минимальные обороты.

Защита от перегрузки устанавливается резистором R8 при принудительном торможении электродвигателя. При закрытии полевого транзистора компаратором DA2 при перегрузке светодиод HL2 потухнет. Резистор R12 при напряжении источника питания 12-13 Вольт из схемы можно исключить.

Схема опробована на разных типах электродвигателей, с близкой мощностью, время торможения в основном зависит от массы якоря, ввиду инерции массы. Нагрев транзистора и диодного моста не превышает 60 градусов Цельсия.

Печатная плата закрепляется внутри корпуса сварочного полуавтомата, ручка регулятора оборотов двигателя - R3 выводится на панель управления вместе с индикаторами : включения HL1 и двуцветного индикатора работы двигателя HL2. Питание на диодный мост подается с отдельной обмотки сварочного трансформатора напряжением 12-16 вольт. Клапан подачи инертного газа можно подключить к конденсатору C6, он также будет включаться после подачи сетевого напряжения. Питание силовых сетей и цепей электродвигателя выполнить многожильным проводом в виниловой изоляции сечением 2,5-4 мм.кв.

Пусковая схема сварочного полуавтомата

Подача проволоки в зону сварки в сварочном полуавтомате происходит с помощью механизма состоящего из двух вращающихся в противоположных направлениях электродвигателем стальных роликов. Для снижения оборотов электродвигатель оснащён редуктором. Из условий плавной регулировки скорости подачи проволоки, скорость вращения электродвигателя постоянного тока дополнительно изменяется полупроводниковым регулятором скорости подачи проволоки сварочного полуавтомата. В зону сварки также подаётся инертный газ - аргон, для устранения воздействия кислорода на процесс сварки. Сетевое питание сварочного полуавтомата выполнено от однофазной или трёхфазной электросети, в данной конструкции применён трёхфазный трансформатор, рекомендации по питанию от однофазной сети указаны в статье.

Трёхфазное питание позволяет использовать намоточный провод меньшего сечения, чем при использовании однофазного трансформатора. При эксплуатации трансформатор меньше нагревается, снижаются пульсации напряжения на выходе выпрямительного моста, не перегружается силовая линия.

Коммутация подключения силового трансформатора Т2 к электросети происходит симисторными ключами VS1-VS3. Выбор симисторов вместо механического пускателя позволяет устранить аварийные ситуации при поломке контактов и устраняет звук от «хлопаний» магнитной системы.

Выключатель SA1 позволяет отключить сварочный трансформатор от сети во время профилактических работ.

Использование симисторов без радиаторов приводит к их перегреву и произвольному включению сварочного полуавтомата, поэтому их необходимо снабдить бюджетными радиаторами 50*50 мм*40.

Рекомендуется сварочный полуавтомат оснастить вентилятором с питанием 220 вольт, подключение его - параллельно сетевой обмотке трансформатора Т1.

Отводы на первичной обмотке позволяют регулировать сварочный ток в зависимости от напряжения электросети от 160 до 230 вольт.

Использование в схеме однофазного сварочного трансформатора позволяет применять внутреннюю электросеть, используемую для питания домашних электропечей с установочной мощностью до 4,5 кВт - подходящий к розетке провод выдерживает ток до 25 ампер, имеется заземление. Сечение первичной и вторичной обмотки однофазного сварочного трансформатора в сравнении с трёхфазным исполнением следует увеличить в 2-2,5 раза. Наличие отдельного провода заземления обязательно.

Дополнительное регулирование тока сварки производится изменением угла задержки включения симисторов. Использование сварочного полуавтомата в гаражах и дачных участках не требует особых сетевых фильтров для снижения импульсных помех. При использовании сварочного полуавтомата в бытовых условиях его следует оснастить выносным фильтром помех.

Плавное регулирование сварочного тока выполняется с помощью электронного блока на биполярном транзисторе VT1 при нажатой кнопке «Пуск» - регулировкой резистора R5 - «Ток».

Подключение сварочного трансформатора Т2 к электросети выполняется кнопкой SA2 -«Пуск», находящейся на шланге подачи сварочной проволоки. Электронная схема через оптопары открывает силовые симисторы и напряжение электросети поступает на сетевые обмотки сварочного трансформатора. После появления напряжения на сварочном трансформаторе включается отдельный блок подачи проволоки, открывается клапан подачи инертного газа и при касании выходящей из шланга проволокой свариваемой детали образуется электрическая дуга, начинается процесс сварки.

