Осциллятор для сварки алюминия своими руками схемы

Обновлено: 04.10.2024

Прикупил себе товарищ сварочный инвертор аргонно-дуговой сварки для разных металлов. В основном таких как нержавейка и алюминий в среде газа аргон, но вот незадача такой тип сварки не подходит для сварки алюминия. Задал я вопрос на форуме, рекомендовали менять местами массу и держак, но при таком подключении вольфрамовый электрод просто сгорает. Рекомендовали варить переменным сварочником, якобы алюминий лучше варить переменным током, при таком токе шов получается качественный. Было решено купить сварочник переменного тока, но для него нужен осциллятор. Вот и дал он мне такую задачку собрать для него осциллятор

Осциллятор это такой прибор, который нужен для бесконтактного розжига дуги. Дуга разжигается за счет высоковольтного напряжения между контактами, к примеру как в свече двигателя внутреннего сгорания искра пробивается на расстоянии. По такому же принципу работает осциллятор

В поисках хорошей схемы долго я скитался по просторам рунета, схемы все время чем то не нравились, но вот наткнулся на каком то форуме на схему от Евгения. Выкладываю схему в оригинале

Человек построил схему на базе принципиальной схемы обратнохода на UC3842-5 и трансформатора строчника телевизора. Мне эта идея очень понравилась, но к сожалению у меня нет этой микросхемы и я решил сделать схему на базе таймера NE555.

На базе NE555 можно собрать неплохой генератор прямоугольных импульсов, усилить его драйвером на транзисторах для управления полевым транзистором и гонять преобразующий трансформатор.
Разберу схему с начала. Питать осциллятор решил от отдельного блока питания 30В, после диодного моста напряжение примерно 45В. На Q1R2R5D6C2C3 собран источник опорного напряжения для питания генератора и драйвера. На R3R4R8D5C6C7 и таймере 555 собран генератор прямоугольных импульсов скважностью 60%, R6Q2Q5 драйвер для управления Q3. C1R1D3 RCD клампер для подавления выбросов с трансформатора.
После трансформатора высокое напряжение свыше 1000В поэтому установлен высоковольтный диод HVR-1×4, такой диод можно найти в микроволновке, он способен выдержать до 12кВ. Между плюсом и минусом установлен разрядник из свечи с мопеда, после через конденсатор установлен развязывающий трансформатор, через который пропускается сам сварочный кабель. Второй трансформатор уже подает высоковольтное напряжение на держак и массу

В точке А схема осциллятора соединяется с датчиком тока, он необходим для работы осцилятора в нужный момент. То есть когда дуга не зажжена и ток не течет через кабель, осциллятор работает выдавая высоковольтное напряжение. Когда дуга зажигается, через датчик тока на трансформаторе проходит какой то ток, с трансформатора на компаратор поступает напряжение, компаратор открывает транзистор C945 и работа осциллятора останавливается. Эта мера необходима, что бы осциллятор работал только для розжига и поддержания дуги когда она затухает, все остальное время осциллятор как бы в режиме ожидания

Датчик тока построен на повторителе из первого ОУ, для согласования напряжения с датчика и компаратора, и собственно самого компаратора, который сравнивает опорное напряжение с напряжением с датчика тока. В качестве датчика тока выступает обычный трансформатор 50ГЦ, как расчитать его описано в статье Расчет трансформатора тока

Со схемой немного определился и принялся за разводку платы, кусок текстолита взял 160*100мм

Разводя печатную плату стремился сделать ее как можно компактней, но добиться этого удалось только в управляющей части схемы, в высоковольтной части все компоненты разместил подальше друг от друга, что бы избежать пробоя ведь напряжения немалые

Пока печатка травилась в растворе медного купороса решил заняться трансформатором. Для расчета использовал программку Flyback 8.1, замерил размеры магнитопровода и ввел все в программку.
Задал напряжение питания 30В и частоту генератора 48кГц, напряжение на вторичке выставлял таким образом, что бы количество витков вторички равнялось примерно 700, по паспорту это количество витков внутри залитой эпоксидкой катушке
Нажав на кнопку рассчитать я получил точное количество витков первички и диаметр кабеля, а так же зазор на магнитопроводе

На ферритовый магнитопровод намотал пару витков молярного скотча, поверх него намотал 23 витка проводом диаметром 0,63 и сверху намотал скотчем еще пару слоев для изоляции
После намотки принялся за сборку платы. Собрал ИОН и генератор. Установил трансформатор Т1 и диод с разрядником, установлено все кроме RCD клампера. Клампер рассчитываю в той же программе. Задаю емкость конденсатора и рассчитываю диод и сопротивление резистора

Собрал все в кучу, прикрутил на радиатор через прокладки транзисторы, теперь можно и пробное включение сделать.

Включил через лампу на секунду другую. Лампа светится, но не в весь накал, искра стала пробиваться, значит генератор работает. Удалил лампу с цепи, сделал замеры на ИОН там 15В как и надо.

