Сборка сварочного осциллятора своими руками по схеме

Без сварочных работ трудно представить современный мир. Даже в быту время от времени приходится выполнять некоторые сварочные работы. Для облегчения сварочного процесса нержавейки или цветных металлов необходим осциллятор.

Этот аппарат может зажигать электрическую дугу без контакта с поверхностью детали и поддерживать горение, необходимое для сварки. Для бытовых нужд необязательно приобретать промышленное изделие, поскольку вполне можно собрать осциллятор своими руками в условиях дома или небольшой мастерской.

Принцип работы осциллятора

При сварках где участвуют цветные металлы обычно применяют аргонодуговые аппараты, в которых вольфрамовые электроды подплавливают края и создают своеобразную ванну. Алюминиевый материал и нержавеющую сталь сшивают, когда источником напряжения и тока является инвертор.

В любых случаях наблюдается одна и та же проблема — первоначальное разжигание дуги. При работе с цветными металлами постукивают электродом по поверхности, в результате чего образуются трещины и следы, которые требуют дальнейшей обработки. Осциллятор — это то, что нужно для аргонной сварки.

Если лист металла тонкий, то при работе на небольших токах дуга постоянно тухнет. Неоднократное и постоянное её возбуждение забирает рабочее время. Для предотвращения подобных ситуаций тоже необходим осциллятор.

Сборка этих приборов может быть разная, но все они необходимы для возбуждения сварочной дуги между электродом и изделием на расстоянии около пяти миллиметров. Осциллятор размещают между источником тока и горелкой с электродом из вольфрама.

Принцип работы заключается в изменении входящего напряжения в высокочастотные короткие импульсы. Эти импульсы суммируются со сварочным током и принимают активное участие в розжиге. Можно собрать такой осциллятор для инвертора своими руками.

Эти устройства могут питаться от переменного или постоянного тока и повышают как значение напряжения, так и частоту электротока. Если на вход прибора подать напряжение 220В с частотой тока в 50 Герц, то на выходе получится напряжение от 2019 до 3000В при частоте от 150 000 до 300 000 Герц. Полученные импульсы имеют продолжительность десятков микросекунд.

Номинальная мощность таких устройств примерно 250–350 Ватт.

Функциональная схема

Технические характеристики каждого прибора зависят от его конструкции и свойств элементов на схеме. Принципиально агрегат состоит из таких элементов:

  • Колебательный контур. Он собран из индуктивной катушки и конденсатора. Катушка представляет собой вторичную обмотку трансформатора высокой частоты. Сам контур генерирует необходимые искры.
  • Разрядник.
  • Катушки дроссельные. Их количество — две единицы.
  • Высокочастотный повышающий трансформатор. Он преобразует входные параметры напряжения в высокочастотные колебания.

Прибор также содержит вспомогательные электрические детали, которые отвечают за безопасность использования агрегата. Это защитный конденсатор, предохраняющий работника от поражения электрическим током и предохранитель.

Предохранитель должен срабатывать при коротком замыкании и пробое конденсатора.

Входное напряжение, проходя через обмотки повышающего трансформатора, проходит через колебательный контур и начинает зарядку конденсатора. Затем, после зарядки последнего до необходимой ёмкости, происходит разряд и возникает пробой. Пробой вызывает короткое замыкание колебательного контура, вследствие которого возбуждаются резонансные колебания. Ток высокой частоты, создающий эти колебания, через защитный конденсатор и обмотки катушки доходит до сварочной дуги.

Защитный конденсатор свободно пропускает высокочастотный ток, который отличается также большой величиной напряжения. Но этот блокировочный конденсатор не способен пропускать ток низкой частоты, так как обладает большим сопротивлением. Это свойство мешает пройти низкочастотному току от сварочного прибора и является надежной защитой от короткого замыкания.

Последовательность процесса сварки

Невзирая на некоторые отличия в сборке, использование устройств этого класса проходит по одному сценарию. Можно так представить последовательность работы прибора:

  • Сварщик на горелке нажимает кнопку «Пуск».
  • Выпрямитель на входе получает напряжение из сети, выпрямляет и отправляет на накопитель.
  • Накопительный узел заряжается.
  • После срабатывания накопительного конденсатора, освобождается импульс.
  • Импульс поступает на высокочастотный трансформатор и преобразовывается в высоковольтный импульс.
  • Одновременно срабатывает клапан газа и выходит аргон из аргонно содержащей камеры.
  • После короткого разряда тока, дуга зажигается в газовом облаке и начинается процесс сварки.
  • Когда начинает работать сварочный ток с силой, превышающей пять ампер, то импульс затухает. Происходит процесс сварки с установленными на аппарате значениями. При потере контакта возникает следующий импульс для возрождения дуги.
  • Когда сварка заканчивается, прибор завершает процесс.

