Как подключить осциллятор к инверторному сварочному аппарату схема

Обновлено: 20.09.2024

Если Вы хотите узнать о том, что такое сварочный осциллятор и для чего он нужен или вы хотите его самостоятельно сделать в домашних условиях, то все это вы найдете в нашей статье. Для Вас мы подробно описали принцип работы устройства, подобрали рабочие схемы и видео для сборки, а также способы откуда можно взять детали чтобы не тратить лишних денег.

Что такое «осциллятор» и его назначение для сварки

Осциллятор представляет собой генератор электрического тока высокой частоты. Ток позволяет связать катод и анод без прямого контакта. Устройство создаётся в модульном исполнении и включается в электрическую цепь между держателем вольфрамового электрода и источником питания.

«Продвинутые» сварочные аппараты поставляются уже с установленными осцилляторами – для максимального удобства сварщика. В любом исполнении устройство нужно для таких целей:

• создание краткосрочного импульса, вследствие действия которого между анодом и катодом возникает сварочная дуга – это смотрится практически как молния, проскакивающая между электродом и поверхностью металла;
• поддержание требуемого значения номинального напряжения сварочного тока – вследствие этого дуга становится стабильной, что гарантирует непрерывность сварки.

Активная мощность доходит до 200-250 Вт, при этом длительность выдачи импульсов не превышает 30-40 микросекунд. При замыкании на человека ток не представляет опасности – но только в безопасном режиме.

При появлении неисправности или ошибки в подключении электросварщик легко оказывается под угрозой получения электротравмы.

Основные виды

Создать самодельный сварочный осциллятор технически возможно и дома. «Заводские» модели стоят недешёво – но они являются просто набором электротехнических деталей, которые знающий специалист отыщет в находящихся рядом устройствах.

На непрерывной подаче тока

Сварочный осциллятор, выдающий рабочее напряжение постоянно, сравнительно безопасен для сварщика.

Он генерирует импульсы с напряжением до 6 кВ и частотой до 200-250 кГц. Его главное достоинство – в зажигании дуги вне зависимости от расстояния между электродом и свариваемым металлом. Стабильность в работе обеспечивается как раз постоянством наложения высокочастотной составляющей на сварочный ток.

Как разрядник эта деталь подключается параллельно или последовательно. При последнем варианте он нуждается в средствах защиты источника питания – высокочастотные колебания способны вывести его из строя.

Импульсный осциллятор

Такой сварочный осциллятор оптимален для аппаратов на токе переменного рода.

Его главное достоинство – в удерживании разряда при смене полярности электрического тока (что происходит до 50 раз в секунду). Он генерирует сжатый во времени импульс – он и удерживает уже имеющуюся дугу.

Если сравнить с изделием постоянного действия, данный вариант имеет повышенную эффективность.

С дополнительными конденсаторами

Данный осциллятор для сварки менее распространён в силу относительной сложности: основную роль в нём играет пара-тройка дополнительных накопительных конденсаторов. Их заряжание производится силами отдельного блока питания, функционирующего ступенчато (разряд – заряд – разряд).

Суть работы устройства: в первую очередь накопленную энергию получает сварочная дуга, после чего выполняется отключение конденсаторов от основной схемы и их заряжание, но при разрыве дуги синхронизирующее устройство включает конденсаторы обратно в цепь, в результате чего успевшая накопиться энергия выбрасывается в воздушный зазор.

Устройство и принцип работы осциллятора

Осциллятор для сварки состоит из следующих основных компонентов:

• трансформатор: обязательная характеристика – повышающий (для образования необходимого напряжения);
• стандартный колебательный модуль: аппарат из катушек и конденсатора (одного или нескольких), нужен для генерирования колебаний высокой частоты;
• разрядник с вольфрамовыми электродами: для получения искры при пробое;
• стабилизатор питания: для выпрямления входного напряжения;
• блок контроля;
• линия обратной связи по току;
• предохранитель для разрыва электроцепи при чрезмерно резком повышении силы тока.

Также конструкция может включать в себя клапан газового типа (для защиты от повышения собственной температуры изделия), трансформатор выходной и датчики для механизации работы.

