Сварочный осциллятор. Стабилизация горения сварочной дуги

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.

Что такое сварочный выпрямитель

Оборудование представляет собой преобразовательный блок с вольтамперной регулировкой. У сварочного выпрямителя на выходе два провода с клеммами: плюс и минус. При подключении одной из них к электроду, а другой к металлу возникает высокотемпературная электрическая дуга, образующая ванну расплава.

Сварочные выпрямители разделяют по уровню сложности, дополнительным функциям. Но принцип устройства у всех одинаковый: помимо трансформатора, создающего необходимое напряжение, в схему включают полупроводники, пропускающие только положительную часть синусоиды переменного тока.

Виды инверторных источников сварочного тока

Корпус с вентилятором системы охлаждения.

Принципиальная схема аппаратов инверторного типа Для того чтобы понимать суть работы современного сварочного агрегата, необходимо знать из каких блоков состоит принципиальная схема сварочного инвертора, который обеспечивает энергией дугу короткого замыкания при сварочном процессе.

Оно состоит из 2—4 конденсаторов и дросселя.

Эти ситуации могут происходить по причине недостаточного охлаждения силовых элементов при высокой температуре окружающего воздуха, а также при работе в условиях запылённой или слишком влажной атмосферы. Причем использование последнего сейчас признается более разумным. Как работает сварочный инвертор Формирование тока большой силы, при помощи которого создается электрическая дуга для расплавления кромок соединяемых деталей и присадочного материала, — это то, для чего предназначен любой сварочный аппарат.

Этот элемент подает на силовую часть сварочного агрегата электроток. Давайте немного подробнее разберемся с описанной схемой.

В условиях повышенной влажности могут возникать утечки, которые также могут привести к неисправности. Электрическая схема инвертора включает в себя следующие обязательные компоненты: Питающий блок.

Важным этапом является решение задачи, связанной с выбором необходимой технологии, оптимизирующей работу силовой части. В устройство входит силовой трансформатор. Для улучшения теплового контакта нужно использовать кремнийорганическую термопасту.

Если он попросту закипает, значит, в схеме есть недочеты и работу лучше не продолжать. Понижение высокочастотного напряжения; 4. Исключительная стабильность напряжения, подаваемого на сварочную дугу, обеспечивается за счет автоматических элементов электрической схемы инвертора. Поэтому в случае ремонта заменять диоды в выходном выпрямителе следует именно быстродействующими.
Ремонт сварочного инвертора Ресанта 190А. Не включается .Repair welding inverter 190A Resanta

Внешнее влияние на настройки

Изменение пространственного положения шва, усиление катета, толщины, конфигурации стыков одного металла потребуют разных настроек. Основные настройки полуавтомата (ПА):

• Напряжение дуги; регулировка отражается на изменении величины тока.
• Ток – подача проволоки; увеличение скорости подачи проволоки отзывается пропорциональным ростом величины тока и наоборот.
• Расход газа задаётся с опорой на основные параметры, регулируется оценкой качества шва при исключении порообразования.

[stextbox настройка параметров сварки проводится по усреднённым табличным значениям.[/stextbox]

Далее по результатам тестового прохода режимы электродуговой сварки в среде защитных газов подвергаются корректировке.

Для опытного практика даже звучание зажжённой дуги информативно. Придётся с приобретением полуавтомата привыкать к его особенностям, необходимости подстраивать под изменения:

• Комплектация и сборка ПА с равноценными характеристиками отличаются начинкой, различие в настройке встречаются у одного производителя.
• Перепады напряжения сбивают настройки; трансформаторный ПА отключится, а инвертор может сгореть.
• Изменение состава защитного газа.
• Смена марки и диаметра проволоки.
• Повлияет даже незначительный ремонт или замена комплектующих.

Газозащита

Газопоток также относится к расчётным табличным величинам. Напрямую на настройку сварочного полуавтомата не влияет. Контроль упрощается, если редуктор оснащён 2 шкалами. Регистрация величины редуцированного потока воспринимается объективнее с установкой ротаметра.

Расходомер ротаметрический показывает подачу углекислоты (аргона) рабочего давления в постоянных величинах. Показание статического давление снизится, когда сработает курок горелки, создастся защитное облако. Начальный диапазон для ротаметра 6–10 л/мин, для редуктора с манометрами – 1–2 атм.

Экономный расход подбирается по пористости шва: газопоток увеличивается, пока не исчезнут поры. В помещении с принудительной вытяжкой и на ветру в целях экономии предпочтительно воспользоваться порошковой самозащитной проволокой.

