Сварочный осциллятор устройство и изготовление своими руками

Сварочный осциллятор

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 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.


[xyz-ihs snippet=»seredina»]
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 мм 2 . 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;
Читайте также:  Нет связи с контроллером ВАЗ 2114 — почему у бк штат пропал звуковой сигнал

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.


[xyz-ihs snippet=»posledniy»]

Устройство и особенности осциллятора для инвертора

Осуществляя сварочные работы при помощи электрического аппарата, важно, чтобы дуга хорошо зажигалась. Выполняя сварку стальных элементов, это легко достигается за счет протекания высоких токов. Но даже в этом случае в первоначальный момент времени часто приходится несколько раз постукивать электродом о заготовку. При малых токах получить стабильную дугу более сложно. Проблема решается, если использовать осциллятор для сварочного инвертора.

Какие бывают сварочные осцилляторы

Сварочный осциллятор не является основным устройством для проведения сварочных работ. Использовать его самостоятельно не представляется возможным, так как он не обладает большой мощностью, способной расплавлять и соединять металлы. Основная его функция – зажечь дугу без прикосновения электрода к рабочей поверхности, и далее поддерживать ее стабильное состояние.

Такой эффект возможен благодаря генерации прибором высокочастотного высоковольтного напряжения, способного осуществлять пробой воздушного промежутка между электродом и металлом. По мостику этого пробоя уже начинает течь основной сварной ток. Различают такие типы сварочных осцилляторов:

  • Аппарат с непрерывным режимом действия;
  • Аппарат с питанием импульсным режимом;
  • Аппарат с накопительными конденсаторами.

Схема сварочного осциллятора

Осциллятор непрерывного действия

Прибор такого типа выдает ток, частота которого доходит до 250 кГц, и амплитуда напряжения может достигать 6 киловольт. Это электричество дополнительно накладывается на основной ток сварки, дуга мгновенно зажигается на расстоянии от заготовки и держится стабильно при любых амплитудных значениях силы основного тока за счет высокой частоты. Ток сварочного осциллятора не представляет реальной угрозы для оператора, так как мощностью обладает небольшой.

Схема включения прибора в общую сеть со сварочным аппаратом может быть выполнена параллельно и последовательно. Последовательное включение более целесообразно. Здесь не нужно применять дополнительную защиту устройства по высокому напряжению.

Осциллятор импульсный

Конструкция осциллятора этого типа удобна в использовании, если сварка осуществляется током переменного значения. Оборудование способно удержать дугу в момент перехода полярности электричества, что наблюдается постоянно. Схема осциллятора непрерывного действия в этом смысле проигрывает. Импульсный прибор также без физического контакта зажигает дугу в первоначальный момент времени.

Осциллятор с накопительными конденсаторами

Прибор, в схеме которого имеются накопительные конденсаторы, работает по режиму заряд-разряд. Для насыщения конденсаторов используется специальный зарядный модуль. В первоначальный момент времени заряженные конденсаторы отдают энергию дуге и, отключаясь от схемы разряда, соединяются с зарядным модулем. При угрозе срыва дуги синхронизирующий модуль вновь переключает разрядники на рабочую линию сварочного аппарата.

Как устроен осциллятор

Классический сварочный осциллятор представляет собой генератор-разрядник, где напряжение повышается до величины высоковольтного значения. Основные элементы устройства это:

  • Трансформатор повышающий, отвечающий за преобразование стандартного напряжения 220 В до величин 3000-6000 В;
  • Разрядник искровой, выполняющий роль генератора затуханий. Он представляет колебательный контур из конденсатора и катушки индуктивности;
  • Два дросселя с сердечниками;
  • Выходной трансформатор для передачи сформированного электричества на выход сварочного аппарата (гальваническая развязка);
  • Блок управления, собранный из стабилизатора, регулировочных элементов момента пуска, цепи обратной связи;
  • Блок безопасности, защищающий всю схему от перегрузок, призван выступать защитой от поражения электричеством оператора.
Читайте также:  Техническое обслуживание и ремонт автомобилей ТО и ТР автомобиля

Правила использования оборудования

Чтобы безопасно и комфортно работать осциллятором во время выполнения сварочных операций с любыми цветными металлами либо нержавеющей сталью, следует придерживаться определенных правил эксплуатации оборудования:

Правила использования сварочного оборудования

  • Допускается применять осциллятор для инвертора, работая как на открытом воздухе, так и в помещении при должном проветривании;
  • Во время выпадения осадков при повышенной влажности рекомендуется не использовать оборудование, либо ограниченно использовать под навесом;
  • Температура окружающей среды, приемлемая для включения сварочного оборудования и осциллятора, составляет -10 – +40 градусов по Цельсию;
  • Запрещено подавать питание на сварочный осциллятор, если воздух насыщен влагой свыше 98 процентов;
  • Оптимальное давление атмосферы для безопасного выполнения сварочных работ осциллятором – 86-106 кПа;
  • В пыльных помещениях или там, где имеется сильное загрязнение газами и едкими парами, происходит интенсивный износ оборудования;
  • Прежде, чем приступить к сварочным работам, необходимо надежно заземлить осциллятор и сварочный инвертор во избежание поражения током;
  • Питание на приборы подается только тогда, когда проведена проверка правильности подключения оборудования;
  • Во включенном состоянии осциллятора запрещено снимать защитный кожух его электрической схемы и проводить работы без него;
  • Регулярно удаляется нагар и грязь с поверхности разрядника.

