Осциллятор для сварки в аргоне, изготовленный своими руками по типовой схем

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.

Как своими руками сделать осцилляторное устройство

Как уже говорилось выше, осцилляторы позволяют зажигать сварочную дугу без касания электродом поверхности соединяемых деталей, а также поддерживать ее стабильность в процессе горения. Обеспечивается такая функциональность данного устройства за счет того, что на электрический ток, поступающий от сварочного аппарата, накладывается ток, обладающий высокой частотой и большим значением напряжения. Используется такое приспособление, которое можно сделать и своими руками, преимущественно для сварки деталей из алюминия.

Для изготовления самодельного сварочного осциллятора можно воспользоваться наиболее простой и распространенной схемой. Основным элементом схемы такого устройства является трансформатор, который обеспечивает увеличение значения напряжения со стандартных 220 до 3000 В. Основную трудность при изготовлении осциллятора своими руками представляет разрядник, через который и проходит мощная электрическая искра.

Самодельный одноискровый разрядник

Важнейшим элементом схемы сварочного осциллятора выступает колебательный контур, в котором обязательно должен присутствовать блокировочный конденсатор. Такой контур, в состав которого входят также разрядник и катушка индуктивности, решает основную задачу осциллятора – генерирование затухающих высокочастотных импульсов, облегчающих зажигание сварочной дуги и ее поддержание в стабильном состоянии.

Как серийный, так и сделанный своими руками, такой аппарат может быть выполнен по двум основным схемам: непрерывного и импульсного действия. Осцилляторы, работающие по схеме непрерывного действия, считаются менее эффективными, в их конструкции необходимо использовать устройства, защищающие их от повышенного напряжения. Более эффективными являются импульсные осцилляторы, которые обеспечивают быстрое зажигание сварочной дуги и ее стабильное горение при работе на переменном токе.

Принципиальная схема сварочного аппарата с осциллятором

Основным элементом управления осциллятором является кнопка, которая одновременно включает разрядник и отвечает за подачу защитного газа в область выполнения сварочных работ. Сами высокочастотные импульсы, обеспечивающие эффективное выполнение сварочных работ, вырабатывают разрядник и высоковольтный трансформатор. Выходными элементами такого устройства являются два контакта – плюсовой и минусовой. Первый, подающийся от высоковольтного трансформатора, подключается к горелке сварочного аппарата, второй – к свариваемым деталям.

Для того чтобы своими руками изготовить такое устройство, значительно упрощающее процесс сварки деталей из цветных металлов и нержавеющей стали, достаточно обладать элементарными знаниями электротехники и навыками сборки электрических устройств.

Конечно, можно приобрести такое устройство в магазине или на строительном рынке, но это обойдется вам недешево. Если использовать его вы собираетесь не постоянно, а время от времени, то есть смысл изготовить его своими руками.

Как сделать сварочный осциллятор

Сделать осциллятор своими руками не так то трудно. Аппарат должен быстро зажигать дугу без контактирования электрода с поверхностями деталей, которые соединяются и поддерживать стабильное качество горения.

Для осцилляторов домашнего производства чаще всего применяют следующую схему. Главным ее компонентом будет трансформаторный элемент, отвечающий за наращивание напряжения со стандартной отметки в 220 В до 3000 В. Сложность состоит в создании хорошего разрядника – приспособления, пропускающего искровые разряды высоких мощностей.

Следующим важным рабочим компонентом бытового самодельного осциллятора является контур колебательных движений с блокировочным конденсаторным блоком. Он с катушкой-индуктором, разрядником обеспечивает поддержание непрерывного течения генерации затухающих высокочастотных импульсов. Они упрощают процесс дугового розжига, отвечают за стабильность процесса.

Самодельные аппараты делятся на импульсные и непрерывной подачи тока. Импульсные модели более практичные и комфортные в эксплуатации, гарантируют стабильное горение дуги.

Важные нюансы самостоятельной сборки

До начала работ по изготовлению сварочного осциллятора нужно досконально разобраться в схеме функционирования, подобрать компоненты – начиная с высоковольтной трансформаторной установки.

Сразу предусмотрите кнопку управления – в ее состав входит разрядник, отвечающий за подачу защитных газовых масс к месту создания сварочного шва. Высокочастотные импульсные токи, необходимые для осуществления процесса сварки, производят разрядник с трансформаторной установкой. Выходные компоненты прибора – пара рабочих контактов (с минусом и плюсом). Положительный контакт, поступающий от трансформатора, подается на горелку аппарата для сварки, второй направлен к деталям, которые свариваются.

Для создания аппарата будет достаточно минимальных познаний по вопросам электротехники и сборки соответствующих устройств.

Возможные схемы сборки

Аппарат должен повышать показатели напряжения, которое поступает. Колебания частот могут находиться в диапазоне 150-500 кГц.

