Как сделать осциллятор для сварки алюминия

Осциллятор для сваривания алюминия

Осциллятор предназначен для процесса сваривания, он предназначен для стабильности и образованию электрической дуги. Он имеет схожесть в работе с промышленными устройствами, которые работают на разных разновидностях ампер. Осцилляторы в силах производить работу на постоянном токе, и на сменном.

Так же это устройство называют генератор затухающих колебаний. В комплекте с ним есть увеличивающий трансформатор, работающий на низкой частоте. Его повторное напряжение повышается до 2-3 кв. В его составе присутствует колебательный контур, состоящий из обмотки связи, индуктивности, емкости и конденсатора блокирования.

Такие обмотки осциллятора создают трансформатор, и в итоге, имеет возможность действовать на большой частоте. Вследствие этого, сварной осциллятор для работы с алюминием, дает преобразование стандартного тока, его частотность равна 55 Гц. В высокочастотном, его частота достигает от 1 до 1.5 тысяч Гц.

В связи с этим происходит улучшение зажигания электрода, и еще некоторые остальные значимые факторы. Реагирование устройства на импульсы, происходит очень быстро, поскольку они достигают цели всего за несколько микросекунд.

Такое оборудование имеет параллельные или последовательные возможности подсоединения в трансформаторную цепь, что помогает в создании собственных условий для работы оборудования.

Разновидности сварочных осцилляторов
 

Существует две разновидности осциллятора, они обе используются в сварочном деле. Имеют серьезные отличия по способу подсоединения, и самой работе, в связи с этим требуется точное определение в выборе. Это могут быть:
 

• Аппарат неотрывного применения;
 

• Устройство с импульсным питанием.
 

Загорание подобной дуги может появляться даже без касания электрода к поверхности свариваемой детали, а действие горения самой дуги весьма крепкое даже с невеликим числом тока, который идет от сварного трансформатора.

Это осуществляется благодаря большой частоте тока, она поступает от осциллятора. При работе с данным оборудованием, полностью отсутствует опасность сварщика при подобных значениях тока.
 

Сварной осциллятор с импульсным питанием в основном предназначен для сваривания, оно осуществляется на переменном токе.

Не считая начального загорания сварной дуги, устройство, такого типа осуществляет помощь, когда сменяется полярность переменного тока на постоянный ток.

Осцилляторы первого вида в условиях постоянной смены полярности сменного тока, они не хорошо способствуют еще одному загоранию дуги, это плохо влияет на работу сварного процесса.

Еще осциллятор имеет качество для бесконтактного загорания сварной дуги. В его электрической схеме находятся конденсаторы, они собирают заряд от особого зарядного устройства. В требуемых моментах еще раз зажечь дугу, эти конденсаторы теряют мощность, и электрический ток их разряда осуществляет подачу в дуговой промежуток.
 

Роль осциллятора при сваривании алюминия
 

Сваривание алюминия, это весьма трудный процесс, поскольку свойства металла имеют низкий уровень свариваемости.

Благодаря тому, что устройство придает воздействие на сварочный аппарат, получается, удерживать необходимые параметры сварочной дуги в требуемом режиме, который иногда отличается от обычного, на протяжении соответственно долгого периода по времени.

Следует помнить, что аргонодуговое сваривание преимущественно лучше в отличие от сварки электродами с покрытием, поэтому и применяется осциллятор как востребованное дополнительное устройство.
 

Осциллятор для сваривания алюминия собственными руками
 

Данное устройство, оно способствует выполнению сваривания цветных металлов и нержавеющей стали, приобретаться за наличные, а так же вполне реально произвести самостоятельную сборку собственными руками.

Что бы собрать вручную осциллятор для сваривания алюминия, стоит позаботиться о том, что бы он был максимально схожий с заводскими моделями. Главным элементом схемы данного устройства считается трансформатор, обеспечивающий увеличение напряжения с 220 до 3000Вольт.

Самым сложным в процессе работы считается разработка разрядника, в котором и происходит зажигание электрической искры.
 

Сварочный осциллятор своими руками

При работе с цветными металлами часто используются аргоновые аппараты по сварке. Неплавящийся электрод из вольфрама хорошо расплавляет кромки и образует сварочную ванну. Выполняются швы на алюминии и нержавейке и плавящимися электродами, где источником тока служит инвертор.

Но у всех этих устройств имеется одна проблема — розжиг дуги. На цветных металлах постукивание электродом по поверхности создает следы, требующие последующей зачистки.