Как изготовить осциллятор своими руками

На прямоугольной печатной плате из текстолита размещают основные узлы: трансформатор высокочастотный — с левой стороны, плюс управляющий блок с предохранителями, с правой стороны – дроссель, в средней части – колебательный контур с конденсатором блокировочным и разрядником. Блокировочный конденсатор нужен для фильтрации низкочастотной составляющей тока.

Силовой трансформатор сварочного осциллятора выбирают таким, чтобы он выдерживал мощность протекающего во вторичной обмотке тока. Индуктивность собирают из двух катушек для большей надежности и стабильности работы колебательного контура. Контур имеет такие компоненты:

Вот один из вариантов состава устройства

  • Конденсатор для первого каскада напряжением примерно 500 В и второго — до 4 кВ, емкостью, соответственно, 0.3 и 1 мФ;
  • Варистор для вторичной обмотки первого каскада на 90 или 100 В, второго – 140 или 150 В;
  • Индуктивность, намотанная проводом 15-20 микрон с шагом 0.8 мм и количеством витков в первом каскаде – 7 шт., втором – меньше;

В конструкции разрядника в качестве основы подбирают плату, на которую дополнительно устанавливают радиатор для отвода температуры при срабатывании. На роль вольфрамовых электродов можно взять два отрезка сварочных, толщиной два миллиметра. Края электродов торцуют, добиваясь параллельности в зазоре.

Чтобы схема работала стабильнее, во второй каскад (вторичную обмотку) добавляют катушку от электрошокового разрядника любой модели и питание от аккумулятора 6 В. Схему сварочного осциллятора помещают в корпус для защиты от влаги и пыли. В нем должны быть вентиляционные отверстия.

Видео: Осциллятор своими руками

Самодельная сварка аргоном. Осциллятор своими руками

Прикупил себе товарищ сварочный инвертор аргонно-дуговой сварки для разных металлов. В основном таких как нержавейка и алюминий в среде газа аргон, но вот незадача такой тип сварки не подходит для сварки алюминия. Задал я вопрос на форуме, рекомендовали менять местами массу и держак, но при таком подключении вольфрамовый электрод просто сгорает. Рекомендовали варить переменным сварочником, якобы алюминий лучше варить переменным током, при таком токе шов получается качественный. Было решено купить сварочник переменного тока, но для него нужен осциллятор. Вот и дал он мне такую задачку собрать для него осциллятор

Осциллятор это такой прибор, который нужен для бесконтактного розжига дуги. Дуга разжигается за счет высоковольтного напряжения между контактами, к примеру как в свече двигателя внутреннего сгорания искра пробивается на расстоянии. По такому же принципу работает осциллятор

В поисках хорошей схемы долго я скитался по просторам рунета, схемы все время чем то не нравились, но вот наткнулся на каком то форуме на схему от Евгения. Выкладываю схему в оригинале

Человек построил схему на базе принципиальной схемы обратнохода на UC3842-5 и трансформатора строчника телевизора. Мне эта идея очень понравилась, но к сожалению у меня нет этой микросхемы и я решил сделать схему на базе таймера NE555.

На базе NE555 можно собрать неплохой генератор прямоугольных импульсов, усилить его драйвером на транзисторах для управления полевым транзистором и гонять преобразующий трансформатор.
Разберу схему с начала. Питать осциллятор решил от отдельного блока питания 30В, после диодного моста напряжение примерно 45В. На Q1R2R5D6C2C3 собран источник опорного напряжения для питания генератора и драйвера. На R3R4R8D5C6C7 и таймере 555 собран генератор прямоугольных импульсов скважностью 60%, R6Q2Q5 драйвер для управления Q3. C1R1D3 RCD клампер для подавления выбросов с трансформатора.
После трансформатора высокое напряжение свыше 1000В поэтому установлен высоковольтный диод HVR-1×4, такой диод можно найти в микроволновке, он способен выдержать до 12кВ. Между плюсом и минусом установлен разрядник из свечи с мопеда, после через конденсатор установлен развязывающий трансформатор, через который пропускается сам сварочный кабель. Второй трансформатор уже подает высоковольтное напряжение на держак и массу

