Качество работ при использовании инверторной аппаратуры во многом определяется сварочной дугой, ее стабильностью и надежностью. Однако, скачки и перепады сетевого напряжения могут привести к сбою, и дуга самопроизвольно выключается. Чтобы избежать подобных ситуаций и обеспечить стабильный рабочий режим, применяется специальный прибор – осциллятор для инвертора. Он подключается параллельно к основному устройству, а его функция заключается в непосредственном возбуждении дуги и поддержании ее во время всего сварочного процесса.
Электрическая схема осциллятора
Схемы и конструкции сварочных осцилляторов могут отличаться, исходя из условий эксплуатации и частоты использования.
Как правило, эти устройства подключаются двумя способами:
- Последовательно. Такое подключение позволяет сваривать заготовки из алюминия.
- Параллельно. Применяется во время работ с нержавеющей сталью и для краткосрочной сварки.
Типовая схема состоит из следующих электротехнических компонентов:
- Стандартная конструкция искрового одноконтурного разрядника. Эта деталь по сути является генератором и обеспечивает формирование затухающих колебаний. Он состоит из конденсатора и катушек индуктивности, соединенных параллельно между собой. Вольфрамовые электроды выполняют функцию контактов.
- Дроссели в количестве двух, также изготовленные на основе катушек индуктивности.
- Мощный повышающий трансформатор. Преобразует стандартное сетевое напряжение до 6000 В, а частоту – до 250 кГц.
- Трансформатор, установленный на выходе. Осуществляет передачу сформированного напряжения в цепь сварочного инвертора.
- Детали управляющей цепи. Сюда входит стабилизатор, регулировочные элементы пуска, контур обратной связи с датчиком тока.
- Элементы системы безопасности. Выполнены в виде предохранительных цепей, защищающих схему от перегрузок, а самого рабочего – от поражения электротоком.
Советы по изготовлению плазмореза из инвертора своими руками
Как правило, плазмой листовой металл режется на крупных производствах, и делается это при изготовлении деталей сложной конфигурации. На промышленных станках режутся любые металлы: сталь, медь, латунь, алюминий, сверхтвердые сплавы. Примечательно, что плазменный резак вполне можно сделать собственноручно, хотя возможности устройства в этом случае будут несколько ограниченными. В крупносерийном производстве самодельный ручной плазморез непригоден, но вырезать им детали в своей мастерской, цехе или гараже удастся. В отношении конфигурации и твердости обрабатываемых заготовок ограничений практически нет. Однако они касаются скорости резания, размеров листа и толщины металла.
Взаимодействие с инвертором
Принцип действия аппаратуры, стабилизирующей работу инвертора, состоит в дополнительной подаче высокого напряжения к электроду. Оно поступает периодически, вместе с основным выходным напряжением самого сварочного агрегата. Напряжение поступает в виде импульсов, имеющих характерную амплитудную модуляцию. Их параметры могут достигать 6 кВ, а частота находится в пределах 150-500 кГц.
Продолжительность сформированных импульсов незначительная, поэтому они отличаются очень маленькой скважностью, вполне достаточной для получения необходимой мощности – до 300 Вт. Их воздействие приводит к образованию кратковременного электрического пробоя между деталью и электродом, повышающего надежность контакта. Осциллятор запускается в тот момент, когда электрод приближается к металлу примерно на 5 мм. Под действием электрических импульсов воздушный промежуток ионизируется, после чего возникает мгновенный разряд.
Разновидности осцилляторов
Использование сварочного осциллятора возможно лишь в качестве дополнительного устройства. Сам по себе он не может обеспечить рабочий процесс, из-за малой мощности и невозможности к самостоятельному соединению и расплавлению металлов. Основное предназначение прибора заключается в зажигании дуги и поддержке ее стабильного состояния без контакта электрода с металлической поверхностью.
Подобного результата удалось добиться за счет генерации высокого напряжения с высокой частотой, способного пробить воздушное пространство между металлом и электродом. Создается зона ионизированного воздуха, по которой в дальнейшем начинается течение уже основного сварочного тока.
В зависимости от рабочих режимов, все осцилляторы можно условно разделить на следующие группы:
- Устройства непрерывного действия (рис. 1). Способны выдавать ток напряжением до 6000 вольт, частотой порядка 250 кГц. Этот дополнительный потенциал объединяется с основным сварочным током, способствуя мгновенному зажиганию дуги на определенном расстоянии от детали. Высокая частота обеспечивает стабильность, независимо от параметров инверторного тока. За счет малой мощности, дополнительный ток совершенно безопасен для сварщика. Прибор подключается к инвертору по параллельной или последовательной схеме. Последний вариант используется чаще и не требует дополнительной защиты от высокого напряжения.