При работе с тонкими листами на малых токах дуга может гореть нестабильно и часто тухнуть, а ее повторное возбуждение тормозит весь рабочий процесс. Для решения этой ситуации в схему добавляют осциллятор, который позволяет зажигать электрическую дугу не прикасаясь к поверхности изделия.

Это устройство можно купить или попытаться изготовить самому. Как создать сварочный осциллятор своими руками? Каковы схемы аппарата и его принцип работы?

Как работает осциллятор

Подобные устройства могут иметь различные варианты сборки, но все они предназначены для одной цели — возбуждать сварочную дугу между концом электрода и поверхностью изделия на расстоянии 5 мм, без физического прикосновения материалов. Достигается это за счет размещения осциллятора между источником сварочного тока и горелкой с вольфрамовым электродом. Вместо последнего может находиться держатель для сварки покрытыми электродами.

Суть процесса заключается в модернизации входящего напряжения переменного характера с частотой 50 Гц в импульсы высокой частоты и короткой длительности. Они накладываются на сварочный ток, и активно участвуют в розжиге дуги. Осциллятор для сварки, в большинстве вариантов схем, работает в следующей последовательности:

1. Сварщик нажимает кнопку управления на горелке.
2. Входной выпрямитель получает напряжение из сети с параметрами 220 V и 50 Гц. Устройство выпрямляет ток и передает его на накопитель.
3. Накопительная емкость собирает в себе разряд.
4. Схема управления руководит этим процессом. Когда сетевое напряжение достигает 0В, высвобождается импульс, для последующего формирования.
5. Он поступает на первичную обмотку трансформатора, где происходит его преобразование в высоковольтный импульс.
6. Одновременно с этим, схема управления подает сигнал в клапан газа, и выпускается аргон.
7. Происходит короткий разряд тока, связывающий в воздухе напряжение от горелки и изделие, к которому прикреплена масса от сварочного аппарата. Дуга зажигается в уже подготовленном газовом облаке, и можно сразу вести сварку.
8. Когда в процесс включается сварочный ток, с силой более 5 А, то импульс прекращает свое действие. Сварка ведется на тех параметрах, которые были установлены на аппарате. Если происходит утеря контакта, то схема управления подает повторный импульс для возобновления дуги.
9. После окончания сварки осциллятор регулирует время последующей продувки защитным газом и завершает весь процесс.

Это очень удобно для сварки алюминия или легированных сталей, где требуется точность начала шва, а механическая зачистка следов от касания электрода оставляет лишние следы. Изготовление осциллятора своими руками может быть упрощено до нескольких узлов. Тогда, при обрыве сварки, требуется запускать действие бесконтактного поджига вручную, повторно нажимая кнопку на горелке.

Создавая свой самодельный осциллятор важно добиться правильных выходных параметров устройства. Он должен повышать поступающее в него напряжение от стандартного до 3000-6000 В. Изменение частоты колебания должно быть на уровне от 150 до 500 кГц.

Схема осциллятора может включать различные компоненты. Вот один из вариантов состава устройства:

• выходного выпрямитель;
• стабилизированный источник питания;
• блок зарядки с накопителями емкости;
• блок управления;
• блок для формирования импульса;
• высоковольтный трансформатор;
• датчик тока;
• газовый клапан.

Осциллятор устанавливается в цепь всегда после инвертора или обычного трансформатора, и перед рукавом с кабелем, идущим на горелку или к держателю электрода. Отдельные блоки схемы формируются из деталей, покупаемых в магазине, или создаваемых самостоятельно.

Например, колебательный контур, работающий как искровой генератор с затухающими колебаниями, собирается из конденсаторов. А катушкой индуктивности служит обмотка высокочастотного трансформатора.

В схеме обязательно должен быть и предохранитель, защищающий сварщика от короткого замыкания, и специальный отвод для заземления устройства.

Разновидности самодельных осцилляторов

В зависимости от выполняемых сварочных работ, можно создать осциллятор своими руками, с постоянным или кратковременным действием. Если требуется работа с тонкими листами металла на малых токах, то лучше подойдет первый вариант. Устройство будет накладывать на ток, выдаваемый сварочным аппаратом, дополнительное напряжение 3000В с высокой частотой в 200 кГц.

Вследствие чего розжиг электрода станет осуществляться при малейшем поднесении к изделию, а в процессе ведения шва горение дуги будет стабилизироваться и поддерживаться. Несмотря на высокие показатели напряжения, этот ток будет безопасен для жизни сварщика. Рекомендуется последовательное подключение такого аппарата в схему.

