DIY-WIG-Schweißgerät

[ddfab]

Hallo,
ein Kumpel (Elektroniker) und ich (Kfz-Mechatroniker) wollen ein WIG-Schweißgerät selber bauen, allerdings Fehlen uns noch ein paar Informationen zu den Dingen was ein „Gutes“ WIG-Gerät alles können muss.

Zu den Fragen:

1.Wie heiß wird ca. das Wasser, dass zur Brenner-Kühlung benutzt wird?
2.Beim AC Schweißen braucht man bei einer Sinuskurve im Nulldurchgang wieder eine HF-Zündung da sonst der Lichtbogen abreißt , bei einer Rechteckspannung braucht man dies nicht wenn ich das richtig gelesen hab dafür ist es lauter.
Ist das arg laut und unangenehm ?
3.Ist die Frequenz einer Sinuskurve auch einstellbar oder wird nur der Strompuls eingestellt um den Lichtbogen zu stabilisieren
4.Wie hoch ist die Frequenz der Sinuskurve (50Hz?)? (Wenn einstellbar min. und max.)
5.Wie hoch sollte die Spannung sein? Hab mehrere Werte gelesen von 12V-20 V.
6.Muss die Dichtung des Magnetventils aus einem speziellen Material zum benutzen von Argon sein? (Eigentlich nicht da Edelgas oder?)
7.Ich hab gelesen das man am Anfang beim Alu Schweißen mehr Strom braucht da sich das Material erstmal aufwärmen muss ist das so? Ich dachte man muss da den Strom genauso wie am Ende absenken, damit es da einem nicht Wegbrennt?
8.Kann man alle Kupplungen, die am Schweißgerät für das Schlauchpaket dran sind kaufen (Strom, Massekabel, Wasser-Kühlung,Stecker für den Schalter im Brenner)?




Geplant:

A.HF Zündung (Einstellbaren Hochspannungsimpulse pro Zeit) und Lift-Arc umschaltbar
B.Pulsstrom einstellbar (0-8kHz) (Basisstrom,...)
C.von 3-20 Ampere in 0.1A Schritten darüber bis 180 A in 1A Schritten einstellbar
D.AC/DC
E.Gas für Vor- Nachströmzeit einstellbar
F.Stromabsenkung am Ende der Schweißnaht
G.(Stromerhöhung/Absenkung am Anfang?)
H.Fußpedal
I.Wasserkühlung
J.Speicherung von Einstellungen für die Direktwahl
K.Display Anzeige

Was kann noch alles eingebaut werden und was muss das Schweißgerät noch können was wurde vergessen? Stehen total auf Schnick Schnack.

Schon mal Danke im Voraus für eure Hilfe.

 

[moto4631]

Na da habt ihr euch ja was vorgenommen. Respekt!

Den Lüfter hast Du vergessen, modulierend versteht sich.
Der Hammer wär natürlich eine Wasserkühlung wie im PC, wenn schon Schnick Schnack dann richtig.

 

[Jungschweißer]

3. Ist kaum lauter. Ich merke nicht, das es lauter ist. Hab schon oft in beiden Modus geschweißt.
4. Die Frequenzen egal ob Rechteck oder Sinus sollte man in der Regel von 40 bis 200 Hz regeln können.
7. Alu leitet die Wärme ja sau gut und daher haut dir die Wärme am Anfang ab und es muss mehr Wärme rein, am Schluss muss man allerding mit dem Strom runter.
8. Ja, kannste alle Stecker kaufen z.B. bei www.weldingtool.eu

B. Beim Pulsen reichen 0,5 - 500 Hz mal locker !
E. Gas vorsteömen sollte manbis 1,5 sec einstellen können und Nachströmen bis 20 sec.
G. Das heißt Stromanstieg

Spezeiell bei Alu kann ich noch den Elektrodendurchmesser einstellen für bessere Zündung und ich kann die Rechteckwelle mehr in den positiven oder mehr in den negativen BEreich verschieben um entwedeer eine bessere Reinigung oder mehr Einbrand zu haben.

Dann Schweißfunktion 2 Takt, 4 Takt und Cycle. Cycle ist 4 Takt nur wenn du während des Schweißen nur kurz den Taster berührst, wechselt der Brenner auf einen 2. Strom, bevor das Bad z.B. durchfallen würde. Den 2. Strom kannste natürlich auch einstellen. Der Strom senkt in diesem Modus erst ab, nachdem ich den Brennertaster 3 sec. lange gedrückt halte.
2 und 4 Takt dürften ja geläufig sein.