Для полной автоматизации устанавливается микропроцессор и элементы системы безопасности – они выдерживают корректную работу.

Функционирует этот механизм примерно следующим образом. Рабочее напряжение подаётся на повышающий трансформатор – на первичную обмотку. В результате электротехнического процесса на его вторичной обмотке возникает электродвижущая сила величиной в несколько киловольт. Текущая частота тока соответствует входной частоте (50 Гц).

Вторичная обмотка подключается к специальной конденсаторной сборке — так называемый «конденсатор колебательного контура». Начинается его постепенное заряжание, из-за чего в контуре проявляются собственные колебания. Их частота постепенно растёт и в какой-то момент превышает частоту тока входного.

При этом разомкнутый контур замыкается силами разрядника – специального ключа. Накопленные колебания поступают по энергоцепи, воздушный зазор «пробивается» напряжением, подаваемым с крайне высокой частотой, сварочный аппарат начинает активную работу.

Для полного представления невысокой сложности рекомендуем взглянуть на схему сварочного осциллятора.

Как использовать

Независимо от того, изготовлен осциллятор своими руками или куплен как готовое изделие, важно помнить про ряд основополагающих правил при его применении для ТИГ-сварки своими руками (впрочем, и для других способов тоже).

Сварочный осциллятор допускается применять только совершеннолетним лицам.

Для инвертора

Осциллятор для инвертора нуждается в дополнительных мерах безопасности:

• регулировка производится исключительно в состоянии полного отключения от питающей энергосети;
• общая очистка механизма и зачистка контактов производится в том же режиме;
• при работе важно проверять исправность блокировки на постоянной основе, важность этого сложно переоценить – выход из строя чреват электрической травмой сварщика или другого специалиста;
• частота импульсов также подлежит контролю – не допускается превышения 40 мкс.

Для плазмореза

Сварочный осциллятор, созданный своими руками или купленный, для плазмореза требуется подстроить под фактически применяемый плазменный резак. С целью получения устойчивого процесса для этого кропотливо подбираются тиристоры.

Главная особенность энергоцепи плазмореза – постоянное наличие импульсов, поэтому при выключении из сети контакты будут под напряжением. Технику безопасности забывать не стоит.

Схемы для осциллятора

Схема сварочного осциллятора – техническое решение, основывающееся на том, какие планируются частота применения и условия эксплуатации.

Совместно с аргонодуговой сваркой

Осциллятор своими руками для аргонодуговой сварки следует создавать по принципу постоянного действия. Подключение производится через «штатный» трансформатор. Сборка не потребует дорогих или уникальных деталей, затруднения возможны только с тиристорами. Они подбираются при проверке устойчивости разряда.

Хотя возможно сработать и без тиристоров – схема осциллятора такой конструкции проще.

Для инверторного устройства

Схема осциллятора состоит из таких элементов:

• общий блок питания;
• источник питания для конденсаторов;
• выпрямитель входного тока;
• блок, генерирующий целевой импульс;
• трансформатор для создания повышенного напряжения;
• управляющий блок.

Монтируется готовое изделие между выпрямителем и держателем для электрода.

Подробнее о том что такое tig сварка можете узнать перейдя по ссылке.

Осциллятор для сварки алюминия

Самодельный осциллятор для обработки алюминия почти обязателен при отсутствии «заводского». Дело – в особом режиме горения дуги, который характеризуется слабой устойчивостью.

Главная задача при этом – постоянное превращение низкой частоты переменного тока в высокую.

С плазморезом

Осциллятор для инвертора создаётся искрового типа – ввиду необходимого напряжения порядка 20 кВт для генерирования плазмы. По нажатии его кнопки включения заряд начинает накапливаться в конденсаторе (конденсаторах), по готовности или необходимости сбрасываясь на воздушный промежуток.

Такие продаются готовые, но и сделать самостоятельно тоже возможно, главное – знать радиотехнику.

При изготовлении своими руками осциллятора для плазмореза важно не забыть такие элементы:

• кнопка для запуска источника питания всего плазмореза, вместе с который запитывается также и конденсатор;
• конденсатор (обращаем внимание на необходимые тип и мощность) – этот компонент напрямую влияет на продолжительность импульса;
• тиристоры (тоже – тип и мощность) – при закрытии тиристоров появляется устойчивость сварочной дуги.