При параллельном потребуется дополнительная установка защиты от напряжения.

Для работы с алюминием, который сваривается только на переменном токе, больше подойдет вторая самодельная модель осциллятора, где рабочий эффект заключается в кратковременном импульсе. Последний зажигает дугу при поднесении горелки к изделию на расстояние 5 мм.

Эту же функцию осциллятора используют и при плазменной резке, а также в работе с инверторами, или аргоновыми аппаратами для сварки нержавейки. Во время работы на переменном токе его полярность постоянно меняется. Это может затруднять стабильность горения и повторные розжиги.

Осциллятор содействует мгновенному зажиганию дуги в таких условиях.

Изготовление ключевых деталей

Имея некоторые зная электротехники и необходимые материалы можно приступать к созданию самодельного осциллятора. Начать стоит с повышающего трансформатора, который будет поднимать напряжение. Его можно купить в магазине или намотать самостоятельно. Число витков и площадь сечения выбираются по справочникам. Главный показатель — это способность повысить напряжение до 3000 — 6000 В.

Колебательный контур создается из катушки индуктивности, которая наматывается сварочным кабелем на ферритовый сердечник. Достаточно одного витка такого провода для первички, и пяти витков для вторичной обмотки. В контур устанавливается блокировочный конденсатор и разрядник. В последнем происходит процесс генерирования и высвобождения затухающего импульса.

Разрядник изготавливают из двух медных вертикальных стержней, на которые крепятся вольфрамовые прутки для передачи тока.

Рекомендуется залить медные стойки диэлектрическим затвердевающим составом, предварительно подведя к ним провода для контактов.

Возможна сборка осциллятора на основе катушки зажигания, только после нее в схему необходимо установить ВВ диод и идущий за ним конденсатор. Потом следует поставить разрядник, подсоединенный к первичной обмотке трансформатора.

Накопительный конденсатор можно купить или извлечь из старого телевизора. Некоторые мастера создают такие конденсаторы самостоятельно в банке. Газовый клапан, устанавливаемый на выходе, доступен в продаже.

Осцилляторы значительно облегчают работы по сварке алюминия и нержавейки, или разрезанию металла плазмотроном. Советы для начинающих в этой статье, различные схемы устройства, и видео по созданию самодельных аппаратов, помогут изготовить простой осциллятор для личных нужд.

Поделись с друзьями

Как сделать сварочный осциллятор для алюминия своими руками: схема

При работе с заготовками из алюминия или высоколегированных марок стали часто возникают сложности с розжигом дуги. Причина – наличие поверхностной оксидной пленки, ухудшающей контакт неплавящегося электродного стержня с материалом детали.

Для устранения такой проблемы предназначен сварочный осциллятор, способствующий моментальному формированию дуги и поддерживающий ее устойчивость.

Принцип действия прибора

При сопряжении цветных металлов применяются аргонодуговые агрегаты и вольфрамовые электроды, подплавляющие кромки и создающие защитную ванну. Изделия из нержавейки и алюминия соединяются посредством агрегатов инверторного типа.

В обоих случаях имеется проблема – трудности с первоначальным образованием дуги. Для цветных металлов применяется постукивание стержнем по изделию, но при этом образуются следы от прилипания и трещины, требующие удаления. Применение осциллятора позволяет избавиться от таких проблем при соединении аргоном.

При работе с тонкостенными заготовками на низких токах дуга периодически тухнет, ее вторичное формирование требует затрат рабочего времени. Здесь также используется осциллятор с целью устранения проблемы.

Приборы собираются по различным схемам, но каждый из них нужен для образования дуги промеж заготовкой и стержнем на удалении порядка 5 мм. Осциллятор располагают в интервале от аппарата до горелки.

Оборудование функционирует таким образом:

• изменение поступившего напряжения в непродолжительные высокочастотные импульсы;
• суммирование импульсов и сварного тока с целью улучшения розжига.

Из чего состоит?

Осциллятор для сварки входит в схему промеж выпрямителем (либо трансформатором) и электродным держателем. Конструкция большинства моделей включает такие элементы:

• блок для выпрямления напряжения;
• накопительный блок для зарядки от конденсаторов;
• питающий блок;
• блок, генерирующий импульс;
• узел управления;
• газовый клапан (в аргоновых приборах);
• повышающее трансформаторное устройство;
• измеритель напряжения.

Какие бывают?

