Зварювальний осцилятор своїми руками — конструкція і схема
Щоб полегшити завдання виконання зварювальних робіт з деталями з кольорових металів і нержавіючої сталі, необхідно використовувати зварювальний осцилятор. Це корисне пристосування, вирішальне завдання підпалу зварювальної дуги і її підтримки в стабільному стані, однаково успішно може використовуватися і в виробництві, і в побуті.
Зварювальний осцилятор марки ВСД-02, який використовується для стабілізації горіння дуги
Розбираємося в конструкції і принцип дії осцилятора
Зварювальні осцилятори, здатні працювати з джерелами змінного і постійного струму, необхідні для того, щоб одночасно підвищити як величину напруги, так і частоту електричного струму. Якщо на вході такого пристрою напруга становить 220 В, а частота струму — 50 Гц, то на виході вже виходить 2500-3000 В і 150000-300000 Гц. Тривалість імпульсів, які створює осцилятор, становить десятки мікросекунд. Потужність цих пристроїв, за допомогою яких в зварювальну ланцюг надходить струм високої частоти і з великим значенням напруги, — 250-350 Вт.
Технічні можливості, якими володіє осцилятор, забезпечуються його конструкцією і характеристиками його елементів.
Електричну схему апарату складають такі компоненти:
- коливальний контур, який виступає в ролі іскрового генератора згасаючих коливань (до складу такого контуру входять конденсатор і котушка індуктивності — рухлива обмотка високочастотного трансформатора);
- розрядник;
- дросельні котушки в кількості двох штук;
- підвищувальний трансформатор;
- трансформатор високої частоти.
Функціональна схема осцилятора
Крім того, осцилятор містить елементи, що забезпечують безпеку як самого пристрою, так і зварювальника. До таких елементів відносяться конденсатор, що захищає зварника від удару електричним струмом, і запобіжник, який розмикає електричний ланцюг при пробої конденсатора.
Осцилятор, який використовується в парі зі зварювальним апаратом, працює за наступним принципом. Після проходження по обмоткам підвищувального трансформатора напруга надходить на конденсатор коливального контуру і починає заряджати його. Коли конденсатор заряджається до величини, передбаченої його ємністю, він видає розряд на розрядник, що призводить до пробою. Після цього коливальний контур виявляється закороченому, що і викликає виникнення резонансних згасаючих коливань. Високочастотний струм, яка формує ці коливання, через блокувальний конденсатор і обмотку котушки надходить на зварювальну дугу.
Приклад виготовлення плати осцилятора
Блокувальний конденсатор влаштований таким чином, що через нього може вільно проходити тільки струм високої частоти, що відрізняється і великим значенням напруги. Низькочастотний струм через такий конденсатор проходити не здатний через занадто великого опору. Завдяки даній характеристиці блокувального конденсатора через нього не може пройти і низькочастотний струм від зварювального апарату, що захищає осцилятор від короткого замикання.
Види зварювальних осциляторів
Осцилятор, який при бажанні неважко зробити і своїми руками, може відноситься до:
- пристроїв безперервної дії;
- апаратів з імпульсним харчуванням.
За допомогою осциляторів першого типу до зварювального струму додається струм високої частоти (150-250 кГц) і з великим значенням напруги (3000-6000 В). Запалювання такої дуги може здійснюватися навіть без дотику електрода до поверхні з’єднуються заготовок, а горить дуга дуже стійко навіть при невеликих значеннях струму, що надходить від зварювального апарату. Це можливо завдяки високій частоті струму, який видає осцилятор. Що важливо, ток з такими характеристиками не є небезпечним для зварника, залученого до робіт з використанням цього пристрою.
Паралельне і послідовне підключення осцилятора
Електрична схема, в якій задіяний осцилятор першого типу, може передбачати його паралельне або послідовне підключення. Більшою ефективністю відрізняються пристрої, які підключені до електричного кола зварювального апарату послідовно. Пояснюється це тим, що в їх схемі не застосовують через непотрібність захист від високої напруги.
Зварювальний осцилятор з імпульсним харчуванням потрібно переважно при зварюванні, яка виконується на змінному струмі. Крім початкового запалювання зварювальної дуги, пристрій такого типу забезпечує її підтримку при зміні полярності змінного струму, яка відбувається постійно. Осцилятори першого типу в умовах постійної зміни полярності змінного струму погано справляються з повторним запалюванням дуги, що негативно позначається на якості виконання зварювальних операцій.
До безконтактного запалювання зварювальної дуги також здатні осцилятори, в електричній схемі яких є конденсатори, які накопичують заряд від спеціального зарядного пристрою. У ті моменти, коли необхідно виконати повторне запалювання дуги, ці конденсатори розряджаються, і електричний струм їх розряду подається в дугового проміжок. Електрична схема такого зварювального осцилятора містить в собі пристрій, який забезпечує синхронізацію розрядів конденсатора в ті моменти, коли електричний струм дуги проходить через нуль.
Що стосується правил використання осциляторів, необхідно врахувати, що зварювання алюмінію з їх допомогою виконують на змінному струмі, а нержавіючої сталі — на постійному струмі прямої полярності.
