Защита инвертора от осциллятора: Защита инвертора от осциллятора — ТехПорт

15.06.1970
| Комментариев нет

Содержание

Защита инвертора от осциллятора — ТехПорт

Содержание

  1. Принцип работы
  2. Устройство
  3. Подключение
  4. Применение
  5. Примеры схем
  6. Принцип действия прибора
  7. Из чего состоит осциллятор
  8. Порядок изготовления осциллятора
  9. Особенности изготовления

При работе с аппаратами электродуговой сварки возбуждение электрической дуги осуществляется соприкосновением электрода и заготовки. Не всегда зажечь дугу удается с первого касания.

Иногда для возбуждения дуги касание приходится заменять неоднократным постукиванием, чтобы пробить непроводящий слой окисла на поверхности заготовки.

Выполнение тонких сварочных работ с цветными металлами производится на малых токах, усугубляющих нестабильность зажигания дуги. Для решения проблем подобного рода используется так называемый осциллятор. Его используют при сварке в среде аргона, которая как раз и применяется к цветным металлам и сплавам.

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.

Устройство

Таким образом, применение осциллятора для сварки позволяет повысить стабильность работы сварочного аппарата и качество выполняемой работы за счет обеспечения следующих возможностей:

  • дистанционный розжиг электрической дуги;
  • сохранение устойчивости дуги при случайном изменении величины воздушного зазора.

Основными элементами осциллятора являются: трансформатор, обеспечивающий повышение сетевого напряжения 220 Вольт до 3 – 6 кВ, колебательный контур, генерирующий колебания высокой частоты, а также искровой промежуток.

Очень часто осцилляторы используются совместно с аппаратами аргонодуговой сварки, поскольку именно такими аппаратами производятся работы с цветными металлами. В этом случае, включение прибора синхронизируется с клапаном, открывающим каналы подачи аргона.

Подключение

Схема подключения осциллятора к основному сварочному аппарату зависит от конструкции прибора. Прежде всего, осциллятор должен быть подключен к питанию 220 Вольт.

Подключение к сварочному аппарату может быть двух типов: параллельное и последовательное. На рисунке ниже представлены варианты подключения осциллятора, а также пример компоновки прибора, выполненного в виде отдельного блока.

При параллельном подключении, выводы осциллятора присоединяются к сварочному электроду и заготовке. При последовательном варианте, осциллятор включается в разрез кабеля, питающего сварочный электрод.

Можно найти большое количество схем и описаний этого полезного прибора, пользуясь которыми, его несложно сделать своими руками. Устройство не содержит дорогих и дефицитных деталей и доступно для исполнения человеку с начальными познаниями в электротехнике.

Применение

Основное применение данного прибора, как уже было сказано выше, относится к сварке цветных металлов, хотя и не ограничивается этой сферой. Описываемое устройство с успехом может применяться в сочетании со сварочными аппаратами любого типа.

Использование осциллятора с трансформатором для сварки переменным током, позволяет устранить недостатки этого вида сварки, порождающие нестабильное горение дуги.

Более того, в этом варианте становится возможным кроме штатных электродов, использовать при сварке электроды, предназначенные для работы с постоянным током.

Это расширяет технические возможности сварочных трансформаторов переменного тока и позволяет с их помощью выполнять сварочные соединения, по качеству не уступающие тем, которые выполнены сваркой на постоянном токе.

Использование осциллятора для работы с инвертором дает возможность производить сварочные работы с меньшими значениями токов, следовательно, работать с более тонкими и деликатными заготовками.

Осциллятор, предназначенный для сварки алюминия, часто сочетается с аппаратом аргонодуговой сварки. Алюминий является одним из самых «капризных» цветных металлов, не прощающих сварщику малейшей ошибки.

Он склонен к разбрызгиванию и быстрому сквозному прогару благодаря низкой температуре плавления. По этой причине, именно для работы с этим металлом актуально применение технологий, позволяющих работать малыми токами с высокой стабильностью сварочной дуги.

Примеры схем

Если есть желание сделать осциллятор самостоятельно, то стоит обратить внимание на самые простые схемы.

На приведенной ниже схеме представлен аппарат непрерывного действия, поэтому подключение к сети осуществляется исключительно через трансформатор.

Чтобы собрать данную схему, не придётся использовать дорогостоящие элементы.

Недостатком является выбор тиристоров. Их надо подбирать, что называется, методом «тыка», пробовать, при каких тиристорах сварочная дуга наиболее устойчива.

Вторая схема самодельного осциллятора для сварки так же достаточно проста и лишена недостатков предыдущей. Собрать по ней устройство можно с минимальными навыками в монтаже электросхем.

На третьей схеме более подробно представлены элементы сборки.

При сборке надо помнить о технике безопасности, поскольку устройство работает с большими токами.