Пошаговое изготовление

Собрать осциллятор своими руками лучше всего с помощью опытного сварщика. При этом экономика тут проста: если варить придётся регулярно, оптимально купить сертифицированное изделие, а если буквально раз-два в год – дешевле сделать самому.

Для этого потребуются «обычные» дроссель (ферритовое кольцо с медным кабелем), готовый трансформатор, выключатель. Желателен индикатор замкнутости соединения (к примеру, МТХ-90).

Осциллятор для инвертора

Ввиду универсальности и широкого спектра возможностей инверторной и плазменной техники следует учесть особенности будущего применения сварочного осциллятора:

• целевое назначение: тип свариваемых сплавов и их толщина (поверьте, это имеет значение);
• требуемые параметры номинального тока и мощности – если они эксклюзивные (к примеру, достаточно высокие), электротехнические компоненты нужны будут недешёвые.

Для сборки прибора под инвертор своими руками следует не забыть следующее:

• обмотки трансформатора доводятся под требуемый ток – изменяется количество витков, сердечник дополнительно обматывается;
• устанавливается разрядник;
• цепь усиливается колебательным контуром, снабжённым одним или парой конденсаторов;
• после сборки выполняется проверка: кнопкой пуска активируется разрядник, который генерирует сварочную дугу.

Если прибор собран корректно, дугу будет легко зажечь, она будет отличаться высокой устойчивостью. Подробнее о том что такое дуговая сварка можете узнать перейдя по ссылке.

Осциллятор для плазмореза

Осциллятор для плазмореза своими руками собирается по известной схеме, но важно обратить внимание на конденсаторы. Наибольшим ресурсом и рабочей гибкостью считаются компоненты от люминесцентных ламп.

Как вариант можно включить в цепь не трансформатор, а умножитель напряжения – сняв его с телевизора, жидкокристаллического монитора или копировального аппарата.

Изоляцию важно обеспечить как можно более качественную – иначе ток высокой частоты «пробьёт» свою же обмотку. Для профилактики гудения рекомендуется обработать готовые намотки эпоксидкой.

Из микроволновки

Осциллятор своими руками можно собрать с помощью деталей из микроволновки. Основной компонент – трансформатор от СВЧ-печи, который станет силовым блоком. Он хорош возможностью создания целых 2,2 кВ – в безопасном режиме, в считанных десятках сантиметров от пользователей.

Нарастить с 2 кВ до 5-6 кВ можно с помощью добавляемых конденсаторов. Сердечник под высокочастотный трансформатор сгодится от устаревшего монитора.

Под первичную обмотку подходит медный кабель с толщиной 15 мм, под вторичную – с сечением до 50 мм2. Закрытие обмоток производится винилом и специальной трансформаторной бумагой.

Разрядники качественно получаются из обычных болтов и медных патрубков.

Клапан пуска аргона покупается готовым. Также в список покупок можно внести кнопку пуска вместе с её источником питания.

Как вариант применения подручных материалов можно взять части уже не микроволновки – а ненужного телевизора. Так, трансформатор ТДКС почти гарантированно будет в рабочем состоянии – он популярен для создания самодельной сварочной техники, поэтому его легко купить.

Схема которую автор демонстрирует на видео, вы можете скачать кликнув на картинку, и в открывшемся окне нажать правой кнопкой мыши и выбрать в пункт сохранить как.

Из катушки зажигания

Распространённость автомобильных катушек зажигания привела техническую мысль и к этой конструкции. Однако ввиду неполного сходства выходных характеристик с оптимальным уровнем всё же применять этот вариант не рекомендуется.

Катушка дополняется высоковольтным диодом и тиристорными сборками – для этого нужно владеть электротехникой. В ином случае дуга не будет гореть, а электробезопасность окажется под угрозой.

Основные ошибки

Чтобы не испытывать неудобств и не получать травм при эксплуатации данного прибора рекомендуется применять его исключительно по назначению – для соответствующего конструкции процесса. Теоретическую схему и готовую конструкцию лучше перед включением продемонстрировать опытному специалисту.