Трансформатор Т1 используется для питания электронной схемы пуска сварочного трансформатора.

При подачи сетевого напряжения на аноды симисторов через автоматический трёхфазный автомат SA1 к линии подключается трансформатор T1 - питания электронной схемы пуска, симисторы в это время находятся в закрытом состоянии. Выпрямленное диодным мостом VD1 напряжение вторичной обмотки трансформатора T1 стабилизируется аналоговым стабилизатором DA1, для устойчивой работы схемы управления.

Конденсаторы С2,С3 сглаживают пульсации выпрямленного напряжения питания пусковой схемы. Включение симисторов выполняется с помощью ключевого транзистора VT1 и симисторных оптопар U1-U3.

Транзистор открывается напряжением положительной полярности с аналогового стабилизатора DA1 через кнопку «Пуск». Использование на кнопке низкого напряжения снижает вероятность поражения оператора высоким напряжением электросети, в случае нарушения изоляции проводов. Регулятором тока R5 регулируется сварочный ток в пределах двадцати вольт. Резистор R6 не позволяет снижать напряжение на сетевых обмотках сварочного трансформатора более двадцати вольт, при котором резко повышается уровень помех в электросети из-за искажения синусоиды напряжения симисторами.

Симисторные оптопары U1-U3 выполняют гальваническую развязку электросети от электронной схемы управления, позволяют простым методом регулировать угол открытия симистора, чем больше ток в цепи светодиода оптопары, тем меньше угол отсечки и больше ток сварочной цепи.

Напряжение на управляющие электроды симисторов поступают с анодной цепи через симистор оптопары, ограничительный резистор и диодный мост, синхронно с напряжением фазы сети.

Резисторы в цепях светодиодов оптопар защищают их от перегрузки при максимальном токе. Измерения показали,что при пуске при максимальном сварочном токе падение напряжения на симисторах не превышало 2,5 вольт.

При большом разбросе крутизны включения симисторов их цепи управления полезно зашунтировать на катод через сопротивление 3-5 ком.

На один из стержней силового трансформатора намотана дополнительная обмотка для питания блока подачи проволоки напряжением переменного тока 12 вольт, напряжение на который должно поступать после включения сварочного трансформатора.

Вторичная цепь сварочного трансформатора подключена к трёхфазному выпрямителю постоянного тока на диодах VD3-VD8. Установка мощных радиаторов не требуется. Цепи соединения диодного моста с конденсатором С5 выполнить медной шиной сечением 7*3 мм. Дроссель Др1 выполнен на железе от силового трансформатора ламповых телевизоров типа ТС-270, обмотки предварительно удаляются, а на их место наматывается обмотка сечением не ниже 2-х кратной вторичной, до заполнения. Между половинками трансформаторного железа дросселя проложить прокладку из электрокартона.

Наладку пусковой схемы сварочного полуавтомата начинают с проверки напряжения 5,5 вольт. При нажатии кнопки «Пуск» на конденсаторе C5 напряжение холостого хода должно превышать 50 вольт постоянного тока, под нагрузкой не менее 34 вольт.

На катодах симисторов относительно нуля сети напряжения не должно отличаться более чем на 2-5 вольт от напряжения на аноде, в ином случае заменить симистор или оптопару цепи управления.

При низком напряжении питающей сети, переключить трансформатор на отводы низкого напряжения.

При наладке следует соблюдать технику безопасности.

Пусковая схема смонтирована на монтажной плате, кроме элементов : VD3-VD8, T2, С5, SA1, R5, SA2 и Др1. Эти элементы закреплены на корпусе сварочного полуавтомата. Схема не содержит элементов индикации, они входят в блок подачи проволоки : индикатор включения и индикатор подачи проволоки.

Силовые цепи выполнены изолированным проводом сечением 4-6 мм 2, сварочные - медной или алюминиевой шиной, остальное - проводом в виниловой изоляции диаметром 2мм.

Сварочный полуавтомат под управлением МК

Данный проект был испытан на "железе" умершего полуавтомата ТЕМП. Делал товарищу по его просьбе. Имеется три кнопки +,- и меню +/- регулирует параметры. Кнопкой меню можно выбирать необходимый параметр.