Осцилляторы выпускаются таких типов:

• непрерывной работы;
• импульсного типа;
• с конденсаторами.

Какой именно применить прибор определяется от характера производимых работ и подлежащих свариванию заготовок.

Непрерывного действия

Осцилляторы этого типа к выходному току прибавляют высокочастотный ток (150-250 кГц) со значительным напряжением (3-6 кВ). Дуга поджигается без соприкасания нержавеющей либо алюминиевой детали со стержнем. Горение стабильное при низком токе, что достигается повышенной частотой тока, приходящего от сварочного аппарата с осциллятором.

В схеме осциллятора для сварки алюминия своими руками предусматривается параллельное либо последовательное включение прибора. Второй вариант предпочтительней, потому как не предусматривает по причине ненадобности предохранения от напряжения.

Импульсный

Устройства импульсного типа применяются преимущественно для соединения переменным током.

Помимо начального формирования дуги, приборы требуются для ее поддерживания при переменах полярности. Осцилляторы непрерывного принципа работы не имеют подобных функций, что влечет снижение качества.

C накопительными конденсаторами

Для формирования дуги без соприкасания также используются приборы с конденсаторами, собирающими заряд от заряжающего оборудования. При необходимости вторичного поджига конденсаторы разряжаются, а высвободившийся ток переходит к дуге.

Как устроен?

Напряжение, пропускаемое сквозь обмотку повышающего преобразователя, проходит по контуру и выполняет зарядку конденсатор. По достижении требуемой емкости выполняется разрядка и пробой, вызывающий КЗ контура. По этой причине возникают резонансные волны, создаваемые высокочастотным током, проходящим обвязки и конденсатор защиты, в итоге попадая к дуге.

Условия эксплуатационного использования и меры предосторожности

При задействовании осциллятора нужно соблюдать простые правила, следование которым повышает безопасность.

1. Устройства можно применять при сваривании в цехах и на открытых производственных площадках.
2. При атмосферных осадках использование осциллятора не допускается – это может повлечь порчу и необходимость ремонта прибора.
3. Работу разрешается выполнять в температурном диапазоне от -10 до 40°С, влажности воздуха до 98% и давлении атмосферы 85-106 кПа.
4. Нельзя задействовать прибор в пыльных и загазованных цехах.
5. Работа с аппаратом для сварки должна выполняться только при наличии заземления.
6. До проведения работ нужно удостовериться в правильности подключения устройства, исправности контактов.
7. Снятие кожуха с осциллятора допускается только после отключения его от сети.
8. Рабочую поверхность прибора следует содержать в чистоте. При образовании нагара покрытие зачищается мелкой наждачкой.

Как изготовить своими руками?

Как уже отмечалось, посредством осциллятора осуществляется формирование дуги без необходимости соприкасания электродного стержня и подлежащей свариванию заготовки, удержание стабильности горения.

Такие функции прибора возможны за счет накладки на приходящий ток высокочастотного тока со значительно большей величиной напряжения. Задействуются осцилляторы, как правило, для соединения заготовок, изготовленных из алюминия.

Для сборки сварочного осциллятора своими руками предназначена схема, распространенная из-за своей простоты. Основной частью этой схемы считается трансформаторное устройство, увеличивающее напряжение с поступающих 220 В до 3 кВ. Самой большой проблемой сборочных работ считается разрядник, используемый для прохождения электрической искры высокой мощности.

Также важная деталь – контур колебаний, в который в обязательном порядке включается блокирующий конденсатор. Этот контур, содержащий помимо конденсатора еще и разрядник с индуктивной катушкой, помогает решить главную задачу устройства – формирование высокочастотных затухающих волн. Данные импульсы облегчают поджиг дуги и содержат ее в устойчивом состоянии.

Как изготавливаемый в заводских условиях, так и смонтированный самостоятельно прибор может выполняться по двум схемам – импульсного и непрерывного типа. Лучшим считается задействование осциллятора импульсного типа, позволяющего обеспечить быстрое и легкое первичное формирование дуги, удержание стабильности ее горения на непостоянном токе на протяжении всего времени пользования.

В качестве управляющего блока служит кнопка, позволяющая совместно выполнить включение и подать защитную газовую среду в зону сваривания двух элементов. Сами импульсы высокой частоты, из-за которых обеспечивается эффективное проведение сварочных работ, вырабатываются высоковольтным трансформирующим оборудованием и разрядником.

