Полуавтоматический сварочный аппарат

Полуавтоматический сварочный аппарат 30А — 160А

Полуавтоматический сварочный аппарат-0

Полуавтоматический сварочный аппарат 30А/160А — за период с 2002 года мной было изготовлено восемь таких сварочных агрегатов. Показанный на фотографии ниже сварочник активно используется на различных работах, но в основном при ремонте автомобилей. Причем за все пятнадцать лет эксплуатации никогда не ремонтировался за ненадобностью.

Вид сварочного аппарата снаружи

Полуавтоматический сварочный аппарат-1 Полуавтоматический сварочный аппарат-2
Полуавтоматический сварочный аппарат-3 Полуавтоматический сварочный аппарат-4
Полуавтоматический сварочный аппарат-5

Сварочная проволока применяемая в устройстве для сварки является обыкновенной пяти килограммовой бухтой Ø 0,8 мм.

Полуавтоматический сварочный аппарат-6
Сварочная горелка 180А для полуавтоматов в среде углекислого газа оборудована универсальным евро-разъемом с посеребренными контактами. Приобреталась в магазине электрооборудования.

Принципиальная схема и компоненты

Так как полуавтоматический сварочный аппарат, схема которого рассчитывалась с таких агрегатов как ПДГ-125, ПДГ-160, ПДГ-201 и MIG-180, то у принципиальной схемы есть отличие относительно монтажной платы. Произошло это ввиду того, что эскиз схемы делался непосредственно в момент сборки устройства. Поэтому исходя из выше сказанного, нужно будет следовать данным указанным на монтажной схеме. Печатная плата изготовлена таким образом, что все контактные площадки и размещаемые на ней компоненты имеют маркировку. Что бы это увидеть, нужно открыть прилагаемый ниже файл в Sprint-Layout и навести указатель мыши на требуемую точку.

Полуавтоматический сварочный аппарат-7 Полуавтоматический сварочный аппарат-8

Печатную плату, а также чертеж найдете в приложении в конце статьи

Полуавтоматический сварочный аппарат-9
Вид монтажа сверху

Полуавтоматический сварочный аппарат-10
Модуль управления устройством

В конструкции для включения/выключения аппарата, а также для его защиты использован автоматический выключатель типа AE рассчитанный на 16А. Указанный на схеме SA1, является кулачковым переключателем из серии ПКУ3 и служит для переключения режимов сварки по пяти ступенчатой схеме.

R3, R4 — это постоянные, проволочные эмалированные трубчатые резисторы ПЭВ-25, хотя их установка не обязательна. Служат они исключительно для быстрого разряда емкостей в цепи дросселя.

Важное о конденсаторах

Полуавтоматический сварочный аппарат имеет набор мощный емкостей — подробнее о работе конденсатора С7. Данная емкость, установленная в цепи дросселя выполняет функцию определенной стабильности горения электро-дуги. Для эффективной работы емкость нужно устанавливать не менее 20,000 мкф, а лучше будет 30,000 мкф и более. В процессе тестирования устанавливались конденсаторы фирмы CapXon, имеющие меньшие габаритные размеры, но емкость у них была больше. Так вот они были забракованы почти сразу, так как часто выходили из строй, видимо эта была китайская подделка. Как обычно китайцы делают: на наружной банки наносят маркировку, например: 2000 мкф на 50 вольт, а на самом деле внутри этой емкости установлен конденсатор на 200 мкф 25 вольт.

Полуавтоматический сварочный аппарат-11

Исходя из выше перечисленных проблем с зарубежными конденсаторами было решено использовать емкости выпущенные в Советском Союзе еще до 1990 года. Именно эти конденсаторы, в частности три штуки 10000 мкф х 50V включенные в параллель исправно работают до сих пор.