В главном меню регулируется ток. Во втором меню регулируется скорость проволоки. В третьем: задержка между включением клапана и подачей проволоки. При неактивности в меню 2 и 3, происходит авто возврат в главное меню через примерно 3-5сек. При удержании кнопок +/- происходит быстрое изменение параметра, что очень удобно.

Частота ШИМ двигателя выбрал довольно высокую примерно 2500 Гц , чтобы не было рывков проволоки. Сварочный ток регулируется фазоимпульсным методом.
Использование данной автоматики моему товарищу понравилось из-за высокой плавности регулировки и удобности использования.

Фьюзы необходимо выставить на частоту 8 МГц в интернете можно найти "генераторы фьюзов" для AVR, желательно использовать внешний кварц и супервизор питания!
Индикатор применяется на три разряда, хоть с общим катодом, хоть с общим анодом.

При включении устройства, когда движутся полоски, нужно зажать до появления корректного изображения либо кнопку +, чтобы использовать общий катод, либо кнопку меню, чтобы использовать общий анод. По умолчанию используется общий анод. При следующем включении не нужно будет программировать конфигурацию индикации, так как данные сохраняются в еепром.

Появились коммерческие версии прошивок:

1) Улучшен алгоритм работы. Исправлены некоторые ошибки.
2) Расширены возможности. Добавлен триггерный и импульсный режим работы.
3) Несколько версий прошивок (с регулятором тока и без регулятора).

Новая версия прошивки (19.04.2013)
Были устранены следующие недостатки, а также добавлены следующие возможности:
- регулировка тока сбалансирована во всем диапазоне.
- введена настройка диапазона регулировки подачи проволоки.
- добавлен специальный алгоритм исключения ошибки настройки минимального значения и максимального значения для скорости проволоки.
- улучшен алгоритм регулятора тока.
- улучшена индикация сохранения данных в еепром.
- исправлен вывод данных на индикатор.

Новая версия прошивки (12.09.2013):
+ Исправлены всплески регулировки
+ Улучшен алгоритм регулятора
+ А также мелкие улучшения
+ ПА+Сварка (можно использовать как обычную электродуговую сварку)
- Ограниченная версия, настройки не сохраняются
- Полную версию можно получить с прошитым МК

Ниже вы можете скачать исходник, прошивку (от 19.04.2013) и печатную плату в формате LAY

Как настроить сварочный полуавтомат: Правильно выбираем параметры и функции

Эта статья поможет исключить ошибки в настройке сварочных устройств и укажет начинающим сварщикам нужное направление. Все значения носят рекомендательный характер, поэтому их не нужно воспринимать слишком буквально. У каждого сварочного полуавтомата свои характеристики и особенности. Также на необходимые настройки сварочника влияют внешние факторы: толщина деталей и их положение в пространстве, конфигурация стыка и т. д. Поэтому отталкивайтесь от своей конкретной ситуации и экспериментируйте.

Регулируемые параметры полуавтоматических сварочников

Как настроить сварочный полуавтомат ? Устройства позволяют регулировать подачу проволоки, силу тока, напряжение дуги, поток защитного газа. Помните, что при неудачном балансе между всеми четырьмя параметрами невозможно обеспечить не только нужную форму шва, но и необходимую глубину провара. Одним из индикаторов того, что настройка сварочного аппарата была выполнена успешно, является размер застывшего шарика на конце присадочного материала – он должен быть небольшим.

Напряжение

Величина в сварочных агрегатах может устанавливаться ступенчато или плавно, с помощью механических или цифровых регуляторов. Она зависит от толщины свариваемых заготовок и диаметра сварочной проволоки.

недостаточное значение параметра приведет к получению чересчур узкого и высокого шва с плохим проваром;
слишком большое значение способствует формированию чрезмерно широкого шва, возможностью прожига и приварки проволоки к контактному наконечнику.

Некоторые полуавтоматы имеют уже размещенную таблицу с рекомендуемыми значениями. Самым удобным местом для этого является внутренняя сторона крышки, закрывающая катушку с присадочным материалом. Немало подобных таблиц также можно отыскать в интернете.

Скорость подачи проволоки / сила тока

Данный параметр меняют вслед за изменением напряжения или сменой диаметра/марки расходного материала. Следует отметить, что в дорогостоящих полуавтоматах может встречаться автоматическая регулировка скорости движения присадки вместе с изменением напряжения (синергетический режим SYN).