В общем, есть сварочный инвертор для ручной дуговой сварки и сварочный осциллятор последовательного включения. Задача – организовать их совместную работу (чтобы дуга зажигалась без соприкосновения электрода с изделием). Проблема – для их совместной работы необходима так называемая развязка, то есть устройство для защиты инвертора от высокого напряжения. Вопрос – из чего сделать эту самую развязку?

Если подключить параллельно выводам инвертора нихромовую спираль от электроплиты на 220 вольт, этого будет достаточно, чтобы инвертор не пробило?

. гм. Осциллятор для трансформаторного сварочника.

kolli написал :
Если подключить параллельно выводам инвертора нихромовую спираль

, то закоротите осциллятор и толку ноль. По моему не стоит возится с этим осциллятором. Где-то в теме про ресанту встречалось самодельное устройство для повышения напряжения на клеммах инверторного сварочника, поищите.

Немного не в тему , но .
Делал типа осциллятора (где-то здесь нашел схемку)из катушки зажигания вазовской девятки , коммутатора и блока аварийного зажигания , на ферритовом сердечнике от кинескопа монитора наматывал примерно 20 витков(может и вру , но сколько влезло) провода 16 квадратов в виниловой изоляции и 30-40 витков под высоковольтную обмотку и разрядник – с электрода и правда на полмиллиметра била искорка , но улучшения поджига китайского ММА-переменника не заметил , пока не принёс его из гаража на работу , где сеть хорошая . Алюминевая китаёза зажигает просто замечательно сама по себе без приблуд .

Живёт сейчас китаец Фубаг ТР200 на работе в подвале , где повариваю мелочь для себя и так , что где отвалится в прикреплённом за мной хозяйстве – уже не раз выручало .

Осциллятор для сварки является важным прибором для проведения подобных работ в различных промышленных производствах. Также может применяться и в домашнем хозяйстве. Однако не всегда стоит приобретать подобные устройства, хотя спрос на них велик. Ведь можно без проблем сделать осциллятор своими руками.

Принцип действия прибора

Вне зависимости от того, куплен ли осциллятор для инвертора или сделан самостоятельно, его основное предназначение состоит в создании стабильной работы сварочной дуги. Частота прибора — 50 герц при номинальном напряжении 220 вольт. Выходные же параметры могут изменяться до 300 тысяч герц и 2500 вольт. Такая работа осциллятора создает импульсы периодом до нескольких десятков микросекунд. Сходные параметры работы, когда ток высокой частоты проходит в сварочную цепь, обусловлены высокой мощностью от 250 до 350 ватт.

Из чего состоит осциллятор

Изготовленный своими руками сварочный прибор имеет возможности, которые соответствуют осуществлению сварочных работ на производстве или в домашних условиях. Применяя его, можно произвести сварку алюминия и других похожих по свойствам металлов.

Основные электрические составляющие данного аппарата:

  • Разрядник;
  • Катушки дросселей;
  • Стандартный и высокочастотный трансформатор;
  • Колебательный контур.

Контур, который создается с участием конденсатора и трансформатора высокой частоты, позволяет создавать затухающие искры. При этом конденсатор защищает само устройство и работника от воздействия электричества и возникающих в результате травм. При пробое электрическая цепь размыкается специальным предохранителем.

Порядок изготовления осциллятора

Если вам предстоит сваривать преимущественно алюминиевые детали, то можно изготовить сварочный агрегат своими силами. Монтаж осуществляется одной из наиболее известных схем:

  • Для начала подбирается надежный трансформатор, который способен обеспечить увеличенную подачу напряжения от стандартных 220 до 3000 вольт;
  • Затем необходимо произвести установку разрядника, который будет пропускать искру;
  • После чего следует присоединение еще одного важного элемента. Таковым является колебательный контур с блокировочным конденсатором, который способен генерировать высокочастотные импульсы, чтобы добиться необходимых показателей.

Осциллятор готов к работе, его основным элементом является колебательный контур. Обязательным должно быть наличие блокировочного конденсатора. Все это помогает создать необходимые импульсы. В результате сварочная дуга обладает стабильностью и процесс ее зажигания становится проще.

Процесс работы достаточно простой. После запуска начинает загораться разрядник, создающий частотные импульсы. За это ответственнен высоковольтный трансформатор. Высокомагнитное поле появляется через дугу, затем преобразовывается с помощью катушки, изготавливаемой путем наматывания сварочного кабеля. Плюс идет на горелку, а минус на деталь, в результате газ будет поступать через клапан в горелку. Начинается процесс сварки.

Перед созданием такого устройства следует внимательно ознакомиться с чертежами. Даже начальные познания в электротехнике вкупе с навыками конструирования помогут без серьезных проблем изготовить данный осциллятор. Еще важно соблюдать технику безопасности и помнить о вероятности поражения электрическим током.