Полуавтоматический сварочный аппарат-12

Силовые теристоры

Специально были использованы в силовой цепи мощные тиристоры В200, рассчитанные на рабочий ток 200А. В принципе можно установить теристоры 160А, но тогда не будет запаса по току и работать они будут в максимальном режиме. И как следствие, возникнет необходимость в установке дополнительной системе охлаждения, то есть массивных теплоотводов и вентилятора. В данном случае В200 размещены на пластине из дюралюминия.

Полуавтоматический сварочный аппарат-13

Промежуточное реле К1 РП-21 рассчитанно на постоянное напряжение 24V, переменное сопротивление R10 типа ППБ — это проволочный одно-оборотный резистор с круговым перемещением подвижной системы.

Принцип работы горелки

Во время нажатия кнопки установленной на горелке начинает поступать напряжение в модуль управления, в это время срабатывает реле. После этого через замыкатель К1-1 напряжение поступает в цепь электромагнитного клапана ЭМ1, служащего для подачи углекислого газа. Через замыкатель К1-2 подается питание на мотор протягивания сварочной проволоки, а через контакт К1-3 подается напряжение для открытия силовых тиристоров.

Переключатель SA1 выполняет функцию установки штатного напряжения в пределах от 18 до 27v, если добавить по три витка на каждое плечо, то можно получить 30v. При помощи переменного резистора R10 устанавливают скорость подачи проволоки, а также изменяют силу тока сварочной дуги в диапазоне 30А — 160А.

В процессе настройки устройства, постоянный резистор R12 необходимо подобрать так, чтобы при установленной на R10 минимальной скорости ротор двигателя не должен стоять на месте, а чуть-чуть вращаться.

Когда на горелке кнопка отпускается, происходит размыкание реле и останавливается мотор, при этом запираются цепи теристоров. Хотя электромагнитный клапан еще некоторое время, использую накопленный заряд на конденсаторе С2, находится в открытом состоянии и подает углекислоту на горелку.

В момент закрытия переходов теристоров прекращается подача силового напряжения на сварочную проволоку. Но при этом использую цепь дросселя и конденсатора С7 сварочная дуга исчезает плавно, что исключает прилипание проволоки к металлу в области сварки.

Изготовление трансформатора

Полуавтоматический сварочный аппарат-14

Полуавтоматический сварочный аппарат требует мощный источник тока, для этого вам нужно раздобыть однофазный трансформатор серии ОСМ1 мощностью 1кВт, разобрать его. При разборке, части магнито-провода нужно пометить маркером и отложить пока в сторону. Теперь нужно изготовить другой каркас катушки. Для этого лучше всего подойдет листовой 2-х мм стеклотекстолит, так как заводская катушка будет очень ненадежной для сварочника. Размеры катушки следующие: Размер стенки каркаса 147х106 мм. Размер других деталей: 130х70мм — 2шт; 87х89мм — 2шт. В «щечках» нужно сделать окошко размером 87х51,5мм. Всю конструкцию неплохо бы было обработать клеем БФ-2. После этого можно считать какрка готовым.

Теперь вам потребуется медный провод для намотки катушек диаметром 1,8 мм, не мешало бы, чтобы он был в качественной изоляции из стекловолокна. Если есть возможность, то такой провод можно взять со статоров дизельного генератора. Конечно можно использовать и стандартный эмалированный провод подходящего сечения.

Полуавтоматический сварочный аппарат-15
Очень качественная изоляция получается из стеклоткани

Приступаем к укладке первичной обмотки, которая имеет следующее количество витков: 164 + 15 + 15 + 15 + 15. После каждого слоя необходимо делать стекло-тканевую изоляцию. Намоточный провод нужно располагать в катушке как можно ближе друг к другу.

Вторичная обмотка

Теперь выполняем вторичную обмотку. Для этого можно использовать шину из алюминия покрытой стеклянной изоляцией и размерами 2,8 х 4,75мм. Такую шинку можно поспрашивать у профессиональных обмотчиков, примерная длина — 8 метров, плюс еще немного запаса, на всякий случай. Намотку выполнять также как и первичку, укладывая плотно провод друг к другу. Делаем сначала 19 витков, затем выполняем небольшую петельку под болт М6 и еще наматываем 19 витков. У обмотки концы оставляем по 300 мм, это потребуется для последующего изготовления конструкции.

