ГлавнаяАппаратСварочный импульсный аппарат своими руками

Самодельный сварочный аппарат (инвертор) — конструкция, изготовление. Сварочный импульсный аппарат своими руками


Импульсная сварка своими руками: основные этапы процесса

На сегодняшний день разработано и успешно введено в эксплуатацию множество способов сварки: контактная, ручная дуговая, импульсная и даже лазерная сварка, а также ряд узкоспециализированных методик. Импульсная сварка является одним из наиболее эффективных и современных методов. Предполагает использование специального импульсного сварочного агрегата. Такая сварка была разработана в качестве более универсальной и производительной альтернативы дуговой сварки, имеющей множество недостатков.

Электрическая схема бытового сварочного аппарата

Электрическая схема бытового сварочного аппарата.

Основные параметры импульсной сварки

Рассматриваемая сварка своими руками позволяет получать высококачественные соединения преимущественно стальных изделий и деталей из цветных металлов. Метод основывается на выполнении кратковременной сварочной операции с применением запаса энергии в аккумуляторе либо приемнике. Данный приемник подключается к электросети и постоянно заряжается до определенного значения, не перегружая линии электропередач. При выполнении сварки приемник импульсом отдает накопленную энергию. Так что аккумулятор представляет собой своего рода сглаживающий фильтр, благодаря которому скорость и качество сварки существенно увеличивается. Импульсная сварка способствует существенному снижению количества разбрызгиваемого металла, стекающего с электродов.

Электрическая схема синхронизации скорости подачи присадочной проволоки при импульсной сварке

Электрическая схема синхронизации скорости подачи присадочной проволоки при импульсной сварке.

В случае если работа будет вестись с применением неплавящихся электродов, импульсная дуга будет контролировать формирование сварного соединения и обеспечивать максимально эффективное проплавление металла изделий. При работе же с плавящимся электродом за счет дуги будет контролироваться плавление и перенос электродного металла в шов с одновременным регулированием разбрызгивания сварочной капли.

Современные импульсные аппараты для сварки позволяют получать сплошные швы за счет расплавления отдельных точек с дальнейшим покрытием. В перерывах между подачами импульса агрегат обеспечивает поддержку маломощной дуги. Сила тока такой дуги составляет максимум 15% от значения импульсного тока. Это нужно для поддержания дуги в устойчивом состоянии.

Важно, чтобы импульсная и дежурная дуга были выставлены в правильном соотношении. Благодаря этому будет обеспечено исключение кратеров в местах сварки, снижена зона требуемого перекрытия точек соединения и в целом увеличена скорость работы.

Вернуться к оглавлению

Понятие «жесткости режима» сварки

Электрическая схема сварочного трансформатора

Электрическая схема сварочного трансформатора.

«Жесткость режима» — это одна из важнейших технологических характеристик импульсной сварки. Данный параметр показывает отношение продолжительности пауза к продолжительности импульса.

Под жесткостью режима следует понимать проплавляющую способность дуги в специальных импульсных сварочных аппаратах. Путем изменения основных параметров процесса сварки оператор может менять форму сварочной ванны и ее размеры, контролировать процесс кристаллизации металла, формировать сварочный шов, регулировать пределы деформации и т.д.

Именно из-за возможности изменения жесткости режима в специальном сварочном оборудовании, проплавляющие свойства импульсной сварочной дуги являются самыми эффективными при необходимости соединения изделий из листового металла толщиной от 3 мм и меньше.

Принципиальная схема импульсного сварочного аппарата для точечной сварки

Принципиальная схема импульсного сварочного аппарата для точечной сварки.

Импульсная сварка отлично зарекомендовала себя как метод создания швов различных пространственных положений. Благодаря этим и другим характеристикам импульсные методики являются приоритетными при выполнении горизонтальных и вертикальных швов, потолочных швов, совмещении стыков на разного рода трубах и т.д.

В качестве источников питания в импульсной сварке преимущественно применяются преобразователи постоянного тока. Дополнительно в импульсных агрегатах применяются источники серии ТИР и ВСВУ.

Ранее отмечалось, что аккумулятор-приемник способствует обеспечению равномерной нагрузки на фазы и при этом не создает слишком большую нагрузку на сеть. Такой аккумулятор подает в зону сварного соединения короткие и мощные импульсы. В остальном же процесс сварки выполняется практически так же, как и любая другая технология, знакомая всем сварщикам.

Вернуться к оглавлению

Разновидности импульсной сварки

Схема сварного шва, выполненного импульсной лазерной сваркой

Схема сварного шва, выполненного импульсной лазерной сваркой.

Существует несколько разновидностей импульсной сварки. Каждая из них имеет свои особенности и предназначение. В целом выделяют:

  1. Конденсаторную импульсную сварку.
  2. Инерционную импульсную сварку.
  3. Электромагнитную импульсную сварку.
  4. Аккумуляторную импульсную сварку.

Аппараты для конденсаторной импульсной сварки характеризуются большим разбросом по диапазону тока. В продаже доступны агрегаты, поддерживающую работу с токами малой мощности. Существуют и максимально мощные агрегаты, способные выдавать ток силой в 100 000 А и даже больше. Главная особенность конденсаторной импульсной сварки состоит в том, что сварочный агрегат позволяет достигать точного дозирования энергии, затрачиваемой на создание сварочного импульса.

Конденсаторная импульсная сварка выполняется в очень жестком режиме. Детали нагреваются путем подачи единоразового мощного энергетического выплеска. Лучше всего данная разновидность импульсной сварки подходит для соединения изделий из алюминия и нержавеющих сталей.

Варианты настройки параметров импульса

Варианты настройки параметров импульса.

Главной особенностью аккумуляторной сварки является то, что в конструкции используемых сварочных агрегатов присутствуют специфические щелочные аккумуляторы. Они имеют особую высокопрочную конструкцию и нормально переносят частые короткие замыкания. Такие аккумуляторы характеризуются низким внутренним сопротивлением. При коротком замыкании устройства дают ток, в сотни раз превышающий токи стандартной разрядки.

Магнитно-импульсное сварочное оборудование применяется для преобразования электрической энергии в механическую за счет наведения магнитного поля. Части свариваемых изделий скрепляются под воздействием магнитных сил. В такого рода сварочном оборудовании детали соединяются путем соударения в месте контакта. Появляется высокое давление, и благодаря этому создается сварное соединение.

Принцип действия инверторных импульсных агрегатов основывается на использовании массивного маховика. Он посажен на один вал с ротором генератора. Для разгона используется электродвигатель. Маховик накапливает кинетическую энергию вращения, после чего при выполнении непосредственно сварки частота его оборотов существенно снижается. Благодаря этому происходит отдача накопленной энергии в виде импульса сварочного тока.

Вернуться к оглавлению

Основные этапы процесса импульсной сварки

Сравнение различных видов сварки

Сравнение различных видов сварки.

В основе рассматриваемой технологии лежит импульсный перенос металла. Использование данной методики позволяет достигать максимально высоких параметров сварки. Метод сочетает в себе лучшие параметры прочих существующих методов переноса и практически полностью лишен недостатков других методов. При использовании импульсной сварки отсутствуют брызги и не образуется несплавлений.

Импульсные аппараты позволяют варить в любых пространственных положениях. Обеспечивается максимально рациональный и эффективный расход проволоки. Метод характеризуется сравнительно низким тепловложением и позволяет варить изделия из множества различных металлов.

Именно за счет уменьшения тепловложения достигается максимально высокое качество соединения тонких материалов без риска коробления и прожогов.

Сварка может выполняться с более медленной подачей проволоки.

Принцип работы сварочного инвертора

Принцип работы сварочного инвертора.

При соединении изделий по импульсной технологии осуществляется бесконтактный перенос металла электрода в сварочную ванну. Таким образом, непосредственный контакт электрода с ванной полностью исключается. Это становится возможным благодаря наличию функции высокоскоростного управления сварочным током.

Чтобы был понятен порядок проведения работы, нужно рассмотреть основные этапы выполняемого процесса. Все начинается с «горячей» фазы, во время которой происходит образование одной капли металла на конце сварочного электрода. После этого происходит повышение силы тока до того значения, которого будет достаточно для сброса данной капли в ванну благодаря эффекту обжатия.

После сброса капли «горячая» фаза сменяется на «холодную». При импульсном процессе сварки происходит снижение тока до базового при отсутствии необходимости в мощности сварочной дуги. Таким образом, импульсный процесс не только очень эффективный, но и сравнительно холодный. При варке на низких токах проволока нагревается, а дуга поддерживается, но количества энергии не хватает для переноса металла. Продолжительность базового тока ограничивают так, чтобы не допустить начала переноса металла электрода большими каплями.

При сбросе капли металла ток поднимается до максимального значения, после чего уменьшается до базового уровня, благодаря чему общее тепловложение снижается. Перенос контролируется путем задания амплитуды и продолжительности пиковой характеристики сварочного тока.

Импульсная сварка в защитной газовой среде является одной из самых эффективных технологий. Она подходит для соединения металлов самых разных типов и толщины. Современные импульсные агрегаты очень удобны в работе. Задача сварщика сводится к установке переключателя в соответствии с обрабатываемым материалом. За счет органов управления источника можно осуществлять тонкую подстройку процесса. Применяемое программное обеспечение способствует максимальной оптимизации эпюры сварочного тока и избавляет сварщика от необходимости полной самостоятельной настройки.

Среди основных преимуществ метода можно выделить:

  1. Высочайшее качество сварных соединений.
  2. Эффективный контроль дуги.
  3. Низкие затраты на обработку.

Таким образом, несмотря на довольно высокую стоимость импульсного оборудования, такая сварка является очень популярной и часто применяется в качестве альтернативы классическим методам сварки металлов в защитной газовой среде. Чаще всего методика применяется для соединения изделий из высококачественных сталей и алюминия.

Работа выполняется с использованием минимального набора инструментов:

  1. Аппарата для импульсной сварки.
  2. Проволоки и электродов.
  3. Защитной экипировки сварщика.

Вернуться к оглавлению

Ограничение мощности при импульсной сварке

Схема импульсного блока питания

Схема импульсного блока питания.

Импульсная сварка без брызг имеет множество преимуществ, но и она не лишена недостатков. Главным из них является наличие ограничения производительности расплавления металла. Следом уменьшается и рабочая скорость. Ввиду того что проволока плавится с перерывами, то есть покапельно, производительность расплавления при работе в традиционном режиме импульсно-дуговой сварки имеет верхнюю границу. После того как максимальный предел для проволоки конкретного диаметра будет преодолен, промежутка между импульсами станет недостаточно для распознавания нерегулируемого либо регулируемого отрыва капли.

Отмечается ослабевание процесса, но в полностью дуговой он не переходит. Сварщики называют это «достижением предела проволокой». В зависимости от особенностей предстоящей задачи пользователю необходимо решить, рационально ли использовать сварку с минимальными брызгами с учетом скорости выполнения работы. Именно по этой причине многие предприятия до сих пор работают с классической сваркой в защитной газовой среде, в особенности при соединении углеродистых сталей.

Таким образом, импульсная сварка является одним из наиболее эффективных и перспективных методов. При желании она осваивается и прекрасно выполняется своими руками, ничего сложного в таком процессе нет.

moiinstrumenty.ru

Сварочный аппарат своими руками

ИМПУЛЬСНЫЙ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ СВОИМИ РУКАМИ

        Вашему вниманию представлена схема сварочного аппарата импульсного типа, который вы можете собрать своими руками. Максимальный потребляемый ток - 32 ампера, 220 вольт. Ток сварки - около 250 ампер, что позволяет без проблем варить электродом 5-кой, длина дуги 1 см, переходящим больше 1 см в низкотемпературную плазму. КПД источника на уровне магазинных, а может и лучше (имеется в виду инверторные).    Блок питания для контроллера выполнен отдельным модулем и имеет три выходных стабилизированных напряжения:

 

  Трансформатор намотан на феррите Ш7х7 или 8х8  Первичка имеет 100 витков провода ПЭВ 0.3мм  Вторичка 2 имеет 15 витков провода ПЭВ 1мм  Вторичка 3 имеет 15 витков ПЭВ 0.2мм  Вторичка 4 и 5 по 20 витков провода ПЭВ 0.35мм  Все обмотки необходимо мотать во всю ширину каркаса, это дает ощутимо более стабильное напряжение.        На рисунке 2 - схема сварочника.

УВЕЛИЧИТЬ

СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР СВАРОЧНОГО АППАРАТА

    Частота - 41 кГц, но можно попробовать и 55 кГц. Трансформатор на 55кгц тогда 9 витков на 3 витка, для увеличения ПВ трансформатора.

    Трансформатор на 41кгц - два комплекта Ш20х28 2000нм, зазор 0.05мм, газета прокладка, 12вит х 4вит, 10кв мм х 30 кв мм, медной лентой (жесть) в бумаге. Обмотки трансформатора сделаны из медной жести толщиной 0.25 мм шириной 40мм обернутые для изоляции в бумагу от кассового аппарата. Вторичка делается из трех слоев жести (бутерброд) разделенных между собой фторопластовой лентой, для изоляции между собой, для лучшей проводимости высоко- частотных токов, контактные концы вторички на выходе трансформатора спаяны вместе.    Дроссель L2 намотан на сердечнике Ш20х28, феррит 2000нм, 5 витков, 25 кв.мм, зазор 0.15 - 0.5мм (два слоя бумаги от принтера). Токовый трансформатор – датчик тока два кольца К30х18х7 первичка продетый провод через кольцо, вторичка 85 витков провод толщиной 0.5мм.

Намотка трансформатора

        Намотку трансформатора нужно делать с помощью медной жести толщиной 0.3мм и шириной 40мм, ее нужно обернуть термобумагой от кассового аппарата толщиной 0.05мм, эта бумага прочная и не так рвется как обычная при намотке трансформатора.    Вы скажите, а почему не намотать обычным толстым проводом, а нельзя потому что этот трансформатор работает на высокочастотных токах и эти токи вытесняются на поверхность проводника и середину толстого провода не задействует, что приводит к нагреву, называется это явление Скин эффект!     И с ним надо бороться, просто надо делать проводник с большой поверхностью, вот тонкая медная жесть этим и обладает она имеет большую поверхность по которой идет ток, а вторичная обмотка должна состоять из бутерброда трех медных лент разделенных фторопластовой пленкой, она тоньше и обернуты все эти слои в термобумагу. Эта бумага обладает свойством темнеть при нагреве, нам это не надо и плохо, от этого не будет пускай так и останется главное, что не рвется.      Можно намотать обмотки проводом ПЭВ сечением 0.5…0.7мм состоящих из нескольких десятков жил, но это хуже, так как провода круглые и состыкуются между собой с воздушными зазорами, которые замедляют теплообмен и имеют меньшую общую площадь сечения проводов вместе взятых в сравнении с жестью на 30%, которая может влезть окна ферритового сердечника.    У трансформатора греется не феррит, а обмотка поэтому нужно следовать этим рекомендациям.        Трансформатор и вся конструкция должны обдуваться внутри корпуса вентилятором на 220вольт 0.13 ампера или больше.

 

Конструкция

    Для охлаждения всех мощных компонентов хорошо использовать радиаторы с вентиляторами от старых компьютеров Pentium 4 и Athlon 64. Мне эти радиаторы достались из компьютерного магазина делающего модернизацию, всего по 3…4$ за штуку.    Силовой косой мост нужно делать на двух таких радиаторах, верхняя часть моста на одном, нижняя часть на другом. Прикрутить на эти радиаторы диоды моста HFA30 и HFA25 через слюдяную прокладку. IRG4PC50W нужно прикручивать без слюды через теплопроводящую пасту КТП8.    Выводы диодов и транзисторов нужно прикрутить на встречу друг другу на обоих радиаторах, а между выводами и двумя радиаторами вставить плату, соединяющею  цепи питания 300вольт с деталями моста.    На схеме не указано нужно на эту плату в питание 300V припаять 12…14 штук конденсаторов по 0.15мк 630 вольт. Это нужно, чтобы выбросы трансформатора уходили в цепь питания, ликвидируя резонансные выбросы тока силовых ключей от трансформатора.    Остальная часть моста соединяется между собой навесным монтажом проводниками не большой длины.    Ещё на схеме показаны снабберы, в них есть конденсаторы С15 С16 они должны быть марки К78-2 или СВВ-81. Всякий мусор туда ставить нельзя, так как снабберы выполняют важную роль:   первая - они глушат резонансные выбросы трансформатора     вторая -  они значительно уменьшают потери IGBT  при выключении так как IGBT открываются быстро, а вот закрываются гораздо медленнее и во время закрытия емкость С15 и С16 заряжается через диод VD32 VD31 дольше чем время закрытия IGBT,  то есть этот снаббер перехватывает всю мощь на себя не давая выделяться теплу на ключе IGBT  в три раза чем было бы без него.   Когда IGBT быстро открываются, то через резисторы R24 R25 снабберы плавно разряжаются и основная мощь выделяется на этих резисторах. 

Настройка

    Подать питание на ШИМ 15вольт и хотя бы на один вентилятор для разряда емкости С6 контролирующую время срабатывания реле.     Реле К1 нужно для замыкания резистора R11, после того, когда зарядятся конденсаторы С9…12 через резистор R11 который уменьшает всплеск тока при включении сварочного в сеть 220вольт.    Без резистора R11 на прямую, при включении получился бы большой БАХ во время зарядки емкости 3000мк 400V, для этого эта мера и нужна.    Проверить срабатывание реле замыкающие резистор R11 через 2…10 секунд после подачи питания на плату ШИМ.     Проверить плату ШИМ на присутствие прямоугольных импульсов идущих к оптронам HCPL3120 после срабатывания обоих реле К1 и К2.    Ширина импульсов должна быть шириной относительно нулевой паузе 44% нулевая 66%    Проверить драйвера на оптронах и усилителях ведущих прямоугольный сигнал амплитудой 15вольт убедится в том, что напряжение на IGBT затворах не превышает 16вольт.    Подать питание 15 Вольт на мост для проверки его работы на правильность изготовления моста.    Ток потребления при этом не должен превышать 100мА на холостом ходу.    Убедится в правильной фразировке обмоток  силового трансформатора и трансформатора тока с помощью двух лучевого осциллографа .    Один луч осциллографа на первичке, второй на вторичке, чтобы фазы импульсов были одинаковые, разница только в напряжении обмоток.    Подать на мост питание от силовых конденсаторов С9…С12 через лампочку 220вольт 150..200ватт предварительно установив частоту ШИМ 55кГц подключить осциллограф на коллектор эмиттер нижнего IGBT транзистора посмотреть на форму сигнала, чтобы не было всплесков напряжения выше 330 вольт как обычно.    Начать понижать тактовую частоту ШИМ до появления на нижнем ключе IGBT маленького загиба говорящем о перенасыщении трансформатора, записать эту частоту на которой произошел загиб поделить ее на 2 и результат прибавить к частоте перенасыщения, например перенасыщение 30кГц делим на 2 = 15 и 30+15=45, 45 это и есть рабочая частота трансформатора и ШИМа.    Ток потребления моста должен быть около 150ма и лампочка должна еле светиться, если она светится очень ярко, это говорит о пробое обмоток трансформатора или не правильно собранном мосте.    Подключить к выходу сварочного аппарата провода длиной не менее 2 метров для создания добавочной индуктивности выхода.    Подать питание на мост уже через чайник 2200ватт,  а на лампочку установить силу тока на ШИМ минимум R3 ближе к резистору R5, замкнуть выход сварочного проконтролировать напряжение на нижнем ключе моста, чтобы было не более 360вольт по осциллографу, при этом не должно быть ни какого шума от трансформатора. Если он есть - убедиться в правильной фазировке трансформатора -датчика тока пропустить провод в обратную сторону через кольцо.    Если шум остался, то нужно расположить плату ШИМ и драйвера на оптронах подальше от источников помех в основном силовой трансформатор и дроссель L2 и силовые проводники.    Еще при сборке моста драйвера нужно устанавливать рядом с радиаторами моста над IGBT транзисторами и не ближе к резисторам R24 R25 на 3 сантиметра. Соединения выхода драйвера и затвора IGBT  должны быть короткие. Проводники идущие от ШИМ к оптронам не должны проходить рядом с источниками помех и должны быть как можно короче.    Все сигнальные провода от токового трансформатора и идущие к оптронам от ШИМ должны быть скрученные, чтобы понизить уровень помех и должны быть как можно короче.    Дальше начинаем повышать ток сварочного аппарата с помощью резистора R3 ближе к резистору R4 выход сварочного замкнут на ключе нижнего IGBT, ширина импульса чуть увеличивается, что свидетельствует о работе ШИМ. Ток больше - ширина больше, ток меньше - ширина меньше.

Ни какого шума быть не должно иначе выйдут из строя IGBT!

    Добавлять ток и слушать, смотреть осциллограф на превышение напряжения нижнего ключа, чтобы не выше 500вольт, максимум 550 вольт в выбросе, но обычно 340 вольт.    Дойти до тока, где ширина резко становиться максимальной говорящим, что чайник не может дать максимальный ток.    Все, теперь на прямую без чайника идем от минимума до максимума, смотреть осциллограф и слушать, чтобы было тихо. Дойти до максимального тока, ширина должна увеличиться, выбросы в норме, не более 340вольт обычно.    Начинаем варить. В начале 10 секунд. Проверяем радиаторы, потом 20 секунд, тоже холодные и 1 минуту - трансформатор теплый. Спалил 2 длинных электрода 4мм - трансформатор горечеватый.     Радиаторы диодов 150ebu02 в сварочном аппарате заметно нагрелись после трех электродов, варить уже тяжело, человек устает, хотя варится классно, трансформатор горяченький, да и так уже ни кто не варит. Вентилятор через 2 минуты трансформатор доводит до теплого состояния и можно варить снова до опупения.

    Ниже вы можете СКАЧАТЬ ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ В ФОРМАТЕ LAY.

    Евгений Родиков (evgen100777 [собака] rambler.ru). По всем возникшим вопросам при сборке сварочника пишите на E-Mail.

Статья взята с сайта ПАЯЛЬНИК.

 

Адрес администрации сайта: [email protected]   

 

soundbarrel.ru

схема и описание. Ремонт сварочных инверторов своими руками :: SYL.ru

Все сварочные приборы сделаны одинаково. Везде применяется схема, где в качестве переключателей выступают мощные полевые транзисторы. В магазинах можно найти большой ассортимент этих аппаратов. Однако стоимость их нередко очень велика. Поэтому многие решают сделать сварочный инвертор своими руками. Для работы дома, в гараже и на даче вполне можно обойтись электродуговой сваркой. Ее делают при помощи трансформаторного или инверторного прибора.

Трансформаторный тип надежен и долговечен. Он может работать при любом токе. Но есть у него два больших минуса: при падении напряжения ниже двухсот вольт он автоматически выключается. И еще он имеет большой вес.

Инверторный аппарат изобрели недавно. Об этом типе сварочных приборов и расскажет данная статья.

Преимущества и недостатки инверторного прибора

Плюсами являются следующие параметры:

  • Вес - не более пяти килограмм. Это является неоспоримым преимуществом, потому что дает возможность легко перевозить его или просто передвигать в рамках мастерской.
  • Он способен продолжать работать даже при падении напряжения, не выключаясь, как трансформаторный прибор.
  • Аппарат функционирует при постоянном и переменном токе.

Условными минусами можно назвать:

  • Высокую стоимость прибора.
  • Его необходимо периодически очищать его от пыли.

Но ввиду того, что аппарат будет изготавливаться своими руками, первый минус не столь актуален. Периодический уход необходим за любым устройством, поэтому очистка будет гарантией его бесперебойной работы.

Также для функционирования прибора необходимо приобрести специальные навыки и быть осторожным при его эксплуатации.

Что необходимо для изготовления?

Трансформатор от обычной микроволновой печи прекрасно подойдет для того, чтобы изготовить простой сварочный инвертор своими руками. Он состоит из катушек, железа, эмали и медного провода.

Катушки используются первичной и вторичной обмотки, а покрытый эмалью медный провод намотан на железную сердцевину.

В каждой катушке есть свое количество витков. Первичная обмотка необходима для работы электрической сети, а во вторичной, благодаря индукции, происходит образование тока.

Ток может достигать ста тридцати ампер, но на первичной обмотке будет всего двадцать ампер. Для хорошего сварочного соединения требуются электроды не более трех миллиметров в диаметре. Такой аппарат может выполнять сварку при обратной полярности.

Уменьшение количества витков

Чтобы сварочный инвертор, своими руками созданный, нормально работал, нужно уменьшить напряжение (так как трансформатор микроволновки дает свыше двух тысяч вольт) и нарастить значение тока.

С этой целью вторичная обмотка перематывается другим проводом, который покрыт эмалью. Для этого аккуратно разрезается и удаляется старая обмотка. Число витков и сечение нового провода зависят от применяемого трансформатора. Но подсчитать его не составит никакого труда. Любой учебник физики сможет в этом помочь. Как вариант - воспользоваться онлайн-калькулятором. По окончании работы новую обмотку покрывают специальным токоизоляционным лаком.

Схемы сварочных инверторов, своими руками сделанных

Нижеследующие схемы помогут лучше понять принцип работы прибора. Изучите их внимательно.

Сборка

Чтобы самодельный сварочный инвертор, своими руками сделанный, был удобен в эксплуатации и его можно было транспортировать, ему потребуется корпус. Туда и будут монтировать все детали.

Трансформаторы крепятся один за другим, при этом происходит уменьшение тока до пятидесяти ампер. Обмотки первичные монтируются параллельно, а вторичные - последовательно. Таким образом, получится устройство с нагрузкой в шестьдесят ампер и тридцать восемь вольт на выходе.

Детали устанавливаются на заводскую плату. При этом фиксация блока питания, драйверов и платы производится отдельно. Силовая часть отделяется металлическим листом, присоединенным к корпусу, от платы. Соединяются управляющие проводники.

Все силовые дорожки должны быть армированы при помощи медной проволоки.

Для отвода тепла крепится специальный радиатор. От его качества зависит долговечность всего устройства.

Сопротивление для блока питания выбирается такое, чтобы было питание в двадцать вольт. Входные выпрямители должны иметь достаточно мощные радиаторы.

В корпус вставляется термический датчик для фиксации максимальной температуры.

Блоком управления служит ШИМ-контроллер с одним каналом настройки. Его назначением является обеспечение горения дуги и стабильность работы. Вмонтированный конденсатор будет влиять на силу сварочного тока.

Особенности системы охлаждения

В будущий сварочный инвертор своими руками монтируются с обеих сторон два вентилятора. Благодаря им вытягивается воздух. Для его поступления снизу корпуса просверливают до нескольких десятков сквозных отверстий.

Назначение аппарата

Такой сварочный инвертор, своими руками сделанный, использовать гораздо удобнее и проще, чем трансформаторный прибор. К тому же качество шва у него получается лучше. Его используют при сварке:

  • Цветного металла.
  • Черного металла.
  • Тонких стальных листов.
  • Нержавейки.

Детали для устройства

После того как схемы сварочных инверторов, своими руками создаваемых, конструкция и сборка изучены и понятны, переходите к покупке деталей для устройства. Их можно приобрести в магазинах, но лучше воспользоваться интернетом, так как на виртуальных площадках гораздо больший выбор, да и стоимость деталей ниже.

Однако в погоне за дешевизной нельзя забывать об их надлежащем качестве, потому что от этого зависит не только хорошая работа, но и безопасность в целом.

Итак, необходимо приобрести:

  • блок питания;
  • силовые агрегаты;
  • скотч.
  • драйверы.

Также потребуется купить и другие аксессуары, такие, как держак, кабель и прочее.

Ремонт сварочных инверторов своими руками

Сварочный прибор необходимо правильно эксплуатировать и периодически осматривать. Если будут обнаружены неполадки, нужно производить ремонт сварочных инверторов (своими руками это сделать вполне реально).

С этой целью при плохом контакте все детали разъединяются, прочищаются сами и их поверхность, а затем соединяются снова.

Если имеется малая нагрузка сети, но устройство потребляет большой ток, то причиной является замыкание витков. Для устранения неполадки необходимо перемотать катушки и заменить изоляцию.

Если сварочная дуга постоянно исчезает, то причиной этого являются пробои обмотки.

Сварочный инвертор полуавтомат (своими руками сделанный) Помелова В.Н. Преимущества

Это устройство подходит для аккуратной и быстрой точечной сварки. При сварке в среде углекислого газа очень малая зона подпадает под термическое влияние, при окрашенной детали краска выгорит лишь узкой полоской, расплавление электродной проволоки происходит очень быстро, и даже если детали имеют различную толщину, шов будет таким же качественным. Кроме того, углекислый газ легче достать, чем ацетилен и кислород, а сварка осваивается достаточно легко.

Конструкция

Базой прибора является трансформатор Т1 для сварки, который подключается к сети в двести двадцать вольт (включается нажатием на кнопку «Пуск», которая подключена к каскаду VT3).

К такому же ключу VT4 подключен диод из кремния VD14, который можно закрепить как термодатчик при продолжительной работе. Но если прибор не будет перегреваться, то без него можно спокойно обойтись.

ИМС DD1 155ЛАЗ обеспечивает все фазы сигналов для выходных узлов. Она питается так же, как и VS1, VT1, VS2, VT2, VT3 и 4 напряжением пять вольт от выпрямителя.

Мощные выпрямительные диоды могут быть Д151-160, Д160-200, В200-6, В2-200-9.

В подборе других элементов вопросов возникнуть не должно.

Сварочный трансформатор имеет мощность от двух с половиной до трех киловатт при медной проволоке шесть на восемь миллиметров во вторичной обмотке, стержневом магнитопроводе для напряжения в двадцать один вольт и токе в сто двадцать ампер.

Одна и другая обмотки мотаются симметрично, конец одной обмотки обязательно соединяется с началом другой. Провод для этого используется двух с половиной миллиметров в диаметре.

На двигатель с прорезью наматывается дроссель L1 сварочным кабелем. У конденсатора С1 емкость четыре тысячи мкФ.

Держак состоит из резинового шланга с примерным диаметром в три сантиметра. По нему подается углекислый газ. С одной стороны шланга находится разъем со штуцером, контактами, отверстием и гайкой, которая крепит весь разъем. С другой стороны — ручка с переключателем и трубка с наружной резьбой, где монтируется наконечник.

Почти все узлы схемы расположены в корпусе. Остальные размещены следующим образом:

Сделать сварочный инвертор своими руками совсем несложно. Нужны лишь желание и небольшое усердие для реализации задуманного.

www.syl.ru

Сварочный инвертор своими руками: схема, видео — Asutpp

Конструктор и знаменитый ученый Юрий Негуляев в свое время изобрел практически незаменимое устройство – сварочный инвертор. Предлагаем рассмотреть, как своими руками сделать сварочный инвертор с применением импульсного трансформатора и мощных MOSFET транзисторов.

Самая важное при конструировании или ремонте покупного или самодельного инвертора – его принципиальная электрическая схема. Её мы для изготовления своего инвертора взяли именно из проекта Негуляева.

Принципиальная электрическая схема сварочного инвертораПринципиальная электрическая схема сварочного инвертораПринципиальная электрическая схема сварочного инвертора

Изготовление трансформатора и дросселя

Для работы нам понадобится следующее оборудование:

  1. Ферритовый сердечник.
  2. Каркас для трансформатора.
  3. Медная шина или провод.
  4. Скоба для фиксации двух половинок сердечника.
  5. Термостойкая изоляционная лента.

Для начала нужно запомнить простое правило: обмотки наматываются только на полную ширину каркаса, при такой конструкции трансформатор становится более устойчив к перепадам напряжения и внешним воздействиям.

Качественный импульсный трансформатор наматывается медной шиной или пучком проводов. Алюминиевые провода такого же сечения не способны выдержать достаточно большую плотность тока в инверторе.

В этом варианте исполнения трансформатора, вторичную обмотку нужно наматывать в несколько слоев, по принципу бутерброда. Пучок проводов сечением 2 мм, скрученных вместе, будет служить вторичной обмоткой. Они должны быть изолированы друг от друга, например, лаковым покрытием.

кольца обмотоккольца обмотокКольца обмоток

Между первичной и вторичной обмоткой изоляции должно быть в два или три раза больше, чтобы на вторичную обмотку не попало сетевое напряжение, которое в выпрямленном виде составляет 310 вольт. Для этого лучше всего подходит фторопластовая термостойкая изоляция.

Трансформатор можно выполнить и не на стандартном сердечнике, применив для этих целей 5 трансформаторов от строчной развертки неисправных телевизоров, объединенных в один общий сердечник. Так же необходимо помнить и про воздушный зазор между обмотками и сердечником трансформатора, это облегчает его охлаждение.

Важное замечание, бесперебойная работа устройства напрямую зависит не только от величины постоянного тока, но и от толщины провода вторичной обмотки трансформатора. То есть, если намотать обмотку толще, чем 0,5 мм, мы получим скин-эффект, который не очень хорошо сказывается на режиме работы и тепловых характеристиках трансформатора.

Так же на ферритовом сердечнике изготавливается и трансформатор тока, который после будет закреплен на положительном силовом проводе, выводы с этого трансформатора приходят на плату управления для отслеживания и стабилизации выходного тока.

Для уменьшения пульсации на выходе аппарата и меньшему количеству выбросов помех в сеть питания используется дроссель. Его так же наматывают на ферритовом каркасе произвольного исполнения, проводом или шиной, толщина которого соответствует толщине провода вторичной обмотки.

Конструкция сварочного аппарата

Рассмотрим, как в домашних условиях сконструировать достаточно мощный импульсный сварочный инвертор.

Если повторять конструкцию по системе Негуляева, то транзисторы прикручиваются к радиатору специально вырезанной для этого пластиной, таким образом улучшается передача тепла от транзистора к радиатору. Между радиатором и транзисторами необходимо проложить термопроводящую, не пропускающую ток прокладку. Это обеспечивает защиту от короткого замыкания между двух транзисторов.

Выпрямительные диоды крепятся к алюминиевой пластине толщиной 6 мм, крепление осуществляется таким же способом, как и крепление транзисторов. Их выходы соединяться между собой неизолированным проводом сечением 4 мм. Следует соблюдать осторожность, провода не должны соприкасаться.

Дроссель к основанию сварочного аппарата крепится железной пластиной, размеры которой повторяют форму самого дросселя. Для уменьшения вибрации, между дросселем и корпусом прокладывают резиновый уплотнитель.

Видео: сварочный инвертор своими руками

Все силовые проводники внутри корпуса инвертора нужно развести в разные стороны, иначе существует возможность короткого замыкания. Вентилятор охлаждает несколько радиаторов одновременно, каждый из которых предназначен для своей части схемы. Такая конструкция позволяет обойтись всего одним вентилятором, установленным на задней стенке корпуса, что значительно экономит место.

Для охлаждения самодельного сварочного инвертора можно использовать вентилятор от компьютерного корпуса, он оптимально подходит как по габаритам, так и по мощности. Так как вентиляция вторичной обмотки играет большую роль, это следует учитывать при его расположении.

сварочный инвертор разобранныйсварочный инвертор разобранныйСхема: разобранный сварочный инвертор

Вес такого инвертора будет колебаться от 5 до 10 кг, при этом его сварочный ток может быть в пределах от 30 до 160 ампер.

инвертор из компьютераинвертор из компьютераИнвертор из компьютера

Как настраивать работу инвертора

Сделать самодельный сварочный инвертор, это не так уж и сложно, тем более что это почти полностью бесплатное изделие, если не считать расходы на некоторые детали и материалы. Но для настройки собранного устройства может понадобиться помощь специалистов. Как это можно сделать самому?

Инструкция облегчающая самостоятельную настройку сварочного инвертора:

  1. Для начала нужно подать сетевое напряжение на плату инвертора, после чего блок начнет издавать характерный писк импульсного трансформатора. Также напряжение подается на охлаждающий вентилятор, это не даст перегреваться конструкции и работа аппарата будет намного стабильнее.
  2. После того, как силовые конденсаторы полностью зарядились от сети, нам нужно замкнуть токоограничивающий резистор в их цепи. Для этого нужно проверить работу реле, убедившись, что напряжение на резисторе равно нулю. Помните, если провести подключение инвертора без токоограничивающего резистора, то может случиться взрыв!
  3. Применение такого резистора значительно уменьшает скачки тока во время включения сварочного аппарата в сеть 220 вольт.
  4. Наш инвертор способен вырабатывать ток свыше 100 ампер, это значение зависит от конкретной схемы, примененной в разработке. Узнать данное значение не сложно при помощи осциллографа. Нужно замерить периодичность поступающих импульсов на трансформатор, они должны составлять соотношения 44 и 66 процентов.
  5. Режим сварки, проверяется непосредственно на блоке управления, подключив вольтметр к выходу усилителя оптрона. Если инвертор маломощный, среднее амплитудное напряжение должно составлять около 15 вольт.
  6. Затем проверяется правильность сборки выходного моста, для этого на вход инвертора подается напряжение 16 вольт от любого подходящего блока питания. На холостом ходу блок потребляет ток около 100 мА, это необходимо учитывать при проведении контрольных замеров.
  7. Для сравнения можно проверить работу промышленного инвертора. При помощи осциллографа измеряют импульсы на обоих обмотках, они должны соответствовать друг другу.
  8. Теперь необходимо проконтролировать работу сварочного инвертора с подключенными силовыми конденсаторами. Меняем напряжение питания с 16 вольт на 220 вольт, подключая аппарат непосредственно к электрической сети. При помощи осциллографа, подключенного к выходным MOSFET транзисторам, контролируем форму сигнала, она должна соответствовать испытаниям на пониженном напряжении.

Видео: сварочный инвертор на ремонте.

Сварочный инвертор – это очень популярный и необходимый аппарат, в любой деятельности, как на промышленных предприятиях, так и в домашнем хозяйстве. Кроме того, за счет применения встроенного выпрямителя и регулятора тока, с помощью такого сварочного инвертора можно добиться лучших результатов сварки по сравнению с результатами, которых можно достичь при пользовании традиционными аппаратами, трансформаторы которых выполнены из электротехнической стали.

www.asutpp.ru

Импульсная сварка - обзор технологии и оборудования

Импульсная сварка (MIG)представляет собой модификацию дуговой сварки. Отличие импульсной сварки заключается в том, что сварочный постоянный ток модулируется переменным с частотой 20-250 Гц. Модулированный сигнал может менять форму и наклон волны, скважность и амплитуду. Это влияет на режимы и качество сварки. Инверторно-импульсный сварочный аппарат является прибором с гибкими характеристиками и имеет широкий спектр применения.

История технологии

В 1932 году компанией BuddCompany для соединения нержавеющей стали была впервые применена импульсная сварка. Процесс импульсной сваркиПроцесс импульсной сваркиРезультаты оказались положительными и технология получила дальнейшее развитие. Впоследствии сварка импульсным напряжением стала популярной технологией.

Метод использует мелко-капельный перенос расплавленного металла в ванну без разбрызгивания. В момент импульса из проволоки формируется и выталкивается расплавленная капля. Во время спада напряжения обрабатываемая поверхность частично охлаждается, что позволяет работать с более тонкими листами, чем при стандартной дуговой сварке

За десятки лет разработано множество технологий сварки.

  • TwinPulseTM (MIG/MAG) обеспечивает подачу тока с парными импульсами, что позволило изменять их форму и точно управлять процессами. Уменьшение капли до диаметра проволоки позволило уменьшить объем ванны. Это формирует обратный валик правильной формы и позволяет получать вогнутый сварочный шов без напряжений металла в зоне сварки.
  • SpeedPulseTM — сварочный ток модулируется особым способом. Импульсы формируют перенос капли расплава в сварочную ванну за короткое время в столбе дуги. Дуга, работающая в режиме постоянного замыкания, формирует пульсирующую струю расплава. В результате применения технологии процесс сварки ускоряется на 40-45%. Также повышается экономичность процесса из-за снижения теплоемкости процессов.
  • STT (SurfaceTensionTransfer) — использует силы поверхностного натяжения. Относительно мощное поверхностное натяжение расплава в сварочной ванне засасывает каплю с низким поверхностным натяжением, образовываемую на сварочной проволоке. Такой способ сварки снижает разбрызгивание и дымообразование.
  • WaveformControlTechnology — технология управляет формой волны с заданными параметрами, индивидуально учитывая толщину сварочной проволоки, тип металла и условия работы. Это обеспечивает оптимальное качество швов. Например, можно ускорить нарастание импульса, что ускорит образования капли или изменить скорость убывания, что изменит условия смачивания.

Эти или иные технологии не обязательно воплощены в каждом сварочном аппарате, поэтому, при выборе оборудования, подбирайте аппарат с качествами наиболее близкими для его дальнейшего использования.

Благодаря современным технологиям и автоматизации процессов, не требуется повышенная квалификация сварщика. Это экономит финансы на образовании, но сама сварочная техника, использующая импульсный инвертор, значительно дороже.

Виды сварочной дуги

Несмотря на множество технологий, выделены четыре режима образования дуги, они указаны в таблице:

Виды сварочной дуги при импульсной сваркеВиды сварочной дуги при импульсной сваркеКапельная дуга формируется без короткого замыкания, что позволяет работать практически без каплеобразования. Для ее формирования требуется богатая аргоном среда и большая сила тока.

Для формирования длинной дуги потребуется высокая мощность и газовая среда с присутствием CO2 не менее 25%.

Во время короткого замыкания и свободного падения формируется смешанная дуга, которая образовывает обильное брызгообразование. Такой режим использовать не рекомендуется. Смешанная дуга образовывается при средней мощности в аргоновой смеси.

Импульсная дуга образовывается при работе с импульсным током. Характерен пинч-эффект. При каждом импульсе выделяется одна капля расплавленного металла. Образовывается во всем диапазоне мощностей. Легко регулируется частотой и силой тока. Работает с незначительным брызгообразованием. Удобно использовать при работе в стесненных условиях.

Существуют нестандартные формы перехода металлов. При выборе силы тока, превышающей стандартные значения тока дуги, появляется капельная дуга высокой мощности. Она имеет глубокое прорезающее действие. Использование такого режима может привести к деформированию шва. Если повысить напряжение, то дуга начинает вращаться, увеличивая область проплавления. Такую дугу применяют для ускорения процесса сварки толстостенных металлов. Метод рекомендуется использовать в условия полной механизации процесса.

Выбор оборудования

Импульсная сварка предполагает использование оборудования более мощного, чем обычная дуговая сварка. Это связано с тем, что в инверторно-импульсном сварочном аппарате образовывается ванна более крупного размера. Кроме того, большой мощности требует широкий диапазон скорости подачи проволоки и богатый выбор характеристик сварки.

При выборе оборудования, обратите внимание на следующие параметры:Оборудование для импульсной сваркиОборудование для импульсной сварки

  • мощность — чем выше, тем лучше, но она не должна превышать возможности вашей электросети;
  • наличие синергетического управления — снижает требования к образованию сварщика и упрощает обслуживание;
  • наличие грелки с быстрым переключением типов работ — ускорит работу сварщика, выбирайте горелку большего размера с жидкостным охлаждением;
  • наличие удаленного измерителя напряжения — сварочный аппарат может находиться далеко от работника и он не сможет контролировать напряжение на встроенном в аппарат приборе.

Регулировка амплитуды и формы волны импульсного сварочного аппарата повышает качество сварки и помогает создавать оптимальные режимы работы. 30-40 лет назад появились аппараты, в которых мощность настраивалась автоматически при помощи нажатия одной кнопки. Дополнительная кнопка служила для точной коррекции процесса. Современные приборы сохраняют в памяти настройки для разных процессов.

Выбирайте оптимальную длину кабеля. Длинные кабели (более 10 метров) придется скручивать кольцами, а это повышает индуктивность, из-за чего изменяется форма волны и снижается эффективность импульсной сварки.

Промышленность предлагает широкий выбор оборудования для полуавтоматической сварки. Полуавтомат от обычного аппарата отличается тем, что имеет механизм подачи сварочной проволоки, блок управления. В импульсном полуавтомате в качестве источника питания применяется сварочный инвертор.

Особенности MIG-сварки

Как и любой технологический процесс, импульсная сварка имеет свои плюсы и минусы. Среди преимуществ:Технологический процесс сварки MIGТехнологический процесс сварки MIG

  • экономия проволоки — за счет широкого диапазона скорости подачи проволоки не нужно иметь несколько катушек с разными диаметрами проволоки, достаточно одной со средним диаметром;
  • экономия газа — можно использовать один и тот же состав для разных процессов;
  • экономия затрат на аксессуары — не нужно иметь наборы наконечников, проволокопроводов, горелок;
  • высокая скорость и качество — не тратится время на очистку деталей от брызг, шлифовку и вытяжку газа;
  • контролируемое тепловложение — снижает деформации.

Технология позволяет сваривать листы металла с минимальной толщиной:

  • 0,7 мм — нелегированная сталь;
  • 1 мм — нержавеющая сталь;
  • 2 мм — алюминиевые сплавы.

К сожалению, импульсная сварка не лишена некоторых недостатков:

  • сварочный импульсный аппарат требует большего ухода;
  • высокая цена.

Но качество сварки важнее любых недостатков

Применение импульсной сварки

В промышленности импульсная сварка используется повсеместно, но наиболее эффективно она используется для:

  • монтажа трубопроводов разных диаметров;
  • сборки автомобильных кузовов;
  • изготовления железнодорожных вагонов;
  • строительства мостов;
  • производства кранов и землеройных машин;
  • сварки корпусов и обшивок кораблей.

Возможности импульсной сварки практически неограниченны. Она умеет сваривать сталь, алюминий и его сплавы, медь и многие другие металлы. Сварочные швы, выполненные с помощью импульсного аппарата, содержат малое количество водорода. Это делает их менее хрупкими, поэтому технологию используют везде, где к изделию будут прилагаться существенные механические нагрузки.

Импульсные аппараты используются в небольших мастерских, малом производстве, автосервисах. Импульсная сварка является приоритетной практически во всех отраслях промышленности США.

Если вы заинтересовались темой или работаете с импульсной технологией, присоединяйтесь к дискуссии в блоке комментариев. Возможно, ваши знания будут кому-то полезны, или вы прочитаете что-то новое для себя.

wikimetall.ru