Регулируя подачу расходника в сварочных полуавтоматах, вы также автоматически изменяете силу тока, поскольку ток и скорость взаимосвязаны. Чем быстрее движется расходный материал, тем более высокая сила сварочного тока должна прилагаться. Соответственно, возрастает и температураный режим электросварки.

слишком высокое значение приведет к тому, что проволока будет не успевать расплавляться и к большому количеству брызг;
чересчур низкая скорость подачи проволоки приведет к ее расплавлению задолго до прикосновения с деталью, что будет способствовать не только засорению сопла, но и увеличит риск просадок и разрыва шва.

Поток защитного газа

В каждом полуавтомате предусмотрен разъем для соединения с баллоном через газовый шланг. Удастся осуществлять правильный контроль подачи газа, если баллон будет снабжен редуктором с двумя шкалами: давление в МПа или барах (манометр), расход в л/мин (расходометр). Также предусмотрены ротаметры, часто использующиеся на промышленных линиях сварки. Это измерительные приборы, показывающие быстроту расхода вещества путем поднятия поплавка. Они представляют собой прозрачные вертикальные емкости конической формы. Настройка полуавтомата с использованием подобных приспособлений будет более точной.

На баллоне, предназначенном для использования при сварочных работах, можно увидеть два разных вентиля. С помощью первого (на самом баллоне) газ высвобождается из емкости, а с помощью второго регулируется быстрота подачи вещества. Вентиль на баллоне откручивается против часовой стрелки, а регулятор расхода газа – в обратном направлении. Оптимальное значение должно быть около 7-10 л/мин. Эквивалент на манометре – 1-2 кг/см².

Если так получилось, что у вас нет необходимых измерительных приборов, все еще есть возможность измерить величину расхода газовой смеси, правда это не очень удобно. Возьмите обычный резиновый воздушный шарик и наденьте его на горелку, чтобы он надувался после нажатия на курок. Он должен полностью надуваться за 30 секунд – это и будет примерно 7-10 л/мин. Чтобы шарик не проткнула присадка, откройте крышку полуавтомата для сварки и переведите расходник в недвижимое состояние с помощью соответствующего рычага.

О недостаточной подаче защитного вещества свидетельствует образование пор в соединении. Явление обуславливается тем, что в сварочную ванну из-за недостатка защиты просачивается воздух из окружающей среды. Различные элементы, находящиеся в воздушных массах, контактируют со свариваемым металлом, вступая с ним в химическую реакцию.

Чрезмерный расход полуавтоматом газа из баллона, в свою очередь, вряд ли можно определить на глаз. Проще экспериментировать на тестовых металлических болванках, начав с минимального объема вещества в минуту. Можно будет прекратить повышать значение, как только добьетесь исчезновения пор. С другой стороны, специалисты с большим опытом в сварочном деле после десятков часов работы с одним и тем же полуавтоматом умеют определять быстроту газового потока на слух.

Что касается выбора газовой смеси, то он зависит от свойств металла заготовок и необходимого качества исполнения шва:

углекислый газ – обеспечивает глубокий провар, но из-за грубого шва и большого количества брызг не подходит для соединения тонколистных заготовок;

В некоторых материалах найдутся другие рекомендации по выбору: смесь углекислоты с аргоном в соотношении 3:1. Такую пропорцию стоит опробовать для сварки тонких листов металла. Она гарантирует получение шва малой толщины и обеспечит минимальное количество брызг.

сочетание 98% аргона и 2% углекислоты (или 92% аргона и 8% углекислоты) – для работы с нержавеющей сталью.

Следует помнить, что газовая сварка полуавтоматом неэффективна на открытом пространстве в слишком ветреную погоду и в помещениях с сильным сквозняком. В подобных условиях поток защитного вещества крайне нестабилен, что ведет к повышению риска обрывания пор в структуре шва (вне зависимости от настроенной подачи). В таких случаях лучшим выбором будет флюсовая самозащитная сварочная проволока.

Подбор полярности при полуавтоматическом сваривании

Факт того, подключен электрод к «плюсовому» или «минусовому» разъему, также в значительной степени влияет на процесс сварки полуавтоматом. Есть два сценария:

1. Прямая полярность – горелка подключается к «минусу». Используется при безгазовой электросварке деталей проволокой с флюсом. Режим прямой полярности отличается тем, что максимальная температура приходится не на зону сварки, а на расходный материал. В итоге флюс плавится в 1,5 раза быстрее, поэтому срабатывает именно тем образом, который необходим. Однако дуга становится менее стабильной и на выходе получается обилие шлака.

