Самодельный полуавтомат сварочный своими руками: изготовление устройства, принцип работы, виды и формы

Каждый рачительный хозяин считает необходимым иметь у себя в мастерской, гараже или на загородном участке сварочное полуавтоматическое оборудование, с помощью которого можно отремонтировать ограду, изготовить различные металлические конструкции для хозяйственных нужд, а также произвести ремонт автомобиля. Причем все эти операции можно сделать самостоятельно, не прибегая к помощи помощников и не расходуя дополнительные средства.

Приобретение заводской модели стоит немалых денег. Поэтому дилемма между покупкой оборудования или устройства самодельного сварочного полуавтомата своими руками чаще всего решается в пользу последнего варианта. Благо изготовление устройства, принцип работы, его виды и формы легко освоить человеку, хоть немного знающему основы электротехники и обладающему опытом проведения столярных работ.

Технология и особенности сварки

Процесс сварки самодельным сварочным полуавтоматом своими руками был разработан в середине двадцатого века. Основные технологические особенности такого соединения различных металлов используются и в настоящее время.

Полное и правильное название такой сварки – GMAW (Gas metal arc welding, или сварка металла электродуговая в среде защитного газа). Правда, чаще всего и в литературе, и в практической работе применяется аббревиатура MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas).

Самодельный полуавтомат работает на постоянном токе. Электродом для сварки является специальная проволока, которая подается к месту соединения с определенной скоростью. Процесс создания сварочного шва происходит под защитой газа. Технология MIG подразумевает применение инертного газа (гелий, аргон). А вот изготовленный своими руками самодельный сварочный полуавтомат, работающий по системе MAG, использует для защиты места сварки активный углекислый газ и его смеси.

Полуавтоматической сваркой можно производить качественное соединение не только стальных деталей, но и изделий из цветных металлов (медь, алюминий, магний, никель), которые легко окисляются без защитных операций.

Принцип действия

Процесс сварки самодельным полуавтоматом происходит с помощью электрической дуги в среде защитного газа, которая образуется между поверхностью свариваемого металла и проволокой, используемой в качестве электрода.

Качество сварного шва полностью зависит от напряжения, скорости подачи проволоки и количества подаваемого к месту стыка газа. Все эти параметры устанавливаются заранее, исходя из толщины и вида свариваемого материала. Чтобы защитный газ оказывал соответствующее действие, конец проволоки должен выступать на строго определенную длину.

Так как сварочная проволока поступает к месту соединения автоматически, а от сварщика требуются только манипуляции с горелкой, этот способ сварки металлов получил название полуавтоматический.

Положительные стороны применения полуавтомата

Основным плюсом использования самодельного полуавтомата для сварки считается получение качественного соединительного шва, с высокой скоростью выполнения работы. Эти параметры позволяют применять оборудование не только для выполнения мелких работ, но и в профессиональных целях.

Так как инвертор функционирует по методу преобразования токов высокой частоты, а не напряжения, то существует возможность при устройстве самодельного полуавтомата своими руками значительно снизить его вес и размеры, что обеспечивает его мобильность при работе в сложных условиях.

Также плюсом использования самодельного полуавтомата является возможность применения электродов, как переменного тока, так и постоянного. А способность регулировать сварочный ток в широком диапазоне позволяет применять при аргонодуговой сварке неплавящиеся электроды.

Недостатки полуавтоматов

Сделанная своими руками самодельная сварка полуавтомат, как и просто инвертор, имеет большую цену, нежели аналогичные агрегаты трансформаторного типа.

Полуавтоматы очень боятся вредного воздействия пыли, поэтому, чтобы продлить их безаварийный срок службы, необходимо производить чистку агрегата не реже одного раза в полгода.

Полуавтоматическое оборудование плохо работает при низких температурах. А при температуре воздуха ниже -15℃ его вообще нельзя эксплуатировать.

Еще одним существенным недостатком во время работы самодельным полуавтоматом является ограниченная длина кабеля для подключения устройства (не более 2,5 м).

Виды агрегатов полуавтоматического типа

На открытом воздухе свариваемые детали из цветных металлов быстро подвергаются окислению, поэтому их соединение затруднено. Для улучшения качества сварного шва приходится защищать зону сварки от окисления. Поэтому для решения определенных задач необходимо точно установить, какого типа будет применяться сварочный аппарат. Полуавтомат самодельный в зависимости от вида защиты сварной ванны делится:

• на сварку под защитным слоем флюса;
• соединение в облаке инертного газа;
• сварочный процесс с применением электродной порошковой проволоки.

Наиболее распространенным видом полуавтоматов считается применение защитного газа.

Свойства защитного газа

Чтобы устранить негативное воздействие кислорода на свариваемые металлы, в зону соединения добавляют газ, который способен улучшить качество и прочность скрепления материалов. Азот, находящийся в составе воздуха, и влага могут вызвать пористость сварного шва, а вот кислород окисляет поверхности. Также применение газа обеспечивает равномерное и надежное зажигание сварочной дуги.

Именно тип применяемого газа полностью влияет на форму и механическую прочность шва, на скорость плавления металла и проникновение дуги, а также на количество брызг при сварке. Состав газовой смеси оказывает существенное влияние на то, как расплавленный металл поступает от проволоки к месту стыка поверхностей.

Для сварки цветных металлов и алюминия чаще применяется гелий и аргон. А вот соединение стальных поверхностей лучше всего происходит под защитой активных газов и их смесей (двуокись углерода), которые увеличивают существенно скорость плавления и улучшают проницаемость электрической дуги.

