Схема простого сварочного инвертора разделяется на силовую, то есть как раз ту, которая выдает ток на дугу, и управляющую части. Инвертор по сути своей – это блок питания, достаточно мощный, позволяющий поддерживать работу дуги. По рабочим схемам напоминает импульсный блок питания, у них весьма схожая работа по преобразованию энергии.
Схема работает по тому же принципу, что и, например, блок питания в персональном компьютере. В процессе работы происходит преобразование тока и напряжения, причем несколько раз и в разных параметрах.
В работе прослеживаются несколько четких этапов:
Весь процесс кажется немного нелогичным, но у этого есть свои причины.
Ранее в сварочных инверторах использовались трансформаторы, очень мощные, работающие за счет обмотки трансформатора и имеющие, из-за этого, размеры и вес, делающие сварочные аппараты громоздкими и неудобными в применении.
Инверторные же аппараты удалось существенно уменьшить и облегчить с помощью увеличения частоты работы до 70-80 кГц и удешевить, поскольку меди на обмотку и других материалов уходит в разы меньше.
Электросхема сварочного инвертора состоит из транзисторов, мощных, берущих на себя большую часть работы. Частота тока в сети составляет всего 50 Гц, транзисторы же переключаются с высокой частотой, поэтому необходимо обеспечить их подачей постоянного напряжения. Вот тут и вступает в работу выпрямитель, как раз занимающийся тем, чтобы поступающий ток имел постоянные параметры.
Достигается этот эффект диодным мостом и фильтрующими конденсаторами. Диодный мост очень мощный, поэтому есть необходимость ставить его в паре с охлаждающим радиатором. На нем, в свою очередь, установлен предохранитель от перегревания, который при достижении критических температур размыкается. Необходим он для того, чтобы избежать поломки прибора от перегрева. Таким образом, на первом этапе мы получаем на выходе с выпрямителя постоянный ток, имеющий значение более 220V.
Важным элементом схемы является фильтр электромагнитной совместимости, ставится он перед выпрямителем и защищает сеть от высокочастотных помех, появляющихся из-за работы инвертора.
Сам инвертор состоит из двух транзисторов на радиаторах для контроля тепла. Для понижения же напряжения схема простого сварочного инвертора успешно работает с трансформатором высокой частоты. Далее транзисторы коммутируют постоянное напряжение через обмотку трансформатора, величины достигают примерно 340V.
Если совсем по-простому, то роль трансформатора в том, что первичная обмотка выдает большое напряжение и маленький ток, а с вторичной обмотки уходит меньшее напряжение, но максимальный ток, показатели могут быть около 120 ампер.
Выходной выпрямитель – это диоды с высокими показателями быстродействия, сдвоенные, с общим катодом. Электросхема инверторного сварочного аппарата нуждается в именно быстродействующих диодах, суть их работы в том, что они очень шустро открываются и закрываются, нужно это для того, чтобы защитить сами диоды и весь прибор от перегревания и выхода из строя.
Когда инвертор включается, начинают заряжаться конденсаторы, поскольку в этот момент зарядный ток очень велик, настолько, что может вывести из строя диодные мосты, то применяется схема ограничения заряда, еще она называется «мягкий пуск». Работа его основывается на резисторе, имеющем высокое сопротивление, как раз он и принимает на себя основной удар и отвечает за ограничение тока в схеме.
Самые важные элементы схемы уже описаны, остается лишь добавить, что сварочный инвертор — прибор не очень сложный, при желании и заинтересованности его можно собрать своими руками.
Если вы понимаете сам принцип работы аппарата, то, достав нужные запчасти, можно очень экономно подойти к вопросу, покупать ли инвертор, чинить его самим или отнести в мастерскую.
Инверторная сварка широко распространена благодаря тому, что аппарат имеет небольшой вес и габариты. Работа инверторного механизма основана на использовании силовых переключателей и полевых транзисторов. Столь полезный аппарат продается в специализированных магазинах. Но деньги можно и не тратить, а взять схему инверторного сварочного аппарата и изготовить его самостоятельно. Здесь как раз и поговорим о том, как сделать сварку своими руками в домашних условиях и что понадобится для этого.
Сварочный инверторный аппарат — это блок питания, который применяется сейчас в компьютерах. Электрическая энергия преобразовывается в инверторе следующим образом:
Данная схема сварочного инвертора позволяет снизить его массу и уменьшить габариты. Известно, что старые сварочные аппараты работают по принципу снижения величины напряжения и увеличения силы тока на вторичной обмотке трансформатора.
Благодаря большой силе тока есть возможность сваривать металлы дуговым способом. Для увеличения силы тока и снижения напряжения на вторичной обмотке уменьшают число витков и при этом увеличивают сечение проводника. В итоге сварочный аппарат трансформаторного типа весит немало и имеет значительные размеры.
Для решения данной проблемы предложили схему сварочного инвертора. Принцип основывается на повышении частоты тока до 60 или всех 80 кГц. За счет этого снижается вес и уменьшаются габариты устройства. Для реализации задуманного потребовалось увеличение частоты в тысячи раз, что стало возможным благодаря полевым транзисторам. Между собой транзисторы обеспечивают сообщение с частотой примерно 60−80 кГц. На схему их питания идет постоянный ток, что обеспечивается выпрямителем, в качестве которого используют диодный мост. Выравнивание значения напряжения обеспечивается конденсаторами.
Переменный ток передается на понижающий трансформатор после прохождения через транзисторы.
В качестве трансформатора при этом используется катушка, уменьшенная в сотни раз. Катушка используется, потому что частота тока, подающегося на трансформатор, уже увеличена в тысячу раз полевыми транзисторами. В итоге получаются аналогичные данные, как при работе трансформаторной сварки, но с большой разницей в габаритах и массе.
Для самостоятельной сборки инверторной сварки требуется знать, что схема рассчитана первым делом на потребляющее напряжение в 220 В и тока 32 А. После преобразования энергии ток на выходе увеличится почти в восемь раз и будет достигать 250 А. Такого значения достаточно для создания прочного шва электродом на расстоянии до сантиметра. Для изготовления инверторного блока питания потребуются:
Также для сборки трансформатора нужны такие элементы:
Плата, где расположен блок питания, от силовой части монтируется отдельно. Разделителем между блоком питания и силовой частью выступает металлический лист, который электрически подсоединен к корпусу агрегата. Управление затворками осуществляется с помощью проводников, которые припаиваются поблизости транзисторов. Проводники между собой соединяются парно, а размер их сечения особой роли не играет. Однако важно, чтобы длина проводников не превышала 15 см.
Если навыков работы с электроникой нет, лучше обратиться к мастеру. В противном случае разобраться в схеме сварочного аппарата будет трудно.
Выполняется следующее:
Сборка блока питания.
В качестве основы трансформатора рекомендуется брать феррит 7×7 или 8×8. Устройство первичной обмотки осуществляется намоткой проволоки по ширине сердечника. Это улучшает работу устройства при перепадах напряжения. Используются медные провода (проволока) ПЭВ-2, а при отсутствии шины провода соединяют в пучок. Первичная обмотка изолируется стеклотканью. После слоя стеклоткани сверху наматываются витки экранирующих проводов.
Корпус. Этим важным элементом может служить старый системный блок компьютера, в котором есть достаточно необходимых отверстий для вентиляции. Использоваться может старая 10-литровая канистра, в которой можно проделать отверстия и разместить кулеры. Для повышения прочности конструкции из корпуса размещают металлические уголки, закрепляющиеся болтовыми соединениями.
Силовая часть. Роль силового блока играет понижающий трансформатор. Его сердечники могут быть двух видов: Ш 20×208 2000 нм. Между обоими элементами должен быть зазор, что обеспечивается с помощью газетной бумаги.
При устройстве вторичной обмотки витки наматываются в несколько слоев. На вторичную обмотку укладывается три слоя проводов, и между ними помещается прокладка из фторопласта. Между обмотками располагают усиленный слой изоляции, позволяющий избежать пробоя напряжения на вторичную обмотку. Конденсатор должен быть напряжением не менее 1000 В.
Для обеспечения циркуляции воздуха между обмотками оставляется воздушный зазор. На ферритовом сердечнике собирают трансформатор тока, включающийся в цепь к плюсовой линии. Сердечник обматывается термобумагой, в качестве которой лучше использовать кассовую ленту. Выпрямительные диоды крепят к алюминиевой пластине радиатора. Выходы диодов соединяют неизолированными проводами, сечение которых равно 4 мм.
Инверторный блок. Основным предназначением инверторной системы является преобразование постоянного тока в переменный с большой частотой. Для ее увеличения используются полевые транзисторы, работающие на закрытие и открытие с высокой частотой.
Использовать рекомендуется не один мощный транзистор, а реализовать схему на основании двух менее мощных. Нужно это для стабилизации частоты тока. В схеме должны присутствовать конденсаторы, соединяющиеся последовательно.
Система охлаждения. На стенке корпуса устанавливаются вентиляторы охлаждения, для чего могут быть использованы компьютерные кулеры. Они необходимы для охлаждения рабочих элементов. Чем больше их используется, тем лучше. Обязательно устанавливается два вентилятора для обдувки вторичного трансформатора. Один кулер обдувает радиатор, благодаря чему предотвращается перегрев рабочих элементов — выпрямительных диодов.
Стоит воспользоваться вспомогательным элементом — термодатчиком, который рекомендуется устанавливать на нагревающемся элементе. Датчик срабатывает при достижении критической температуры нагрева какого-либо элемента. После его срабатывания питание устройства отключается.
В процессе работы инверторная сварка быстро нагревается, поэтому обязательно должно быть два мощных кулера.
Эти кулеры или вентиляторы помещаются на корпус устройства, чтобы работали на вытяжку воздуха. Свежий воздух поступает в систему через отверстия в корпусе. В системном блоке данные отверстия уже имеются, а при использовании любого другого материала не забудьте об обеспечении притока свежего воздуха.
Пайка платы. Ключевой фактор, ведь схема основана на плате. Транзисторы и диоды на ней важно смонтировать встречно друг к другу. Монтируется плата между радиаторами охлаждения, при помощи чего и соединяется цепь электроприборов. Рассчитывается питающая цепь на 300 В напряжения. Дополнительное расположение конденсаторов 0,15 мкФ позволяет сбрасывать избыток мощности обратно в цепь. На выходе трансформатора помещаются конденсаторы и снабберы, при помощи которых гасится перенапряжение на выходе вторичной обмотки.
Настройка, отладка работы. После сборки инверторной сварки требуется еще ряд процедур, в частности, настройка функционирования.
Для этого к ШИМ (широтно-импульсному модулятору) надо подключить 15 В напряжения и запитать кулер. Дополнительно в цепь включают реле через резистор R11. Реле в цепь включается во избежание скачков напряжения в сети 220 В. Важно проконтролировать включение реле, а затем подать питание на ШИМ. В итоге должна получиться картина, когда прямоугольные участки на диаграмме ШИМ должны исчезнуть.
О правильности соединения можно судить, если при настройке реле выдает 150 мА. Если сигнал слабый, значит, платы соединены неправильно. Возможно, пробита одна из обмоток. Для устранения помех укорачиваются все питающие электропроводы.
После сборочных и отладочных работ проверяется работоспособность сварочного аппарата. Для этого устройство надо запитать от электросети 220 В, далее задать высокие показатели силы тока и сверить показатели по осциллографу. В нижней петле напряжение должно быть в пределах 500 В и не более 550 В. Если все правильно и электроника подобрана строго, показатель напряжения не превысит величины 350 В.
Потом сварка проверяется в действии. С этой целью используются необходимые электроды, и шов раскраивается до полного выгорания электрода. Затем важно проконтролировать температуру трансформатора. Если он попросту закипает, значит, в схеме есть недочеты и работу лучше не продолжать.
После раскраивания двух-трех швов радиаторы нагреются до большой температуры, и важно дать им остыть. Для этого хватит двух-трехминутной паузы, в итоге температура выровняется до оптимальной.
После включения самодельного аппарата в цепь контроллер автоматически задает определенную силу тока. Если напряжение провода меньше 100 В, значит, устройство неисправно. Придется аппарат разобрать и повторно проверить правильность сборки. При помощи такого вида сварочных аппаратов осуществляется спайка и черных, и цветных металлов. Для сборки сварочного аппарата потребуется владение основами электротехники и, конечно, свободное время для его изготовления.
Инверторная сварка незаменима в гараже. Если не обзавелись еще этим инструментом, сделайте его самостоятельно и пользуйтесь в свое удовольствие!
Навигация
что ты ищешь?
Закрыть
Навигация
ATF играют неотъемлемую часть программы AWS Certified Welding. Компании все чаще осознают недостатки самостоятельной аттестации и переходят на испытательные центры, аккредитованные AWS, для тестирования и аттестации своих сварщиков.
Как ATF, вы получаете ценное признание в отрасли: вы указаны на нашем веб-сайте AWS для тех, кому необходимо сертифицировать сварщиков, и ваше предприятие также рекламируется в отмеченном наградами журнале Welding Journal.
Программа сертифицированного производителя сварки (CWF) была разработана в ответ на отраслевой спрос: она признает избранные компании, такие как ваша, у которых есть ресурсы, процедуры , а также персонал для применения системы управления качеством в сварочном производстве. Ваши потенциальные клиенты будут вести бизнес с еще большей уверенностью, полагая, что каждый заказанный ими продукт был изготовлен в соответствии с системой качества, передовой практикой.
Есть ли у вас необходимое оборудование для дуговой сварки для проверки отдельных лиц на соответствие требованиям программы сертифицированной роботизированной дуговой сварки (CRAW)? Если это так, подумайте о том, чтобы подать заявку на получение статуса AWS Approved Testing Center (ATC), чтобы получить ценное признание в отрасли, включая информацию о вашем веб-сайте AWS и периодическую рекламу в журнале Welding Journal.
Узнайте больше о стандарте ISO 3834 и о том, как он может способствовать признанию вашей продукции на международных рынках. ISO 3834 все чаще применяется для производственных компаний. Для тех компаний, которые ведут бизнес в Европе для клиентов, подпадающих под действие правил ЕС, соблюдение стандарта ISO 3834 является обязательным для тех, кто производит железнодорожные транспортные средства и компоненты, а также стальные и алюминиевые конструкции.
Прежде чем сварщик зажжет первую дугу, необходимо решить несколько важных вопросов. Как известно опытным сварщикам, соблюдение надлежащих процедур перед сваркой оказывает огромное влияние на результат проекта и целостность металла. Будь то разработка планов проекта, проверка и очистка материала или создание шаблонов, предварительные сварные операции должны быть завершены, прежде чем полностью погрузиться в проект.
Общие операции перед сваркой включают подготовку поверхности и удаление заусенцев. Поэтому производственному цеху крайне важно убедиться, что его сварщики и материалы для сварки подготовлены, организованы и готовы к работе до начала процесса сварки. В конце концов, если не принять предварительных мер при разработке концепции проекта, он может в конечном итоге сгореть, оставив после себя дорогостоящие ошибки.
Подготовка перед сваркой так же важна, как и сам процесс сварки. В зависимости от проекта просмотр списка элементов, которые необходимо проверить перед началом сварки, может занять больше времени, чем нанесение самих сварных швов. Необходимо выполнить первоначальное удаление заусенцев, и, конечно же, металлические поверхности должны быть чистыми, без ржавчины и других загрязнений. Должны быть изготовлены приспособления, а для некоторых сварных швов необходимо выполнить снятие фаски и шлифовку до того, как взять горелку.
Удаление заусенцев часто является одним из первых шагов при подготовке к сварке. Это неотъемлемая часть процесса, поскольку он удаляет острые осколки металлических заусенцев, обнаруженные на материале. Но удаление заусенцев также требует дополнительной работы. Он начинается с проверки материала при доставке, который затем сортируется по соответствующим категориям, таким как «требует удаления заусенцев» и «готов к сварке».
Без процесса удаления заусенцев существует повышенный риск порезов или травм у тех, кто работает с материалом, а когда на куске материала остаются заусенцы, существует большая вероятность того, что материал не скрепится должным образом во время сварки. Заусенцы создают не только эксплуатационную проблему, но и эстетическую проблему, создавая визуальное впечатление о низком качестве материала и сварки.
В дополнение к снятию заусенцев, для получения качественного сварного шва необходимо провести надлежащую очистку. Выбор неправильных чистящих средств может быть столь же вредным для материала, как и примеси или заусенцы. Лучше всего использовать ацетон или растворители для лака, чтобы очистить металлическую поверхность, не оставляя следов масла.
Помимо удаления заусенцев и очистки, также важно оценить характер сварочного проекта, чтобы определить, требуются ли шаблонные приспособления. Шаблонные приспособления помогают стабилизировать заготовку в процессе сварки и обеспечивают более плотную и точную посадку.
Это помогает предотвратить любые ненужные потери материала в процессе, а также повысить общую экономическую эффективность за счет меньшего расхода материала.
Как и в большинстве случаев в жизни, наличие плана имеет решающее значение для успеха сварочного проекта; предварительное планирование также имеет решающее значение с точки зрения времени, необходимого для завершения проекта. Понятно, что принятие правильных шагов в начале позволяет сократить время работы в процессе производства. Это особенно верно, когда в проекте участвует более одного человека.
Прежде чем сварщик возьмет в руки сварочную горелку, необходимо выполнить несколько подготовительных действий. Подумайте о разнообразии уровней опыта в цехе — от первого дня работы до 20 лет в отрасли. Поскольку процессы и методы могут сильно различаться от сварщика к сварщику, время, потраченное на составление последовательного плана в команде перед началом, помогает обеспечить последовательность и лучшую программу страхования качества.
Этот метод создает подход сборочной линии, а не каждый рабочий сам за себя.
Наличие четкого подхода и возможность участия всей команды в создании планов обеспечивает наилучший результат. Было бы позором позволить всем сварщикам более высокого уровня оставить информацию и знания, которые они накопили за эти годы, при себе. С другой стороны, опытные сварщики не посещали занятия по сварке годами, если не десятилетиями, а новые технологии и приемы появляются каждый день.
Обмен этими старыми и новыми методами дает огромное преимущество. Этот метод сотрудничества следует использовать на всех уровнях компании для создания еще более сплоченных команд и сообщества. Если все работают вместе для достижения общей цели, это может улучшить качество работы и только на пользу моральному духу команды.
Передовой опыт Когда дело доходит до подготовки к сварке, срезание углов здесь или там может сократить время, необходимое для перехода к фактической сварке, но в целом это просто увеличивает время производства.
Выполнение таких задач, как очистка поверхности материала, может показаться легкой задачей, но когда материал не свободен от мусора или когда планы не полностью конкретизированы, неизбежно требуется дополнительное время, чтобы вернуться и решить проблему. Затрачивается меньше времени, если тщательная подготовка к сварке выполняется в начале проекта — уже при первой доставке материалов.
Если пропустить проверку материалов, это может повлиять на желаемую эстетику. Кроме того, может быть нарушена структурная целостность изделия, что может привести к опасным условиям труда. Срезание углов также может повредить сам сварной шов. Если в сварном шве есть воздушные карманы или мусор, это может повлиять на прочность сварного шва и ослабить структурную целостность сварного шва. Сварка — это часть проекта, которая скрепляет все вместе, поэтому ясно, что здесь не следует идти на компромиссы.
Пилы, инструменты для снятия заусенцев и шлифовальные машины входят в список предметов, необходимых для выполнения контрольного списка перед сваркой.
Удаление заусенцев и очистка поверхности являются очевидными действиями по подготовке к сварке, но не менее важна тщательная проверка чертежей и материалов перед производством. Выполнение этого шага гарантирует, что план готов и все находятся на одной волне. Это позволяет использовать первый производственный цикл как время, чтобы поделиться с командой «правильными» и «неправильными» проектами для повышения эффективности и точности.
Другой не менее важной передовой практикой является проверка материалов на прямоугольность концов. Перпендикулярность концов обеспечивает более совместимую посадку, что, в свою очередь, приводит к более высокому качеству сварки, меньшему количеству задержек и улучшению структурной целостности.
Безопасность также должна стоять на первом месте в списке действий по подготовке к сварке. В Fabricated Products Group, специализированном производственно-механическом цехе, надлежащая подготовка и установка сварных швов включает в себя гарантии здоровья и безопасности, такие как установка вытяжных вентиляторов и вытяжных устройств.