Читайте также:  Регулировка сцепления на ВАЗ 2101-ВАЗ 2107

В точке А схема осциллятора соединяется с датчиком тока, он необходим для работы осцилятора в нужный момент. То есть когда дуга не зажжена и ток не течет через кабель, осциллятор работает выдавая высоковольтное напряжение. Когда дуга зажигается, через датчик тока на трансформаторе проходит какой то ток, с трансформатора на компаратор поступает напряжение, компаратор открывает транзистор C945 и работа осциллятора останавливается. Эта мера необходима, что бы осциллятор работал только для розжига и поддержания дуги когда она затухает, все остальное время осциллятор как бы в режиме ожидания

Датчик тока построен на повторителе из первого ОУ, для согласования напряжения с датчика и компаратора, и собственно самого компаратора, который сравнивает опорное напряжение с напряжением с датчика тока. В качестве датчика тока выступает обычный трансформатор 50ГЦ, как расчитать его описано в статье Расчет трансформатора тока

Со схемой немного определился и принялся за разводку платы, кусок текстолита взял 160*100мм

Разводя печатную плату стремился сделать ее как можно компактней, но добиться этого удалось только в управляющей части схемы, в высоковольтной части все компоненты разместил подальше друг от друга, что бы избежать пробоя ведь напряжения немалые

Пока печатка травилась в растворе медного купороса решил заняться трансформатором. Для расчета использовал программку Flyback 8.1, замерил размеры магнитопровода и ввел все в программку.
Задал напряжение питания 30В и частоту генератора 48кГц, напряжение на вторичке выставлял таким образом, что бы количество витков вторички равнялось примерно 700, по паспорту это количество витков внутри залитой эпоксидкой катушке
Нажав на кнопку рассчитать я получил точное количество витков первички и диаметр кабеля, а так же зазор на магнитопроводе

На ферритовый магнитопровод намотал пару витков молярного скотча, поверх него намотал 23 витка проводом диаметром 0,63 и сверху намотал скотчем еще пару слоев для изоляции
После намотки принялся за сборку платы. Собрал ИОН и генератор. Установил трансформатор Т1 и диод с разрядником, установлено все кроме RCD клампера. Клампер рассчитываю в той же программе. Задаю емкость конденсатора и рассчитываю диод и сопротивление резистора

Собрал все в кучу, прикрутил на радиатор через прокладки транзисторы, теперь можно и пробное включение сделать.

Включил через лампу на секунду другую. Лампа светится, но не в весь накал, искра стала пробиваться, значит генератор работает. Удалил лампу с цепи, сделал замеры на ИОН там 15В как и надо.

На генераторе есть импульсы, искра пробивается значит можно продолжать сборку и собирать датчик тока.
Установил второй трансформатор и временно установил последовательно два конденсатора 1600В 2,2нФ, так как не было подходящего. На второй трансформатор временно намотал витков для проверки работы схемы

Схема работает отлично, осциллятор работает. Осталось только доработать датчик тока, но так как товарищ еще не привез сварку, испытывать нечем. О его работе я расскажу в следующей статье, а пока устройство лежит ждет своего времени

Не хотите тратить время на сборку платы и настройку, закажите готовый модуль из Китая
для питания от переменного напряжения 220В модуль стоит 1200 рублей, ссылка вот

Так же вы можете приобрести осциллятор с питанием от 24В стоимостью 1500 рублей, ссылка вот

Если вы серьезно заинтересованный этой темой, рекомендую прочитать последнюю статью по самодельному аргонодуговому аппарату для алюминия, так же можете прочитать про первый горький опыт Самодельная сварка аргоном. Переделка переменного сварочного аппарата

Распродажа на АлиЭкспресс. Успей купить дешевле!

Понижающий Dc-Dc преобразователь XL4016

Вх. напряжение 4-40V

Вых. напряжение 1.25-36V

Макс. мощность 200 Вт КПД: 94%

Размер: 61*41*27 мм

62 комментариев для “Самодельная сварка аргоном. Осциллятор своими руками”

По теме из которой родилась данная статья. Алюминий при ручной аргонодуговой сварке варится именно переменным током. Варят конечно и постоянным, но как справедливо замечено качество совсем не то да и нужен в качестве защитного газа не аргон а гелий.

Спасибо за дельный совет. Обязательно сообщу товарищу, что лучше варить в среде гелия

Ссылка на основную публикацию
Сварка латуни – основные технологии, особенности, видео
Сварка меди полуавтоматом, аргоном, технология, как в домашних условиях, угольным электродом Медь, а также ее сплавы (бронза, латунь) человечество освоило...
Самый дорогой автомобильный номер в мире – 1 – 14211000$
Кому в России ездить хорошо крутые номера машин на чёрном рынке MagMen; s Facebook Twitter Google+ Pinterest VKontakte Email Facebook...
Самый дорогой бензин в России, цены на бензин в регионах — Лучшие Топ 10
Средняя цена бензина в регионах России в 2020 году сравнение с другими странами Запасы нефти нашей страны исчисляются миллионами баррелей....
Сварка латуни, бронзы полуавтоматом в домашних условиях
Сварка латуни с помощью аргона - Сиван-XXI Сварка латуни с помощью аргона — достаточно сложная процедура. Главная проблема в том,...
Adblock detector