 

[kar]

Ein großes Lob an euch, dass ihr sowas mal in Angriff nehmt! Wird sich finanziell am Ende zwar nicht lohnen, aber ideell auf jeden Fall. Wer kann schon von sich selbst behaupten, ein Schweißgerät selbst entwickelt zu haben?
Das größte Problem sehe ich im Hochleistungsnetzteil, wo gigantische Ströme sicher geschaltet und geregelt werden müssen und das hinreichend schnell. Die ganze Macherei mit 2 und 4-Takt, Gasvor und Nachströmzeit etc sind Kleinigkeiten. Bei der Elektronik-Entwicklung könnt ihr bestimmt sehr viel Hilfe im http://www.mikrocontroller.net/ Forum bekommen. Viel Gegenwind wird es natürlich von den Herstellern und deren Lobbyisten geben, die aber nicht ohne weiteres als solche zu erkennen sein werden. Nur nicht beirren lassen!

Optimal wäre es, wenn die Schalt- und Baupläne Public Domain werden würden. Ich glaube, dann würden die Schweißgeräte in kürzester Zeit extrem weiterentwickelt werden. Daran wäre für euch zwar nicht viel zu verdienen, aber die Ehre als Projektvater ist ja auch schon was.

Wünsche euch viel Erfolg!

 

[Raubsau]

Mutig, mutig!

Viel helfen kann ich dir nicht, über sowas hab ich mir selten Gedanken gemacht. Ich kann dir aber raten, die Temperatur des Wassers möglichst gering zu halten. Wenn du nahe an die 100°C rangehst bekommst du Probleme mit dem Dampfdruck (Umwältzpumpe kann kavitieren). Ich würd dir raten so ca. bei 40°C zu bleiben, eine angenehme Betriebstemperatur die noch niemanden weh getan hat.

 

[kar]

Fällt denn wirklich so extrem viel Wärmeenergie im Brenner an? Warum schmelzen denn die luftgekühlten Brenner nicht auf der Stelle weg?

 

[Jungschweißer]

Das will ich dir mal erklären. "Unsere" gasgekühlten Brenner werden

1. durch das durchströmende Gas gekühlt und
2. sind die so schwer, wenn du zum vergleich mal einen Wasserbrenner in der Hand hattest, weil im Griff ein massives Stück Messing eingebaut ist, welches die Wärme schlucken soll. Deshalb kühlen die auch nur so langsam aus.

Ich musste neulich ja an die 1 m Naht mit 200 A schweißen. Der Brenner war schon nach ca. 30 cm Naht so verdammt heiß. Ich hätte mit ihm noch schweißen können, aber es wurde unangenehm.

Wenn du jetzt mehrere Meter am Tag von den Nähten zurücklegst und da reichen schon 150 A locker aus, musst immer wieder ausruhen. Wennd u durchschweißen kannst am Stück und du dadurch einen sehr leichten und komfortabel leichten Brenner hast, ist das natürlich wirtschaftlicher.

 

[-sky-]

Hallo,
die Frage nach der Kühlwassertemperatur ist etwas naiv gestellt.
Dabei kommt es doch wohl darauf an wieviel Wärmeenergie in das
Schlauchpaket eingebracht wird, und wieviel Wärmeenergie durch den
Wasser/Luft Kühler abgeführt werden kann.
Die Frage sollte eigentlich nach der Leistung der Wasser/luft Kühler von vergleichbaren Geräten gestellt werden.
Falls du darauf keine Antwort bekommst, kannst du zumindest für das Schlauchpaket die zugeführte Wärmeenergie berechnen wenn du das Material des Leiters kennst, und dessen Leistungsverlust pro Meter.
Dieser leistungsverlust bestimmt dann die größe Kühlers,dabei nicht mit einberechnet ist dann die Wärmeübertragung am Griffstück.
Desweiteren kommt noch das dekomprimierte Gas hinzu welches den Schlauch ebenfalls kühlt.
Ich hab zwar nur wenig WIG-Erfahrung, aber ich würd euch für so ein Projekt empfehlen die Wasserkühlung hintenan zustellen, wenn ihr sowas realisiert , baut das erstmal ohne Wasserkühlung, aber baut es so das ihr die Option zur Wasserkühlung noch habt.


mfg sky

 

[Jungschweißer]

baut das erstmal ohne Wasserkühlung, aber baut es so das ihr die Option zur Wasserkühlung noch habt.