- Импульсные осцилляторы (рис. 2). Очень удобны при выполнении сварочных работ переменным током. Данные устройства обладают способностью к постоянному поддержанию дуги при изменяющейся полярности электричества. Они легко зажигают дугу при отсутствии каких-либо контактов электрода и заготовки. В целом, импульсные приборы имеют некоторые преимущества перед непрерывно действующими осцилляторами.
- Приборы с использованием накопительных конденсаторов. Данные компоненты устанавливаются в общую схему и в дальнейшем обеспечивают работу устройства в режиме заряда-разряда. Наполнение конденсаторов энергией осуществляется с помощью зарядного модуля. В момент начала работы энергия заряженных конденсаторов отдается дуге. Затем они отключаются от схемы разряда и автоматически подключаются к зарядному модулю. При возникновении угрозы прерывания дуги происходит переключение конденсаторов на рабочую цепь сварочной аппаратуры.
Некоторые нюансы
При необходимости выбрать электрод для сваривания цветных металлов, следует обращать внимание на несколько основных тонкостей. Очень часто для этих целей используется специальная проволока
Очень часто для этих целей используется специальная проволока.
Проволока бывает нескольких различных видов и должна полностью соответствовать материалам, которые будут скрепляться между собой.
Следует помнить, что такая проволока достаточно быстро теряет все свои полезные свойства, когда попадает на открытый воздух, особенно если он насыщен влагой.
Сама по себе проволока достаточно мягкая, а поэтому для ее подачи к рабочему пространству используют специальные роликовые механизмы.
В настоящее время проволока данного класса выпускается в соответствии с ГОСТ в специальных бухтах.
На фото, которое размещено ниже, можно увидеть проволоку, которая используется для сварки деталей из алюминия.
Также очень часто используются прутки для сварки алюминия. В этом случае используется дуговой сварочный аппарат, работающий под постоянным током.
И в том, и в другом случае схема сварки цветного металла остается практически неизменной, за исключением некоторых деталей.
Следует помнить, что всю работу следует вести в направлении справа налево плавными движениями максимально аккуратно.
Размер дуги от поверхности металла до электрода не должен превышать двух с половиной миллиметров.
Обязательно должна подаваться специально предназначенная присадка, при этом подача должна осуществляться короткими поступательно-возвратными движениями.
Видео:
Используемый электрод и проволока должны составлять между собой прямой угол при небольшом вылете от наконечника аппарата.
В том случае, когда используются электроды на основе вольфрама, нельзя допускать даже небольших поперечных колебаний.
Особое значение следует уделить подготовке поверхности к выполнению работ.
Должна быть произведена их тщательная зачистка механическим или химическим способом, кроме этого, при помощи некоторых составов следует обезжирить металл.
Вообще пайка чем-то схожа с варкой металла, однако есть несколько нюансов.
Пайка выполняется с использованием флюсов и припоя, притом, что образует достаточно прочное сцепление металлов.
И пайка, и варка цветных металлов должны выполняться не только в соответствии с общепринятой технологией, но и по строго установленным правилам.
Используемые для этого аппараты и оборудование необходимо правильно настроить в соответствии с выбранными режимами и техническими особенностями заготовок.
Также следует внимательно подбирать электроды и присадочные материалы, которые должны удовлетворять требованиям ГОСТ и удовлетворять оборудование.
Видео:
Особое внимание необходимо обратить на соблюдение правил по технике безопасности, особенно если работа выполняется в условиях дома. Следует использовать специальную защитную одежду, которая поможет защитить кожные покровы от раскаленного металла
Также в процессе работы следует использовать маску
Следует использовать специальную защитную одежду, которая поможет защитить кожные покровы от раскаленного металла. Также в процессе работы следует использовать маску.
Если всю работу выполнять в соответствии с технологией и установленными правилами, то шов получиться не только ровный и плотный, но и максимально качественный.
В любом случае, к работе следует подходить максимально собрано и ответственно, учитывая все тонкости и нюансы, и тогда сварочный процесс будет легким.