2. Обратная полярность – горелку подключают на «плюс». Применяется при использовании сплошной сварочной проволоки.

Если применить в сварочном устройстве неправильную полярность для определенного вида расходника, это не самым лучшим образом скажется на прочности получившегося соединения. Также некорректный режим сварки может привести к увеличению количества брызг, уменьшению глубины провара, худшему управлению дугой.

Вылет проволоки

если используется углекислота или смеси, то разумно держать расстояние в диапазоне 6-10 мм;
не делайте вылет слишком значительным, так как это ослабляет дугу;
чем меньше вылет, тем более стабильна дуга и лучше проплавление, даже с не очень большим напряжением;
сваривание под флюсом требует более длинного вылета, чем обычно (это необходимо для увеличения температуры плавления).

Как вы видите, лучший результат электросварки получится, если вылет расходника в полуавтомате будет как можно более коротким, но не меньше критического значения. Это обусловлено тем, что при отдалении сопла от зоны сваривания уменьшается эффективность газовой защиты.

Обратите внимание! Не путайте вылет и выпуск проволоки. В отличие от первого, выпуск – расстояние от сопла горелки до торцевой части присадочного материала.

Следует учитывать также еще одну регулировку – степень утопленности наконечника горелки внутрь сопла или, наоборот, ее выдвижения наружу. Чем глубже посажен наконечник, тем длиннее нужно делать вылет. Некоторые полуавтоматы для сварки поддерживают изменение расположения наконечника горелки относительно сопла в определенном диапазоне.

Каким именно должен быть вылет и выпуск, также можно определить, исходя из диаметра проволоки. Следует ориентироваться на рекомендуемые в таблице значения:

Неправильное расположение элементов горелки может привести к избыточным брызгам, недостаточному провару, короблению, сквозному прожигу.

Как настроить сварочник для сварки алюминия?

Из-за своих химических свойств алюминиевые детали труднее поддаются соединению электрической дугой. Однако, если следовать всем советам, можно добиться желаемого результата.

Варить нужно на обратной полярности. Это приведет к более эффективному разрушению оксидной пленки.
Механизм, подающий расходный материал, оснащается четырьмя роликами (в профессиональных аппаратах). Металл мягкий, поэтому стремится к сминанию. Также надо учесть, что потребуются гладкие ролики в форме буквы U, не имеющие насечек.
Диаметр проволоки следует подбирать меньший, чем у наконечника для сварки алюминия, так как при нагреве металл очень быстро расширяется.
Горелка должна обладать тефлоновым каналом для подачи проволоки для минимизации трения расходника.

Правильная настройка сварочного полуавтомата для сварки алюминия также включает бережное затягивание ручки подающего механизма. Сделайте это плотно, но не до упора, чтобы алюминиевая проволока не деформировалась.

Уроки сварки: сварка полуавтоматом для начинающих

Сварка полуавтоматом – это разновидность электродуговой сварки. В качестве присадочного материала используется сварочная проволока, а защита зоны сварки от атмосферного воздействия происходит подачей сварочного защитного газа. Специальный подающий механизм полуавтомата автоматически подает в зону сварки сварочную проволоку, а перемещение сварочной горелки при сварке производит с необходимой скоростью сварщик.

Мастерство и опыт сварщика
Качество и функциональность сварочного полуавтомата и его настройки
Качество расходных материалов

В данной статье мы и рассмотрим все эти наиболее важные моменты, чтобы сварка полуавтоматом для начинающих стала намного понятнее.

Высокое качество шва при сварке в защитных газах и отсутствие шлаковой корки
Более высокая скорость проведения сварочных работ и производительность
Возможность сварки изделий с малыми толщинами до 1 мм
Благодаря высокой скорости сварки, происходит умеренное термическое воздействие на материал и меньшее коробление изделий
Возможность проведения работ во всех пространственных положениях
Возможность выполнения, как протяженных сварочных швов, так и прихваток
Научиться работать сварочным полуавтоматом намного проще, чем сваркой штучными электродами, поэтому данную технологию можно рекомендовать новичку

Относительная сложность настройки полуавтомата
Оборудование имеет ограничения по мобильности
Значительная стоимость оборудования и расходных материалов

Выбор полуавтомата для новичка

Современное предложение полуавтоматов на рынке достаточно велико и разобраться в этом разнообразии достаточно сложно. На какие характеристики стоит обратить внимание при выборе сварочного полуавтомата?