Если вы предполагаете сваривать крупные детали, то при указанных выше параметрах трансформатора, току будет наверняка маловато. В таком случае лучше сразу на вторичке добавить по три витка, в каждое плечо, чтобы вышло 22+22. В таком варианте обмотка в каркасе располагается впритирку. Поэтому старайтесь изначально плотно укладывать витки, чтобы все вместилось. В случае выполнения первичной обмотки эмальпроводом, тогда необходимо будет пропитать катушки лаком в течении примерно 5-6 часов.

После того, как катушки будут готовы, можно приступать к сборке трансформатора. При включении устройства в сеть, первым делом измеряем ток холостого хода, который должен быть в пределах 0,5А. А выходное напряжение на клеммах вторичной обмотки должно составлять 19v — 26v. Если вы получили такие электрические данные, то значит все в норме и трансформатор вам пока не нужен будет.

В случае невозможности приобрести ОСМ-1, то для изготовления трансформатора можно использовать телевизионные ТС-270 в количестве 4шт. Хотя там несколько иные размеры, поэтому все нужно будет корректировать и подгонять экспериментальным путем.

Изготовление дросселя

Чтобы сделать дроссель для последующей его установки в полуавтоматический сварочный аппарат вам потребуется заводской трансформатор на витом разрезном магнитопроводе ОСМ-0,4 мощностью 400Вт. Для его перемотки вам потребуется эмальпровод диаметром 1,8 мм. Наматываем два слоя провода с изоляцией после каждого прохода и плотной укладкой. Теперь алюминиевой шиной размером 2,8х4,75мм наматываем 24 витка, концы проводника оставляем по 300 мм. Далее начинаем сборку магнитопровода оставляя зазор в 1 мм (можно подставить отрезки стеклотекстолита). В случае отсутствия ОСМ-1, дроссель можно изготовить на основе телевизионного трансформатора ТС-270, тогда понадобится всего одна катушка.

Трансформатор для модуля управления проще всего приобрести готовый с выходным напряжением 24v рассчитанный на рабочий ток в пределах 6А.

Механические узы и корпус изделия

Начинаем изготовление корпуса, в котором будет смонтирован полуавтоматический сварочный аппарат. На прилагаемых чертежах не представлены специальные 20 мм загибы, так называемая «отбортовка». Материал — листовое железо 1.5 мм. Все углы корпуса нужно соединить с помощью сварки. Шасси механизма выполнено из нержавеющей стали.

Полуавтоматический сварочный аппарат-16

Все необходимые данные по корпусу смотрите во вложении.

Полуавтоматический сварочный аппарат-17 Полуавтоматический сварочный аппарат-18
Полуавтоматический сварочный аппарат-19
Двигатель М использован от стеклоочистителя Жигулей.
Исключен концевой выключатель возвращения в крайнюю позицию.

Для создания тормозного усиления в подкатушечнике была использована пружина, подойдет практически любая. Эффективность тормоза регулируется методом сжатия пружины при помощи гайки.

Полуавтоматический сварочный аппарат-20 Полуавтоматический сварочный аппарат-21

Полуавтоматический сварочный аппарат-22

Чертежи корпуса и механических узлов
chertezhi

Принципиальная схема и печатная плата
shema-i-plata270412

Технические характеристики сварочного полуавтомата:

ПараметрЗначение
Напряжение питающей сети:220 В
Потребляемая мощность:не более 3 кВт
Режим работы:повторно-кратковременный
Регулирование рабочего напряжения:ступенчатое от 19 В до 26 В
Скорость подачи сварочной проволоки:0-7 м/мин
Диаметр проволоки:0.8мм
Величина сварочного тока:ПВ 40% — 160 А, ПВ 100% — 80 А
Предел регулирования сварочного тока:30 А — 160 А