Схема сборки может включать разные компоненты. Стандартный набор:

выпрямитель;
источник (стабилизатор);
зарядник с накопителем;
блок для программирования, управления;
формирователь импульса;
трансформаторная станция;
определитель силы тока;
клапан (газ).

Осциллятор устанавливают в цепь за обычным трансформаторным, инверторным узлом, перед рукавом с идущим к горелке либо держателю электрода кабелем. Отдельные системные блоки можно собрать из купленных деталей, другие сделать с нуля. Так контур колебаний, который функционирует как генератор искр, можно собрать из конденсаторов, в качестве катушки индуктивности подойдет высокочастотная трансформаторная обмотка. Следует обязательно предусмотреть предохранитель, который предотвратит замыкания, заземление.

Подготовка составляющих

Начинать изготовление бытового осциллятора для сварочных работ нужно с повышающего трансформатора. Он отвечает за повышение напряжения. Площадь, сечение, количество витых деталей выбирают по электротехническим справочным нормам. Нужно ориентироваться на необходимость корректировки показателей до 3000-6000 В.

Колебательный рабочий контур создают из индуктивных катушек, приматываемых кабелем к сердечнику из феррита. Хватит одного витка провода на первичку и пяти для вторички. В контур устанавливают блокировочный конденсатор и разрядное устройство.

Внутри разрядника протекают процессы генерации и высвобождаются затухающие импульсы. Этот узел получают из пары вертикально расположенных медных стержней. К стержням фиксируются прутки из вольфрама – они передают ток. Желательно заливать медные металлические стойки составом с диэлектрическими свойствами, который самостоятельно затвердевает. Предварительно к стойкам проводят контактные провода.

Можно собрать осциллятор с катушкой зажигания – после нее в схему устанавливают диод ВВ, конденсатор, только потом подсоединенный к первичной трансформаторной обмотке разрядник.

Накопительный конденсатор покупайте отдельно или достаньте из старого телевизора. Клапаны подачи газа для монтажа на выходе в продаже есть, так что можно выбрать любое устраивающее в плане соотношения цены и качества решение.

Элементы для сборки самодельного аппарата

Чтобы собрать оборудование для аргоновой сварки, потребуются следующие элементы:

сварочный аппарат постоянного тока или инверторного типа;
осциллятор;
блок защиты инвертора;
горелка;
баллон с аргоном;
газовый редуктор;
газовый шланг;
сварочные кабели.

Источник тока

В качестве источника тока для TIG сварки можно взять обычный сварочный трансформатор и на его выходе приспособить диодный мост для выпрямления тока. Также можно использовать сварочный выпрямитель. Но для обоих типов аппаратов потребуется добавить еще и осциллятор, который будет способствовать бесконтактному розжигу дуги.

На просторах интернета можно прочитать, что проще всего сделать аргонную сварку из инвертора. Но здесь имеется несколько нюансов. Существуют инверторы, в которых уже встроена возможность для TIG сварки. В таком случае достаточно подсоединить к аппарату рукав с горелкой для аргоновой сварки, подсоединить шланг к баллону с аргоном, и агрегат готов к работе. Но сначала нужно переключить его в режим TIG и выставить необходимую силу тока.

Следует заметить, что в таких инверторах уже встроен осциллятор и необходимая защита.

Инверторы без встроенной функции TIG сварки использовать для этой цели не получится. Даже если к нему подключить внешний осциллятор, то инвертор просто сгорит. Чтобы этого не произошло, понадобится небольшая переделка инвертора, которая заключается в добавлении в его схему блока защиты. Данный блок можно собрать вместе с осциллятором на одной плате и поместить ее в отдельный корпус. Получится небольшая приставка к инвертору.

Осциллятор и блок защиты

Как уже говорилось выше, для сварочного инвертора потребуется специальная приставка для TIG сварки. Ее можно собрать своими руками по схеме, предоставленной ниже.

Данная схема включает блок защиты (расположен слева) и осциллятор. Последний можно приобрести в Китае или собрать самостоятельно. Как собирается приведенная выше схема, можно узнать, посмотрев это видео.

Горелка

Для аргоновой сварки используется специальная горелка, состоящая из керамического сопла и держателя вольфрамового электрода.

Также на горелке расположены кнопка пуска и вентиль для подачи газа. Горелку можно собрать из комплектующих, которых достаточно на китайских сайтах, или там же купить уже готовую (собранную).

Баллон с аргоном

В целях безопасности все баллоны с газом принято окрашивать в разные цвета и наносить на них надписи тоже различных цветов. Ниже приведен рисунок, на котором показаны все разновидности газовых баллонов с соответствующей их содержимому маркировкой и цветом.

