Осцилляторы для сварки: виды и характеристики, принцип работы, схема сборки своими руками

В быту часто приходится производить сварку изделий из цветных металлов, в частности, алюминия и его сплавов. При этом надлежащее качество сварки может обеспечить только стабильное горение дуги. Не имея сварочного преобразователя, и пользуясь лишь инверторным аппаратом, такого качества достичь сложно. Выход – в применении сварочного осциллятора, стабилизующего горение дуги, и облегчающего её поджиг.

Устройство

Принципиальная схема сварочного осциллятора предполагает наличие следующих блоков:

  1. Повышающего трансформатора, который преобразует первичные значения напряжения бытовой сети – 220 В, 60 Гц – в высокочастотные колебания частотой до 250 кГц, при одновременном повышении напряжения до 5…6 кВ.
  2. Искрового генератора затухающих колебаний, представляющего собой одноконтурный разрядник, контакты которого представляют собой эрозионно стойкие вольфрамовые электроды.
  3. Управляющей ветки, включающей в себя стабилизатор внешнего питания, пускорегулирующий блок и линию обратной связи с датчиком тока. При длительной работе потребуется ещё газовый клапан от перегрева осциллятора.
  4. Выходного трансформатора, которым ток повышенного напряжений и высокой частоты передаётся на контакты сварочного аппарата. Параллельно этот трансформатор соединяется с датчиком тока.
  5. Блока безопасности, защищающего сварщика и оборудование от недопустимого превышения силы тока или напряжения на дуге.

Устройство сварочного осциллятора зависит от интенсивности его применения и вида используемого сварочного аппарата. Так, для сварки алюминия, когда чаще используется постоянный ток и обратная полярность, более выгодным считается последовательное подключение, а для кратковременных операций, а также сварки нержавеющих сталей – параллельное. Соответственно, разной будет и схема.

Сварочный осциллятор с последовательным подключением состоит из одного трансформатора. В его первичную обмотку включаются предохранитель и два сглаживающих конденсатора, а во вторичную – разрядник и колебательный контур (конденсатор + катушка индуктивности). Схема сварочного осциллятора с параллельным подключением сложнее: в ней должны быть два трансформатора. В первичной обмотке первого из них имеется двойной колебательный контур, а вторичная обмотка, вместе с параллельно подключенным разрядником составляет первичную обмотку второго, высокочастотного трансформатора, от которого и осуществляется питание дуги. Кроме сложности сборки и регулировки, параллельная схема требует специальной защиты от превышения допустимого напряжения.

Сварочный осциллятор своими руками

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

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

Исходными данными для изготовления осциллятора своими руками являются:

  1. Назначение (для алюминия или нержавеющей стали).
  2. Род используемого тока – переменный, постоянный и его напряжение.
  3. Потребляемая мощность – обычно не более 200…250 Вт, в противном случае стоимость компонентов схемы резко возрастёт.
  4. Вторичное напряжение, которое должно быть не ниже 2019 В, иначе изготовление самодельного осциллятора себя не окупит.

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

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

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

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

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

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

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

Обслуживание и эксплуатация сварочного осциллятора

Основополагающим правилом является безопасность и надёжность функционирования осциллятора. С этой целью необходимо:

  1. Периодически контролировать работоспособность блокировочного конденсатора, поскольку в противном случае сварщик может быть поражён низкочастотной составляющей сварочного тока.
  2. Все регулировки и настройки выполнять при отключении устройства от питающей электросети.
  3. Регулярно очищать электроды разрядника от нагара.
  4. Проверять частоту импульсов, которые выдаёт осциллятор: их частота должна быть в пределах 10..40 мкс.

Следует помнить, что наличие двойного колебательного контура в сварочном осцилляторе – источник наведения довольно сильных помех в радиосвязи.

К другим новостям 02.07.2019

Как выбрать стеклорез?

Размерная резка стекла и зеркал всегда связана с трудностями качественного разделения материала из-за его…

Далее 20.04.2019

Как пользоваться оптическим квадрантом?

Оптические квадранты представляют собой измерительные приборы, при помощи которых можно с высокой точностью…

Далее 24.03.2019

Ламельный фрезер. Как выбрать лучший?

Практически в любом мебельном изделии, а также в составном столярном объекте присутствуют разнообразные пазы и…

Далее 24.02.2019

Каретка к бензопиле для продольной распиловки. Купить или сделать самому?

При наличии бензопилы всегда есть возможность обустроить с её помощью мини-лесопилку. Такой вариант вполне…

Далее

Осциллятор — это сварочный агрегат, он позволяет упростить процесс соединения нержавейки и других цветных металлов. Он способен не сталкивать специалиста с проблемой поджога дуги и будет держать её в надёжном состоянии. Устройство проявляет себя достойно как в бытовой среде, так и на более профессиональном уровне.

Вопрос о сборке осциллятора своими руками стал очень популярным, ведь цена за самый простой агрегат может доходить до 2019 рублей. Но если он требуется только для решения мелких бытовых задач, стоит ли тратить на это деньги? Поэтому речь пойдёт о сборке устройства своими силами, тем самым, это поможет подкопить определённый опыт, подтянуть знания и сэкономить денежные средства.

Схема и принцип работы

Осциллятор позволяет работать с переменным и постоянным источником напряжения. Частота при стандартном токе в 220 В, равна 50 Гц. При выходе, характеристики изменятся до 145000-300000 Гц и 2019 В. Частотность импульсов создаваемых агрегатом, равны десяткам миллисекунд. Его мощность, при которой ток попадает в цепь для сварки на высокой частоте с большими значениями напряжения, доходит до 350 В.

Схема сварочного осциллятора при самостоятельной сборке будет предполагать наличие таких компонентов:

  1. Трансформатор (повышающий);
  2. Трансформатор высокочастотник;
  3. Разрядник;
  4. Пара катушек (дроссельных);
  5. Как генератор колебаний, применяется контур (колебательный). У него есть двигающееся обмотка трансформатора высоких частот и конденсатор.

Порядок действий при сборке аппарата

Приведём схему для осциллятора, позволяющую провести сварку алюминия и других металлов. Этот способ является самым популярным при самостоятельной сборке устройства:

  • сначала происходит подбор генератора, который сможет работать с увеличенной подачей напряжения до 2019 В;
  • для пропуска искры, устанавливается разрядник;
  • далее монтируется колебательный контур с конденсатором для корректировки импульсов высоких частот.

Важно! Осцилляторы для сварки, будь они куплены в магазине или сделаны дома, существуют 2-х типов, постоянного и импульсного действия. Обратите внимание на устройство импульсного типа, так как для его эксплуатации не понадобится ещё одно устройство, защищающее от высокого напряжения в сети.

Полезные советы

Если собран осциллятор непрерывного типа, вход подключается к параллели сварочной цепи (где точки присоединения, это держак и «масса»). Запитывается аппарат исключительно через Тр. Подключать его в сеть напрямую не советуют, так как если трансформатор отключается, генераторная схема останется под напряжением. Тиристоры подбираются, опираясь на устойчивость сварочной дуги.

Собрать сварочный осциллятор своими руками оказывается не так сложно, как говорят, теперь он готов. Основополагающей деталью в конструкции будет выступать колебательный контур. Он предполагает наличие конденсатора и блокировки, это обязательно. Ещё он должен иметь катушку и разрядник, они нужны для генерации импульса. Такая схема осциллятора, позволит упростить процесс работы с поджогом дуги для сварки.

Как работать со сварочным осциллятором?

Перед точкой отправления проведения работ, сварщика должен побеспокоить вопрос об установке высоковольтного трансформатора и кнопки на горелку. Она нужна для поставки газа на сопло дуги и управления отжигом. Это позволит образовать аргоновую среду и обеспечит защиту металла от влияния кислорода. Далее приступаем непосредственно к сварке.

Чтобы разрядник загорелся, нажимаем кнопку управления. Теперь мы видим, что он готов к созданию частот импульса. К этому процессу, непосредственное отношение имеет высоковольтный трансформатор. Через дугу будет создано высокомагнитное поле, которое преобразуется при помощи катушки.

Осциллятор для сварки алюминия имеет пару выходов, минус и плюс. И тот и другой проведён через трансформатор. Только плюс идёт на горелку, а минус на заготовку. Точкой начала процесса сварки для сварочного осциллятора является нажатие на кнопку управления, после чего в горелку поступит газ через клапан.

Перед тем как собрать осциллятор для сварки своими руками, нужно иметь хотя бы знания базового уровня, опыт в конструировании и уметь разбираться в элементарных чертежах для сборки устройства. В процессе изготовления агрегата, не стоит забывать о правилах безопасности, так как работать приходится с электричеством, при халатном отношении увеличивается вероятность быть пораженном током.

Правила безопасности сварочного осциллятора

При эксплуатации осциллятора для дуговой сварки алюминия, а также нержавейки и прочих цветных металлов, стоит придерживаться нескольких простых правил. Что обеспечит надёжность и безопасность сварочных работ.

  1. Начинать работу разрешается только тогда, когда аппарат надёжно заземлён;
  2. Минимальная температура для работ -10, максимум +40;
  3. Влажность воздуха в здании не допускается выше уровня в 98%;
  4. Поверхность для работы разрядника, всегда должна быть чистой, без следов нагара. Чтобы его очистить, используют шлифовальную штукатурку;
  5. Атмосферное давление, которое позволяет комфортно работать с агрегатом, равно 85-110 единицам килопаскалей;
  6. Работать можно как на открытой местности, так и внутри здания;
  7. Перед тем, как начать работу, обязательно проверяется правильность подключения устройства в сварочную цепь и всё ли в порядке с его контактами;
  8. Когда работы начаты, кожух должен быть одет на аппарат. Снимать его можно только в случае, когда осциллятор выключен из сети;
  9. Если на улице плохая погода, идёт снег или дождь, то сварочные работы стоит отложить до тех пор, пока ситуация наладится;
  10. Также не рекомендуется использовать прибор, если помещение перенасыщено пылью, газами или едкими парами. Они могут пагубно повлиять на металл и изоляцию.

Вывод

Если требуется самостоятельное изготовление такого прибора, первое чего стоит придерживаться это правила по технике безопасности. Во-вторых, не стоит браться за работу, не имея малейшего опыта в сварке, проектировке и сборке сварочных устройств. Если базовые знания присутствуют, то сборка осциллятора для алюминиевых деталей не станет непреодолимой преградой для каждого.