Особенности изготовления

Если планируется использование аппарата исключительно в домашнем хозяйстве, то можно изготовить инверторный осциллятор самостоятельно, поскольку у производителя такие приборы весьма дорогие. Необходимо также обладать опытом сборки подобных устройств и знаниями электричества.

Немаловажным является грамотная эксплуатация устройства, ибо при несоблюдении техники безопасности можно получить серьезные травмы. Тщательно подойдите к сборке техники, выбирайте исключительно такие компоненты, которые подходят по своим характеристикам. Соблюдение всех рекомендаций значительно облегчает сборку осциллятора в домашних условиях. Достаточно наличия соответствующих инструментов и деталей.

Осциллятор для сварки является важным инструментом как на производстве, так и в домашнем быту. С его помощью обеспечивается стабильная и сильная дуга, помогающая сваривать различные алюминиевые конструкции. Знание соответствующих разделов физики и электротехники облегчает в соответствующей степени работу и создание подобных устройств. При этом нельзя забывать и о грамотной эксплуатации осциллятора, ведь есть вероятность получить травмы при поражении электрическим током. Удачного создания сварочных осцилляторов!

Осциллятор в сварочном аппарате: Принцип действия и назначение

Осциллятор облегчает поджиг электрической дуги при ручной сварке и плазменной резке. Рассмотрим более детально, что это такое, каковы преимущества аппаратов с осцилляторами, где они пригодятся и как работают. Это поможет начинающим сварщикам определиться, нужна ли вам модель с таким вспомогательным устройством.
  • Что такое сварочный осциллятор
  • Преимущества аппаратов с осциллятором
  • При каких обстоятельствах пригодится осциллятор
  • Устройство и принцип работы осциллятора
  • Отличия по принципу работы
  • С каким оборудованием применяется осциллятор
  • Варианты комплектации оборудования осциллятором

Что такое сварочный осциллятор

Осциллятор вырабатывает ток с частотой 100-500 кГц и напряжением 3000-5000 В. Он кратковременно накладывается на основной сварочный ток и облегчает поджиг электрической дуги. В момент включения осциллятора создается однопоточная передача импульса, которая выглядит как тонкая молния. Она пробивает воздушный зазор между кончиком электрода и изделием при расстоянии 10-13 мм, возбуждая электрическую дугу без физического касания электродом поверхности заготовки.

Преимущества аппаратов с осциллятором


В сварочных аппаратах без осциллятора, чтобы возбудить дугу для сварки, необходимо подключить зажим массы к изделию, а концом электрода постучать по месту стыка. Физический контакт вызывает замыкание положительного и отрицательного полюсов. Если в этот момент быстро отвести конец электрода на расстояние 3-5 мм от поверхности изделия, появится электрическая дуга с температурой 3000-5000 ⁰С (зависит от выставленной силы тока).

От ее тепла плавятся кромки основного металла и сам электрод (или присадочный металл). Если воздушный зазор увеличить, дуга гаснет. Пока электрод горячий, зажечь дугу очень легко – достаточно поднести его кончик к поверхности металла и слегка коснуться. В холодном состоянии это сделать сложнее. По мере остывания на поверхности металла появляются окислы, ухудшающие контакт. Впоследствии даже плотного прикосновения кончика электрода к изделию уже недостаточно – нужно стучать по поверхности. Все это занимает дополнительное время, когда нужно проложить не один шов, а 100-200 коротких швов за день.

Если рука сварщика еще не «набита», во время замыкания полюсов для возбуждения дуги он может не успеть отодвинуть кончик от поверхности, и электрод прилипнет. Тогда понадобится наклонять горелку из стороны в сторону, чтобы оторвать электрод. Это отнимает время и портит внешний вид изделия. Можно погнуть вольфрамовый электрод, или его тонкая часть оторвется и останется на заготовке.

Использование сварочных аппаратов с осциллятором дает следующие преимущества:

  • Экономится время на возбуждение дуги. Не нужно стучать многократно по изделию, не важно, это первый поджиг или повторный – все происходит мгновенно.
  • Экономится время на заточку электрода. В случае аргоновой сварки каждое касание вольфрамовой иглой по поверхности металла немного притупляет ее. Еще на вольфрам налипают брызги расплавленного металла. Когда жало становится толстым и грязным, расширяется электрическая дуга и ширина шва. Приходится чаще прерывать процесс и затачивать электрод. Каждая заточка сокращает длину стержня. С осциллятором вольфрамовые электроды служат дольше.
  • Сохраняется чистота поверхности. При чирканье электродом о поверхность, на ней остаются следы поджига электрической дуги. Если это лицевая сторона изделия, понадобится шлифовка, чтобы убрать черные точки. Высокий разряд осциллятора не оставляет следов, что сокращает время на последующую обработку детали.