Как видно из рисунка, для аргона используют баллоны черного цвета (с белой полосой) либо серого цвета (с зеленой полосой и надписью). Для TIG сварки применяют очищенный аргон. Поэтому понадобится приобрести баллон серого цвета с зеленой надписью “Аргон чистый”.

Совет! Для профессионального использования используются баллоны емкостью около 50 литров, имеющие большой вес. Но для бытового использования будет достаточно баллона на 10 литров, который можно перемещать самостоятельно.

Редуктор

Поскольку газ в баллоне находится под большим давлением, то чтобы подать его на горелку, потребуется редуктор. Данный прибор показывает давление в баллоне и позволяет регулировать скорость потока газа по шлангу, ведущему к горелке.

Редуктор должен подбираться строго под определенный газ, то есть в данном случае – под аргон. Обычно прибор имеет такой же цвет, как и баллон с газом.

Шланг и сварочные кабели

Если собирать рукав для аргоновой сварки самостоятельно, то он получится толстым и плохо гнущимся, поскольку в него нужно поместить электрический кабель и газовый шланг. К тому же, потребуется отдельно приобретать разъемы для подключения к горелке и к инвертору (если использовать инвертор с возможностью TIG сварки). Готовый рукав для аргоновой сварки можно купить там же, где и горелку.

Как сделать сварочный осциллятор

Важные нюансы самостоятельной сборки

Возможные схемы сборки

Схема сборки может включать разные компоненты. Стандартный набор:

выпрямитель;
источник (стабилизатор);
зарядник с накопителем;
блок для программирования, управления;
формирователь импульса;
трансформаторная станция;
определитель силы тока;
клапан (газ).

Подготовка составляющих

Особенности эксплуатации

Комфортная и безопасная работа со сварочной инверторной аппаратурой во многом зависит от установленных правил, требующих обязательного соблюдения. В этом случае сварка алюминия, нержавейки и других цветных металлов будет качественной и надежной.

В процессе эксплуатации нужно обратить внимание на следующее:

Осцилляторы совместно с инверторами могут использоваться внутри помещений и при выполнении наружных работ.
Работая снаружи, нужно выбирать подходящие погодные условия, избегать дождя и снега. Температурный диапазон, при котором сохраняется нормальная работоспособность, находится в диапазоне от минус 10 до плюс 40С.
Уровень влажности наружного воздуха должен быть не более 98%.
Не рекомендуется эксплуатация приборов в помещениях и других местах с сильным запылением, где присутствуют едкие газы и пары, оказывающие разрушающее действие на металл и изолирующие материалы.
Перед началом работ нужно убедиться в наличии заземления.

Осциллятор своими руками

Как варить инвертором: советы новичкам

Инвертор с 24 в 220 вольт

Принцип работы сварочного инвертора

Что такое инвертор напряжения

Полярность при сварке инвертором

Как работает осциллятор

Осциллятор предназначен не только для формирования импульса, с его помощью меняется входное напряжение, увеличивается частота тока. Изменение параметров происходит за доли секунды. Принцип действия возбудителя:

запуск электрической цепи;
выравнивание поступившего тока выпрямителем;
зарядка накопителей;
высвобождение тока и передача его колебательному контуру для повышения напряжения;
если используется аргонодуговой сварочник, то дополнительно раскрывается газовый клапан;
генерируется импульс, соединяющий кончик электрода и подлежащие свариванию детали с заранее наброшенным кабелем массы.

Подключенный к цепи инверторный сварочник выполняет свою непосредственную функцию, а возбудитель создает и удерживает дугу.

Схема для самодельного осциллятора

Чтобы было понятно, что вы будете создавать, расскажем, в общих чертах, о принципе действия осциллятора. Сетевое напряжение после повышающего трансформатора поступает на конденсатор колебательного контура и заряжает его. Когда конденсатор зарядился до оптимального значения, предусмотренного параметрами электросхемы, происходит его разряд через разрядник (пробой воздушного зазора).

Внешний вид самодельного разрядника приведён на рисунке.

Самодельный одноискровый разрядник.

Импульс, возникший в этот момент на разряднике, возбуждает колебания в колебательном контуре (колебания представляют собой обмен энергией между ёмкостью конденсатора и индуктивностью обмотки высокочастотного трансформатора). В колебательном контуре возникают затухающие высокочастотные электрические колебания, соответствующие его резонансной частоте.

В момент резонанса на обкладках конденсатора колебательного контура образуется высокое напряжение (величина зависит от добротности «Q» колебательного контура), которое через разделительный конденсатор и обмотку катушки поступает на резак и производит поджиг. Параметры разделительного конденсатора подбираются таким образом, чтобы его реактивное сопротивление препятствовало прохождению тока низкой (сетевой) частоты и не препятствовало высокой частоте.

Вот один из вариантов принципиальной электрической схемы самодельного осциллятора.

Принципиальная электрическая схема осциллятора, который можно собрать своими руками.