На генераторе есть импульсы, искра пробивается значит можно продолжать сборку и собирать датчик тока.
Установил второй трансформатор и временно установил последовательно два конденсатора 1600В 2,2нФ, так как не было подходящего. На второй трансформатор временно намотал витков для проверки работы схемы

Схема работает отлично, осциллятор работает. Осталось только доработать датчик тока, но так как товарищ еще не привез сварку, испытывать нечем. О его работе я расскажу в следующей статье, а пока устройство лежит ждет своего времени

Не хотите тратить время на сборку платы и настройку, закажите готовый модуль из Китая
для питания от переменного напряжения 220В модуль стоит 1200 рублей, ссылка вот

Так же вы можете приобрести осциллятор с питанием от 24В стоимостью 1500 рублей, ссылка вот

Если вы серьезно заинтересованный этой темой, рекомендую прочитать последнюю статью по самодельному аргонодуговому аппарату для алюминия, так же можете прочитать про первый горький опыт Самодельная сварка аргоном. Переделка переменного сварочного аппарата

Как сделать осциллятор самостоятельно

ОБОРУДОВАНИЕ

Для начала сварочного процесса требуется розжиг электрической дуги. Чаще всего его осуществляют, многократно касаясь обрабатываемой поверхности электродом. Упростить эту задачу помогает использование специальных устройств. Собрать осциллятор своими руками можно, как и сам сварочный аппарат, для этого нужно иметь соответствующие знания.

Назначение осциллятора для сварки

Блок применяется для бесконтактного возбуждения дуги, облегчающего начальные этапы сварочного процесса. Осциллятор обеспечивает стабильное функционирование сварочного аппарата. Иногда блок встраивается в корпус агрегата вместе с источником питания. Осциллятор подает импульсные токи слабой мощности, способствующие возбуждению начальной дуги.

Сварщику достаточно поднести электрод к детали и нажать кнопку. Длительность импульса зависит от времени удержания клавиши. После появления дежурной дуги сварка ведется в стандартном режиме.

Если аппарат снабжен микропроцессорным управляющим модулем, осциллятор автоматически включается при спонтанном затухании дуги. Такой принцип действия обеспечивает стабильную работу аппарата при перепадах напряжения или ошибках сварщика.

Какие виды осцилляторов доступны для домашнего изготовления

Существует 3 типа устройств, изготавливаемых своими руками.

На непрерывной подаче тока

Сварочный осциллятор вырабатывает электрические импульсы частотой до 250 кГц, величина напряжения достигает 6000 В. Это приводит к быстрому возгоранию дуги на любом расстоянии от детали. Наложение выдаваемого осциллятором электричества на сварочный ток способствует стабильной работе аппарата. Из-за невысокой мощности устройство не представляет опасности для сварщика.

Осциллятор непрерывной подачи тока соединяется с источником питания последовательно или параллельно. Первый способ подключения считается более удобным. Он не требует использования дополнительных средств защиты блока питания от высокого напряжения.

Импульсный осциллятор

Такой прибор совместим с агрегатами, работающими на переменном токе. Осциллятор помогает удерживать дугу во время перемены полярности, наблюдающейся постоянно. Устройство выдает кратковременный импульс, помогающий зажечь начальную дугу.

Блок постоянного действия в таком случае оказывается менее эффективным.

C дополнительными конденсаторами

Прибор с накопительными элементами функционирует по принципу заряд-разряд. Для питания конденсаторов применяется отдельный модуль. На первом этапе детали передают энергию дуге. После этого конденсаторы разряжаются, отключаются от схемы, подсоединяются к зарядному блоку. При угрозе обрыва дуги синхронизирующее средство повторно переводит разрядники на рабочую линию агрегата.

Устройство и принцип работы оборудования

Для понимания характера функционирования прибора нужно хорошо знать физику. Получаемая при включении осциллятора дуга не меняет своих параметров при увеличении зазора между электродом и обрабатываемой деталью.

Конструкция осциллятора включает следующие элементы:

Трансформатор повышающего типа. Используется для изменения амплитуды напряжения.
Колебательный модуль, имеющий стандартное строение. Он включает конденсаторы и индуктивные катушки. Контур применяется для создания высокочастотных колебаний.
Разрядник – воздушный зазор, в котором появляется искра.

Устройство может быть дополнено датчиками, автоматизирующими работу оборудования, помогающими контролировать ее. Если осциллятор включается в состав аргонодугового аппарата, его снабжают клапаном впуска газа. Микропроцессор подает команду на открытие элемента в нужные моменты. Осциллятор оснащается системой безопасности, предотвращающей выход аппарата из строя.

Конденсатор защищает сварщика от поражения током. В случае пробоя детали активируется плавкий предохранитель, разрывающий цепь при скачке силы тока.

Как использовать домашнее оборудование начинающим

Применение самодельного осциллятора для электродуговой сварки деталей из алюминия и иных материалов требует соблюдения следующих правил:

Приборы могут использоваться как в помещениях, так и на открытых участках. При наличии осадков устройства нельзя применять на улице.
Диапазон рабочих температур оборудования составляет -10…+50 °С. Применять осциллятор можно при влажности воздуха не более 95%.
Устройства применяются при атмосферном давлении 85-105 кПа.
Нельзя включать приборы в запыленных и загазованных помещениях, подвергать элементы устройства воздействию агрессивных веществ, способных разрушать металл и изоляцию.
Разрешается работать только с заземленными приборами. Перед началом сварки проверяют правильность подключения осциллятора к электрической цепи, осматривают контакты.
Демонтировать защитный корпус можно только после отсоединения оборудования от сети.
На поверхностях прибора не должно присутствовать следов пыли, коррозии или нагара. При появлении загрязнений элементы аппарата зачищают наждачной бумагой.