Основные характеристики, конструктивные решения и функционал сварочных полуавтоматов в порядке приоритета выбора приведены ниже:

Если сварочный источник приобретается не только для режима MIG/MAG-сварки, но и для проварки толстых заготовок и габаритных изделий или качественной сварки нержавейки, то стоит обратить внимание на универсальные сварочные полуавтоматы . Такие источники дополнительно могут иметь еще один или два режима работы: ММА- и TIG-сварку.

Сварочный ток определяет возможности по сварке изделий различной толщины. Например, для сварки стального профиля толщиной 1…2 мм вполне достаточно аппарата с max сварочным током 160А. Если материал имеет толщину 2…4 мм, то рекомендуем выбрать аппарат с max сварочным током 200А. Аппараты с большими значения сварочного тока уже требуют подключения к промышленной сети 380В.

Для работы дома, в гараже, небольшой мастерской можно выбрать полуавтомат с ПВ40%, для интенсивной и профессиональной работы требуются источники с ПВ60% и выше.

На заметку! Для повышения ПВ% полуавтомата рекомендуется приобретать сварочный аппарат с большим запасом по сварочному току. Например, аппарат с max сварочным током 200А будет более продолжительно работать и обеспечивать ПВ% значительно выше, чем заявлено, на сварочном рабочем токе в 100А.

Настройка скорости подачи сварочной проволоки, которая напрямую связана со сварочным током. Чем больше скорость подачи, тем больше сварочный ток
Настройка напряжения сварочной дуги

Синергетический режим или синергетика – это упрощенная настройка полуавтомата, путем установки/задания определенной сварочной программы. Задавая или выбирая значения диаметра сварочной проволоки, материала и защитного газа полуавтомат автоматически подбирает параметры скорости подачи сварочной проволоки/сварочного тока, А и напряжения сварочной дуги, В.

В случае корректировки скорости подачи, в большую или меньшую сторону, сварочная программа также автоматически производит корректировку напряжения. Напряжение дуги, если это требуется, можно корректировать отдельно. Таким образом, полуавтомат с синергетическим управлением будет актуален для новичков и пользователей с небольшим опытом работы с данным оборудованием.

Помимо основных базовых настроек полуавтомата по скорости подачи проволоки/сварочного тока и напряжения, в зависимости от профессионального уровня оборудования и уровня бренда, сварочный источник может иметь или не иметь ниже перечисленные дополнительные настройки и режимы.

Переключение полярности горелки – для сварки в защитных газах или флюсовой самозащитной проволокой
Кнопка бестоковой заправки проволоки и проверка продувки газа: для удобной и безопасной подготовки и настройки оборудования;
Регулировка индуктивности позволяет более точно настроить «мягкую» или «жесткую» сварочную дугу, которая влияет на глубину провара и форму сварного валика;
Выбор защитного газа (СО2 – углекислота или СО2+Ar – сварочная смесь) обеспечивает более точную и адаптивную настройку полуавтомата под сварочный процесс;
2/4 STEP – 2-х или 4-х тактный режим работы сварочной горелки – для удобства выполнения протяженных швов или точечной сварки;
SPOT-режим – для выставления времени горения дуги для работы в режиме прихваток/ сварочных точек;
Pre/Post flow – настройка подачи защитного газа по времени до начала и после завершения сварки – для улучшения защитной газовой среды;
Soft start («мягкий» старт) – плавное нарастание скорости подачи проволоки обеспечивает удобство и качество начала сварочных работ;
Burn back (отжиг проволоки) – предотвращает приварку проволоки к изделию или контактному наконечнику после завершения сварки;
PULSE/ DUAL PULSE/ EASY PULSE (импульный режим/ двойной импульс/ упрощенный режим настройки импульсного режима) – режимы, которые применяются для улучшения качества сварного шва/ для уменьшения разбрызгивания металла.

Стоит отметить, что необходимо разумно и обдуманно подходить к выбору данного функционала и режимов работы полуавтомата. Во-первых, необходимо знать и уметь настраивать и работать в этих режимах, а во-вторых каждая функциональная возможность реализованная в оборудовании повышает его стоимость.