При каких обстоятельствах пригодится осциллятор

Сварочный аппарат с осциллятором пригодится при работе с легированными сталями и цветными металлами (алюминий, медь). Еще с таким устройством легче сваривать тонколистовое железо 0,6-0,8 мм, поскольку при работе с ним сила тока минимальная и при небольшом увеличении воздушного зазора дуга гаснет. Осциллятор упрощает поджиг.

Сварка миниатюрных конструкций, например капсул, трубок, тоже упрощается с высокочастотным поджигом, ведь не нужно стучать по небольшому изделию, сдвигая его. Можно обойтись без дополнительных приспособлений по закреплению детали. Если нержавеющее изделие будет впоследствии полироваться до зеркального вида поверхности, поджиг дуги осциллятором оставит меньше следов и сократит обработку.

Устройство и принцип работы осциллятора


Сварочный осциллятор состоит из:

  • двух трансформаторов (понижающего и повышающего),

  • дросселя,

  • разрядника (накопительного конденсатора),

  • дросселя,

  • блокирующего конденсатора,

  • колебательного контура.

По сути, это искровой генератор, выдающий затухающие колебания.

Работает осциллятор следующим образом:

  1. Вторичное напряжение с трансформатора заряжает конденсатор.
  2. Когда достигается определенная величина, срабатывает разряд.
  3. Замыкается колебательный контур, что вызывает импульсы заданной частоты.
  4. Все это накладывается на дуговой промежуток.
  5. Чтобы не возникло шунтирование, в работу вступает блокировочный конденсатор.
  6. Для защиты изоляции обмотки трансформатора предусмотрен дроссель.

Отличия по принципу работы

Сварочные осцилляторы могут работать с постоянным и переменным сварочным током, но по разной технологии. В случае постоянного тока высокочастотный импульс кратковременно накладывается на сварочный ток при старте, когда сварщик нажимает кнопку на горелке. После возбуждения электрической дуги, разряд гаснет и не появляется до следующего нажатия. У постоянного тока движение электронов происходит всегда в одну сторону, поэтому дуга горит стабильно.

При работе с переменным током осциллятор вынужден регулярно посылать импульсы, поскольку направление движения электронов меняется до 100 раз в секунду. Высокочастотный импульс постоянного действия поддерживает стабильное горение дуги и улучшает качество шва. Этот вариант практичен для сварочных трансформаторов.

С каким оборудованием применяется осциллятор

Хотя варить инверторами ММА с осциллятором было бы удобно, такие модели не комплектуются высокочастотным поджигом, поскольку используются для неответственных соединений и простых задач по сварке. А вот аппараты для аргоно-дуговой сварки с осциллятором очень востребованы. Модели с контактным поджигом для TIG-сварки обозначаются как TIG-Lift. Оборудование с бесконтактным поджигом для сварки в среде аргона называется TIG-HF.

Еще бесконтактный поджиг задействуется при плазменной резке CUT. Без этой функции соплом плазмотрона пришлось бы касаться изделия, а после образования контакта и выработки плазмы, быстро переносить струю на линию реза. С высокочастотным поджигом можно сразу поставить плазмотрон в нужное место, нажать кнопку и приступить к резке. Сопло при этом сохранится чистым и прослужит дольше.

Варианты комплектации оборудования осциллятором

Существует два варианта комплектации сварочного оборудования осцилляторами – внутренняя установка и внешняя. Рассмотрим, особенности, чтобы понять, что лучше.

Внешнее оснащение осциллятором

Это независимый блок, который подключается между источником тока и горелкой/плазмотроном. Таким устройством можно оснастить любую модель, даже если с завода у нее не было высокочастотного поджига. По качеству работы внешний осциллятор ничем не уступает аналогам, но такое исполнение сказывается на удобстве транспортировки сварочного оборудования. Если приходится периодически перевозить/переносить аппарат на другое место, дополнительное устройство усложняет ситуацию.

Само подключение внешнего осциллятора к сварочному аппарату требует знания электрооборудования, чтобы все сделать правильно. В противном случае можно нарушить схему работы и перестанет подаваться защитный газ или основной сварочный ток.

Внутреннее оснащение осциллятором

Многие производители сварочного оборудования выпускают аппараты со встроенными осцилляторами для высокочастотного поджига. Все в одном корпусе с источником питания и заводским подключением. Работает надежно, не занимает дополнительное место, удобно для транспортировки.

Например, среди аргоновых сварочных аппаратов такая модель – БАРСВЕЛД Profi TIG-217 DP AC/DC. Варит постоянным и переменным током, подходит для нержавейки, алюминия и черного металла. HF-поджиг содействует простому возбуждению дуги и продлевает срок службы вольфрамового электрода. Габариты корпуса при встроенном осцилляторе составляет 48х20х29 см.

Если нужен аппарат воздушно-плазменной резки с высокочастотным поджигом, обратите внимание на Aurora PRO AIRFORCE 80. Модель режет углеродистую сталь сечением до 30 мм. Оптимальный показатель толщины металла для продолжительной резки – 25 мм. Дистанционный поджиг дуги облегчает начало работы. Другие сварочные аппараты со встроенным HF-поджигом можно посмотреть в каталоге.

Ответы на вопросы: про осциллятор для сварки

Какой осциллятор лучше – внешний или внутренний?

СкрытьПодробнее

По качеству работы разницы нет. Внутренний осциллятор, встроенный в сварочный аппарат, делает оборудование более компактным и удобным для хранения и транспортировки.

Может ли осциллятор ударить током сварщика?

СкрытьПодробнее

Если все собрано и подключено правильно, то удары током со стороны осциллятора исключены. Порой получить удар напряжением можно, если контакт массы плохой, отпал или сварщик забыл его подключить. При этом перчатки сварщика должны быть влажными (от пота, воды). Тогда высокочастотный импульс пройдет сквозь тело.

Насколько сильно осциллятор бьет током?

СкрытьПодробнее

Разработчики снабдили устройства высокочастотного поджига защитными функциями, поэтому, когда нет контакта с массой, полный объем напряжения не подается. Если у сварщика мокрые перчатки, ток лишь неприятно щиплет за руку.

Какой по габаритам и весу внешний осциллятор для сварки?

СкрытьПодробнее

Это зависит от характеристик конкретной модели. Например, популярный вариант ОССД-300 имеет размеры 26х24х13 см и весит 4,5 кг. Ввиду этого выгоднее приобретать инверторы TIG со встроенным высокочастотным поджигом, которые будут чуть крупнее внешнего осциллятора.

На что обращать внимание при выборе внешнего осциллятора для сварки?

СкрытьПодробнее

Важен параметр максимального сварочного тока, на который рассчитана вторичная обмотка при последовательной схеме подключения в сварочную цепь. Характеристика должна соответствовать возможностям сварочного трансформатора по выдаваемому току.

Остались вопросы

Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Обратная связь

Вернуться к списку

Товары

Быстрый просмотр

Электроды вольфрамовые ESAB Tungsten WL-15-175 ⌀ 2,4 мм Gold Plus 555.88 руб

Купить

Быстрый просмотр

Установка воздушно-плазменной резки Аврора PRO AIRFORCE 80 (380 В, компл. ) 85 800 руб

Купить

Быстрый просмотр

Аргонодуговой аппарат БАРСВЕЛД Profi TIG-217 DP AC/DC (220 В) 70 850 руб

Купить

Быстрый просмотр

Электроды вольфрамовые WP -175 ⌀ 2,0 мм (зеленые) 109 руб

Купить

Быстрый просмотр

Электроды вольфрамовые WL-15 -175 ⌀ 1,6 мм (золотистые) 74 руб

Купить

Осциллятор для инвертора своими руками

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.

Содержание

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 40С.
  • 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 для сварки: принцип действия устройства, виды

В работе с электродуговой сваркой необходимо обладать определенным навыком. Он потребуется не только при формировании шва, но и уже на начальной стадии, когда происходит процесс розжига дуги. В классическом представлении дуга возникает в результате соприкосновения электрода с поверхностью металла. Чтобы 1 см воздуха стал проводником, необходимо приложить разность потенциалов примерно в 30 тысяч вольт. Естественно, такое напряжение слишком высоко даже для современных инверторов, поэтому единственной возможностью зажечь дугу является соприкосновение с постепенным удалением электрода.

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

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

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

Содержание

Принцип действия и назначение

Применение осциллятора позволяет обеспечить бесконтактный розжиг дуги, что существенно облегчает задачу сварщика, а также влияет на стабильность электрической дуги в процессе работы. Хотя мы отметили, что устройство является обособленным элементом, иногда оно интегрировано в сварочный инвертор, то есть, источник питания и осциллятор находятся в одном корпусе. При достаточном объеме знаний в области электроники и электричества возможно изготовление самодельного осциллятора. Именно на этом обычно концентрируют свое внимание читатели, так как экономия денежных средств всегда выглядит привлекательно.

Начнем с того, что сформулируем основную идею работы данного устройства. При работе сварочного инвертора на электроды подается напряжение 220 В. Если сварка ведется переменным током, то его частота составляет 50 Гц. «Поверх» этого напряжения в импульсном режиме подается высокая разность потенциалов и высокая частота. Количество таких импульсов, как правило, невелико. Добавочный высокочастотный ток должен лишь разжечь дугу. На это уходят доли секунды. Для качественно оценки следует подчеркнуть, что амплитуда колебаний напряжения достигает 6 кВ, а частота при этом составляет 500 кГц. Но за счет малой продолжительности импульса мощность электрического тока не превышает 300 Вт.

Среди пользователей возникает лаконичный вопрос: «Может ли осциллятор генерируемым током проводить сварку металлов?». Действительно, это было бы логично, однако низкая мощность не позволяет расплавить металл и присадку, поэтому импульс используется исключительно для пробоя воздушного зазора. В задачи сварщика входит лишь приближение электрода на расстояние примерно 5 мм и нажатие кнопки. В осцилляторах интегрированного типа кнопка локализуется прямо на держателе. Длительность импульса соответствует времени удержания кнопки. Далее сварка проводится в обычном режиме.

Высокочастотный ток протекает через диэлектрик (воздух) после активной ионизации. Практически моментально возникает дуговой разряд. Одновременно ионизированный воздух становится проводником, и основной ток сварочного аппарата течет, образуя электрическую дугу. Если процесс сварки автоматизирован и инвертор обладает микропроцессором, то осциллятор в процессе формирования шва автоматически включается при необходимости, когда возникает тенденция гашения дуги. Примером может служить ситуация с перепадом напряжения или случайного движения руки сварщика в сторону. В результате работы осциллятора можно получить качественный и равномерный шов.

Устройство и работа

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

Осциллятор принципиально состоит из нескольких блоков:

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

Естественно, нами не учтены различные датчики, обеспечивающие автономность работы и систему контроля. При реализации интегрированной схемы, когда осциллятор является составной частью аргонодугового инвертора, устройство оснащено клапаном подачи газа. Последний управляется микропроцессором и подает аргон в нужный момент времени. Осциллятор оснащен системой безопасности, обеспечивающей бесперебойную работу электрической цепи, а также сохранность жизни и здоровья самого сварщика. От поражения электрическим током защищает конденсатор. В случае его пробоя в работу вступает плавкий предохранитель, размыкающий цепь при превышении силы тока.

Алгоритм работы осциллятора можно представить в виде последовательности процессов. Рабочее напряжение бытовой сети поступает на первичную обмотку повышающего трансформатора. После преобразования тока на вторичной обмотке индуцируется ЭДС заданной величины (5-6 тысяч вольт). На данный момент частота тока равна промышленной частоте, то есть, 50 Гц. К обмотке вторичной катушки подключен конденсатор колебательного контура. Он начинает заряжаться, но так как собственная частота колебательного контура превышает частоту тока на обмотке, то в контуре возникают колебания. Изначально контур разомкнут, но пробой в разряднике играет роль своеобразного ключа и замыкает цепь. Колебания тока в контуре поступают на электрод.

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

Виды, подключение

По принципу работы устройства делятся на два типа:

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

При работе осциллятора первого типа сварочный ток суммируется с высокочастотным током высокого напряжения. Зажигание дуги происходит без непосредственного контакта электрода с поверхностью металла. При малом значении силы тока дуга остается стабильной. Исключается разбрызгивание металла и поражение сварщика электрическим разрядом. Такой осциллятор может быть включен в сеть последовательно или параллельно. При последовательном соединении устройство включается в разрыв кабеля электрода. Подобное подключение позволяет использовать осциллятор более эффективным образом. Нет потери энергии на обеспечение защиты от высокого напряжения.

Импульсный осциллятор подключается параллельно и используется преимущественно в тех случаях, когда требуется вести сварочные работы переменным током. Вся сложность заключается в том, что устройство должно реагировать на смену полярности, причем за минимальное время. Поддержать дугу, повысив ее стабильность, может только ток высокой частоты импульсного типа. Если применить при такой сварке аппараты непрерывного действия, то дуга будет получена без особых проблем, однако повторное ее зажигание уже невозможно, то есть осциллятор будет выполнять только одну свою функцию.

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

виды и характеристики, принцип работы, схема сборки своими руками

Без сварочных работ трудно представить современный мир. Даже в быту время от времени приходится выполнять некоторые сварочные работы. Для облегчения сварочного процесса нержавейки или цветных металлов необходим осциллятор.

Этот аппарат может зажигать электрическую дугу без контакта с поверхностью детали и поддерживать горение, необходимое для сварки. Для бытовых нужд необязательно приобретать промышленное изделие, поскольку вполне можно собрать осциллятор своими руками в условиях дома или небольшой мастерской.

Принцип работы осциллятора

При сварках где участвуют цветные металлы обычно применяют аргонодуговые аппараты, в которых вольфрамовые электроды подплавливают края и создают своеобразную ванну. Алюминиевый материал и нержавеющую сталь сшивают, когда источником напряжения и тока является инвертор.

В любых случаях наблюдается одна и та же проблема — первоначальное разжигание дуги. При работе с цветными металлами постукивают электродом по поверхности, в результате чего образуются трещины и следы, которые требуют дальнейшей обработки. Осциллятор — это то, что нужно для аргонной сварки.

Если лист металла тонкий, то при работе на небольших токах дуга постоянно тухнет. Неоднократное и постоянное её возбуждение забирает рабочее время. Для предотвращения подобных ситуаций тоже необходим осциллятор.

Сборка этих приборов может быть разная, но все они необходимы для возбуждения сварочной дуги между электродом и изделием на расстоянии около пяти миллиметров. Осциллятор размещают между источником тока и горелкой с электродом из вольфрама.

Принцип работы заключается в изменении входящего напряжения в высокочастотные короткие импульсы. Эти импульсы суммируются со сварочным током и принимают активное участие в розжиге. Можно собрать такой осциллятор для инвертора своими руками.

Эти устройства могут питаться от переменного или постоянного тока и повышают как значение напряжения, так и частоту электротока. Если на вход прибора подать напряжение 220В с частотой тока в 50 Герц, то на выходе получится напряжение от 2500 до 3000В при частоте от 150 000 до 300 000 Герц. Полученные импульсы имеют продолжительность десятков микросекунд.

Номинальная мощность таких устройств примерно 250–350 Ватт.

Функциональная схема

Технические характеристики каждого прибора зависят от его конструкции и свойств элементов на схеме. Принципиально агрегат состоит из таких элементов:

  • Колебательный контур. Он собран из индуктивной катушки и конденсатора. Катушка представляет собой вторичную обмотку трансформатора высокой частоты. Сам контур генерирует необходимые искры.
  • Разрядник.
  • Катушки дроссельные. Их количество — две единицы.
  • Высокочастотный повышающий трансформатор. Он преобразует входные параметры напряжения в высокочастотные колебания.

 

Прибор также содержит вспомогательные электрические детали, которые отвечают за безопасность использования агрегата. Это защитный конденсатор, предохраняющий работника от поражения электрическим током и предохранитель.

Предохранитель должен срабатывать при коротком замыкании и пробое конденсатора.

Входное напряжение, проходя через обмотки повышающего трансформатора, проходит через колебательный контур и начинает зарядку конденсатора. Затем, после зарядки последнего до необходимой ёмкости, происходит разряд и возникает пробой. Пробой вызывает короткое замыкание колебательного контура, вследствие которого возбуждаются резонансные колебания. Ток высокой частоты, создающий эти колебания, через защитный конденсатор и обмотки катушки доходит до сварочной дуги.

Защитный конденсатор свободно пропускает высокочастотный ток, который отличается также большой величиной напряжения. Но этот блокировочный конденсатор не способен пропускать ток низкой частоты, так как обладает большим сопротивлением. Это свойство мешает пройти низкочастотному току от сварочного прибора и является надежной защитой от короткого замыкания.

Последовательность процесса сварки

Невзирая на некоторые отличия в сборке, использование устройств этого класса проходит по одному сценарию. Можно так представить последовательность работы прибора:

  • Сварщик на горелке нажимает кнопку «Пуск».
  • Выпрямитель на входе получает напряжение из сети, выпрямляет и отправляет на накопитель.
  • Накопительный узел заряжается.
  • После срабатывания накопительного конденсатора, освобождается импульс.
  • Импульс поступает на высокочастотный трансформатор и преобразовывается в высоковольтный импульс.
  • Одновременно срабатывает клапан газа и выходит аргон из аргонно содержащей камеры.
  • После короткого разряда тока, дуга зажигается в газовом облаке и начинается процесс сварки.
  • Когда начинает работать сварочный ток с силой, превышающей пять ампер, то импульс затухает. Происходит процесс сварки с установленными на аппарате значениями. При потере контакта возникает следующий импульс для возрождения дуги.
  • Когда сварка заканчивается, прибор завершает процесс.

При изготовлении аргоновой горелки своими руками, конструкция может быть упрощена и прибор становится полуавтоматом. В этом случае при случайном завершении процесса сварки надо вручную включать бесконтактный поджиг, нажимая кнопку «Пуск».

Виды осцилляторов

Устройства этого типа в зависимости от вида работ, могут быть кратковременного или постоянного действия. Таким образом, осцилляторы делятся на:

  • Устройства непрерывной работы.
  • Аппараты с импульсным питанием.

При сварке тонких листовых материалов лучше подходит прибор постоянного действия, так как розжиг будет производиться сразу при поднесении к заготовке. В процессе сварки горение будет ровное и все время поддерживаться. В результате получится чистый и аккуратный шов.

Для безопасности рекомендуется последовательное соединение устройства. Если предусмотрено параллельное подключение, то надо установить защиту от напряжения. При выполнении работ с алюминием, которые выполняются исключительно на переменном токе, применяют импульсные аппараты.

Сборка в бытовых условиях

Для сборки прибора аргонной сварки своими руками из инвертора чаще всего используют распространенную и несложную схему.

 

В этой схеме главным элементом является повышающий трансформатор. Именно он увеличивает величину стандартного напряжения до трёх тысяч вольт. Самым проблемным узлом при сборке этого устройства является разрядник, который вырабатывает сильную искру. Разрядник и катушка индуктивности обеспечивают главное — они генерируют затухающие высокочастотные импульсы, которые зажигают дугу и поддерживают равномерное горение. Катушка и разрядник совместно с блокировочным конденсатором образуют узел колебательного контура.

Самодельные аппараты тоже могут быть выполнены по двум различным схемам. Они могут быть импульсного или непрерывного действия. Приборы, использующие принцип непрерывного действия менее эффективны и в их конструкцию надо обязательно включать блок защиты от напряжения. Импульсные устройства считаются лучше, удобнее и производительнее.

Основной деталью узла управления является кнопка. Она выполняет две функции: включение разрядника и контролирование подачи защитного газа в область сварки. Первичными данными при самостоятельной сборке являются детальные ответы на следующие вопросы:

  • Применение для алюминия или нержавейки.
  • Вид электрического тока — переменный или постоянный.
  • Какое напряжение предусматривается.
  • На какую мощность будет рассчитан прибор.
  • Какая величина вторичного напряжения.

Сборка деталей производится на прямоугольной плате. Слева обычно располагается трансформатор высокой частоты, блок управления и предохранительный узел. В центральной части логично расположить разрядник с конденсатором колебательного контура и блокировочный конденсатор. Последний становится преградой для низкочастотного тока на пути к сварке. Место справа остается для дросселя.

Трансформатор выбирают исходя из потребностей по величине тока во вторичной обмотке. При этом катушку индуктивности лучше сделать сдвоенной. Тогда напряжение и величина тока оказываются более стабильными, а защита аппарата надежнее. Контуры подобны друг другу и состоят из:

  • Конденсатора, запас которого по напряжению в первой части должен быть не менее 500В и 5–6 кВ для второй. Емкость первого конденсатора должна составлять не менее 0.3 мФ, а второго до 1 мФ.
  • Варистора с напряжением во вторичной обмотке около 90–100 В (для первого каскада) и до 140–150 В во второй линии.
  • Катушки индуктивности. Обе катушки имеют ферритовый стержень с намотанной на него медной проволокой сечением около 20 миллиметров квадратных с зазором не менее 0.8 миллиметров. В первом каскаде количество витков от семи, а во втором — меньше. Катушка второго каскада является фильтром и защитой от колебаний тока. Ток различной амплитуды может привести к нестабильному горению.

Для разрядника находят плату с ребрами теплоотвода. Эта плата охлаждает при срабатывании разряда. Электроды из вольфрама иногда заменяют на обычные. Главное, чтобы их диаметр составлял не менее двух миллиметров. Кончики электродов должны быть строго параллельны. При помощи специального винта делают возможной регулировку расстояния между электродами.

Чтобы получить максимальную стабильность, ко второй обмотке второго каскада подключают катушку от любого электрошокера. Для этого в схему устройства приходится подключать аккумулятор напряжением в шесть вольт. Он обеспечивает питание этой катушки.

Наличие аккумулятора не дает забыть, что время от времени всё устройство нужно осматривать и проводить регламентные работы. Первый каскад подключается к инвертору, а второй предназначен для сварочной горелки и заготовки, которую надо сварить. Корпус прибора должен иметь вентиляционные отверстия и быть влагозащищенным.

Правила эксплуатации

Применение осцилляторов несложно, но требует выполнения ряда правил. Тогда работа с прибором становится безопасной, удобной и продуктивной. Правила использования следующие:

  • Применение этих устройств разрешено как в помещениях, так и на воздухе.
  • В случае обильного снегопада или дождя лучше воздержаться от включения прибора при работе на улице.
  • Температурный режим окружающей среды должен быть от -10 до +40 градусов по Цельсию.
  • Влажность воздуха не должна быть больше 98%.
  • Крайне не рекомендуются работать со сварочным аппаратом в помещениях где сильно накопилась пыль или едкие газы способные повредить металл или изоляцию.
  • Обязательно перед включением нужно убедиться в наличии заземления.
  • Защитный кожух прибора можно снимать только в выключенном состоянии. Во время сварки кожух должен быть надет.
  • На рабочей поверхности разрядника не должно быть следов нагара или грязи. В случае загрязнения нужно вычистить кончики разрядника тонкой наждачной шкуркой.

При сборке осциллятора для инвертора своими руками необходимо также соблюдать правила поведения с электрическими устройствами. Необходимо строго соблюдать основные правила сборки электрических схем и использовать только те детали, которые обладают нужными характеристиками.

  • Автор: admin