Элементы на выходе такого прибора – пара контактов: минус и плюс. Первый подключается с подлежим свариванию изделиям, а второй, выходящий от высоковольтного преобразователя – к горелке сварочника.

Главное, что нужно учесть при изготовлении и применении самостоятельно собранного осциллятора – это правила безопасности, предъявляемые к работам с установками, подключаемыми к электросети. При соблюдении данных правил важно неукоснительно соблюдать электрическую схему и порядок ее сборки, применять для изготовления только оптимально подходящие по своим параметрам элементы.

Зачем сварщику нужен осциллятор, как он работает

В работе с электродуговой сваркой необходимо обладать определенным навыком. Он потребуется не только при формировании шва, но и уже на начальной стадии, когда происходит процесс розжига дуги.

В классическом представлении дуга возникает в результате соприкосновения электрода с поверхностью металла. Чтобы 1 см воздуха стал проводником, необходимо приложить разность потенциалов примерно в 30 тысяч вольт.

Естественно, такое напряжение слишком высоко даже для современных инверторов, поэтому единственной возможностью зажечь дугу является соприкосновение с постепенным удалением электрода.

Результат такой манипуляции напрямую зависит от мастерства сварщика, однако даже профессионалы не гарантируют того, что стабильная дуга образуется после первого соприкосновения.

Зачастую сварщик совершает колебательные движения держателем, выполняя при этом постукивания о поверхность детали с целью нарушения слоя окисла. Особенно явно такие сложности возникают при работе с цветными металлами. Если учесть то, что по регламенту сварка цветных металлов ведется малыми токами, то вероятность получить стабильную дугу резко снижается.

Избежать подобных проблем помогает устройство, более известное, как осциллятор для сварки. Он выступает в качестве дополнительного оборудования к источнику питания при ведении аргонодуговой сварки. Для его использования мастер обязан обладать достаточным объемом знаний, начиная от устройства и заканчивая способом подключения.

Принцип действия и назначение

Применение осциллятора позволяет обеспечить бесконтактный розжиг дуги, что существенно облегчает задачу сварщика, а также влияет на стабильность электрической дуги в процессе работы.

Хотя мы отметили, что устройство является обособленным элементом, иногда оно интегрировано в сварочный инвертор, то есть, источник питания и осциллятор находятся в одном корпусе. При достаточном объеме знаний в области электроники и электричества возможно изготовление самодельного осциллятора.

Именно на этом обычно концентрируют свое внимание читатели, так как экономия денежных средств всегда выглядит привлекательно.

Начнем с того, что сформулируем основную идею работы данного устройства. При работе сварочного инвертора на электроды подается напряжение 220 В. Если сварка ведется переменным током, то его частота составляет 50 Гц. «Поверх» этого напряжения в импульсном режиме подается высокая разность потенциалов и высокая частота.

Количество таких импульсов, как правило, невелико. Добавочный высокочастотный ток должен лишь разжечь дугу. На это уходят доли секунды. Для качественно оценки следует подчеркнуть, что амплитуда колебаний напряжения достигает 6 кВ, а частота при этом составляет 500 кГц.

Но за счет малой продолжительности импульса мощность электрического тока не превышает 300 Вт.

Среди пользователей возникает лаконичный вопрос: «Может ли осциллятор генерируемым током проводить сварку металлов?».

Действительно, это было бы логично, однако низкая мощность не позволяет расплавить металл и присадку, поэтому импульс используется исключительно для пробоя воздушного зазора. В задачи сварщика входит лишь приближение электрода на расстояние примерно 5 мм и нажатие кнопки.

В осцилляторах интегрированного типа кнопка локализуется прямо на держателе. Длительность импульса соответствует времени удержания кнопки. Далее сварка проводится в обычном режиме.

Высокочастотный ток протекает через диэлектрик (воздух) после активной ионизации. Практически моментально возникает дуговой разряд. Одновременно ионизированный воздух становится проводником, и основной ток сварочного аппарата течет, образуя электрическую дугу.

В результате работы осциллятора можно получить качественный и равномерный шов.

Устройство и работа

Если с назначением осциллятора разобраться не так сложно, то для понимания его работы потребуются некоторые знания в области физики. Первым делом необходимо понимать, что с помощью этого прибора мы получаем дистанционный розжиг дуги и в процессе сварки стабильную дугу, которая статична по отношению к изменяющемуся зазору между электродом и поверхностью металла.