Большинство однофазных полуавтоматов оснащены двухроликовыми механизмами протяжки проволоки. Для работы проволокой 0,8…1,0 мм и горелкой длиной 3 м такой конструктив будет оптимальным. Но для работы по алюминию, большими диаметрами сварочной проволоки, 4 или 5 метровыми горелками для стабильности и равномерности подачи проволоки лучше применять полуавтоматы с четырехроликовыми механизмами подачи.

Лучше, если горелка будет съемной;
Качественный термоустойчивый пластик ручки;
Высокие эргономические характеристики ручки и разгружающий запястье шарнир подвода шланг-пакета;
Качественные расходные материалы (газовое сопло, контактный наконечник и адаптер) и их надежное крепление и центрирование на сварочном гусаке.

Выбор сварочной проволоки и ее заправка

Сварочная проволока по диаметру и марке подбирается в зависимости от материала и толщины свариваемых заготовок.

Проволока диаметром 0,8 мм наиболее популярна и чаще всего используется на однофазных аппаратах. Она наиболее универсальна и применима для стальных заготовок 0,8…3 мм.

Для низкоуглеродистых и низколегированных сталей;
Для нержавеющих сталей;
Для алюминия и алюминиевых сплавов.

В полуавтоматах для сварки с защитным газом используется сплошная сварочная проволока, а для сварки без газа – самозащитная флюсовая проволока (см. рис.1.).

Важная рекомендация! При работе самозащитной флюсовой проволокой без защитных газов полуавтомат должен иметь возможность изменения подключения сварочной горелки на прямую полярность (горелка на «-», а зажим заземления на «+»).

Стоит предупредить всех, кого интересует сварка полуавтоматом для начинающих, что при работе флюсовой самозащитной проволокой есть свои плюсы и минусы.

Рисунок 1. Флюсовая сварочная проволока

Отсутствие громоздких баллонов с защитным газом, что повышает мобильность;
Возможность сварки на улице и сквозняках.

Высокая стоимость;
Низкое качество сварного шва (рекомендована для неответственных конструкций);
Необходимость отделять шлаковую корочку.

D 100 мм (~ 1 кг);
D 200 мм (~ 5 кг);
D 300 мм (~ 15 кг).

Заправка сварочной проволоки осуществляется в соответствии с рекомендациями, изложенными в инструкции по эксплуатации:

1. Подключить съемную горелку на полуавтомат
2. Снять газовое сопло и контактный наконечник
3. Установить катушку на кронштейн и создать условие затяжкой резьбы, чтобы она свободно не раскручивалась
4. Канавки на подающем ролике должны соответствовать диаметру устанавливаемой сварочной проволоки

5. Обеспечить заправку сварочной проволоки в подающий механизм с минимальным перегибом и необходимым прижатием (указывается либо в инструкции по эксплуатации, либо на механизме затяжки)

6. Используя кнопку бестоковой заправки, обеспечить протяжку проволоки и выхода ее из адаптера на гусаке

Важное замечание! Контактный наконечник должен соответствовать диаметру устанавливаемой проволоки! Например, если диаметр сварочной проволоки 0,8 мм, то и контактный наконечник должен быть с отверстием диаметром 0,8 мм!

Выбор защитного газа и настройка подачи

При работе полуавтомата сплошной сварочной проволокой применяется защитный газ. Защитный газ под давлением по шланг-пакету через сопло подается в зону сварки для предотвращения окисления расплавленного металла и стабилизации процесса горения дуги.

Активные;
Инертные;
Смеси активных и инертных газов в разных соотношениях.

Для улучшения технологических свойств защитной среды, уменьшению разбрызгивания, лучшего формирования сварного шва применяют смеси активного и инертного газа в определенной пропорции (Аr + СO2). Для сварки низкоуглеродистой и низколегированной сталей применяют следующие смеси: 80% Аr + 20% СO2 или 78% Аr + 22% СO2 . Для сварки высоколегированных и нержавеющих сталей могут применяться специализированные сварочные смеси: 90% Аr + 2% СO2 или 92% Аr + 8% СO2 .

Рекомендация! Для получения качественных сварных швов рекомендуется работать со сварочными защитными смесями. Как правило, сварочные защитные активные газы и смеси приобретаются готовыми в баллонах в специализированных организациях. Баллоны для сварочных смесей можно приобрести разного объема: 5, 10, 40 или 50 л.