Дополнение для инвертора

В таком случае вместе с основной техникой безопасности соблюдают следующие правила:

В процессе сварки регулярно проверяют работоспособность блокировочного конденсатора. При повреждении этой детали оператор рискует получить электротравму.
Настраивают и регулируют аппарат только в отключенном от сети состоянии. Это же касается процесса очищения поверхностей от нагара.
Постоянно контролируют частоту импульсов. Она не должна быть более 40 мкс.

Для плазмореза

Осциллятор настраивают в соответствии с параметрами режущего устройства, в сочетании с которым он будет работать. Тиристоры подбирают опытным путем, ориентируясь на устойчивость дуги. При работе с устройством особо тщательно соблюдают технику безопасности.

Прибор непрерывно подает импульсы, поэтому ток на контактах остается даже после отключения от сети.

Изготовление ключевых деталей

Создание осциллятора для сварки своими руками начинают со сборки основных элементов:

Повышающего трансформатора. Можно купить готовую деталь или сделать ее самостоятельно. Число витков и толщина жилы выбираются в зависимости от параметров работы будущего устройства. При намотке учитывают, что блок должен повышать напряжение до 6000 В.
Колебательного модуля. Его изготавливают из катушки индуктивности, включающей ферритовый сердечник и намотанный на него силовой кабель. Для первичной обмотки достаточно 1 витка, для вторичной – 5. Контур снабжают разрядником и защитным конденсатором. Первый используется для выработки и освобождения ослабевающего импульса. Разрядник изготавливают из медных прутков и вольфрамовых стержней, передающих ток. Контактирующие с проводами области покрывают твердеющим диэлектрическим составом.

Колебательный модуль последовательно соединяют с конденсатором. После этого устанавливают разрядник, подключаемый к первичной обмотке трансформатора. Конденсатор можно приобрести или достать из нерабочего телевизора. Для выработки более стабильного напряжения используют сдвоенную катушку индуктивности. Кроме того, такой подход препятствует выходу аппарата из строя.

Обе части контура состоят из следующих компонентов:

конденсаторов емкостью не менее 0,3 мФ;
варистора с напряжением, соответствующим таковому на вторичной обмотке (90-150 В);
ферритового стержня, на который наматывается медная жила сечением 15-20 мм².

Схемы для осциллятора

Способ подключения и виды компонентов оборудования зависят от того, в сочетании с каким аппаратом будет использоваться блок.

Управление с плазморезом

Для выработки плазмы в резаке требуется напряжение 20000 В. Поэтому конструкцию прибора дополняют искровым осциллятором.

На чертеже вспомогательного устройства обязательно отображаются такие компоненты:

Кнопка запуска (S3). Включает блок питания плазмореза, обеспечивая подачу электричества в цепь осциллятора.
Конденсатор (C5). От этой детали зависит длительность выдаваемого импульса.
Тиристоры (T7, T8). После их закрытия питание осциллятора приостанавливается, дуга становится стабильной.

При повторном нажатии кнопки запуска конденсатор вновь накапливает заряд, система подготавливается к следующему циклу работы плазмореза.

В сочетании с аргонодуговой сваркой

В этом случае рекомендуется собирать осциллятор непрерывного действия. К электрической сети он подключается через трансформатор. Для сборки схемы не потребуются дорогие детали и сложные действия. Затруднения могут возникать только на этапе установки тиристоров. Их выбирают опытным путем, оценивая стабильность горения дуги.

Используют и более простые чертежи осцилляторов, не включающие тиристоров. Собрать устройство по такому чертежу можно, обладая минимальными знаниями электротехники.

Для инверторного устройства

Осциллятор для инвертора устанавливают между держателем электродов и выпрямителем.

Схема блока включает следующие компоненты:

выпрямитель напряжения;
средство зарядки конденсаторов;
блок питания;
модуль, вырабатывающий импульс;
управляющий;
клапан впуска газа;
трансформатор повышающего типа;
вольтметр.

Для работы с алюминием

При сварке этого металла соблюдают особые условия. Получать и удерживать мощную дугу в этом случае сложно. Поэтому сварочный аппарат дополняют осциллятором, превращающим низкочастотный переменный ток в высокочастотный. Компонент вводится в цепь параллельно инвертору или после него.

Избежание частых ошибок

Исключить возникновение проблем в работе самодельного прибора помогает соблюдение следующих рекомендаций:

При сборке простых схем удерживать стабильную дугу удается не всегда. Причиной неисправности является низкое напряжение в электрической сети. Исключить возникновение сбоев в работе сварочного агрегата помогает установка автотрансформатора.
Не стоит экономить на дросселе. Разрядник подает ряд затухающих высокочастотных колебаний с напряжением 1000 В. Не имеющая дросселя вторичная обмотка принимает до 50 В. Из-за этого возникает короткое замыкание. Поступающий от сети ток начинает нагревать трансформатор. Чтобы сварочный аппарат не вышел из строя, устанавливают дроссель.
При формировании обмотки используют изолирующие прокладки, пропитывают жилы бакелитовым лаком.
Безопасной считается частота тока в 150-300 кГц. Если человек становится проводником, ток не влияет на работу внутренних органов, однако вызывает поверхностные ожоги. Избежать возникновения травмоопасной ситуации помогает правильное заземление.
Колебательный контур должен быть оснащен блокировочным конденсатором.

Перед сборкой рекомендуется проконсультироваться со специалистом, который выяснит, является ли выбранная схема безопасной.

Видеоинструкции для самостоятельного изготовления осциллятора

Приведенные ниже ролики помогут понять, как собирать устройство правильно, какие детали использовать, в какой последовательности их размещать.

Ютуб канал “ Скифософский ”

Пошаговое изготовление

Порядок сборки осциллятора зависит от типа оборудования, с которым он будет использоваться.

Самодельный осциллятор для плазмореза

Вместо трансформатора в схему включают умножитель напряжения. Сила тока не является важным параметром. Устройство компактно, его можно собрать из простых деталей. При намотке умножителя обеспечивают качественную изоляцию. В противном случае напряжение пробьет первичную обмотку, блок выйдет из строя. Чтобы витки не вибрировали во время работы прибора, их обрабатывают эпоксидной смолой.

Самым сложным моментом считается подбор конденсаторов. Лучшими параметрами обладает деталь, извлекаемая из стартера люминесцентной лампы.

Устройство из катушки зажигания

Осциллятор можно сделать из катушки зажигания. В таком случае схему дополняют ВВ-диодом. Такой способ изготовления считается самым простым. Автомобильную катушку можно найти в любом гараже. Однако характеристики этого элемента не совсем подходят для сборки осциллятора. Поэтому остальные компоненты цепи придется подбирать более тщательно. Придется устанавливать разные блоки тиристоров, добиваясь уверенного горения электрической дуги.

Несмотря на простоту сборки, изготавливать осцилляторы из автомобильной катушки не рекомендуется.

Осциллятор для инвертора

При подготовке деталей учитывают такие факторы:

Назначение сварочного инвертора. Определяют, какие металлы придется варить. Любой материал имеет особенности, которые учитываются при выборе компонентов для осциллятора.
Характеристики тока.
Максимальную мощность. При необходимости получения высоких показателей придется использовать дорогие детали.

В бытовых условиях чаще всего сваривают алюминиевые детали. Поэтому прибор собирают по схеме, соответствующей данному типу работ.

Для сборки осциллятора выполняют следующие действия:

Дорабатывают трансформатор, заменяя первичную и вторичную обмотки. Сердечник обматывают кабелем, сечение которого зависит от требуемых параметров вырабатываемого тока.
Размещают разрядник, проводящий искру. После этого включают в цепь колебательный контур. Его снабжают конденсатором, вырабатывающим импульсы высокой частоты. С помощью этой детали прибор приобретает необходимые для работы характеристики. Зажигание дуги упрощается, она становится стабильной.
Проверяют работоспособность готового прибора. Для начала нажимают клавишу пуска, активирующую разрядник. После этого подносят электрод к детали, дожидаются возникновения дуги.

Из микроволновки

Трансформатор СВЧ-печи можно использовать в качестве основного блока осциллятора для дуговой сварки. Напряжение на магнетроне достигает 2200 В. Повысить это значение можно путем установки 3 последовательно соединяемых конденсаторов. Прибор начинает подавать на разрядник напряжение в 5200 В. Сердечник для второго (высокочастотного) трансформатора можно добыть из отклоняющей системы старого монитора.

Для первичной обмотки используют медную жилу толщиной 1,5 мм. Она состоит из 2 витков. Вторичная обмотка формируется из шины сечением 45 мм². Жила наматывается в 10 витков, покрывается виниловой изоляцией и трансформаторной бумагой. Для изготовления разрядников используют болты на 6 с полированными торцами и сплющенные медные трубки соответствующего диаметра. Также устанавливают клавишу пуска и блок питания для нее. Клапан подачи аргона покупают в готовом виде.

И осциллятор вам вдогонку

Цветные металлы и нержавейка – вот контрольные слова во время тяжелых раздумий типа «вот только осциллятора мне не хватало для полного счастья». С ответственностью заявляем: не будет вам полного счастья с дугой, если вы варите нержавейку, алюминий или цветные металлы. Даже с инвертором. Даже с правильными электродами и серьезным опытом в сварочном деле.

Дуга будет вас подводить: или трудный розжигом, или нестабильностью и способностью тухнуть в самое неподходящее время. А вольфрамовый электрод будет к тому же липнуть. Справится с этими бедами поможет только один аппарат – осциллятор. Так что никуда вам от него не деться. Придется купить или сделать своими руками.

Хороший осциллятор стоит немалых денег, поэтому, если вы занимаетесь сваркой время от времени, есть смысл разобраться в его устройстве, чтобы сделать его своими руками.

Принцип устройства и работы осциллятора

Схем таких аппаратов много. Но набор принципиальных блоков один и тот же.

Как происходит аргонная сварка с осциллятором?

Вот что он включает в себя:

Трансформатор, повышающий напряжение: для преобразования входного сетевого напряжения 220 В и 60Гц в колебания более высокой частоты со значением до 250 кГц напряжения 5…6 кВ.
Выходной трансформатор для передачи тока повышенных напряжения и частоты на выходные контакты сварочного аппарата.
Генератор искрового типа с контактами в виде вольфрамовых электродов, который по своей сути является одноконтурным разрядником.
Управляющий блок из газового клапана, стабилизатора, кнопки пуска и датчика тока.
Специальный защитный блок для контроля превышения допустимой силы тока или напряжения.

Устройство и принципиальную схему устройства нужно выбирать в зависимости от интенсивности вашей работы с его помощью. Если в планах ваших сварочных работ преобладает алюминий, который нужно варить при постоянном токе обратной полярности, то выбираем схему последовательного подключения – это будет осциллятор для сварки алюминия.

Если вы работаете с нержавейкой, ваша схема должна быть с параллельным подключением.

Осцилляторы для сварки с последовательным и параллельным подключением принципиально различаются. В состав аппарата с последовательным подключением входит только один трансформатор с двумя обмотками: первичной с предохранителем и двумя конденсаторами и вторичной с разрядником и колебательным контуром из катушки индуктивности и конденсатора.

Система осциллятора для сварки с параллельным подключением намного сложнее и требует наличия двух трансформаторов. В первом из них первичная обмотка состоит из двойного колебательного контура, а вторичная включает в себя разрядник и является первичной обмоткой второго трансформатора высокочастотного типа.

Именно от него подается электрического питание дуги. Такую схему не только сложно собрать и регулировать, она должна быть защищена от напряжения, превышающего предельные нормы.

Осциллятор своими руками

Несмотря на то, что на рынке предлагаются сварочные осцилляторы самых разных моделей, может возникнуть необходимость соорудить такой аппарат самостоятельно. Реализация такой идеи вполне реальна, сделать это устройство своими руками — задача не из самых простых, но и не бином Ньютона.

Для начала убедитесь в том, что сварочный осциллятор своими руками вам действительно нужен и рентабелен.

Схема подключения осциллятора.

Вот какие факторы помогут вам в этом:

Вы собираетесь варить нержавейку, алюминий или цветные металлы.
Вы используете постоянный или переменный ток с напряжением.
Мощность тока не превышает 250 Вт.
Вторичное полученное напряжение должно быть равно или выше 2500 В.

Если у вас есть сварочный преобразователь, работа пойдет намного легче: ваш постоянно действующий аппарат будет подключаться к сварочной сети последовательно, что значительно проще. Кроме того, дуга будет вести себя намного лучше.

Она будет устойчиво гореть, и ее можно будет поджигать без контакта со свариваемой поверхностью вне зависимости от силы тока.

Осциллятор лучше собирать на прямоугольной плате. Высокочастотный трансформатор в компании с предохранителем и цепью управления размещаем слева, дроссель – справа. А в центре установим два конденсатора: колебательного контура и второй блокировочный для изоляции тока низкой частоты от всей сварочной цепи.

Подобрать оптимальный трансформатор помогут характеристики тока, которые требуются во второй обмотке. Катушка индуктивности должна быть сдвоенной – так надежнее. Если у вас последовательно соединены два колебательных контура, ток и напряжение будут стабильными.

Электрическая схема прибора.

Колебательные контуры должны быть одинаковыми и должны состоять из следующих компонентов:

конденсатора;
варистора напряжения;
катушки индуктивности из ферритового стержня.

Разрядник требует особой жесткой платы, так как при срабатывании температура должна понижаться. Вольфрамовые электроды должны быть не меньше 2-х мм в диаметре, их нужно разместить строго параллельно, для этого их торцуют. Ширина зазора между ними регулируется винтом.

Первый каскад подключаем к клеммам инвертора, а второй каскад – к сварочной горелке и свариваемой заготовке. Для высокой стабильности работы к вторичной обмотке второго каскада нужно подключить катушку с отдельным питанием от аккумулятора.

Обязательное требование – корпус должен быть устойчивым к влаге, и со специальными отверстиями для вентиляции.

Правила работы на самодельном осцилляторе

Понятно, что главные требования – это безопасность и надежность работы аппарата.

Принципиальная схема осциллятора.

Для их соблюдения нужно:

Проверять на постоянной основе работу блокировочного конденсатора. Если он будет не в порядке, вы можете получить травму от низкочастотного сварочного тока.
Взять себе за правило заниматься регулировкой и настройкой устройства только при его отключении от сети.
Счищать нагар с электродов, делать это постоянно.
Частота импульсов от осциллятора не должна превышать 40 мкс: следить за этим.

Осциллятор для сварки своими руками – очень грамотное технологическое дополнение к вашему сварочному оборудованию, если вы занимаетесь сваркой специфических металлов: нержавейки и алюминия. Осциллятор можно купить, а можно сделать своими руками. Для этого нужны ясная голова, хорошие руки и наши советы.

Желаем надежных конденсаторов, параллельных электродов и качественных обмоток в ваших трансформаторах. И хороших заказов!

Сварочный осциллятор — устройство и изготовление своими руками

Чтобы облегчить задачу выполнения сварочных работ с деталями из цветных металлов и нержавеющей стали, необходимо использовать сварочный осциллятор. Это полезное приспособление, решающее задачи поджога сварочной дуги и ее поддержания в стабильном состоянии, одинаково успешно может использоваться и в производстве, и в быту.

Сварочный осциллятор марки ВСД-02, используемый для стабилизации горения дуги

Разбираемся в конструкции и принципе действия осциллятора

Сварочные осцилляторы, способные работать с источниками переменного и постоянного тока, необходимы для того, чтобы одновременно повысить как величину напряжения, так и частоту электрического тока. Если на входе такого устройства напряжение составляет 220 В, а частота тока – 50 Гц, то на выходе уже получается 2500–3000 В и 150000–300000 Гц. Продолжительность импульсов, которые создает осциллятор, составляет десятки микросекунд. Мощность этих устройств, с помощью которых в сварочную цепь поступает ток высокой частоты и с большим значением напряжения, – 250–350 Вт.

Технические возможности, которыми обладает осциллятор, обеспечиваются его конструкцией и характеристиками его элементов.

Электрическую схему аппарата составляют следующие компоненты:

колебательный контур, выступающий в роли искрового генератора затухающих колебаний (в состав такого контура входят конденсатор и катушка индуктивности – подвижная обмотка высокочастотного трансформатора);
разрядник;
дроссельные катушки в количестве двух штук;
повышающий трансформатор;
трансформатор высокой частоты.

Функциональная схема осциллятора

Кроме того, осциллятор содержит элементы, обеспечивающие безопасность как самого устройства, так и сварщика. К таким элементам относятся конденсатор, защищающий сварщика от удара электрическим током, и предохранитель, размыкающий электрическую цепь при пробое конденсатора.

Осциллятор, который используется в паре со сварочным аппаратом, работает по следующему принципу. После прохождения по обмоткам повышающего трансформатора напряжение поступает на конденсатор колебательного контура и начинает заряжать его. Когда конденсатор заряжается до величины, предусмотренной его емкостью, он выдает разряд на разрядник, что приводит к пробою. После этого колебательный контур оказывается закороченным, что и вызывает возникновение резонансных затухающих колебаний. Высокочастотный ток, формирующий эти колебания, через блокировочный конденсатор и обмотку катушки поступает на сварочную дугу.

Пример изготовления платы осциллятора

Блокировочный конденсатор устроен таким образом, что через него может свободно проходить только ток высокой частоты, отличающийся и большим значением напряжения. Низкочастотный ток через такой конденсатор проходить не способен из-за слишком большого сопротивления. Благодаря данной характеристике блокировочного конденсатора через него не может пройти и низкочастотный ток от сварочного аппарата, что защищает осциллятор от короткого замыкания.

Виды сварочных осцилляторов

Осциллятор, который при желании нетрудно сделать и своими руками, может относится к:

устройствам непрерывного действия;
аппаратам с импульсным питанием.

При помощи осцилляторов первого типа к сварочному току добавляется ток высокой частоты (150–250 кГц) и с большим значением напряжения (3000–6000 В). Зажигание такой дуги может осуществляться даже без прикосновения электрода к поверхности соединяемых заготовок, а горит дуга очень устойчиво даже при небольших значениях тока, поступающего от сварочного аппарата. Это возможно благодаря высокой частоте тока, который выдает осциллятор. Что важно, ток с такими характеристиками не опасен для сварщика, выполняющего работу с использованием этого устройства.

Параллельное и последовательное подключение осциллятора

Электрическая схема, в которой задействован осциллятор первого типа, может предусматривать его параллельное или последовательное подключение. Большей эффективностью отличаются устройства, которые подключены к электрической цепи сварочного аппарата последовательно. Объясняется это тем, что в их схеме не применяют за ненадобностью защиту от высокого напряжения.

Сварочный осциллятор с импульсным питанием требуется преимущественно при сварке, которая выполняется на переменном токе. Кроме первоначального зажигания сварочной дуги, устройство такого типа обеспечивает ее поддержку при смене полярности переменного тока, которая происходит постоянно. Осцилляторы первого типа в условиях постоянной смены полярности переменного тока плохо справляются с повторным зажиганием дуги, что негативно сказывается на качестве выполнения сварочных операций.

К бесконтактному зажиганию сварочной дуги также способны осцилляторы, в электрической схеме которых имеются конденсаторы, накапливающие заряд от специального зарядного устройства. В те моменты, когда необходимо выполнить повторное зажигание дуги, эти конденсаторы разряжаются, и электрический ток их разряда подается в дуговой промежуток. Электрическая схема такого сварочного осциллятора содержит в себе устройство, которое обеспечивает синхронизацию разрядов конденсатора в те моменты, когда электрический ток дуги проходит через ноль.

Что касается правил использования осцилляторов, необходимо учесть, что сварку алюминия с их помощью выполняют на переменном токе, а нержавеющей стали – на постоянном токе прямой полярности.

Правила эксплуатации осцилляторов

Применение осциллятора для сварки алюминия, других цветных металлов или нержавеющей стали требует соблюдения ряда несложных правил, которые сделают работу с таким устройством комфортной и безопасной.

Использовать осцилляторы можно как в помещениях, так и вне их.
Не рекомендуется применение сварочных осцилляторов на открытом воздухе, если на улице идет дождь или снег.
Работать с такими устройствами разрешается при температуре окружающего воздуха от –10 до +40 градусов Цельсия.
Использовать осцилляторы допустимо при уровне влажности окружающего воздуха, не превышающей 98%.
Атмосферное давление, при котором можно использовать такие устройства, должно находиться в интервале 85–106 килопаскалей.
Не рекомендуется использовать такое устройство в помещениях, атмосфера которых сильно загрязнена пылью, едкими парами и газами, которые могут разрушить изоляцию и металл.
Начинать работу со сварочным осциллятором можно лишь в том случае, если он надежно заземлен.
Перед началом работы всегда следует проверять, правильно ли устройство подключено в сварочную цепь и исправны ли его контакты.
Кожух осциллятора в процессе выполнения сварочных работ всегда должен быть надет на него, снимать его можно только тогда, когда устройство отключено от электрической сети.
Рабочая поверхность разрядника должна всегда содержаться в чистоте, на ней не должно быть следов нагара. В случае появления нагара от него необходимо избавиться с помощью шлифовальной шкурки.

Такое устройство, которое поможет вам выполнять сварку цветных металлов и нержавейки, можно не только купить, но и сделать своими руками.