Осциллятор принципиально состоит из нескольких блоков:

• Повышающий трансформатор служит для преобразования амплитуды напряжения.
• Колебательный контур, имеющий классическое строение. Он состоит из конденсатора и катушки индуктивности. В этом контуре возникают высокочастотные колебания.
• Разрядник. Его основной элемент – воздушный зазор, в котором возникает искра.

Естественно, нами не учтены различные датчики, обеспечивающие автономность работы и систему контроля. При реализации интегрированной схемы, когда осциллятор является составной частью аргонодугового инвертора, устройство оснащено клапаном подачи газа.

Последний управляется микропроцессором и подает аргон в нужный момент времени. Осциллятор оснащен системой безопасности, обеспечивающей бесперебойную работу электрической цепи, а также сохранность жизни и здоровья самого сварщика. От поражения электрическим током защищает конденсатор.

В случае его пробоя в работу вступает плавкий предохранитель, размыкающий цепь при превышении силы тока.

Алгоритм работы осциллятора можно представить в виде последовательности процессов. Рабочее напряжение бытовой сети поступает на первичную обмотку повышающего трансформатора. После преобразования тока на вторичной обмотке индуцируется ЭДС заданной величины (5-6 тысяч вольт). На данный момент частота тока равна промышленной частоте, то есть, 50 Гц.

К обмотке вторичной катушки подключен конденсатор колебательного контура. Он начинает заряжаться, но так как собственная частота колебательного контура превышает частоту тока на обмотке, то в контуре возникают колебания. Изначально контур разомкнут, но пробой в разряднике играет роль своеобразного ключа и замыкает цепь.

Колебания тока в контуре поступают на электрод.

Одним из примечательных свойств конденсатора является пропускание переменного электрического тока. Емкостное сопротивление с повышением частоты уменьшается. Блокировочный конденсатор является препятствием для низкочастотного тока, которым питается сам инвертор, однако пропускает высокочастотный ток. Таким образом, обеспечивается защита осциллятора от короткого замыкания.

Виды, подключение

По принципу работы устройства делятся на два типа:

1. Осцилляторы непрерывного действия.
2. Осцилляторы импульсного действия.

При работе осциллятора первого типа сварочный ток суммируется с высокочастотным током высокого напряжения. Зажигание дуги происходит без непосредственного контакта электрода с поверхностью металла. При малом значении силы тока дуга остается стабильной.

Исключается разбрызгивание металла и поражение сварщика электрическим разрядом. Такой осциллятор может быть включен в сеть последовательно или параллельно. При последовательном соединении устройство включается в разрыв кабеля электрода. Подобное подключение позволяет использовать осциллятор более эффективным образом.

Нет потери энергии на обеспечение защиты от высокого напряжения.

Импульсный осциллятор подключается параллельно и используется преимущественно в тех случаях, когда требуется вести сварочные работы переменным током. Вся сложность заключается в том, что устройство должно реагировать на смену полярности, причем за минимальное время.

Если применить при такой сварке аппараты непрерывного действия, то дуга будет получена без особых проблем, однако повторное ее зажигание уже невозможно, то есть осциллятор будет выполнять только одну свою функцию.

Наличие в схеме конденсаторов позволяет сделать более функциональное устройство. Накопленный электрический заряд позволяет производить повторные импульсы и поджигать дугу в процессе формирования шва, если сварщик случайно отклонил электрод на большое расстояние. В схеме устройства без обратной связи не обойтись. Именно управляющая система обеспечивает синхронизированный разряд конденсатора.

Сварочный осциллятор. Стабилизация горения сварочной дуги

В быту часто приходится производить сварку изделий из цветных металлов, в частности, алюминия и его сплавов. При этом надлежащее качество сварки может обеспечить только стабильное горение дуги.

Не имея сварочного преобразователя, и пользуясь лишь инверторным аппаратом, такого качества достичь сложно.

Выход – в применении сварочного осциллятора, стабилизующего горение дуги, и облегчающего её поджиг.

Устройство

Принципиальная схема сварочного осциллятора предполагает наличие следующих блоков:

1. Повышающего трансформатора, который преобразует первичные значения напряжения бытовой сети – 220 В, 60 Гц – в высокочастотные колебания частотой до 250 кГц, при одновременном повышении напряжения до 5…6 кВ.
2. Искрового генератора затухающих колебаний, представляющего собой одноконтурный разрядник, контакты которого представляют собой эрозионно стойкие вольфрамовые электроды.
3. Управляющей ветки, включающей в себя стабилизатор внешнего питания, пускорегулирующий блок и линию обратной связи с датчиком тока. При длительной работе потребуется ещё газовый клапан от перегрева осциллятора.
4. Выходного трансформатора, которым ток повышенного напряжений и высокой частоты передаётся на контакты сварочного аппарата. Параллельно этот трансформатор соединяется с датчиком тока.
5. Блока безопасности, защищающего сварщика и оборудование от недопустимого превышения силы тока или напряжения на дуге.