Для подключения баллона со сварочным защитным газом к полуавтомату потребуется редуктор для защитных газов. Расход газа при работе однофазным полуавтоматом сварочной проволокой диаметром 0,8 мм и сварочном токе 100А выставляют порядка 8…12 л/мин. Меньший выставленный расход приведет к ухудшению защитных свойств газовой среды, а больший - к неоправданному повышенному расходу газа и возможному «подсосу» воздуха в зону сварки и окислению сварного шва.

Рекомендация! Для выставления необходимого расхода газа на редукторе, необходимо воспользоваться кнопкой продувки газа на панели управления.

Настройка режимов работы полуавтомата

Как мы уже разбирали, настройка полуавтомата достаточно сложный процесс, который требует практического опыта работы с данными технологиями и оборудованием. Необходимо учесть большое количество факторов, такие как толщина и материал заготовок, вид сварного соединения, диаметр сварочной проволоки, защитный газ, пространственное положение сварного шва, температура окружающей среды и т.д..

Настройка полуавтомата начинается с выбора режима по скорости подачи сварочной проволоки и сварочному току. Это две взаимозависимые величины: чем выше скорость подачи, тем больше сварочный ток. Для начала настройки можно обратиться к общим рекомендациям (см. табл. 1.) и затем более точно откорректировать программу сварки.

Таблица 1. Ориентировочные режимы сварки для углеродистых сталей

Диаметр сварочной проволоки, мм

Сварочный ток, А

Напряжение дуги, В

Определить несоответствие скорости подачи проволоки/сварочного тока достаточно просто. Если скорость слишком высокая, то сварочный валик будет слишком высокий, со значительным наплавлением, а также возможны сдвиги металла на сварном шве. Если скорость слишком низкая, то сварной шов теряет правильную форму, становится прерывистый, «проседает» и появляются волнистые углубления.

Скорость подачи должна быть такой, чтобы сварщик мог полностью контролировать процесс плавления металла в сварочной ванне.

Настройка напряжения дуги влияет на процесс нагрева и расплавления металла. Для больших толщин изделий выставляют большее значение напряжения дуги. О верном соответствии установленного напряжения можно судить по проплавлению металла и ширине дорожки цветов побежалости около сварного шва. Если металл прожигается насквозь и дорожка цветов побежалости значительно превышает ширину сварного шва, то необходимо уменьшить значение установленного напряжения.

Индуктивность сварочной дуги – это настройка, которая все чаще появляется в современных инверторных полуавтоматах и позволяет более тонко настроить сварочные параметры под конкретный сварочный процесс. Настройка индуктивности корректирует «жесткость» сварочной дуги. При минимальной индуктивности снижается температура дуги и глубина проплавления металла, шов получается более выпуклый. Для более глубокого проплавление выставляют большее значение индуктивности, дуга становится «жесткой».

Отличным решением для новичка будут полуавтоматы с режимом синергетики , который обеспечит качественную настройку параметров даже при минимальном опыте сварщика.

Рекомендация! Для получения навыка работы и настройки сварочных параметров полуавтомата рекомендуется потренироваться на стальной пластине формированию валиков сварного шва. Изменение основных параметров при настройке наглядно будет отражаться на форме сварного шва.

Техника сварки полуавтоматом

Расстояние от сопла до изделия должно быть 8…12 мм
Вести горелку необходимо углом вперед 45…60° (от себя)

Возможные ошибки в настройке и работе полуавтомата

Громкий «треск» при сварке может указывать на слишком малую скорость подачи сварочной проволки, также можно уменьшить выставленное значение регулировки индуктивности.

Сильное разбрызгивание металла может быть вызвано недостаточной газовой защитой. Также можно уменьшить значение настройки индуктивности. Применение качественной сварочной защитной смеси также снижает разбрызгивание металла.

Прожиги металла и непровары сварного шва можно устранить настройкой напряжения, а также регулировкой индуктивности.

Равномерность по ширине и высоте сварного шва связаны с корректной настройкой скорости подачи сварочной проволоки и техникой выполнения работ непосредственно сварщика.
Надеемся, что теперь сварка полуавтоматом для начинающих перестала быть чем-то из ряда вон выходящим. Пользуйтесь рекомендациями данной статьи, чтобы не допускать ошибок при использовании сварочного полуавтомата.

Читайте также: