Осциллятор для инвертора своими руками

Примечания

1. Конденсаторная сварка. Большая советская энциклопедия : / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
2. Основные этапы развития контактной сварки в нашей стране. Научные школы и ведущие организации. // Сайт K-svarka.com
3. Хренов К. К. Сварка, резка и пайка металлов. — Киев: Машгиз, 1952. — 386 с.
4. 4.3.5. Конденсаторная сварка / Технологические процессы в машиностроении: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Машиностроительные технологии и оборудование» / под общ. ред. В. А. Вагнера. — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2006.- 592 с.
5. Конденсаторная сварка / Контактная точечная сварка // Сайт Tool-land.ru
6. ↑ 12 Конденсаторная сварка. Учебный фильм. // Киевская киностудия научно-популярных фильмов, 1979 г.
7. Конденсаторная сварка // Сайт Pereosnastka.ru
8. Capacitative Discharge (CD) Welding Process // Website Imageindustries.com

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.

Основные преимущества технологии

В данном случае важно отметить отличное качество скрепляемых элементов. Стоит заметить, что импульсное оборудование стоит дорого, но его смело можно использовать в защитной газовой среде

Импульсное сваривание часто подходит для соединения стали и деталей из алюминия. При этом следует заметить, что работа выполняется с использованием минимума инструментов.

Процесс происходит без излишних брызг, и в этом заключается его главное достоинство. Расплавление проволоки происходит с определенными перерывами, поэтому производительность расплавления имеет верхнюю границу. Импульсная сварка является одним из самых продвинутых и перспективных методов, ее без проблем можно осуществить своими руками.

Регулировка в инверторах

Сварочные инверторы – это самые современные аппараты для электродуговой сварки. Использование мощных полупроводниковых выпрямителей на входе устройства и последующей трансформации переменного тока в постоянный, а затем в переменный высокой частоты позволил создать устройства компактные и мощные одновременно.

В инверторных аппаратах основным регулятором является изменение частоты задающего генератора. При одном и том же размере трансформатора мощность преобразования напрямую зависит от частоты входного напряжения.

Чем меньше частота, тем меньшая мощность передается на вторичную обмотку. Ручка регулировочного резистора выводится на лицевую панель инвертора. При ее вращении изменяются характеристики задающего генератора, что приводит к изменению режима переключения силовых транзисторов. В итоге получается требуемый сварочный ток.

При использовании инверторных сварочных полуавтоматов настройка происходит так же, как и при использовании ручной сварки.

Кроме внешних регуляторов в блоке управления инвертором предусмотрены еще много различных управляющих элементов и защит, обеспечивающих стабильную дугу и безопасную работу. Для начинающего сварщика лучшим выбором будет инверторный аппарат для сварки.

Возможные детали при создании аппарата для сварки

Схема сварочного выпрямителя.

При создании аппарата для сварки своими руками стабильность электродуги достигается постоянством потенциала. Стабильность дуги обеспечивает качество образующихся швов. Постоянство потенциала достигается путем применения высокомощных выпрямителей, выполнение которых осуществляется на диодах, выдерживающих токи до 200 А, таких, например, как В-200.

Эти диоды имеют большие размеры и требуют обязательного использования для организации качественного теплоотведения массивных радиаторов. Это обстоятельство требуется учитывать при изготовлении корпуса конструкции. Лучшим вариантом при создании конструкции будет использование диодного спецмоста. Диоды можно смонтировать параллельно, что позволяет в значительной мере повысить выходной ток.

Собирая своими руками конструкцию, требуется подстраивать все его компоненты. При некачественном подборе или неправильном расчете конструкция может оказывать влияние на качество сварки.

Иногда при соответствующем подборе деталей и комплектующих может получиться по-настоящему уникальный прибор, который имеет мягкое и легкое зажигание электродуги, а сваривание деталей можно осуществлять даже с очень тонкими стенками, при практически полном отсутствии разбрызгивания жидкого металла.

Применение осцилляторов

Осцилляторы для сварки, благодаря своим свойствам, широко используются в оборудовании для работы с цветными металлами. Когда требуется наложить шов на нержавейку, алюминий, или медь, то применение осциллятора позволяет быстро возбудить дугу и начать сварку, вместо утомительного постукивания и чирканья об изделие электродом.

Использовать это устройство удобно и для точного начала ведения шва. Сварщик устанавливает конец вольфрамовой иглы на ближний край соединения, опускает маску, и нажатием кнопки возбуждает дугу. Это значительно снижает последующую обработку изделия от следов касания электрода. Внедряют их и на аппараты по плазменной резке, позволяющие быстро приступить к процессу разделывания материала.

Осциллятор сварочный применяется еще и для работы с тонкими листами металлов. Как правило, ток инвертора в таких случаях выставляется на низких значениях, и малейшее удаление конца электрода из сварочной ванны ведет к прерыванию дуги. Внедрение в схему осциллятора позволяет стабилизировать электросварку в работе на малых токах.

Правила работы на самодельном осцилляторе

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

Принципиальная схема осциллятора.

Для их соблюдения нужно:

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

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

Принцип работы

Осциллятор предназначен для бесконтактного розжига сварочной электрической дуги и поддержания ее стабильности в процессе дальнейшей работы. Прибор является дополнением к используемому аппарату электродуговой сварки, и может располагаться в одном корпусе с ним. Можно сделать осциллятор для сварки своими руками, и подключить его отдельно, улучая условия работы.

Основная идея применения осциллятора заключается в следующем. На электрод обычного сварочного аппарата поверх номинального напряжения сварки накладываются импульсы повышенного напряжения и частоты.

Амплитуда импульсов достигает 3000 – 6000 Вольт, частота – от 150 до 500 кГц. Эти высокочастотные импульсы имеют очень малую длительность, мощность сигнала составляет 200 – 300 Ватт.

Такая мощность импульсов слишком мала, чтобы они могли служить генератором сварочного тока, их роль заключается в кратковременном электрическом пробое воздушного промежутка.

Работает осциллятор следующим образом. Сварщик приближает кончик электрода к свариваемой заготовке на расстояние около 5 мм.

Нажимает кнопку, которая обычно располагается в удобном месте держателя электрода (или горелки, как называют держатель электрода в аргонодуговых аппаратах), запуская осциллятор.

Электрические импульсы высокой частоты напряжением несколько киловольт мгновенно ионизируют воздушный промежуток, который при этом пробивается тонким разрядом. Поскольку ионизированный воздух становится электропроводящим, по нему начинает протекать сварочный ток основного аппарата, то есть, загорается полноценная сварочная дуга.

Далее в процессе работы импульсы, генерируемые осциллятором, поддерживают горение основной сварочной дуги в моменты, когда возникают предпосылки для ее гашения.

Например, ошибочное движение руки сварщика, случайно увеличившее воздушный промежуток, не приводит к немедленному гашению дуги, и процесс может продолжаться.

Балластный реостат РБ-306

РБ-306 – следующее поколение из известной линейки реостатов. Данный вид призван стать решением проблем, которые часто возникают при использовании РБ-302. Среди них можно выделить частые поломки резисторов и перегрев самого аппарата. При разработке новой модели все недостатки предыдущего устройства были исправлены.

Усовершенствованная схема расположения рабочих элементов позволяет быстро и беспроблемно проверять и заменять их.

Балластный реостат РБ-306

Данное устройство позволяет проводить резку металла. Для этого нужно собрать блок вышеуказанных реостатов, который используется вместе с выпрямителем.

Для эффективного использования реостата следует придерживаться определенных правил, среди которых следует выделить соблюдение климатических условий, чистоты рабочей зоны, а также постоянную диагностику аппарата на исправность. Это лучше делать в специальных сервисных лабораториях.

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.

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.

Аппарат для сварки из мотора

Чтобы собрать простой агрегат из статора, выбирают электродвигатель, имеющий нужные параметры. Рекомендуется использовать мотор 2А мощностью 7-15 кВт с большим окном магнитопровода. Для изготовления аппарата выполняют следующие действия:

1. Устанавливают статор на кирпичи. Внутрь укладывают дрова, поджигают их. Через несколько часов прожарки магнитопровод отделяется от корпуса. При необходимости кабели также удаляют после термической обработки.
2. Полученную заготовку пропитывают масляным лаком, просушивают. Ускорить процесс помогает тепловая пушка. Лаковая пропитка препятствует рассыпанию конструкции после удаления стяжек, необходимого для повышения мощности трансформатора.
3. Из картона делают 2 торцевые заготовки. Из этого же материала изготавливают 2 гильзы – внешнюю и внутреннюю.
4. Устанавливают накладки на заготовку. Монтируют цилиндры, обматывают конструкцию стеклолентой. Покрывают деталь лаком, просушивают.
5. Наматывают на полученный сердечник 20 витков медной жилы толщиной более 1,5 мм, подают напряжение в 12 В. Замеряют силу тока, она должна составлять около 2 А. При получении большего значения увеличивают число витков, и наоборот.
6. Подсоединяют один конец вторичной намотки к диодному мосту. Так трансформатор можно будет использовать для запуска автомобиля вместо аккумулятора. Для сварки напряжение должно составлять 60-70 В. Аппарат будет совместим с электродами диаметром 3-5 мм.
7. При наличии свободного места добавляют 4 витка медной шины. Так получают отличный агрегат для точечной сварки тонкого листового металла.
8. Изготавливают корпус из пластика или текстолита. В местах соединения катушки с кожухом устанавливают резиновые прокладки.

Рекомендуем к прочтению Обзор выпрямителя ВД-306

Как сделать осциллятор для сварочного аппарата своими руками

Сваривая аргоном (или любым иным способом сварки) нержавеющую сталь и цветные металлы начинающим сварщикам сложно поддерживать стабильное горение дуги . Такая проблема встречается даже у опытных мастеров, это обусловлено особенностями металла и типа сварки, используемого в работе. Чтобы облегчить задачу можно использовать осциллятор сварочный. Это крайне полезное приспособление, которое используют и домашние умельцы, и мастера на заводе.

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

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

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.

Из чего стоит трансформатор?

В целом трансформатор будет состоять из таких частей, как:

Схема сварочного трансформатора.

1. Корпус трансформатора. Перед его эксплуатацией необходимо убедиться, что корпус имеет заземление. Кабель заземления должен иметь сечение не меньше 0,25 см и быть присоединен к клемме, которая подает импульс к рабочей поверхности сварочного аппарата. Сам трансформатор во время работы необходимо установить на изолирующую поверхность. Лучше всего для этих целей подойдет подставка из дюралюминия (толщиной не больше 0,03 см) или текстолита.
2. Зажим (цанга).
3. Ручка, изготовленная из стального прута.
4. Магнитопровод. Суть его работы первоначально заключается в создании для магнитного потока замкнутого пути, который будет обладать наименьшей силой магнитного сопротивления. Именно поэтому магнитопровод изготавливают из тех материалов, которые при переменных магнитных полях не теряют свойство магнитной проницательности. К таким материалам относят сплавы железа и никеля или же сплавы железа, никеля с кобальтом.
5. Рукоятка.
6. Рымболт.
7. Шкала.
8. Крышка трансформатора, изготовленная из чугуна или стали.
9. Вертикальный винт.
10. Ходовая гайка для вертикального винта.
11. Обмотки. Проводятся в два этапа. Первичная обмотка трансформатора должна состоять из 250-600 витков. Вторичная – от 60 до 75 витков. Желательно делать ее из медной шины с сечением не меньше 0,35 см в диаметре. Обмотку следует выполнять только по изолированному стержню в одинаковом направлении. Каждый последующий шаг обмотки необходимо изолировать при помощи стеклоткани или подобного вида изолятора. Каждый вывод обмотки залуживают и маркируют. А на каждый конец сетевой части закрепляют кембрик.
12. Выпрямитель. Его функция заключается в переработке переменного тока в постоянный.
13. Электроды. Для аргонодуговой сварки рекомендуется использовать вольфрамовые электроды, поскольку вольфрам легко выдерживает постоянный ток прямой и обратной полярности или же переменный ток. Во время работы электрод необходимо подносить максимально близко к основе детали. С помощью этой технологии образовавшаяся дуга будет обладать малыми параметрами, что необходимо при сварке алюминия. Электрод должен выступать на 2-5 мм от корпуса горелки, а вокруг надевается керамическое сопло.
14. Осциллятор. Его действие заключается в подаче высокочастотных и высоковольтных импульсов.