Подбор газовой смеси

Выбор смеси определяют требования качества исполнения и свойства материала:

• СО₂ – идеальное предохранение сварочной ванны конструкционных сталей, глубокий проплав, но разбрызгивание и грубоватость шва для тонких работ не подходят.
• Смесь аргона и углекислого газа С25 (75% Ar; 25% CO₂) – сочетание подходит для сварки тонколистовых конструкций, создаётся равномерный шов с минимумом брызг.
• Композиция из 98% Ar; 2% CO₂ – для нержавеющих сталей.
• Для алюминия – аргон в чистом виде.

Настройка напряжения

Затраты мощности на горение дуги и плавление металла определяет настройка вольтажа. Энергозатраты возрастают с увеличением глубины провара (толщины материала) и диаметра проволоки.

Настройки бытовых ПА ступенчатые. Огрубление режимами min/max или многорежимные, с мягкой подстройкой как расширенный диапазон регулировки сварочного напряжения полуавтомата Wester MIG-110i на 10 установок.

На внутренней стороне крышки кожуха находится таблица регламента установочных величин напряжения. Это главная подсказка производителя, печатается на модели, разнящиеся по мощности и техоснащению.

Итоговое решение, как настроить полуавтомат сварочный за оператором. Расплывчатые рекомендации не догма, основной критерий – глубина провара и прочность соединения.

Скорость подачи проволоки

Регулятор скорости подачи проволоки управляет силой тока. Величина подачи – одна из основных изменяемых характеристик. Устанавливается после выбора напряжения: скорость плавления определяет движение электрода в горелке.

Эта величина подлежит регулировке после смены марки и диаметра проволоки, изменения напряжения. Существуют ПА с автоматической подстройкой режима, но они в сегменте дорогостоящей аппаратуры.

Желательна тонкая настройка движения расходного материала для оптимизации корректировок. Излишнее ускорение приведёт к наплывам, замедление – к просадке, волнистости, разрывам шва. Баланс тока и напряжения, управляемого скоростью подачи, в сумме дают оптимальный валик.

Первый показатель несоответствия режима выявляется в действии – скорость подачи с зажжённой дугой снижается, но проволока не успевает плавиться, сгибается, липнет к заготовке, идёт активное разбрызгивание.

Недостаточность подачи – электрод инвертора сгорает до касания, забивается наконечник. Подбор режима скорость/ток под выставленное напряжение – первый шаг к профессионализму.

Скорости подачи проволоки в полуавтомате, таблица прямой зависимости влияния изменения настроек на конечный результат:

Полярность

Процедура изменения полярности проста. Под крышкой табличка с указанием, какой металл вид и проволоки требуют прямой или обратной полярности. Прямая – горелка подключается к клемме минус. При прямой полярности плавление проволоки ускоряется на 50%, но стабильность дуги падает.

Сварка порошковой самозащитной проволокой ведётся при прямой полярности. Максимум энергии тепловыделения расходуется на защиту шва. Флюс прореагирует без остатка. Склонность к разбрызгиванию компенсируется безразличием к недоочистке рабочих зон, и порывам ветра. Издержки в виде брызг и корки шлака – неизбежное зло.

Цельная омеднённая в газовом облаке подсоединяется к положительной клемме. Подготовка материала к сварке связана с зачисткой проявлений коррозии, загрязнений стыков, разделки. Токопроводность возрастает с увеличением диаметра. Для заготовок большого сечения есть резон увеличить сечение проволоки.

[stextbox к такой «мелочи» приводит к падению качества: избытку брызг, снижению глубины сварочной ванны (непровару). Управление и контроль качества горения дуги существенно затруднится.[/stextbox]

Вылет и выпуск проволоки

Длина вылета расходного электрода из контактной трубки (наконечника), величина рабочего зазора горелки влияют на качество неразъёмного соединения.

[stextbox Коробление, непровар, прожиг избыток брызг – причины несоразмерности диаметра проволоки и величины выхода из сопла.[/stextbox]

Взаиморасположение наконечника горелки относительно сопла в отдельных конструкциях меняется. Они располагаются на одном уровне, контактная трубка утапливается или выдвигается относительно сопла до 3,2 мм.

На коротком вылете ведётся швообразование конструкционных низколегированных сталей – увеличение расстояния разрежает прикрытие защитным газом. Флюсовую проволоку искусственно удлиняют для увеличения температуры плавления.

Настройка дуги

Уже простые модели ПА имеют верньер управления величинами индуктивности. Настройка жёсткости меняет температуру дуги, глубину проплавления при заметной выпуклости шва. Чувствительность деталей к перегреву, тонкие стенки теперь не препятствуют сварке.

Снижение сжатия токового канала (рост индуктивности) поднимает температуру плавления, проплав глубокий, сварочная ванна разжижается. Валик шва уплощается. Управление глубиной провара, температурой дуги и ванны – качественно новый уровень настройки сварочного полуавтомата.

Малые диаметры присадки делают дугу устойчивее, коэффициент наплавки растёт, глубина проплавления оптимизируется, разбрызгивание снижается. По выпуклости шва и величине разбрызгивания уточняется длина дуги: короткая даёт объёмный шов, длинная мешает концентрации расплава.

Управление скоростью подачи проволоки

Переключатель активизации подачи проволоки бывает двухпозиционный (High/Low) или многоступенчатый. Припой большего диаметра выдаётся с замедлением, что оптимизирует процесс.

Перед началом работы

Когда ПА подготовлен к работе согласно инструкции, нелишне потратить время на уточнение режимов настройки. В помощь предлагаем таблицу в качестве ориентира. Составление аналога с индивидуальными свойствами ПА поможет в определении лучших режимов и уточнении возможности техники.

Собственная таблица сварочного тока для полуавтомата имеет тенденцию к разрастанию с новым материалом, условий сварки. Уточнение на бумаге для памяти положения переключателя не повредит.

Выбирается рекомендуемое напряжение. Манипулированием с силой тока и скоростью подачи присадки подбираем оптимум при уменьшении тока и максимуме подачи. Затем при росте ампеража. Вольтаж меняется через 0,5 А. Подробная таблица станет личной инструкцией скоростной настройки.

Ориентировочная таблица: сварочный ток (скорость подачи проволоки), взаимозависимость компонентов процесса:

Влияние величины напряжения на качество шва

Выпуклый шов с достаточным проплавом без пористости, наплывов и подрезов выйдет только при сбалансированности основного компонента – напряжения с сопутствующими.

Низкие настройки дают зауженный высокий шов с малым проникновением вглубь. Высокие – уплощённый с расползанием и глубоким кратером ванны. Завышение напряжения негативно влияет на формирование шва: не удаётся создать валик достаточного объёма при глубине расплава на грани прожига.

• теплотворность напряжения оптимальна;
• недостаточна;
• избыточна.

Возможные проблемы и ошибки

Проблемы и промахи при слепом следовании усреднённым рекомендациям – вина сварщика. Об этом упоминалось выше. Подбор режима сварки дело тонкое. Творческий подход и внимание к мелочам – половина пути к успеху.

Плюсы и минусы применения диодного моста

В некоторых приборах вместо того, чтобы применять диодный мост для сварочного аппарата, в конструкцию включается трансформатор. Последний способ обеспечивает менее качественную работу. Схема с диодным мостом позволяет воспользоваться такими преимуществами:

• С его помощью электрическая дуга становится более стабильной.
• Выпрямление тока способствует более экономному расходу энергии в процессе работы.
• Относительно высокий коэффициент полезного действия.
• Выпрямитель не только производит преобразование тока, но и выполняет стабилизацию напряжения. Он позволяет сварочному аппарату уверенно работать даже в тех случаях, когда электросеть является нестабильной.
• Во время выполнения сварки уменьшается количество брызг.
• По сравнению с применением трансформатора при использовании диодного моста аппарат имеет меньший вес и более компактные размеры.
• Проведение сварочных работ обеспечивает более высокую надёжность соединения.

Однако применение диодных мостов также имеет следующие недостатки:

• Важную роль играет параметры поступающей из электросети энергии. Применение диодных мостов выдвигает определённые требования по стабильности.
• Более высокое качество работ связано с небольшой потерей мощности.
• Более высокий риск возникновения короткого замыкания.
• Применение этого способа обуславливает увеличение стоимости аппаратуры.

Использование диодных мостов для выпрямления обеспечивает более высокое качество сварки.

Время нагрева

Как и сила тока, время нагрева (tcs) возрастает с увеличением толщины деталей. Ориентировочно для сварки малоуглеродистой стали на жестких режимах время нагрева может выбираться по соотношению

где q — толщина более тонкого листа в мм.

Меньшее время нагрева брать не рекомендуется, так как случайные, даже незначительные погрешности в работе регулятора времени могут вызвать серьезные отклонения от требуемого нагрева и качества сварки.

Для сварки листов толщиной до 3 мм на мягких режимах подбор времени нагрева может производиться пo соотношению.

Слишком длительный нагрев может вызвать перегрев металла в зоне сварки.

Для сварки металлов с высокой теплопроводностью время сварки принимается малым (при большой силе тока), при сварке закаливающихся сталей, наоборот, во избежание образования закалочных трещин при быстром охлаждения время нагрева часто приходится увеличивать (при соответствующем снижении тока).

Ход точечной сварки

Сварочный аппарат постоянного тока

Сварка это – соединение двух материалов путём плавления. При помощи высокой температуры края соединяемых материалов расплавляются, перемешиваются между собой, образуя однородный сварочный шов. Очень часто, за исключением некоторых видов сварки, в этом процессе участвует и материал электрода. Высокая температура достигается за счет электрической дуги между электродом и свариваемым материалом, электронного луча, лазерного луча, газовой сварки и таким же способами, вызывающими плавление металла.

Большую часть соединений приходится на металлические детали, но в последнее время сварка широко начала использоваться для соединений изделий из пластмассы, керамики и сочетаний этих материалов.

Естественно, сам процесс сварки небезопасен. Нужно соблюдать особенную технику безопасности, что бы не попасть под поражение электрическим током, ожогом как роговицы глаз, так и различных частей тела, как инфракрасным излучением, так и ультрафиолетовым, а также брызгами от расплавленного металла.

Источников для создания электрической дуги и её поддержания бывает несколько. Это трансформаторные источники, инверторные, выпрямители. Есть и такие как сварочные агрегаты, которые работают по принципу двигателя внутреннего сгорания.

Самое большое применение из этих аппаратов приходится на сварочные трансформаторы, а также инверторные сварочные аппараты постоянного тока. Если посмотреть инвертор, он использует в работе токи высокой частоты, при этом работая за счет встроенных внутри силовой электроники, а также небольших по размеру трансформатора – преобразователя. Как достоинство этого аппарата можно отметить компактность, вес, для бытового использования он достаточно небольшой, до 5 кг, а также энергопотребление, которое достаточно низкое.

Сварочный инвертор

К минусам можно отнести цену, которая выше, чем у сварочных трансформаторов, особенно у профессиональных сварочных аппаратов инвертор постоянного тока, особые требования к температуре и влажности окружающей среды. Он реагирует на перепад напряжения в сети и его ремонт достаточно таки дорогой по сравнению с общей стоимостью.

Если рассматривать трансформаторный сварочный аппарат, его преимуществом будет простота конструкции. Трансформатор, который является основой аппарата, обеспечивает напряжение сети до необходимого для проведения сварки. Он питается переменным током из сети, при этом получаем или постоянный или переменный ток это в зависимости от схемы работы аппарата. Они имеют невысокую стоимость, и при поломке отремонтировать их не сложно.

Сварочный трансформатор

Подразделяются аппараты по мощности, по количеству рабочих мест, присоединяемых к одному трансформатору и напряжением, и по сети: однофазные или трёхфазные.

Дроссель для сварочного аппарата постоянного тока

Еще необходимой деталью конструкции трансформатора является дроссель для сварочного аппарата постоянного тока, который используется как усилитель в электродных аппаратах, так и в полуавтоматах.

Дроссель для сварочного аппарата постоянного тока, схема.

Его ещё называют катушкой индуктивности. Эта деталь улучшает работу трансформатора и представляет собой специальный провод, который наматывают вокруг сердечника из ферромагнита. Что бы проще объяснить – напряжение, которое подается на катушку на выходе, повышает, причем плавно, силу тока. Если менять полярность, сила тока уменьшается, опять – таки плавно, без скачков. Это очень важно для равномерного горения электрической дуги и, соответственно, для качества сварки, а также защита при колебаниях напряжения в сети.

Эффективность дросселя определяется по такому параметру, как индуктивность. Она измеряется в такой величине, как Гн. (Генри), что означает что через дроссель , имеющий индуктивность 1 Гн, при напряжении 1В в течение 1 секунды может пройти только 1А тока.

Количество витков на катушке и индукция взаимосвязаны по принципу прямой пропорции. Очень часто дроссель изготавливают своими руками, тем более, что схем в интернете достаточно, как и описаний, как это сделать. Поэтому высчитывать количество витков, возводить их в квадрат не обязательно.

Сварочные аппараты постоянного и переменного тока, в чём у них разница

Эти сварочные аппараты имеют разные сварочные дуги. Отсюда и разница в применяемых электродах. При покупке электродов это следует учитывать. Но не только в этом отличие, основное отличие идет по устройству самого сварочного трансформатора.

Сварочный аппарат переменного тока

Как описывалось выше, сварочный трансформатор имеет под своим корпусом сердечник в виде замкнутого магнитопровода, а также как первичную, так и вторичную обмотку. Электрический ток проходит через первичную обмотку, намагничивая при этом сердечник. Магнитный поток, который получается при этом, на вторичной обмотке вырабатывает переменный ток, напряжение которого напрямую зависит от того, сколько витков намотано на вторичную обмотку. Так получается переменный ток. Если сравнивать сварочный трансформатор постоянного тока, в его конструкции присутствует выпрямитель, который и делает ток постоянным.

Схема трансформатора

Сама сварка переменным и постоянным током при сравнении показывает, то что последняя обеспечивает более качественный сварной шов за счет того, что значение тока стабильное, не имеет нулевых значений и дуга горит постоянно. Получается хорошее расплавление кромок, при этом уменьшается количество дефектов в самом сварном шве, что улучшает качество шва. Кроме того, само разбрызгивание расплавленного металла значительно уменьшается, чем снижаются затраты на зачистку шва после остывания.

Какой лучше купить сварочный аппарат постоянного тока

Если рассматривать покупку сварочного аппарата, конечно, выбирают из двух категорий: для сварки в домашних условиях и для сварки в промышленных условиях, для профессионалов. Для работ в квартире, в доме, в гараже лучше всего подойдут бытовые модели понижающих трансформаторов. Они могут быть с несколькими дросселями или с одним или двумя реостатами. Главное в выборе это однофазный аппарат с 220 в, хотя имеются такие, которые имеют переключение по сетям, 220 или 380 вольт.

Амперметр для измерения силы тока

Чем большую силу тока выдает аппарат, тем его цена выше, так как тем большую толщину металла он может варить.

Если стоит цель купить сварочный аппарат постоянного тока для домашнего использования, можно рекомендовать величину силы тока от 50 до 160 А, не выше. При выборе нужно знать, в основном какие работы и с каким металлом будут проводиться, как часто будет эксплуатироваться оборудование и сколько денег можете потратить на покупку, как самого оборудования, так и на обязательные комплектующие и тем более средства индивидуальной защиты при сварке.

Сварочный бытовой аппарат

Более частым в применении является аппарат для ручной дуговой сварки плавящимся электродом, который покрыт флюсом, так называемая сварка MMA.

Виды электродов при ручной дуговой сварке.

Применяется, как вариант, также сварка неплавящимся электродом или называют ещё: сварка TIG, но в домашних условиях она применяется не очень часто, но этот метод пригоден для сварки тонколистовой стали, например, для ремонта автомобиля, деталей из алюминия.

Цена на сварочный аппарат постоянного тока, например, Зубр, Фубаг, Ресанта , Антика -3300 рублей- 3800 рублей.

Если рассматривать импортное оборудование, можно предложить германский аппарат KRÜGER, он стоит от 5500 рублей.

Схема сварочного аппарата

Конечно, можно сделать сварочный аппарат постоянного тока самому. Это для специалиста не составит труда, если есть доступ к материалам, из которых его можно изготовить. Вместо корпуса можно взять за основу раму. Также нужен источник питания, который имеет высокую мощность. Все инструкции можно узнать в интернете.

Самодельный сварочный аппарат

Трехфазные сварочные аппараты постоянного тока

Для работы в автомастерских, в различных цехах небольших предприятий, нужны аппараты с большими величинами тока на выходе, они должны работать от сети с трёхфазным током. В самом устройстве имеются от 6 до 12 диодов, которые подключены параллельно и последовательно в электрической схеме.

Схема профессионального сварочного аппарата с дополнительными функциями

Такой промышленный сварочный аппарат постоянного тока позволяет сваривать металлы различной толщины. На хорошем аппарате можно проводить и сварку, и резку металла. Также к ним можно подсоединить и два и три рабочих места и вести работу одновременно.

Трёхфазный аппарат имеет переключение как на 220, так и на 380 вольт. Они наиболее применимы на предприятиях, так как качество соединения при их использовании получается высоким.

В основном применяются сварочные аппараты постоянного тока на 380 вольт. В быту такие не применяются в виду того, что в доме 380 вольт практически не бывает. Стандартно применяется сварочный ток, равен 300 А. Все промышленные аппараты имеют солидный вес, поэтому их устанавливают на колёса. Их вес может достигать 100 кг, они все имеют защиту от короткого замыкания.