Würde ich auch machen.
Ich habe es vielleicht überflogen, aber wie viel Leistung soll denn euer Teil haben an Stromstärke ?

 

[ddfab]

Hallo,
danke schon mal für die vielen Antworten.
Die Frage zur Temperatur war natürlich etwas ungünstig gestellt da gebe ich dir Recht.

Eine Wasserkühlung wird es dennoch von Anfang an haben, da wir sonst 2 verschiedene Schlauchpakete kaufen müssten.

Zur Stromstärke: es sind so um die 180-200 A geplant .
Kann erweitert werden je nachdem wie viele IGBT´s, Transistoren, MOS parallel geschaltet werden , da haben wir uns noch nicht genau entschieden was wir verwenden. Werden wahrscheinlich eh erstmal verschiedene Möglichkeiten ausprobieren und das ganze auf jeden Fall in klein als Prototypen bauen.
Das ganze soll dann auch open source werden.

mfg ddfab

 

[-sky-]

Also die gesammte Kühlleistung kann man grob ausrechnen wenn man die Stromaufnahme des Gerätes kennt und den Wirkungsgrad.
Bei einem Wig-Gerät sollte eigentlich jeder Verlust in Wärme umgewandelt werden.(zumindest wüßt ich nicht worin sonst)
Habe mal nach Wirkungsgrad von Wig-Geräten
gescroogelt
und bin hier auf ein Gerät mit 77% Wirkungsgrad gestoßen. Und siehe da die geben nicht nur Auskunft über die Kühlleistung des Kühlers(1,1KW), sondern auch gleich über den benötigten Druck der Pumpe.(0,7 Bar)
Vieleicht hilft euch das weiter, wäre nett wenn ihr hier weiterhin postet wie es mit eurem Projekt weiterläuft.

mfg sky

 

[chevyman]

Also die gesammte Kühlleistung kann man grob ausrechnen wenn man die Stromaufnahme des Gerätes kennt und den Wirkungsgrad.

Bei einem Schweißgerät wird eigentlich immer nur der Brenner wassergekühlt, nicht das Gerät selber...

 

[Raubsau]

Falls du darauf keine Antwort bekommst, kannst du zumindest für das Schlauchpaket die zugeführte Wärmeenergie berechnen wenn du das Material des Leiters kennst, und dessen Leistungsverlust pro Meter.
Dieser leistungsverlust bestimmt dann die größe Kühlers,dabei nicht mit einberechnet ist dann die Wärmeübertragung am Griffstück.

Man KANN es berechnen, stimmt. Allerdings ist für mich fraglich, wie man rausfinden will, wie viel Wärme da reingeht?
Da gibts nur eins: Pumpe rein, ggf. Thermostat und ab gehts.

Kühlleistung des Kühlers(1,1KW)

Da ich mal nicht davon ausgehe, dass WIG-Geräte einen Kältekompressor mit 1,1kW eingebaut haben bezweifle ich den Wert, der richtet sich immer nach der Wassertemperatur.

 

[-sky-]

Also die gesammte Kühlleistung kann man grob ausrechnen wenn man die Stromaufnahme des Gerätes kennt und den Wirkungsgrad.

Bei einem Schweißgerät wird eigentlich immer nur der Brenner wassergekühlt, nicht das Gerät selber...

deswegen schrieb ich gesammte Kühlleistung, also die des Wasserkühlers plus des Luftkühlers...sry wenn das mißverständlich war.

mfg sky

 

[-sky-]

Falls du darauf keine Antwort bekommst, kannst du zumindest für das Schlauchpaket die zugeführte Wärmeenergie berechnen wenn du das Material des Leiters kennst, und dessen Leistungsverlust pro Meter.
Dieser leistungsverlust bestimmt dann die größe Kühlers,dabei nicht mit einberechnet ist dann die Wärmeübertragung am Griffstück.

Man KANN es berechnen, stimmt. Allerdings ist für mich fraglich, wie man rausfinden will, wie viel Wärme da reingeht?
Da gibts nur eins: Pumpe rein, ggf. Thermostat und ab gehts.

Kühlleistung des Kühlers(1,1KW)

Da ich mal nicht davon ausgehe, dass WIG-Geräte einen Kältekompressor mit 1,1kW eingebaut haben bezweifle ich den Wert, der richtet sich immer nach der Wassertemperatur.

Ich bin davon ausgegangen das er die Größe des Kühlers bzw. die Leistungsfähigkeit des benötigten Kühlers bestimmen wollte,

Also von einem "Kältekompressor" schrieb ich nichts,sondern lediglich von einem Luft/Wasserkühler.Und der benötigt da auch
keinen Lüftermotor mit 1.1 KW. So ein Teil ist ein einfacher Wärmetauscher, der funktioniert auch ohne das man da großartig extra Energie zur Kühlung reinsteckt.
Ich glaub da verwechselt du etwas.
Der Kühler von dem mir verlinkten Gerät kann laut Hersteller 1,1 KW
an Wärme ableiten, dafür wird aber mitnichten 1,1 KW an Lüfterleistung gebraucht.
Außerdem find ich ist die Kühlerleistung doch eher im geringen Bereich,ok das ist Ansichtssache.

mfg sky

 

[Raubsau]

Das ist schon richtig, die abgeführte Wärmeleistung kommt aber immer auf die vom Brenner zugeführte Wärmeleistung an. Wenn das Kühlmedium auf 80°C hochgeht geht sicher mehr Leistung drauf als wenns nur bei 25°C steht, deshalb bezweifle ich die 1,1kW

 

[-sky-]

Ob da nun die Herstellerangaben für den Wärmetauscher passen
kann ich nicht beurteilen,aber die 1,1kw werden sich wohl auf die max.
Leistung des Wärmetauscher beziehen.
Herunterregeln kann man die Kühlleistung ja immer, sei es über Lüfterdrehzahl oder Fördermenge der Wasserpumpe, welche über eine Temperaturreglung angesteuert werden können.
Von daher finde ich die angaben von dem Gerät schon ganz hilfreich in
bezug auf die Dimensionierung für so ein neues Projekt.

Einen Denkfehler hatte ich beim Wirkungsgrad, dieser wird sich wohl nur auf die Platinen usw. beziehen. Von daher müßte der Gehäuselüfter 1,5KW
an Wärmeenergie ableiten können.

mfg sky

 

[ddfab]

Hallo,
Wollten euch mal auf dem Laufenden halten, nicht das ihr denkt hier geht es nicht weiter.
Am Wochenende haben wir unseren ersten kleinen Versuchsaufbau zur Schweißstromregelung auf einem Steckbrett aufgebaut.
Leider hatten wir einen kleinen Denkfehler in der Schaltung und wir konnten nur DC erzeugen, den Fehler haben wir gefunden und werden ihn die nächsten Tage evtl noch beheben (je nach de wie es mit der Schule aussieht) dann gibt es auch die ersten Bilder und vll. einen (Vorläufigen) Schaltpläne, mal schauen wie weit wir kommen.

mfg ddfab

 

[Raubsau]

Ich könnte dir bzw. euch eventuell mit Schaltplänen aushelfen, am Institut für Schweißtechnik oder bei dem für elektr. Antriebsmaschinen (also quasi bei den Nachbarn) müsste sowas irgendwo rumliegen. Soll ich mich mal umschauen, ob man sowas bekommen kann?

 

[ddfab]

Hallo,
das ist ein tolles Angebot, da können wir unseren recht einfahcen Schaltplan mal mit einem Profi-Gerät vergleichen =).

Ein paar Fragen hät ich allerdings noch.
Wir haben hier noch eine 10 l Flasche CO2 rum stehen, können wir die zum vorlaufigen Testen benutzen? Es muss auch erstmal keine perfekte Schweißnaht entstehen, einfach nur rein zum testen.
Das strömende Gas soll den Lichtbogen ja auch etwas stabilisieren.
Bisher hab ich immer nur Mischgase gesehen wo nur ein kleiner Teil aus CO2 besteht?
Ich find es macht keinen Sinn extra eine Argonflasche zu kaufen ohne zu Wissen ob das ganze funktioniert.