Как своими руками сделать осцилляторное устройство

Как уже говорилось выше, осцилляторы позволяют зажигать сварочную дугу без касания электродом поверхности соединяемых деталей, а также поддерживать ее стабильность в процессе горения. Обеспечивается такая функциональность данного устройства за счет того, что на электрический ток, поступающий от сварочного аппарата, накладывается ток, обладающий высокой частотой и большим значением напряжения. Используется такое приспособление, которое можно сделать и своими руками, преимущественно для сварки деталей из алюминия.

Для изготовления самодельного сварочного осциллятора можно воспользоваться наиболее простой и распространенной схемой. Основным элементом схемы такого устройства является трансформатор, который обеспечивает увеличение значения напряжения со стандартных 220 до 3000 В. Основную трудность при изготовлении осциллятора своими руками представляет разрядник, через который и проходит мощная электрическая искра.

Самодельный одноискровый разрядник

Важнейшим элементом схемы сварочного осциллятора выступает колебательный контур, в котором обязательно должен присутствовать блокировочный конденсатор. Такой контур, в состав которого входят также разрядник и катушка индуктивности, решает основную задачу осциллятора – генерирование затухающих высокочастотных импульсов, облегчающих зажигание сварочной дуги и ее поддержание в стабильном состоянии.

Как серийный, так и сделанный своими руками, такой аппарат может быть выполнен по двум основным схемам: непрерывного и импульсного действия. Осцилляторы, работающие по схеме непрерывного действия, считаются менее эффективными, в их конструкции необходимо использовать устройства, защищающие их от повышенного напряжения. Более эффективными являются импульсные осцилляторы, которые обеспечивают быстрое зажигание сварочной дуги и ее стабильное горение при работе на переменном токе.

Принципиальная схема сварочного аппарата с осциллятором

Приступая к изготовлению самодельного сварочного осциллятора, необходимо разобраться в электрической схеме такого устройства и правильно подобрать все составные элементы, в первую очередь, высоковольтный трансформатор.

Основным элементом управления осциллятором является кнопка, которая одновременно включает разрядник и отвечает за подачу защитного газа в область выполнения сварочных работ. Сами высокочастотные импульсы, обеспечивающие эффективное выполнение сварочных работ, вырабатывают разрядник и высоковольтный трансформатор. Выходными элементами такого устройства являются два контакта – плюсовой и минусовой. Первый, подающийся от высоковольтного трансформатора, подключается к горелке сварочного аппарата, второй – к свариваемым деталям.

Для того чтобы своими руками изготовить такое устройство, значительно упрощающее процесс сварки деталей из цветных металлов и нержавеющей стали, достаточно обладать элементарными знаниями электротехники и навыками сборки электрических устройств.

Конечно, можно приобрести такое устройство в магазине или на строительном рынке, но это обойдется вам недешево. Если использовать его вы собираетесь не постоянно, а время от времени, то есть смысл изготовить его своими руками.

Самое главное, что следует учитывать при сборке и использовании самодельного сварочного осциллятора – это требования по технике безопасности при работе с устройствами, питающимися электрическим током. В рамках соблюдения таких требований очень важно строго придерживаться правильности сборки электрических схем, а также использовать для этого только те компоненты, которые оптимально подходят по своим характеристикам.

Как сделать осциллятор своими руками в домашних условиях

Многие начинающие сварщики сталкиваются с проблемой розжига дуги. Опытные мастера так же не прочь облегчить этот процесс. Чтобы сварка всегда начиналась ровно и стабильно, придуман осциллятор. Особенно он полезен при сварке нержавеющей стали или цветных металлов.

1. Осциллятор — что это такое и для чего нужен?
2. По способу возбуждения дуги, есть два варианта работы осцилляторов
3. Сварочный осциллятор своими руками
4. Осциллятор для инвертора своими руками
5. Осциллятор для плазмореза делаем своими руками
6. Схема управления плазморезом и осциллятором
7. Осциллятор из катушки зажигания
8. Схема осциллятора для сварки алюминия

Осциллятор — что это такое и для чего нужен?

Назначение осциллятора – зажечь и стабилизировать сварочную дугу вне зависимости от условий сварки. Причем этот прибор одинаково эффективен на сварочных аппаратах как постоянного, так и переменного тока. Принцип действия основан на искровой генерации затухающих колебаний.

Схема осциллятора достаточно сложна с точки зрения техники настройки. Однако работает она по простым законам физики.

Основа прибора – повышающий трансформатор, работающий на стандартно низкой частоте. Со вторичной обмотки снимается напряжение порядка 2000-3000 вольт.

Далее вступает в работу колебательный контур, формирующий ток высокой частоты. Внутренние обмотки переходят в режим высокочастотного трансформатора. Частота преобразования 150-200 кГц, при этом напряжение поднимается до 6000 вольт.

Высоковольтный осциллятор, что это и как работает смотрите в этом видео

Вторичные характеристики говорят о безопасности осциллятора. Мощность составляет не более 250 Вт, а продолжительность эффективных импульсов – не более 10-30 микросекунд. При этом дуга возбуждается, а при контакте с человеком не протекает ток, опасный для жизни.

Важно! Зная эту особенность осцилляторов, многие сварщики легкомысленно подходят к соблюдению техники безопасности. Это недопустимо – преобразователь может дать сбой, и оператор получит электрическую травму.