Схема сварки алюминия полуавтоматом.

Еще одной необходимой вещью является горелка. Подбирается зажим (цанга) диаметром 0,2 см. Далее к обратному направлению зажима следует прочно припаять медную трубку диаметром 0,6 см, которая будет отвечать за подачу газа (в данном случае аргона) и напряжение к электроду. Во время припаивания трубки следует использовать высокие температуры.

К другому концу горелки необходимо прикрепить изготовленную из керамики или же кварца трубку, длиной в 5 см и диаметром 0,8 см, которая будет выполнять рабочую функцию. Необходимо позаботиться о том, чтобы трубка сохранила подвижность и могла сниматься. Поскольку иногда необходимо будет перенаправлять проволоку. В середину трубки будет устанавливаться дугообразный электрод.

Трубка-держатель обязательно должна быть покрыта изолирующим материалом. Лучше всего для этого использовать стеклоткань. Ею нужно обернуть трубку в несколько прослоек, используя между ними герметики из силикона. После изоляции к трубке устанавливается выключатель.

Сама горелка подсоединяется к газовому баллону при помощи трубки (диаметром от 0,6 см до 0,8 см), и дополнительно подсоединяется два провода, один из которых проводится от клапана к выключателю на трубке-держателе, второй предназначен для напряжения в трансформаторе. Сама подача газа выполняется примерно за 20 секунд до начала процесса сварки.

Сварочный осциллятор своими руками

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

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

Исходными данными для изготовления осциллятора своими руками являются:

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

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция аппарата для сваривания

Устройство самодельной сварки.

Выпрямитель устройства представляет собой своеобразную этажерку, изготовленную из алюминиевых пластин, которая стягивается шпильками. Каждая пара диодов, входящих в конструкцию выпрямителя, зажимается между пластинами толщиной в 1 мм и размерами 44 х42 мм.

Транзистор, конденсаторы, тиристоры, стабилитроны, диоды и резисторы монтируются на стеклотекстолитовой плате.

В конструкцию сварочного агрегата входят следующие элементы:

• переключатель пакетный, рассчитанный на 16 и более ампер;
• вентилятор;
• диоды, рассчитанные на работу при токе в 16 и более ампер;
• конденсаторы, рассчитанные на работу при напряжении 400 и более вольт;
• конденсаторы, рассчитанные на работу при напряжении 1000 и более вольт;
• тиристоры КУ221 А, устанавливаемые для их охлаждения на радиатор;
• диоды КД13А или КД2997А, монтируемые на радиаторах с тиристорами;
• резисторы марки С5-16 или более мощные;
• винты, шайбы необходимые для сборки аппарата;
• пластины алюминия.

Для проведения монтажных работ потребуются следующие инструменты:

• паяльник;
• плоскогубцы;
• отвертка, нож, ножовка;
• молоток;
• дрель.

Сварочный агрегат, изготовленный с помощью этих элементов можно использовать для проведения сварочных работ в домашнем хозяйстве. Он с легкостью осуществляет сваривание большинства металлических изделий.

Если у вас есть необходимость выполнения каких-нибудь несложных сварочных работ для бытовых нужд, вовсе не обязательно приобретать дорогостоящий заводской агрегат. Ведь если знать некоторые тонкости, можно без труда собрать сварочный аппарат своими руками, о чем и пойдет речь ниже.