Устройство сварочного осциллятора зависит от интенсивности его применения и вида используемого сварочного аппарата. Так, для сварки алюминия, когда чаще используется постоянный ток и обратная полярность, более выгодным считается последовательное подключение, а для кратковременных операций, а также сварки нержавеющих сталей – параллельное. Соответственно, разной будет и схема.

Сварочный осциллятор с последовательным подключением состоит из одного трансформатора. В его первичную обмотку включаются предохранитель и два сглаживающих конденсатора, а во вторичную – разрядник и колебательный контур (конденсатор + катушка индуктивности). Схема сварочного осциллятора с параллельным подключением сложнее: в ней должны быть два трансформатора.

В первичной обмотке первого из них имеется двойной колебательный контур, а вторичная обмотка, вместе с параллельно подключенным разрядником составляет первичную обмотку второго, высокочастотного трансформатора, от которого и осуществляется питание дуги.

Кроме сложности сборки и регулировки, параллельная схема требует специальной защиты от превышения допустимого напряжения.

Сварочный осциллятор своими руками

Промышленных конструкций сварочных осцилляторов немало. Например, модель УВК-7, используемая для питания сварочных аппаратов постоянного и переменного тока. Недостаток такого устройства в том, что оно непригодно для инвертора, поскольку требует питания не более 80 В против 220 В, от которого работают сварочные инверторы.

Модель ОССД-300 рассчитывается на напряжение холостого хода не ниже 60 В и обязательно потребует балластного реостата, что поднимает планку требований к мощности сварочного аппарата. Подобные ограничения действуют и в отношении популярного осциллятора ОП-240 «Огниво».

Исходными данными для изготовления осциллятора своими руками являются:

1. Назначение (для алюминия или нержавеющей стали).
2. Род используемого тока – переменный, постоянный и его напряжение.
3. Потребляемая мощность – обычно не более 200…250 Вт, в противном случае стоимость компонентов схемы резко возрастёт.
4. Вторичное напряжение, которое должно быть не ниже 2500 В, иначе изготовление самодельного осциллятора себя не окупит.

Работу легче начинать, располагая сварочным преобразователем: в этом случае осциллятор можно делать не импульсно, а непрерывно действующим, и подключать к сварочной сети по более простой последовательной схеме. Наконец, при высокой частоте тока поджиг дуги произойдёт без контакта электрода со свариваемой поверхностью, а устойчивое горение дуги гарантируется даже при сравнительно небольших значениях силы тока.

Компоновку осциллятора на прямоугольной плате лучше выполнять следующим образом. Слева размещается высокочастотный трансформатор, предохранители и цепь управления, справа — дроссель, в центре – разрядник, конденсатор колебательного контура и блокировочный конденсатор, который будет отсекать ток низкой частоты от сварочной цепи.

Трансформатор подбирается по его требуемым характеристикам тока во вторичной обмотке. Катушку индуктивности надёжнее собрать сдвоенной: при последовательном соединении двух колебательных контуров подача тока и напряжения оказывается более стабильной, а защита осциллятора от выхода из строя – более надёжной. Обе части контуров – одинаковы, и состоят из:

• конденсатора, рассчитанного на менее, чем на двукратный запас по напряжению (не менее 450…500 В для первой части и хотя бы 4 кВ – для второй) при ёмкости от 0,3 мФ (во втором каскаде может быть до 1 мФ);
• варистора напряжением не менее того, которое требуется для напряжения на вторичной обмотке – 90…100 В (во втором каскаде может быть до 140…150 В);
• катушки индуктивности, представляющей собой ферритовый стержень, на который с зазором не менее 0,8 мм наматывается проволока сечением 15…20 мм2. Число витков на первом каскаде должно быть не менее 7, во втором – меньше Вторая катушка служит своего рода фильтром от возможных колебаний тока большей амплитуды, которые могут привести к нестабильному горению дуги;

Для изготовления разрядника подбирается плата с рёбрами жёсткости, которая должна понижать температуру при срабатывании. В качестве вольфрамовых электродов можно воспользоваться сварочными, с диаметром не менее 2 мм. Торцы электродов предварительно торцуют, чтобы они были строго параллельны. Обязательно предусматривается регулировка зазора при помощи винта.

Во вторичную обмотку второго каскада для повышения стабильности работы подключается катушка от любого электрошокера. Правда, для питания этой катушки требуется напряжение 6В, которое можно получить только от аккумулятора, но это даже и лучше: всё равно самодельный осциллятор время от времени необходимо подвергать регламентному обслуживанию.

Первый каскад подключают к зажимам сварочного инвертора, а второй – к свариваемой детали и сварочной горелке. Осциллятор следует собрать во влагозащищённом корпусе, который снабжается вентиляционными отверстиями.

Обслуживание и эксплуатация сварочного осциллятора

Основополагающим правилом является безопасность и надёжность функционирования осциллятора. С этой целью необходимо:

1. Периодически контролировать работоспособность блокировочного конденсатора, поскольку в противном случае сварщик может быть поражён низкочастотной составляющей сварочного тока.
2. Все регулировки и настройки выполнять при отключении устройства от питающей электросети.
3. Регулярно очищать электроды разрядника от нагара.
4. Проверять частоту импульсов, которые выдаёт осциллятор: их частота должна быть в пределах 10..40 мкс.

Следует помнить, что наличие двойного колебательного контура в сварочном осцилляторе – источник наведения довольно сильных помех в радиосвязи.

Сварочный осциллятор из катушки зажигания — Металлы, оборудование, инструкции

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.

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.

Управление осциллятором производится специальной кнопкой, удобно расположенной на держателе. Если используется аргоновая сварка, то управляющая кнопка размещается непосредственно на горелке.

Благодаря высокой степени ионизации, электропроводность воздуха существенно повышается. Через этот промежуток происходит мгновенное течение дугового тока, сформированного в инверторе. В результате, сварочная дуга появляется и затем продолжает гореть в рабочем режиме.

За счет импульсов этот процесс поддерживается непрерывно и не прекращается даже при случайном увеличении воздушного зазора. Ток, произведенный осциллятором, объединяется с током инвертора, и их совместных усилий вполне хватает для поддержания дуги в любых условиях.

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.

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.

В эту же горелку поступает газ, проходящий через специальный клапан и начинается сварка.

В варианте с электродами осциллятор для инвертора изготавливается уже по другим схемам, поэтому, чтобы не возникало путаницы, нужно заранее изучить готовый чертеж или составить собственную схему. Соблюдая все установленные правила, даже начинающий мастер соберет осциллятор.

Особенности эксплуатации

Комфортная и безопасная работа со сварочной инверторной аппаратурой во многом зависит от установленных правил, требующих обязательного соблюдения. В этом случае сварка алюминия, нержавейки и других цветных металлов будет качественной и надежной.

В процессе эксплуатации нужно обратить внимание на следующее:

• Осцилляторы совместно с инверторами могут использоваться внутри помещений и при выполнении наружных работ.
• Работая снаружи, нужно выбирать подходящие погодные условия, избегать дождя и снега. Температурный диапазон, при котором сохраняется нормальная работоспособность, находится в диапазоне от минус 10 до плюс 400С.
• Уровень влажности наружного воздуха должен быть не более 98%.
• Не рекомендуется эксплуатация приборов в помещениях и других местах с сильным запылением, где присутствуют едкие газы и пары, оказывающие разрушающее действие на металл и изолирующие материалы.
• Перед началом работ нужно убедиться в наличии заземления.

Как сделать осциллятор для сварочного аппарата своими руками

Сваривая аргоном (или любым иным способом сварки) нержавеющую сталь и цветные металлыначинающим сварщикам сложно поддерживать стабильное горение дуги.

Такая проблема встречается даже у опытных мастеров, это обусловлено особенностями металла и типа сварки, используемого в работе. Чтобы облегчить задачу можно использовать осциллятор сварочный.

Это крайне полезное приспособление, которое используют и домашние умельцы, и мастера на заводе.

Можно купить это устройство в магазине, но мы предлагаем вам сделать осциллятор своими руками.  Это не сложно, особенно, если вы обладаете минимальными знаниями электротехники. В этой статье мы подробно расскажем, как сделать осциллятор для сварки своими руками.

статьи

Конструкция сварочного осциллятора

Сварочные осцилляторы универсальны: они работают и с переменным, и с постоянным током. Суть работы осциллятора заключается в повышении напряжения и повышении частоты электрического тока, оба этих процесса происходят одновременно.