Как самому изготовить прибор
При наличии определенных знаний и практических навыков работы с электроникой, изготовить осциллятор для инвертора самому не составит особого труда. Вариантов устройства может быть несколько, поэтому, выбирая наиболее подходящую схему, нужно обязательно определиться с условиями работы и другими исходными данными.
Как правило, учитываются следующие факторы:
- Целевое назначение аппаратуры. Желательно максимально точно определиться, с каким материалом придется работать. У каждого металла имеются свои особенности, которые учитываются при составлении схемы.
- Основные параметры тока и напряжения: переменный или постоянный, характеристики сетевого напряжения и т.д.
- Величина допустимой электрической мощности. Определяется мощностью входа обычных цепей, не превышающей 250 Вт. Увеличение этого показателя, неизбежно повлечет за собой повышение стоимости деталей и всего прибора в целом.
- Значение создаваемого вторичного напряжения, обычно, не более 3 кВт.
В домашнем хозяйстве чаще всего требуется сварка алюминиевых заготовок. Поэтому нужно выбирать схему, наиболее полно обеспечивающую именно этот вид работ. Вначале нужно выбрать подходящий трансформатор, способный повысить напряжение с обычных 220 до 3000 В.
На следующем этапе устанавливается разрядник, пропускающий искру. Далее производится включение в схему колебательного контура. В нем обязательно должен присутствовать блокировочный конденсатор, обеспечивающий генерацию импульсов высокой частоты. С его помощью прибор обретает все необходимые показатели. Сварочной дуге придается стабильность, а ее зажигание значительно упрощается.
По завершении сборки проверяется работоспособность готового устройства. Вначале выполняется пуск, вызывающий запуск разрядника и создание высокочастотных импульсов с помощью повышающего трансформатора. После возникновения дуги появляется мощное магнитное поле, которое попадает в катушку с обмоткой из толстого провода. Здесь это поле преобразуется в электрический ток, подключаемый плюсом к горелке, а минусом – к заготовке. В эту же горелку поступает газ, проходящий через специальный клапан и начинается сварка.
Диагностика самодельного инвертора и его подготовка к работе
Сделать инверторный сварочный аппарат – это половина дела
Не менее важной задачей является его подготовка к работе, в процессе которой проверяется корректность функционирования всех элементов, а также их настройка
Первое, что требуется сделать при проверке самодельного сварочного инвертора, – это подать напряжение 15 В на ШИМ-контроллер и один из охлаждающих вентиляторов. Это позволит одновременно проверить работоспособность контроллера и избежать его перегрева в процессе выполнения такой проверки.
Проверка выходного напряжения тестером
После того как конденсаторы аппарата зарядились, к электрическому питанию подключают реле, которое отвечает за замыкание резистора. Если подать на резистор напряжение напрямую, минуя реле, может произойти взрыв. После того как реле сработает, что должно произойти в течение 2–10 секунд после подачи напряжения на ШИМ-контроллер, необходимо проверить, произошло ли замыкание резистора.
Когда реле электронной схемы сработают, на плате ШИМ должны сформироваться прямоугольные импульсы, поступающие к оптронам. Это можно проверить, используя осциллограф. Правильность сборки диодного моста устройства также необходимо проверить, для этого на него подают напряжение 15 В (сила тока при этом не должна превышать 100 мА).
Фазы трансформатора при сборке устройства могли быть неправильно подключены, что может привести к некорректной работе инвертора и возникновению сильных шумов. Чтобы этого не произошло, правильность подключения фаз необходимо проверить, для этого используется двухлучевой осциллограф. Один луч прибора подключается к первичной обмотке, второй – ко вторичной. Фазы импульсов, если обмотки подключены правильно, должны быть одинаковыми.
Использование осциллографа для диагностики инвертора
Правильность изготовления и подключения трансформатора проверяется при помощи осциллографа и подключения к диодному мосту электрических приборов с различным сопротивлением. Ориентируясь на шумы трансформатора и показания осциллографа, делают вывод о том, что необходимо доработать в электронной схеме самодельного инверторного аппарата.
Чтобы проверить, сколько можно непрерывно работать на самодельном инверторе, необходимо начать его тестировать с 10 секунд. Если при работе такой продолжительности радиаторы устройства не нагрелись, можно увеличить период до 20 секунд. Если и такой временной промежуток не сказался негативно на состоянии инвертора, можно увеличить продолжительность работы сварочного аппарата до 1 минуты.