Для получения требуемой стабильности в работе иногда мало задействовать штатный источник питания. При постоянно меняющихся частоте и напряжении рекомендуется ввести в электроцепь так называемый автотрансформатор – он сгладит недопустимые колебания.

Планирование конструкции агрегата следует вести с запасом на погрешности и внешние влияния. Так, дроссель окажет неоценимую поддержку при сглаживании колебаний при их напряжении до 1 кВ и не позволит сгореть вторичной обмотке трансформатора, а конденсатор для блокировки будет защищать колебательный контур.

При прокладывании обмоток важно не допустить коротких замыканий – их легко предотвратить с помощью изолирующих материалов и пропитывания готовых жил специальными лаками (к примеру, бакелитовым).

Организация заземления – один из ключевых шагов в плане безопасности. Заземление позволяет избежать поражения электрическим током. Причём если основной вред от электричества наносится внутренним органам и крови, то оптимально планировать номинальную частоту тока до 300 кГц – так будут вызваны лишь ожоги кожи и верхних тканей.

Правила эксплуатации осцилляторов

Самодельный осциллятор следует защищать от осадков и образования конденсата. При работе вне помещения обязательно накрывать при дожде или снеге. Рекомендуется следить за влажностью воздуха: если она выше 95…98%, процесс следует отложить.

Агрегат должен располагаться в чистой атмосфере (без излишней загазованности и запылённости), на него не должны оказывать влияние химически агрессивные вещества;

Допускаемая температура окружающего воздуха должна быть в интервале от -15…-10 до +40…+50°С (в соответствии с инструкцией производителя, если она имеется).

Работать с ним можно не только сваркой – резка тоже возможна. В любом случае проверяется надёжность смонтированного заземления и всех остальных соединений.

Перед включением необходимо проверить корпус и соединения на отсутствие коррозии, пыли и грязи, смазочных материалов и жидкостей.

Расскажите в комментариях собрали ли вы осциллятор или купили готовый, а также почему приняли такое решение.

Осциллятор для инвертора

Качество сварки цветных металлов, нержавеющей стали и других, тяжело свариваемых материалов, во многом зависит от стабильности параметров сварочной дуги. Для обеспечения этой стабильности к стандартному сварочному аппарату, в том числе и инвертору, подключают параллельно дополнительные электронные устройства, называемые осцилляторами. Осциллятор для инвертора предназначен для непосредственного возбуждения электрической дуги в сварочном аппарате и поддержания её стабильных параметров во время всего процесса работы. Одним из существенных достоинств подобных устройств является возможность создания сварочной дуги без непосредственного контакта электрода с поверхностью свариваемых деталей. Эта возможность реализуется за счёт сложения двух токов от различных источников. На свой ток, формируемый сварочным аппаратом, накладывается ток, который формируется в осцилляторе.

Осциллятор для инвертора

Это позволяет получить следующие преимущества:

• создать условия дистанционного поджига (то есть без непосредственного контакта с поверхностью детали);
• обеспечить требуемые параметры сварки. Стабильность сварочной дуги гарантирует устойчивость дуги даже в случае непроизвольного изменения расстояния между концом электрода и поверхностью детали;
• обеспечить надёжность сварки в неблагоприятных атмосферных условиях;
• применение широкого ассортимента электродов;

Такой тандем широко применяется при ручной сварке, полуавтоматической и автоматической сварке. Сварочные осцилляторы применяются в промышленных сварочных аппаратах (сварочных линиях, сварочных постов), и в сварочных аппаратах бытового назначения. Их применение допустимо в различных условиях сварки, в том числе и при сварке с применением инертных газов.

Классификация осцилляторов

Все подобные устройства подразделяются по техническим характеристикам и виду используемого питания.

К основным техническим характеристикам, по которым различаю осцилляторы, относятся:

• используемое первичное, то есть входное напряжение;
• величина вторичного напряжения (измеряется без нагрузки);
• потребляемая мощность;
• массогабаритные характеристики.

По типу используемого питания делятся на две категории:

• непрерывного действия (в них используется постоянный ток);
• с импульсным питанием (применяется переменный ток).

Первый тип устройств включается в цепь последовательно. Созданный им ток имеет частоту, в зависимости от конструкции, 250 кГц. Напряжение достигает 6000 вольт.

Устройство сварочного осциллятора

Принципиальная схема сварочного осциллятора и способ монтажа зависит от предполагаемой частоты его применения. Обычно рассматривают два способа подключения:

• Первый предполагает последовательное подключение. Он применяется при сварке алюминиевых деталей.
• Второй осуществляет параллельное подключение. Этот способ подключения применяются при проведении кратковременных сварочных работ. Его также используют при сварке нержавеющей стали.

Схема работы осциллятора

В стандартный состав сварочного осциллятора входят следующие электротехнические элементы:

• Стандартный искровой разрядник. Он исполняет роль генератора и формирует затухающие колебания. Конструктивно он представляет одноконтурный разрядник. В его состав входит параллельно соединённые, катушки зажигания (индуктивности) и конденсатор. Контакты выполнены в виде вольфрамовых электродов.
• Два дросселя. Для них также используются катушки индуктивности.
• Повышающий трансформатор большой мощности. С его помощью происходит преобразование стандартного напряжения электрической сети. Частота повышается до 250 кГц. Одновременно повышается напряжение до 6000 вольт.
• Трансформатор выходной цепи. Передаёт сформированное напряжение в выходные цепи сварочного аппарата.
• Элементы цепей управления. Они состоят из стабилизатора, элементов регулировки пускового момента, элементов, создающих контур обратной связи. В этот контур включают датчик тока, для оценки параметров.
• Элементы, обеспечивающие безопасность. Они представляют собой цепи предохранения для защиты схемы от перегрузки. Кроме этого он позволяет защитить самого сварщика от поражения электрическим током в процессе работы.

Принцип работы

Общая идея улучшения стабильности работы сварочного аппарата заключается в том, что на электрод кроме основного выходного напряжения подаётся высокое напряжение от сварочного осциллятора. Оно подаётся периодически. Это напоминает импульсы с внутренней амплитудной модуляцией. Величина этих импульсов достигает 6 киловольт. Частота внутренней модуляции колеблется в интервале от 150 кГц до 500 кГц.

Сформированные импульсы имеют небольшую длительность, следовательно, маленькую скважность. Это позволяет получить достаточную мощность. В среднем она может достигать 300 Ватт. Их задача обеспечить надёжный кратковременный электрический пробой между электродом и поверхностью детали.

В момент приближения электрода к поверхности свариваемой детали на расстояние приблизительно в 5мм происходит запуск осциллятора. Электрические импульсы производят ионизацию окружающего воздушного промежутка между электродом и деталью. Это приводит к мгновенному разряду.

Подключение осциллятора для инвертора

Процесс управления этим эффектом осуществляется с помощью специальной кнопки. Для удобства её располагают на держателе. Если сварочный осциллятор подключён к аппарату аргонодуговой сварки. Кнопку располагают на корпусе горелки.

Высокая ионизация повышает электропроводность воздуха. Через него мгновенно протекает основной ток формирования дуги от сварочного аппарата. Это приводит к поджигу и горению сварочной дуги. Созданные осциллятором импульсы непрерывно поддерживают горение электрической дуги. Даже если неожиданно возникают условия, которые могут привести к прекращению процесса сварки. Например, рука сварщика во время движения отклонилась от свариваемой детали. Это приведёт к увеличению расстояния воздушного промежутка между электродом и деталью. Дуга может потухнуть. Осциллятор своим вырабатываемым напряжением будет препятствовать этому негативному эффекту. Сформированный ток от осциллятора накладывается на ток сварочного аппарата и поддерживает процесс горения.

Самостоятельное изготовление осциллятора

Имея уже готовый сварочный аппарат, используя готовые детали, можно собрать осциллятор своими руками. Сборка подобного устройства возможна только при наличии элементарных знаний по физике, особенно раздела «электричество», умения читать простейшие схемы, начальными навыками паяния радиодеталей. На каждом из этапов: сборке, проверке, работе с собранным осциллятором предстоит иметь дело с очень высоким напряжением. Поэтому необходимо изучить и строго выполнять правила техники безопасности.

Все современные осцилляторы, как заводской сборки, так и самодельные, собраны по одной из двух схем. Первая работает по принципу так называемого непрерывного действия. Вторая является импульсной. Устройства, собранные по первой схеме, на практике считаются менее эффективными, в сравнении с импульсными агрегатами. Аппараты, собранные по второй схеме, считаются более эффективными. Эта схема позволяет обеспечивать более быстрое воспламенение дуги.

При выборе конкретной схемы следует ориентироваться на следующие исходные параметры:

• Назначение устройства. Следует определиться, для сварки какого вида металла предполагается его использовать (алюминий, нержавеющая сталь, и так далее).
• Величина напряжения и вид используемого тока. Какой источник тока будет применяться: постоянного или переменного тока, стандартное напряжение электрической сети или другие источники энергии.
• Допустимая электрическая мощность. Она зависит от мощности входных электрических цепей. Обычно такая мощность не превышает 250 Ватт. Повышение мощности существенно может увеличить цену как отдельных компонентов, так и всего устройства.
• Создаваемое вторичное напряжение (обычно не превышает 3 кВт).

Сварочный осциллятор своими руками

Прежде всего, необходимо выбрать схему осциллятора. Выбор будет зависеть от характеристик сварочного аппарата. Затем следует подобрать необходимые радиодетали. Особое внимание необходимо уделить изготовлению разрядника. Если опыта в электротехнике недостаточно, можно воспользоваться простой схемой.

Основным элементом в любой выбранной схеме является входной повышающий трансформатор. Основным критерием при его выборе служит условие, что он должен быть повышающим. Его основная задача преобразовывать напряжение 220 вольт в 3000 вольт. Такой трансформатор можно подобрать из перечня, который предлагает промышленность. Когда знания и опыт позволяют, его можно изготовить и самостоятельно.

Определённые, но вполне разрешимые, проблемы могут возникнуть при изготовлении разрядника. Именно он способствует образованию мощной электрической искры, является элементом колебательного контура. Кроме разрядника в состав этого контура входит катушка индуктивности и конденсатор. Он осуществляет блокировку низкочастотной составляющей, поэтому его называют блокировочный.

Основной задачей этих элементов является создание условий для генерирования высокочастотных импульсов. Они должны облегчить процесс зажигания сварочной дуги. Кроме этого удаётся поддерживать её стабильность.

Для его изготовления выбирают подходящую по размерам плату. Обязательными условиями при выборе являются размеры (на ней должны свободно разместиться все детали) и наличие у неё нескольких рёбер жёсткости для обеспечения надёжности всей конструкции. В качестве завершающих элементов разрядника выбирают вольфрамовые электроды. Если их найти не удаётся, можно воспользоваться сварочными электродами. Их диаметр должен быть более 2 мм. Концы электродов предварительно обрабатывают. При креплении необходимо обеспечить струю параллельность. Для этого целесообразно предусмотреть возможность регулировки зазора между ними. Обычно это делается с помощью специального регулировочного винта.

Для управления моментом подачи высокочастотных импульсов на ручке сварочного аппарата или газовой горелки монтируют кнопку. В качестве кнопки выбирают микровыключатель.

Большое значение имеет компоновка деталей на плате. От их взаимного расположения зависит работоспособность всего устройства.

Самым целесообразным считается следующий вариант расположения деталей. Высокочастотный трансформатор, предохранители и элементы управления расположены слева на плате. Такие элементы как разрядник, два конденсатора (блокировочный и колебательного контура) закрепляют в центе платы. Дроссель и катушки индуктивности располагают справа.

Катушку индуктивности собирают из двух катушек. Это позволяет повысить её надёжность. Таким образом, получается сдвоенный контур. Обе части такого контура должны иметь одинаковые электрические параметры (особенно величину индуктивности). В состав контура подключают два конденсатора. Первый конденсатор с допустимым напряжением на обкладках не менее 500 вольт (для первой части контура). Второй с напряжением более 4 киловольт. Ёмкости этих конденсаторов должны быть 0,3 мкФ и 1мкФ соответственно. Для защиты от скачков напряжения в схеме предусмотрены два варистора. Их напряжение срабатывания должно равняться 100 и 150 вольтам.

В состав контура включены две катушки индуктивности. Они представляют собой обмотанные проволокой ферритовые стержни. Проволока должна иметь диаметр сечения не более 20 мм. Первая обмотка состоит из 7 витков, а вторая из 6. Вторая обмотка исполняет роль фильтра. Она сглаживает возможные возрастания амплитуды электрического тока. Эти всплески могут привести к нестабильному горению дуги.

После завершения сборки и проверки, первый контакт осциллятора подключается к зажимам сварочного аппарата (инвертора) или сварочной горелке. Второй – к поверхности детали. Собранную плату осциллятора целесообразно поместить в корпус. Он должен быть надёжно защищён от внешних воздействий и обеспечивать хорошую вентиляцию электронных элементов, чтобы не нарушался температурный режим.

Кроме осциллятора можно самому изготовить плазморез. Для этого достаточно иметь заводской сварочный инвертор, плазменный резак, небольшой компрессор для формирования плазмы и набор шлангов и кабелей.

Самодельный осциллятор может применяться с аппаратами для сварки алюминия, нержавеющей стали, со сварочными инверторами аргонно-дуговой сварки.

Если правильно собрать такой осциллятор, он будет служить верой и правдой и решать поставленные задачи не хуже заводского.

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 мм 2 . 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.

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. 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.

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 40 С.
• 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.

Осциллятор своими руками

Существует много электротехнических устройств, используемых при выполнении сварочных работ. В связи с высокой стоимостью этого оборудования, многие стараются самостоятельно изготовить тот или иной элемент. Те, кто хорошо разбираются в электротехнике, могут собрать даже осциллятор своими руками. Сварочный осциллятор предназначен для того, чтобы возбуждать и стабилизировать сварочную дугу и работает как от постоянного, так и от переменного тока.

Устройство и назначение прибора

По своей сути сварочный осциллятор является искровым генератором затухающих колебаний. Внутри устройства располагается повышающий трансформатор (ПТ) низкой частоты, с вторичным напряжением от 2 до 3 киловольт. Схема состоит из колебательного контура, обмоток связи, разрядника и обмоток блокировочного конденсатора. Обмотки, находящиеся внутри аппарата, выполняют функцию высокочастотного трансформатора.

Во время работы осциллятора колебания высокой частоты проходят через обмотку и поступают на дуговой промежуток. Конденсатор обеспечивает блокировку и предотвращает шунтирование обмоткой дугового промежутка, затрагивающего напряжение в источнике питания. Для защиты изоляции обмотки существует дроссель, включаемый в сварочную цепь. Средняя мощность осциллятора составляет от 250 до 300 ватт, продолжительность импульсов находится в пределах десятков микросекунд.

Все осцилляторы обеспечивают наличие в сварочной цепи тока с высоким напряжением и частотой. Они разделяются на два вида:

1. Возбудители дуги непрерывного действия. Они функционируют вместе с источником питания сварочной дуги и обеспечивают ее возбуждение путем наложения тока высокого напряжения на провода для сварки. В этом случае напряжение составляет от 3000 до 6000 вольт, а частота – 150-250 кГц. Такой ток совершенно не опасен для человека, при условии соблюдения правил техники безопасности. Благодаря высокой частоте, обеспечивается равномерное горение дуги даже при небольшом значении сварочного тока, поступающего из основного источника.
2. Возбудители дуги импульсивного действия. Они используют последовательное включение и считаются более эффективными, поскольку не требуют включения в цепь специальной защиты от высокого напряжения. Для регулировки искрового зазора на необходимую величину применяется регулировочный винт. Регулировка осуществляется, когда устройство находится в отключенном состоянии.

Сварка с использованием переменного тока осуществляется с импульсным питанием возбудителей. Они изначально возбуждают дугу и выполняют ее дальнейший поджог, когда переменный ток изменяет свою полярность.

Принцип работы осциллятора

Все виды сварочных осцилляторов работают по одной схеме. У них один и тот же принцип действия, независимо от конструктивных особенностей. В каждом случае повышающий трансформатор низкой частоты передает стандартное напряжение, частотой 50 Гц на колебательный контур. Далее, в этом контуре происходит преобразование низкой частоты тока в высокую, с одновременным повышением напряжения. Значение частоты тока, возникающей в колебательном контуре определяется его параметрами, включающими в себя емкость конденсатора и индуктивной катушки.

После первичного преобразования, ток с высокой частотой и напряжением поступает на вторую индуктивную катушку, а затем, проходя через блокировочный конденсатор, он подается к сварочной дуге. С помощью блокировочного конденсатора для тока низкой частоты сопротивление повышается, а для тока высокой частоты – понижается.

В конечном итоге обеспечивается беспрепятственное прохождение тока высокой частоты через блокировочный конденсатор. Ток низкой частоты через него пройти не может. Таким образом, на электрическую дугу свободно попадает только ток с высокой частотой и с высоким напряжением. Ток с низкой частотой и напряжением вообще не попадает в схему осциллятора. В случае повреждения конденсатора, блокировка токов низкой частоты не будет нарушена. Принцип действия устройства и его схема обеспечивают надежную защиту сварщика от поражения электротоком при проведении сварочных работ.

Изготовление осциллятора своими руками

Сварочный осциллятор вполне возможно сконструировать и собрать своими руками. Единственным серьезным ограничением является хорошее знание электротехники и практические навыки работы с инструментами.

Существует большое количество схем, которые могут быть реализованы на практике в домашних условиях. Одним из наиболее простых вариантов считается конструкция на основе высоковольтного трансформатора, способного повысить напряжение с 220 до 10000 вольт. Необходимо точно изготовить разрядник, поскольку именно от разрядника зависит качество электрической дуги. В этом заключается главная сложность конструирования и практического изготовления осциллятора.

Следующей серьезной задачей является правильный подбор элементов – блокировочного конденсатора и колебательного контура. Чаще всего применяется стандартная конструкция осциллятора, выполненная в виде генератора. Имеющиеся в нем трансформаторы способны повысить напряжение до 3 кВт. В данной схеме нужно обязательно предусмотреть разрядник.

Готовый осциллятор сможет работать сразу в двух режимах – в импульсном варианте или в непрерывном режиме. Второй вариант предполагает наличие защиты от возможного высокого напряжения. Хотя импульсный вариант считается наиболее эффективным по сравнению с другими схемами.

Рекомендации по сборке

В процессе сборки осциллятора, необходимо учитывать следующие особенности:

• Для изготовления осциллятора лучше всего использовать в качестве основы обычный генератор, мощностью 5-10 киловатт.
• Установка готового трансформатора должна производиться на раму генератора. Для фиксации устройства используются скобы, заранее приваренные к раме. В связи с большим общим весом всей конструкции, рекомендуется установить колеса, чтобы облегчить перемещение.
• Все электрические соединения выполняются таким образом, чтобы сварочный генератор в случае необходимости мог применяться в качестве аварийного источника питания. Правильно собранный осциллятор своими руками позволяет использовать его как сварочное устройство и источник тока на 220 вольт. Вся конструкция сварки оборудуется выключателем.
• Для изготовления генератора постоянного тока рекомендуется использование выпрямителя мостикового типа, обеспечивающего получение тока наиболее доступными способами. Главным недостатком такой конструкции являются слишком большие габариты. В данной схеме присутствуют четыре мощных громоздких вентиля, установленных на диэлектрическую плату из текстолита или гетинакса. В общей схеме эти вентили выполняют функции диодов.
• Сборку конструкции должны выполнять люди с опытом производства электромонтажных работ. Они должны иметь хорошие навыки по спаиванию деталей, а также практику изготовления электрических обмоток.

Собранный осциллятор необходимо отрегулировать. Сам осциллятор должен находиться в выключенном состоянии. В дальнейшем нужно регулярно проводить техническое обслуживание, следить за рабочей поверхностью разрядника, состоянием контактов, своевременно очищать нагар.

Читайте также:

  
• Ремонт порогов автомобиля своими руками без сварки стекловолокном
  
• Сварочный инвертор ставр саи 200
  
• Перчатки для тиг сварки эсаб
  
• Сварка дюралюминия в домашних условиях инвертором
  
• Схема сварочного инвертора прораб