По способу возбуждения дуги, есть два варианта работы осцилляторов

Непрерывного действия

Интегрированы в блок питания сварочного аппарата. Возбуждение дуги происходит за счет приложения тока высокой частоты непосредственно к силовым кабелям аппарата. После чего не важно, какой ток выдаст основной блок питания. Дуга все равно остается стабильной.

Импульсного действия

Подключаются последовательно к силовым кабелям. Система не такая сложная, нет необходимости в монтаже дросселей, шунтирующих высокое напряжение и защищающих сварочный аппарат. Эффективно работает со сварочниками переменного тока. Дуга стабильно горит при смене направления тока в каждом полупериоде.

Общий элемент – блокировочный конденсатор. Он подобран таким образом, что через него свободно протекает ток высокой частоты (формируемый осциллятором), а стандартный ток с блока питания блокируется. Эта схема гарантирует гальваническую развязку между осциллятором и трансформатором блока питания.

Сварочный осциллятор своими руками

Убедившись в полезности этого прибора, вы обязательно пожелаете его приобрести. Однако стоимость хорошего осциллятора может превысить цену вашего сварочного аппарата.

При постоянной занятости в роли сварщика, покупка целесообразна, поскольку устройство оптимизирует работу и ускоряет процесс сварки. А если вы расчехляете свой трансформатор несколько раз в году – имеет смысл изготовить самодельный осциллятор.

Подробно как сделать самодельный сварочный осциллятор — видео

Он будет не таким эффективным, как заводской, но качество дуги вырастает в разы. Особенно если у вас не очень качественные электроды.

Осциллятор для инвертора своими руками

Есть опробованная схема, для изготовления которой не придется разыскивать дефицитные детали. Несмотря на простоту исполнения – качество дугообразования ненамного хуже заводских аналогов.

Осциллятор подсоединяется к выходам силовых проводов (электрод и масса). Поскольку данная схема непрерывного действия – подключение параллельное. Можно установить плату внутри сварочного аппарата, соблюдая экранирование от импульсного блока питания. Если есть подходящий корпус – монтаж выполняется в виде отдельного блока.

Важно! Подключение к сети осуществляется только через трансформатор. Иначе, при отключении основного аппарата, осциллятор останется под напряжением. Это опасно.

После сборки схемы, ее необходимо настроить. Калибровка производится по состоянию и устойчивости дуги. Качество дугообразования настраивается подбором номинала тиристоров.

Еще один пример самодельного осциллятора для инвертора — видео.

Дроссель Др 1 наматывается вручную. На кольцо R40 х 25 х 80 из феррита с магнитной проницаемостью М2000НМ, накручивается провод сечением 2,5 квадрата. Трансформатор Т 1 лучше использовать готовый. Отлично подходит строчный трансформатор от старых телевизоров с кинескопом. Например, ТС180-2.

Выключатель S1 размыкает высоковольтную дугу. Для безопасной смены электрода он должен быть разомкнут.

При подключении осциллятора невозможно угадать «полярность» (ноль-фаза). Для контроля правильности соединения используется индикатор МТХ-90. Он должен светиться.

Осциллятор для плазмореза делаем своими руками

Для розжига плазмы в резаке достаточно напряжения 20000 вольт постоянного тока. Поэтому подойдет искровой осциллятор. Чтобы не создавать сложный повышающий трансформатор, проще использовать банальный умножитель напряжения. Сила тока не имеет значения. Схема компактная, и выполняется буквально из бросовых деталей времен СССР.

Осциллятор для плазмореза — видео рекомендации.

Важно! При намотке высоковольтного трансформатора обязательно обеспечьте изоляцию между обмотками. Несмотря на малую мощность, 20 к Вольт легко «прошьют» первичку, и выведут трансформатор из строя.

Чтобы витки обмотки не вибрировали под нагрузкой, трансформатор пропитывается эпоксидной смолой.

Накопительный конденсатор – капризная часть схемы. После перебора нескольких вариантов, лучше всего показал себя «кондер» от стартера для люминесцентных ламп.

Схема управления плазморезом и осциллятором

При замыкании стартовой кнопки S3 включается схема блока питания инвертора плазмореза. Одновременно подается питание на схему осциллятора.

Время его работы определено разрядом конденсатора С5. Затем закрываются транзисторы Т7 и Т8, питание осциллятора прекращается. Цикл длится 2-3 секунды, за это время дуга плазмореза становится устойчивой.

После размыкания кнопки S3 конденсатор С5 перезаряжается, и система готова к повторному циклу запуска плазмотрона.

Осциллятор из катушки зажигания

Наиболее доступная схема выполняется на автомобильной катушке зажигания.

Однако характеристики бобин не совсем подходят для такой цели. Поэтому требуется тщательный подбор остальных элементов схемы. Можно использовать несколько комбинаций из тиристоров, пока вы не убедитесь в уверенном возбуждении дуги. Несмотря на соблазн изготовить простой осциллятор – это не самая лучшая схема.

Схема осциллятора для сварки алюминия

Алюминий требует особых условий для сварки, особенно тяжело разжечь на нем качественную дугу. Снова требуется осциллятор, способный преобразовать переменный ток частотой 50Гц в приемлемые для сварки 1500 Гц.

Как и остальные приборы, осциллятор для сварки алюминия подключается параллельно инвертору

или работает с последовательной схемой

Вывод:
В зависимости от интенсивности использования вашего сварочника, вы можете приобрести осциллятор заводского исполнения, или выбрать одну из предложенных схем.

Читайте также: