Сварочный осциллятор своими руками схема

Существует много электротехнических устройств, используемых при выполнении сварочных работ. В связи с высокой стоимостью этого оборудования, многие стараются самостоятельно изготовить тот или иной элемент. Те, кто хорошо разбираются в электротехнике, могут собрать даже осциллятор своими руками. Сварочный осциллятор предназначен для того, чтобы возбуждать и стабилизировать сварочную дугу и работает как от постоянного, так и от переменного тока.

Устройство и назначение прибора

По своей сути сварочный осциллятор является искровым генератором затухающих колебаний. Внутри устройства располагается повышающий трансформатор (ПТ) низкой частоты, с вторичным напряжением от 2 до 3 киловольт. Схема состоит из колебательного контура, обмоток связи, разрядника и обмоток блокировочного конденсатора. Обмотки, находящиеся внутри аппарата, выполняют функцию высокочастотного трансформатора.

Во время работы осциллятора колебания высокой частоты проходят через обмотку и поступают на дуговой промежуток. Конденсатор обеспечивает блокировку и предотвращает шунтирование обмоткой дугового промежутка, затрагивающего напряжение в источнике питания. Для защиты изоляции обмотки существует дроссель, включаемый в сварочную цепь. Средняя мощность осциллятора составляет от 250 до 300 ватт, продолжительность импульсов находится в пределах десятков микросекунд.

Все осцилляторы обеспечивают наличие в сварочной цепи тока с высоким напряжением и частотой. Они разделяются на два вида:

Возбудители дуги непрерывного действия. Они функционируют вместе с источником питания сварочной дуги и обеспечивают ее возбуждение путем наложения тока высокого напряжения на провода для сварки. В этом случае напряжение составляет от 3000 до 6000 вольт, а частота – 150-250 кГц. Такой ток совершенно не опасен для человека, при условии соблюдения правил техники безопасности. Благодаря высокой частоте, обеспечивается равномерное горение дуги даже при небольшом значении сварочного тока, поступающего из основного источника.
Возбудители дуги импульсивного действия. Они используют последовательное включение и считаются более эффективными, поскольку не требуют включения в цепь специальной защиты от высокого напряжения. Для регулировки искрового зазора на необходимую величину применяется регулировочный винт. Регулировка осуществляется, когда устройство находится в отключенном состоянии.

Сварка с использованием переменного тока осуществляется с импульсным питанием возбудителей. Они изначально возбуждают дугу и выполняют ее дальнейший поджог, когда переменный ток изменяет свою полярность.

Принцип работы осциллятора

Все виды сварочных осцилляторов работают по одной схеме. У них один и тот же принцип действия, независимо от конструктивных особенностей. В каждом случае повышающий трансформатор низкой частоты передает стандартное напряжение, частотой 50 Гц на колебательный контур. Далее, в этом контуре происходит преобразование низкой частоты тока в высокую, с одновременным повышением напряжения. Значение частоты тока, возникающей в колебательном контуре определяется его параметрами, включающими в себя емкость конденсатора и индуктивной катушки.

После первичного преобразования, ток с высокой частотой и напряжением поступает на вторую индуктивную катушку, а затем, проходя через блокировочный конденсатор, он подается к сварочной дуге. С помощью блокировочного конденсатора для тока низкой частоты сопротивление повышается, а для тока высокой частоты – понижается.

В конечном итоге обеспечивается беспрепятственное прохождение тока высокой частоты через блокировочный конденсатор. Ток низкой частоты через него пройти не может. Таким образом, на электрическую дугу свободно попадает только ток с высокой частотой и с высоким напряжением. Ток с низкой частотой и напряжением вообще не попадает в схему осциллятора. В случае повреждения конденсатора, блокировка токов низкой частоты не будет нарушена. Принцип действия устройства и его схема обеспечивают надежную защиту сварщика от поражения электротоком при проведении сварочных работ.

Изготовление осциллятора своими руками

Сварочный осциллятор вполне возможно сконструировать и собрать своими руками. Единственным серьезным ограничением является хорошее знание электротехники и практические навыки работы с инструментами.

Существует большое количество схем, которые могут быть реализованы на практике в домашних условиях. Одним из наиболее простых вариантов считается конструкция на основе высоковольтного трансформатора, способного повысить напряжение с 220 до 10000 вольт. Необходимо точно изготовить разрядник, поскольку именно от разрядника зависит качество электрической дуги. В этом заключается главная сложность конструирования и практического изготовления осциллятора.

Следующей серьезной задачей является правильный подбор элементов – блокировочного конденсатора и колебательного контура. Чаще всего применяется стандартная конструкция осциллятора, выполненная в виде генератора. Имеющиеся в нем трансформаторы способны повысить напряжение до 3 кВт. В данной схеме нужно обязательно предусмотреть разрядник.

Готовый осциллятор сможет работать сразу в двух режимах – в импульсном варианте или в непрерывном режиме. Второй вариант предполагает наличие защиты от возможного высокого напряжения. Хотя импульсный вариант считается наиболее эффективным по сравнению с другими схемами.

Рекомендации по сборке

В процессе сборки осциллятора, необходимо учитывать следующие особенности:

Для изготовления осциллятора лучше всего использовать в качестве основы обычный генератор, мощностью 5-10 киловатт.
Установка готового трансформатора должна производиться на раму генератора. Для фиксации устройства используются скобы, заранее приваренные к раме. В связи с большим общим весом всей конструкции, рекомендуется установить колеса, чтобы облегчить перемещение.
Все электрические соединения выполняются таким образом, чтобы сварочный генератор в случае необходимости мог применяться в качестве аварийного источника питания. Правильно собранный осциллятор своими руками позволяет использовать его как сварочное устройство и источник тока на 220 вольт. Вся конструкция сварки оборудуется выключателем.
Для изготовления генератора постоянного тока рекомендуется использование выпрямителя мостикового типа, обеспечивающего получение тока наиболее доступными способами. Главным недостатком такой конструкции являются слишком большие габариты. В данной схеме присутствуют четыре мощных громоздких вентиля, установленных на диэлектрическую плату из текстолита или гетинакса. В общей схеме эти вентили выполняют функции диодов.
Сборку конструкции должны выполнять люди с опытом производства электромонтажных работ. Они должны иметь хорошие навыки по спаиванию деталей, а также практику изготовления электрических обмоток.

Собранный осциллятор необходимо отрегулировать. Сам осциллятор должен находиться в выключенном состоянии. В дальнейшем нужно регулярно проводить техническое обслуживание, следить за рабочей поверхностью разрядника, состоянием контактов, своевременно очищать нагар.

Устройство осциллятора для сварочных работ

При работе с аппаратами электродуговой сварки возбуждение электрической дуги осуществляется соприкосновением электрода и заготовки. Не всегда зажечь дугу удается с первого касания. Иногда для возбуждения дуги касание приходится заменять неоднократным постукиванием, чтобы пробить непроводящий слой окисла на поверхности заготовки. Выполнение тонких сварочных работ с цветными металлами производится на малых токах, усугубляющих нестабильность зажигания дуги. Для решения проблем подобного рода используется так называемый осциллятор. Его используют при сварке в среде аргона, которая как раз и применяется к цветным металлам и сплавам.

Принцип работы

Осциллятор предназначен для бесконтактного розжига сварочной электрической дуги и поддержания ее стабильности в процессе дальнейшей работы. Прибор является дополнением к используемому аппарату электродуговой сварки, и может располагаться в одном корпусе с ним. Можно сделать осциллятор для сварки своими руками, и подключить его отдельно, улучая условия работы.

Основная идея применения осциллятора заключается в следующем. На электрод обычного сварочного аппарата поверх номинального напряжения сварки накладываются импульсы повышенного напряжения и частоты. Амплитуда импульсов достигает 3000 – 6000 Вольт, частота – от 150 до 500 кГц. Эти высокочастотные импульсы имеют очень малую длительность, мощность сигнала составляет 200 – 300 Ватт. Такая мощность импульсов слишком мала, чтобы они могли служить генератором сварочного тока, их роль заключается в кратковременном электрическом пробое воздушного промежутка.

Работает осциллятор следующим образом. Сварщик приближает кончик электрода к свариваемой заготовке на расстояние около 5 мм. Нажимает кнопку, которая обычно располагается в удобном месте держателя электрода (или горелки, как называют держатель электрода в аргонодуговых аппаратах), запуская осциллятор. Электрические импульсы высокой частоты напряжением несколько киловольт мгновенно ионизируют воздушный промежуток, который при этом пробивается тонким разрядом. Поскольку ионизированный воздух становится электропроводящим, по нему начинает протекать сварочный ток основного аппарата, то есть, загорается полноценная сварочная дуга.

Далее в процессе работы импульсы, генерируемые осциллятором, поддерживают горение основной сварочной дуги в моменты, когда возникают предпосылки для ее гашения. Например, ошибочное движение руки сварщика, случайно увеличившее воздушный промежуток, не приводит к немедленному гашению дуги, и процесс может продолжаться.

Устройство

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

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

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

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

Подключение

Схема подключения осциллятора к основному сварочному аппарату зависит от конструкции прибора. Прежде всего, осциллятор должен быть подключен к питанию 220 Вольт. Подключение к сварочному аппарату может быть двух типов: параллельное и последовательное. На рисунке ниже представлены варианты подключения осциллятора, а также пример компоновки прибора, выполненного в виде отдельного блока.

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

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

Применение

Основное применение данного прибора, как уже было сказано выше, относится к сварке цветных металлов, хотя и не ограничивается этой сферой. Описываемое устройство с успехом может применяться в сочетании со сварочными аппаратами любого типа. Использование осциллятора с трансформатором для сварки переменным током, позволяет устранить недостатки этого вида сварки, порождающие нестабильное горение дуги. Более того, в этом варианте становится возможным кроме штатных электродов, использовать при сварке электроды, предназначенные для работы с постоянным током. Это расширяет технические возможности сварочных трансформаторов переменного тока и позволяет с их помощью выполнять сварочные соединения, по качеству не уступающие тем, которые выполнены сваркой на постоянном токе.

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

Осциллятор, предназначенный для сварки алюминия, часто сочетается с аппаратом аргонодуговой сварки. Алюминий является одним из самых «капризных» цветных металлов, не прощающих сварщику малейшей ошибки. Он склонен к разбрызгиванию и быстрому сквозному прогару благодаря низкой температуре плавления. По этой причине, именно для работы с этим металлом актуально применение технологий, позволяющих работать малыми токами с высокой стабильностью сварочной дуги.

Примеры схем

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

На приведенной ниже схеме представлен аппарат непрерывного действия, поэтому подключение к сети осуществляется исключительно через трансформатор. Чтобы собрать данную схему, не придётся использовать дорогостоящие элементы. Недостатком является выбор тиристоров. Их надо подбирать, что называется, методом «тыка», пробовать, при каких тиристорах сварочная дуга наиболее устойчива.

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

На третьей схеме более подробно представлены элементы сборки

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

Осциллятор для сварки алюминия своими руками

Сварочный осциллятор – один из основных приборов для починки деталей из алюминия или нержавейки, а также создания конструкций из таковых в домашних условиях. Он необходим не только на предприятиях, работающих с данным типом конструкций, но часто и в домашних условиях.

К сожалению, возможность приобрести осциллятор для домашней сварки есть далеко не у всех, нуждающихся в таком агрегате. Им можно порекомендовать лишь один выход из сложившейся ситуации – создание такого инструмента своими руками. Давайте детальнее разберем, как это можно сделать.

Принцип действия оборудования

Сам по себе осциллятор, как фабричный, так и собранный своими руками – это устройство для стабилизации дуги при сварке металлических, алюминиевых конструкций. Принцип действия данного оборудования на самом деле достаточно прост: имеющееся вторичное напряжение в данной конструкции проводит зарядку конденсатора, которая, достигая определенной величины, дает пробой на разрядник.

Это вызывает в свою очередь колебания с резонансной частотой на самом контуре. Именно они и подаются к дуговому промежутку. Мощность такого устройства составляет до 350 Вт, длительность же самого импульса у такого оборудования обычно составляет десятки секунд. Подключается непосредственно к элементам сварочного аппарата. Использование последнего без осциллятора является задачей практически невозможной.

Схема сварочного осциллятора

Современные виды такого оборудования достаточно просты, а главное – безопасны в применении, и при использовании они не представляют для сварщика особой угрозы, если, разумеется, он будет следовать технике безопасности. Именно потому они могут быть допущены не только для применения в специальных цехах, но и непосредственно в домашних условиях.

Поскольку такой прибор не имеет сложных компонентов в своей конструкции, его вполне возможно собрать самостоятельно даже и в домашних условиях, естественно, если у вас есть схема и некоторый опыт работы с таким оборудованием. Как это можно сделать, давайте рассмотрим более подробно.

Читайте также: «Полная характеристика инверторного сварочного аппарата „Ресанта“ САИ-250».

Что понадобится для такой конструкции?

Для того чтобы сделать своими руками данный сварочный элемент для обработки нержавейки или же алюминия, вам нужны будут такие детали:

обмотка для связи;
колебательный контур;
конденсатор для блокировки;
генератор, трансформаторы которого постоянно действуют на повышение до 3000 В, с разрядником.

Особенно важно проводить правильный подбор последнего компонента в том случае, если вы хотите работать с алюминием. В таком случае нужно использовать остатки вольфрама для конструкции разрядника. Только в таком случае вам удастся обеспечить правильный поджиг элемента.

Испытание сварочного осциллятора

Подбор таких деталей необходимо проводить на основе технической документации. Таковой может стать готовая схема такого оборудования, которую вы можете найти в интернете или позаимствовать из уже готовых образцов, либо же составленная вами самостоятельно. Прибегать ко второму варианту рекомендуется только тем мастерам, у которых уже есть опыт сборки сварочного или какого-либо другого оборудования своими руками.

Читайте также: «Разновидности и технология сварки швов — потолочных, горизонтальных, вертикальных».

Варианты сборки осцилятора своими руками

Для того чтобы такой агрегат собрать, вам необходима готовая схема прибора с описанием порядка соединения имеющихся компонентов. По ней, собственно, вы и будете работать. Осциллятор сварочный может быть собран как по схеме для непрерывного действия, так и для импульсной работы.

В первом случае прибор работать будет параллельно с самим источником электрической дуги. Здесь оборудование подключается непосредственно к массе и держаку. Несмотря на то, что в самой сборке этот вариант более сложен, он дает значительно больший спектр возможностей самому владельцу, и в некоторых случаях работать позволяет даже при заниженном напряжении.

Второй вариант самодельного осциллятора для сварки более прост в исполнении и, кроме того, гораздо менее требователен по выбору рабочей схемы с учетом средств защиты от скачков напряжения. Такой вариант более выигрышен тем, что может свободно использоваться в сетях переменного напряжения. К тому же, импульсное исполнение обычно обходится несколько дешевле первого варианта, ведь здесь детали вы можете использовать более простые.

Читайте также: «Как сделать станок ТВЧ своими руками из сварочного аппарата?».

Определившись с вариантом исполнения, вам нужно будет согласно схеме подвести в сеть все компоненты будущего оборудования. Готовый самодельный осциллятор для инвертора всегда нужно подключать параллельно с основным оборудованием в сеть. Непосредственно после сборки такого образца в домашних условиях, необходимо провести его тестовый запуск и проверить, все ли работает правильно. Только после такого запуска вы можете приступать непосредственно к профессиональному использованию домашнего оборудования для сварки непосредственно для ваших нужд.

Использовать осциллятор, созданный своими руками, можно для широкого круга нужд. Это ремонт автомобилей, создание технологически несложных конструкции и их реставрация. Полный спектр функций формируется в каждом отдельном случае спецификой именно конструкции вашего прибора. Подбирайте ее максимально тщательно, и тогда вам удастся заполучить аппарат, соответствующий всем вашим техническим требованиям, даже мельчайшим. к меню ↑

Сборка сварочного осциллятора своими руками (видео)

Главная страница » Для производства

Сварочный осциллятор. Стабилизация горения сварочной дуги

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:

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.
Искрового генератора затухающих колебаний, представляющего собой одноконтурный разрядник, контакты которого представляют собой эрозионно стойкие вольфрамовые электроды.
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.
Выходного трансформатора, которым ток повышенного напряжений и высокой частоты передаётся на контакты сварочного аппарата. Параллельно этот трансформатор соединяется с датчиком тока.
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:

Назначение (для алюминия или нержавеющей стали).
Род используемого тока – переменный, постоянный и его напряжение.
Потребляемая мощность – обычно не более 200…250 Вт, в противном случае стоимость компонентов схемы резко возрастёт.
Вторичное напряжение, которое должно быть не ниже 2500 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:

Периодически контролировать работоспособность блокировочного конденсатора, поскольку в противном случае сварщик может быть поражён низкочастотной составляющей сварочного тока.
Все регулировки и настройки выполнять при отключении устройства от питающей электросети.
Регулярно очищать электроды разрядника от нагара.
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.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