Сварочный осциллятор устройство и изготовление своими руками

Осциллятор своими руками схема сборки сварочного устойства

Виды и назначение сварочных осцилляторов, особенности их работы. Варианты подключения, устройство, компоненты. Изготовление осциллятора своими руками: последовательность и этапы сборки.

Установка осциллятора требуется для упрощения и повышения эффективности дуговой сварки цветмета либо элементов из некорродирующей стали. Прибор подходит для агрегатов на переменном либо постоянном токе, подключение выполняется по нескольким схемам. Осциллятор для сварки создает и стабилизирует электродугу на протяжении всего времени производства работ. Зачастую дополнительное оборудование стоит недешево, потому опытные сварщики пытаются сами изготовить такой прибор. Обладая даже небольшим опытом в монтаже электротехнических изделий, можно собирать осцилляторы своими руками.

Виды и назначение осцилляторов

Несмотря на существование нескольких вариантов сборки, основная задача осцилляторов – создание дуги между подлежащими свариванию поверхностями и кончиком электрода на удалении друг от друга, без прямого контакта. Цель достигается путем установки прибора между источником тока и фиксатором электрода либо горелочным приспособлением.

Устройства изготавливаются двух типов:

  • непрерывного режима работы;
  • импульсные.

Возбудители с непрерывным режимом добавляют к подающемуся сварочному ток высокой частоты (не более 250 кГц) со значительным напряжением (от 3 до 6 кВ). Благодаря этому дуга образуется мгновенно, обеспечивается ее устойчивость при низком прибывающем токе. Осциллятор для инвертора либо трансформаторного сварочника подсоединяется последовательно или параллельно, применяется в работе с плавящимися покрытыми стержнями.

В импульсных осцилляторах предусмотрено наличие газового клапана. Возбудители рассчитаны на использование в паре с аргоновыми сварочниками. Помимо первичного создания дуги приборы поджигают ее неоднократно после естественных изменений знака переменного тока. Осцилляторы, работающие в непрерывном режиме, не обеспечивают стабильности дуги в данных условиях – это отрицательно влияет на надежность соединения. Аргоновая сварка производится с помощью неплавящихся стержней, затупляющихся при постукивании о поверхность для поджига. Сварной рубец получается неровным, а дуга неустойчива.

Установка осциллятора позволяет избежать дополнительной заточки стержней при соединении алюминия и нержавейки, оптимизировать сроки производства работ, сэкономить недешевые расходники, гарантировать надежность шва.

Как устроен осциллятор для сварки

  • выпрямитель;
  • конденсаторы, аккумулирующие заряд;
  • источник электротока;
  • формирующий импульсы узел (разрядник + колебательный контур);
  • управляющий микроблок;
  • измеритель напряжения;
  • пара дросселей;
  • повышающий трансформатор;
  • высокочастотный трансформатор.

В схемы осциллятора сварочного для аргонодуговых агрегатов дополнительно включается газовый клапан.

Как работает осциллятор

Принцип действия возбудителя:

  • запуск электрической цепи;
  • выравнивание поступившего тока выпрямителем;
  • зарядка накопителей;
  • высвобождение тока и передача его колебательному контуру для повышения напряжения;
  • если используется аргонодуговой сварочник, то дополнительно раскрывается газовый клапан;
  • генерируется импульс, соединяющий кончик электрода и подлежащие свариванию детали с заранее наброшенным кабелем массы.

Подключенный к цепи инверторный сварочник выполняет свою непосредственную функцию, а возбудитель создает и удерживает дугу.

Пошаговая инструкция для самостоятельного изготовления

Изготовить осциллятор «с нуля» своими руками для бытовой эксплуатации практически невозможно. Потому сборка подобного устройства выполняется из уже подобранных узлов и отдельных элементов. Они заимствуются из других электротехнических приборов и устройств, приспосабливаются под автономный сварочник, работающий на переменном либо постоянном токе.

В качестве исходных данных для сборки осциллятора принимаются:

  • назначение прибора (для некорродирующих изделий либо цветмета);
  • род тока и его напряжение;
  • потребляемая мощность (как правило, до 200–250 В, иначе стоимость элементов для сборки на порядок возрастет);
  • вторичное напряжение (как минимум 2,5 кВ, в ином случае установка осциллятора бессмысленна).
  • левее – высокочастотный трансформатор совместно с управляющим блоком и предохранителями;
  • правее – индуктивная катушка;
  • посередине – колебательный контур с ограничителем напряжения и блокировочным конденсатором, требующимся для отсеивания низкочастотных токов.

Подбор силового трансформатора выполняется по мощности тока во втором каскаде. Катушку индуктивности при этом следует сделать сдвоенной – это гарантирует безотказную работу и стабильность контуров. Сами контуры, подобные друг другу, собираются из таких компонентов:

  1. Конденсатора, имеющего не менее двойного запаса по напряжению (от 450–500 В для первой половины и минимум 4000 В – для другой). Емкость накопителя принимается для первого каскада от 0,3 мФ (для второго – до 1 мФ).
  2. Варистора, напряжение которого как минимум равно требующемуся для вторичной обмотки, то есть от 90 до 100 В (для второго каскада следует принять 140–150 В).
  3. Катушки индуктивности, изготовленной из ферритного прута, на который накручивается проволока диаметром от 15 до 20 микрон при шаге 0,8 мм и более. На первом каскаде устраивается как минимум 7 витков, на втором допускается меньше. Вторая катушка выполняет функцию фильтра, защищающего от вероятных значительных колебаний тока, приводящих к нарушению стабильности горения дуги.

Основой собираемого разрядника служит плата с радиатором, отводящим излишки тепла. Сам элемент состоит из пары медных стоек с установленными отрезками вольфрамовых электродов – передатчиков тока. Вместо вольфрамовых можно использовать и обычные сварочные стержни диаметром 2 мм. Их края торцуются до строго параллельного расположения зазора. Стойки рекомендуется поместить в быстротвердеющий изолирующий состав, заранее подсоединив провода для контактов.

Допускается изготовление осциллятора из катушки зажигания, но за ней в схеме требуется установка ВВ-диода и конденсатора. Затем ставится ограничитель напряжения, подключенный к первичной трансформаторной обмотке.

Для стабильного и безотказного функционирования схемы во второй каскад следует добавить катушку ограничителя напряжения от электрошокера (любой имеющейся или доступной модели), питаемого от 6-вольтной батареи.

Готовый прибор для исключения влияния на его работу пыли и влаги помещается в закрытый корпус с заранее устроенными вентиляционными отверстиями.

В процессе сборки и эксплуатации смонтированного своими руками возбудителя нужно придерживаться правил безопасности при работе с электроприборами. Важно соблюдать последовательность монтажа электросхем, применяя для сборки только подходящие по своим техническим параметрам элементы.

Получилось ли у вас самостоятельно собрать осциллятор? С какими трудностями вы столкнулись, какие проблемы возникли? Пожалуйста, поделитесь своим опытом и успехами в комментариях.

Осциллятор для инвертора своими руками

От стабильности электродуги зависит качество сварки тяжело свариваемых металлов: нержавейки, некоторых алюминиевых и цветных сплавов. В качестве стабилизатора используют сварочный осциллятор – устройство для генерации импульсного разряда. Для дополнительного подключения к сварочному аппарату покупают готовый прибор или применяют творение своих рук, сделать электронное устройство для сварки алюминия, сложных сталей можно самостоятельно.

Осциллятор – это еще один источник тока для сварочника, электроприбор, предназначенный для генерации импульса. Когда подключен осциллятор, аппарат или инвертор для сварки поддерживает дугу без обязательного контакта заготовки и электрода. Горение обеспечивается наложением токов от основного источника и осциллографа. Сварка стабилизируется, формируется равномерный шов, снижается риск залипания во время короткого замыкания по капле при использовании плавящихся электродов.

Устройство сварочного осциллятора

Рассматривая принципиальную схему, нужно выбрать способ подключения, сварочный осциллятор (фабричный или собранный своими руками) присоединяется к сварочнику одним из двух возможных способов:

  • последовательное подключение эффективно при работе с алюминием и алюминиевыми сплавами, обеспечивается бесперебойное продолжительное горение электродуги;
  • при параллельном присоединении варят нержавеющий прокат, такое соединение краткосрочного характера.

Любой осциллятор, применяемый для процесса сварки, собирается из подобного набора электродеталей:

  1. Стандартный искровой разрядник – одноконтурный, состоит из индукционной катушки (зажигания) с последовательно подключенным конденсатором, аккумулирующим заряд. Разрядник генерирует затухающие колебания. В качестве контактов используют вольфрамовые электроды.
  2. Две катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току, малым — постоянному, выполняют функцию дросселей. На выходе рост напряжения запаздывает, тормозится.
  3. Ток преобразуется по вольтажу и частотности повышающим трансформатором до 6 кВ. Монтируют модель большой мощности, выдающей частотность до 250 Гц.
  4. Сформированный импульс на сварочный инвертор передает выходной трансформаторный блок (используется принцип индуктивности).
  5. В блок управления входят два узла: стабилизатор и пусковой механизм.
  6. Предохранители обеспечивают безопасную работу осциллятора (когда своими руками создаются устройства своими руками, нельзя сбрасывать со счетов технику безопасности).

Разрядник, дополнительные катушки выполняют функцию выпрямителя, созданного при помощи своих рук.

При использовании осциллятора при сварке повышается риск поражения электротоком, защита необходима. Повышение частоты и вольтажа происходит мгновенно, в доли секунды.

Принцип работы

Генерация состоит из нескольких последовательных операций, для наглядности их лучше перечислить:

  • подача тока;
  • от повышающей обмотки заряжается конденсатор;
  • при полной зарядке емкости блок управления подает сигнал на разрядник;
  • происходит пробивной разряд;
  • закорачивается колебательный контур;
  • в рабочую зону подаются затухающие колебания;
  • предохранитель размыкает электрическую цепь, когда освобождается конденсатор;
  • за счет ионизации воздуха или защитного газа вспыхивает дуга.

С помощью специальной кнопки на держателе или корпусе горелки (для аргонодуговой сварки) можно управлять процессом.

Осциллятор для сварки, сделанный своими руками или приобретенный магазине, подключается к аппарату, чтобы в процессе сваривания при необходимости генерировать импульс, разжигающий потухшую дугу. Как только дуга разгорится, импульс исчезает. Кратковременный разряд схож с ударом молнии, непосредственный контакт детали с электродом для возникновения дуги не нужен. Осциллятор применим для работ:

  • с вольфрамовым неплавящимся стержнем, присадочной проволокой;
  • стандартными электродами в обмазке (подбираются по типу свариваемых заготовок).

Импульсы, генерируемые осциллятором, небольшие по длительности, характеризуются низкой скважностью, мощностью до 300 Вт. Формируют искровой пробой между электродом и деталью на удалении.

Созданные своими руками осцилляторы не хуже фабричных поддерживают стабильное горение дуги в процессе сварки. Устройства срабатывают, когда возрастает промежуток между деталью и электродом. Когда воздушный промежуток слишком большой, электродуга самопроизвольно затухает. Дополнительный генератор возобновляет горение без процедуры электродного чиркания или прямого контакта детали с электродом. Приложив свои руки, можно сделать осциллятор из имеющихся электродеталей. До этого нужно узнать критерии выбора устройств.

Разновидности

Тем, кто планирует собирать осциллятор самостоятельно, следует выбрать тип оборудования для сварки. Импульсное устройство применяется на аппаратах различного типа.

Существует классификации фабричных осцилляторов для инверторов по разным признакам: габаритам, весу, техническим характеристикам: выходному вольтажу, частотности.

В электроприборах непрерывного действия используется постоянный ток, в устройствах для сварки с краткосрочной разрядкой – переменный. В зависимости от режима работы подключаются приборы параллельно или последовательно. Устройство, изготовленное своими руками, лучше подключать последовательно, снижается риск поражения сварщика током при неисправности оборудования. При варианте последовательного присоединения один из трансформаторов дополняют сглаживающим конденсатором с предохранителем, вторичную – колебательным контуром, соединенным с разрядником.

Устройства для сварки цикличной полярности чаще применяют для сварки алюминия, а также сплавов на его основе. Для нержавейки и цветных металлов нужен постоянный ток. При выборе устройств учитывают особенности заготовок, тип имеющегося сварочника, предстоящий объем работы. Когда сформировалась привычка к имеющемуся сварочному аппарату, расширить возможности оборудования можно самостоятельно.

Как сделать осциллятор для сварки своими руками

Осуществляют сборку из готовых узлов и распространенных деталей, которые несложно приобрести или извлечь из других электротехнических приборов и старого электрооборудования. Сделать самодельный осциллятор «с нуля» невозможно. Слишком сложная схема.

Устройство базируется на входном повышающем трансформаторе. Вместо нее умельцы используют катушку зажигания. Этот узел необходим для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумулятора, в высоковольтное. Автомобильная катушка способна создавать напряжение до 400 В. За счет этого генерируется электроимпульс на свече. Вторая катушка выполняет функцию фильтра, защищает от вероятных значительных колебаний тока.

Изготовление осциллятора, предназначенного для ручной или аргонной сварки, предусматривает формирование печатной платы своими руками. Обычно блоки располагаются следующим образом:

  • посередине размещают колебательный контур, отсеивающий низкочастотный ток;
  • в левой части – повышающий трансформатор, преобразующий стандартное электропитание с высокочастотный ток; устанавливают предохранители, монтируют блок управления;
  • справа – индуктивную катушку, лучше сделать сдвоенный вариант, тогда контур будет работать стабильно.

Конденсатор должен иметь двойной запас по напряжению. Для первого контура оптимальный параметр – 500 В (выбирают емкость 0,3 мФ), для второго – 4 кВ (конденсатор 1 микрофарад).

При выборе варистора следует учитывать, что нужна обмотка для второго касакада с показателями 150 вольт, для первого достаточно 100.

Катушки индуктивности можно изготовить самостоятельно. Это – обмотанные проволокой (диаметр до 2 мм) стержни из ферромагнитного сплава. На первой делают 7 витков, на второй только 6 (это фильтр, сглаживающий амплитудные скачки).

Трудности возникают при изготовлении разрядника. Он формирует мощную искру, является частью колебательного контура. Лучше найти готовый узел. Собранную плату размещают в корпусе, защищающим детали от пыли. Желательно предусмотреть охлаждающий вентилятор.

После сборки осциллятор для сварки необходимо проверить. Один контакт выводится на зажим, другой к держателю или сварочной горелке. Правильно собранный сварочный осциллятор своими руками будет работать долго, самоделки служат порой дольше заводских аналогов.

Зачем сварщику нужен осциллятор, как он работает

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

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

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

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

Принцип действия и назначение

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

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

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

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

Читайте также:  Куда поехать на Новый год 10 честных советов!
Ссылка на основную публикацию
Adblock detector