Правила експлуатації осциляторів
Застосування осцилятора для зварювання алюмінію, інших кольорових металів або нержавіючої сталі вимагає дотримання ряду нескладних правил, які зроблять роботу з таким пристроєм комфортним та безпечним.
- Використовувати осцилятори можна як в приміщеннях, так і поза ними.
- Не рекомендується застосування зварювальних осциляторів на відкритому повітрі, якщо на вулиці йде дощ або сніг.
- Працювати з такими пристроями дозволяється при температурі навколишнього повітря від -10 до +40 градусів Цельсія.
- Використовувати осцилятори допустимо при рівні вологості навколишнього повітря, що не перевищує 98%.
- Атмосферний тиск, при якому можна використовувати такі пристрої, повинно знаходитися в інтервалі 85-106 кілопаскалей.
- Не рекомендується використовувати такий пристрій в приміщеннях, атмосфера яких сильно забруднена пилом, їдкими парами і газами, які можуть зруйнувати ізоляцію і метал.
- Починати роботу зі зварювальним осциллятором можна лише в тому випадку, якщо він надійно заземлений.
- Перед початком роботи завжди слід перевіряти, чи правильно пристрій підключено в зварювальну ланцюг і справні його контакти.
- Кожух осцилятора в процесі виконання зварювальних робіт завжди повинен бути надітий на нього, знімати його можна тільки тоді, коли пристрій вимкнено від електричної мережі.
- Робоча поверхня розрядника повинна завжди утримуватися в чистоті, на ній не повинно бути слідів нагару. У разі появи нагару від нього необхідно позбутися за допомогою шліфувальної шкурки.
Такий пристрій, який допоможе вам виконувати зварювання кольорових металів і нержавіючої сталі, можна не тільки купити, але і зробити своїми руками.
Як своїми руками зробити осциляторний пристрій
Як вже говорилося вище, осцилятори дозволяють запалювати зварювальну дугу без торкання електродом поверхні деталей, що з’єднуються, а також підтримувати її стабільність в процесі горіння. Забезпечується така функціональність даного пристрою за рахунок того, що на електричний струм, що надходить від зварювального апарату, накладається струм, що володіє високою частотою і великим значенням напруги. Використовується таке пристосування, яке можна зробити і своїми руками, переважно для зварювання деталей з алюмінію.
Для виготовлення саморобного зварювального осцилятора можна скористатися найбільш простий і поширеною схемою. Основним елементом схеми такого пристрою є трансформатор, який забезпечує збільшення значення напруги зі стандартних 220 до 3000 В. Основну складність при виготовленні осцилятора своїми руками являє розрядник, через який і проходить потужна електрична іскра.
Саморобний одноіскровий розрядник
Найважливішим елементом схеми зварювального осцилятора виступає коливальний контур, в якому обов’язково повинен бути присутнім блокувальний конденсатор. Такий контур, до складу якого входять також розрядник і котушка індуктивності, вирішує основну задачу осцилятора — генерування згасаючих високочастотних імпульсів, що полегшують запалювання зварювальної дуги і її підтримку в стабільному стані.
Як серійний, так і зроблений своїми руками, такий апарат може бути виконаний за двома основними схемами: безперервного і імпульсної дії. Осцилятори, що працюють за схемою безперервної дії, вважаються менш ефективними, в їх конструкції необхідно використовувати пристрої, що захищають їх від підвищеної напруги. Більш ефективними є імпульсні осцилятори, які забезпечують швидке запалювання зварювальної дуги і її стабільне горіння при роботі на змінному струмі.
Принципова схема зварювального апарату з осциллятором
Приступаючи до виготовлення саморобного зварювального осцилятора, необхідно розібратися в електричній схемі такого пристрою і правильно підібрати всі складові елементи, в першу чергу, високовольтний трансформатор.
Основним елементом управління осциллятором є кнопка, яка одночасно включає розрядник і відповідає за подачу захисного газу в область виконання зварювальних робіт. Самі високочастотні імпульси, що забезпечують ефективне виконання зварювальних робіт, виробляють розрядник і високовольтний трансформатор. Вихідними елементами такого пристрою є два контакти — плюсовій та негативний. Перший, що подається від високовольтного трансформатора, підключається до пальника зварювального апарату, другий — до зварюваних деталей.
Для того щоб своїми руками виготовити такий пристрій, що значно спрощує процес зварювання деталей з кольорових металів і нержавіючої сталі, досить мати елементарні знання електротехніки та навичками збирання електричних пристроїв.
Звичайно, можна придбати такий пристрій в магазині або на будівельному ринку, але це обійдеться вам недешево. Якщо використовувати його ви збираєтесь ви не постійно, а час від часу, то є сенс виготовити його своїми руками.
Найголовніше, що слід враховувати при складанні та використанні саморобного зварювального осцилятора — це вимоги по техніці безпеки при роботі з пристроями, що харчуються електричним струмом. В рамках дотримання таких вимог дуже важливо строго дотримуватися правильності складання електричних схем, а також використовувати для цього тільки ті компоненти, які оптимально підходять за своїми характеристиками.