Пояснения к схеме:

Назначение индикатора «МТХ-90». В момент разряда накопительного конденсатора (при условии правильного подключения всего устройства) светится табло «Контроль фазировки».
S1— выключатель дугообразователя.
Дроссель Др1 представляет собой катушку из 15 витков провода сечением 2,5 кв. мм, намотанную на кольце R40 х 25 х 80 из феррита с магнитной проницаемостью M2000HM.
Т1 – импульсный трансформатор генератора строчной развёртки (на сленге — «строчник») типа «ТС180-2».

Следует учесть, что осциллятор в процессе работы, благодаря разряднику, создаёт большие электропомехи. Для их нейтрализации, необходимо осуществлять монтаж всех компонентов в «глухом» металлическом корпусе. Пример конструкции приведён на рисунке.

Пример монтажа осциллятора в «глухом» корпусе.

Настройка осциллятора должна осуществляться с тем плазморезом, с которым он будет в дальнейшем работать. Заключается она в подборе опытным путём тиристоров. Ориентироваться следует на устойчивость сварочной дуги.

Осциллятор для инвертора своими руками

Есть опробованная схема, для изготовления которой не придется разыскивать дефицитные детали. Несмотря на простоту исполнения – качество дугообразования ненамного хуже заводских аналогов.

Осциллятор подсоединяется к выходам силовых проводов (электрод и масса). Поскольку данная схема непрерывного действия – подключение параллельное. Можно установить плату внутри сварочного аппарата, соблюдая экранирование от импульсного блока питания. Если есть подходящий корпус – монтаж выполняется в виде отдельного блока.

После сборки схемы, ее необходимо настроить. Калибровка производится по состоянию и устойчивости дуги. Качество дугообразования настраивается подбором номинала тиристоров.

Еще один пример самодельного осциллятора для инвертора — видео.

https://youtube.com/watch?v=JKAbtiMyYlE

Дроссель Др 1 наматывается вручную. На кольцо R40 х 25 х 80 из феррита с магнитной проницаемостью М2000НМ, накручивается провод сечением 2,5 квадрата. Трансформатор Т 1 лучше использовать готовый. Отлично подходит строчный трансформатор от старых телевизоров с кинескопом. Например, ТС180-2.

Выключатель S1 размыкает высоковольтную дугу. Для безопасной смены электрода он должен быть разомкнут.

При подключении осциллятора невозможно угадать «полярность» (ноль-фаза). Для контроля правильности соединения используется индикатор МТХ-90. Он должен светиться.

Как работает осциллятор

Подобные устройства могут иметь различные варианты сборки, но все они предназначены для одной цели — возбуждать сварочную дугу между концом электрода и поверхностью изделия на расстоянии 5 мм, без физического прикосновения материалов. Достигается это за счет размещения осциллятора между источником сварочного тока и горелкой с вольфрамовым электродом. Вместо последнего может находиться держатель для сварки покрытыми электродами.

Советуем изучить Осциллограф своими руками

Суть процесса заключается в модернизации входящего напряжения переменного характера с частотой 50 Гц в импульсы высокой частоты и короткой длительности. Они накладываются на сварочный ток, и активно участвуют в розжиге дуги. Осциллятор для сварки, в большинстве вариантов схем, работает в следующей последовательности:

Сварщик нажимает кнопку управления на горелке.
Входной выпрямитель получает напряжение из сети с параметрами 220 V и 50 Гц. Устройство выпрямляет ток и передает его на накопитель.
Накопительная емкость собирает в себе разряд.
Схема управления руководит этим процессом. Когда сетевое напряжение достигает 0В, высвобождается импульс, для последующего формирования.
Он поступает на первичную обмотку трансформатора, где происходит его преобразование в высоковольтный импульс.
Одновременно с этим, схема управления подает сигнал в клапан газа, и выпускается аргон.
Происходит короткий разряд тока, связывающий в воздухе напряжение от горелки и изделие, к которому прикреплена масса от сварочного аппарата. Дуга зажигается в уже подготовленном газовом облаке, и можно сразу вести сварку.
Когда в процесс включается сварочный ток, с силой более 5 А, то импульс прекращает свое действие. Сварка ведется на тех параметрах, которые были установлены на аппарате. Если происходит утеря контакта, то схема управления подает повторный импульс для возобновления дуги.
После окончания сварки осциллятор регулирует время последующей продувки защитным газом и завершает весь процесс.

Это очень удобно для сварки алюминия или легированных сталей, где требуется точность начала шва, а механическая зачистка следов от касания электрода оставляет лишние следы. Изготовление осциллятора своими руками может быть упрощено до нескольких узлов. Тогда, при обрыве сварки, требуется запускать действие бесконтактного поджига вручную, повторно нажимая кнопку на горелке.