Самостоятельное изготовление сварочного полуавтомата

Перед тем как сделать самодельный полуавтомат, необходимо подготовить следующее оборудование:

1. Для формирования рабочего тока 150А понадобится сварочный инвертор, который можно изготовить из трансформатора от микроволновой печи.
2. Горелку, которая отвечает за дозирование защитного газа в месте сварки.
3. За непрерывное поступление сварочной проволоки к месту сварки отвечает механизм подачи.
4. Для управления агрегатом необходимо оборудовать электротехнический узел, с помощью которого регулируется сила тока.
5. С помощью подающего шланга осуществляется подача сварочной проволоки к рабочим поверхностям.
6. Газовый шланг понадобится для подвода защитного газа в область соединения.
7. Катушка с присадочной проволокой.

Некоторые комплектующие изготовить самостоятельно очень сложно (горелка, баллон, шланги), поэтому их желательно приобрести в торговой сети.

Переделка трансформатора

Для создания качественного инвертора-полуавтомата можно использовать трансформатор от микроволновой печи. Самодельный полуавтомат из инвертора представляет собой трансформатор тока с необходимыми переделками для получения нужных параметров.

В принципе, первичная обмотка остается без изменений. Основные изменения будут касаться вторичной обмотки трансформатора. Для этих целей понадобятся медная полоска и обмотка из термоизоляционной бумаги, трансформаторная проволока не подойдет для такой реконструкции, так как будет очень сильно нагреваться на предельных режимах работы.

На вторичную обмотку добавляется три слоя жести, которые необходимо тщательно изолировать. Концы изготовленной обмотки и уже существующей нужно соединить между собой.

При решении изготовить самодельный полуавтомат из сварочного трансформатора, можно использовать устройство от микроволновой печи. Для этого придется удалить старую обмотку и намотать новую из нескольких витков толстой проволоки. При работе нужно избегать повреждения эмали. Расчеты диаметра проволоки и количества витков производятся на основании применяемого трансформатора.

Получение стабильного напряжения на выходе питающего блока достигается установкой выпрямительного моста, дросселя и конденсатора. Емкость необходима для сглаживания пульсаций, а дроссель поддерживает стабильный уровень рабочего напряжения.

Механизм подачи проволоки

Чтобы получить качественный и прочный сварной шов, проволока должна подаваться к месту пайки непрерывно и равномерно. Для этой цели сварочный полуавтомат оборудуется системой подачи проволоки.

Чтобы сделать подающий механизм своими руками, необходимо приобрести следующие элементы:

1. Электрический мотор для вращения вала.
2. Два подшипника, один из которых делается регулируемым (прижимным).
3. Специальный направляющий ролик.
4. Пружину, работающую на сжатие.
5. Систему крепления подающего устройства.

Если для корпуса полуавтомата использовать системный блок от компьютера, то в его блоке питания существует напряжение, которое подходит для работы электродвигателя. В случае изготовления отдельного корпуса придется собирать автономную систему питания.

Так как сварочная проволока является одним из электродов полуавтомата, монтаж системы подачи нужно производить на электроизолирующем материале. Для этих целей нужно:

1. На специальной пластине сделать отверстия для установки вала электродвигателя, а также подшипников.
2. Прикрепить электромотор на обратной стороне несущей пластины.
3. Сверху и снизу установить подшипники.
4. На ведущий вал надевается направляющий ролик.
5. Устанавливается прижимная пружина на регулировочный подшипник.

Система охлаждения

При устройстве самодельного полуавтомата из сварочного инвертора особое внимание следует обратить на необходимость охлаждения вторичной обмотки трансформатора, которая может сильно нагреваться при большой нагрузке оборудования.

Система охлаждения состоит из двух вентиляторов, которые направлены на обмотку трансформатора и работают на вытяжку нагретого потока. Для улучшения циркуляции воздуха нужно сделать в корпусе полуавтомата несколько десятков отверстий.

В качестве вентиляторов можно применять изделия из системы охлаждения персонального компьютера.

Дополнительные устройства полуавтомата

Горелку для полуавтоматической сварки изготовить самостоятельно очень сложно, поэтому опытные сварщики рекомендуют приобретать промышленное газовое оборудование. И проблема здесь не только в изготовлении непосредственно самого оборудования, но и в необходимости строго соблюдать требования безопасности.

Также желательно использовать и стандартные баллоны для защитного газа. Исключение могут составлять емкости для углекислого газа. Часто используются огнетушители, только при этом необходимо установить специальный переходник для редуктора.

Мобильность всего полуавтоматического оборудования повышается при использовании специальных тележек, которые можно приобрести в магазине, но и не очень сложно сделать самостоятельно. Конструкцию такого приспособления легко разработать из различных металлических швеллеров и профильных или круглых труб.

Техника безопасности

Сварочные работы относятся к повышенной категории сложности. Чтобы не навредить здоровью сварщика, необходимо строго соблюдать некоторые меры безопасности:

1. Яркий свет от электродуговой сварки пагубно влияет на зрение человека. Поэтому все сварочные работы нужно осуществлять в защитной маске.
2. Для защиты от брызг расплавленного металла и ультрафиолетового излучения, которое негативно влияет на открытые участки кожи, обязательно необходимо надевать перчатки.
3. Также работы нужно проводить в закрытой обуви, чтобы не попадал внутрь раскаленный металл.
4. Одежда не должна быть изготовлена из синтетического материала, чтобы избежать ее расплавления при сварке.
5. Помещение, где проводятся сварочные работы, необходимо оборудовать хорошей вентиляцией, чтобы не вдыхать вредные пары от сварки.

Чтобы создать самодельный сварочный полуавтомат, не понадобится наличие дорогостоящего оборудования и дефицитных деталей. Главное – иметь знания электротехники и умение проводить несложные столярные работы, и, при желании, у вас появится в хозяйстве незаменимый помощник.