При изготовлении аргоновой горелки своими руками, конструкция может быть упрощена и прибор становится полуавтоматом. В этом случае при случайном завершении процесса сварки надо вручную включать бесконтактный поджиг, нажимая кнопку «Пуск».

Виды осцилляторов

Устройства этого типа в зависимости от вида работ, могут быть кратковременного или постоянного действия. Таким образом, осцилляторы делятся на:

  • Устройства непрерывной работы.
  • Аппараты с импульсным питанием.

При сварке тонких листовых материалов лучше подходит прибор постоянного действия, так как розжиг будет производиться сразу при поднесении к заготовке. В процессе сварки горение будет ровное и все время поддерживаться. В результате получится чистый и аккуратный шов.

Для безопасности рекомендуется последовательное соединение устройства. Если предусмотрено параллельное подключение, то надо установить защиту от напряжения. При выполнении работ с алюминием, которые выполняются исключительно на переменном токе, применяют импульсные аппараты.

Сборка в бытовых условиях

Для сборки прибора аргонной сварки своими руками из инвертора чаще всего используют распространенную и несложную схему.

В этой схеме главным элементом является повышающий трансформатор. Именно он увеличивает величину стандартного напряжения до трёх тысяч вольт. Самым проблемным узлом при сборке этого устройства является разрядник, который вырабатывает сильную искру. Разрядник и катушка индуктивности обеспечивают главное — они генерируют затухающие высокочастотные импульсы, которые зажигают дугу и поддерживают равномерное горение. Катушка и разрядник совместно с блокировочным конденсатором образуют узел колебательного контура.

Самодельные аппараты тоже могут быть выполнены по двум различным схемам. Они могут быть импульсного или непрерывного действия. Приборы, использующие принцип непрерывного действия менее эффективны и в их конструкцию надо обязательно включать блок защиты от напряжения. Импульсные устройства считаются лучше, удобнее и производительнее.

Основной деталью узла управления является кнопка. Она выполняет две функции: включение разрядника и контролирование подачи защитного газа в область сварки. Первичными данными при самостоятельной сборке являются детальные ответы на следующие вопросы:

  • Применение для алюминия или нержавейки.
  • Вид электрического тока — переменный или постоянный.
  • Какое напряжение предусматривается.
  • На какую мощность будет рассчитан прибор.
  • Какая величина вторичного напряжения.

Сборка деталей производится на прямоугольной плате. Слева обычно располагается трансформатор высокой частоты, блок управления и предохранительный узел. В центральной части логично расположить разрядник с конденсатором колебательного контура и блокировочный конденсатор. Последний становится преградой для низкочастотного тока на пути к сварке. Место справа остается для дросселя.

Трансформатор выбирают исходя из потребностей по величине тока во вторичной обмотке. При этом катушку индуктивности лучше сделать сдвоенной. Тогда напряжение и величина тока оказываются более стабильными, а защита аппарата надежнее. Контуры подобны друг другу и состоят из:

  • Конденсатора, запас которого по напряжению в первой части должен быть не менее 500В и 5–6 кВ для второй. Емкость первого конденсатора должна составлять не менее 0.3 мФ, а второго до 1 мФ.
  • Варистора с напряжением во вторичной обмотке около 90–100 В (для первого каскада) и до 140–150 В во второй линии.
  • Катушки индуктивности. Обе катушки имеют ферритовый стержень с намотанной на него медной проволокой сечением около 20 миллиметров квадратных с зазором не менее 0.8 миллиметров. В первом каскаде количество витков от семи, а во втором — меньше. Катушка второго каскада является фильтром и защитой от колебаний тока. Ток различной амплитуды может привести к нестабильному горению.

Для разрядника находят плату с ребрами теплоотвода. Эта плата охлаждает при срабатывании разряда. Электроды из вольфрама иногда заменяют на обычные. Главное, чтобы их диаметр составлял не менее двух миллиметров. Кончики электродов должны быть строго параллельны. При помощи специального винта делают возможной регулировку расстояния между электродами.

Чтобы получить максимальную стабильность, ко второй обмотке второго каскада подключают катушку от любого электрошокера. Для этого в схему устройства приходится подключать аккумулятор напряжением в шесть вольт. Он обеспечивает питание этой катушки.

Наличие аккумулятора не дает забыть, что время от времени всё устройство нужно осматривать и проводить регламентные работы. Первый каскад подключается к инвертору, а второй предназначен для сварочной горелки и заготовки, которую надо сварить. Корпус прибора должен иметь вентиляционные отверстия и быть влагозащищенным.

Правила эксплуатации

Применение осцилляторов несложно, но требует выполнения ряда правил. Тогда работа с прибором становится безопасной, удобной и продуктивной. Правила использования следующие:

  • Применение этих устройств разрешено как в помещениях, так и на воздухе.
  • В случае обильного снегопада или дождя лучше воздержаться от включения прибора при работе на улице.
  • Температурный режим окружающей среды должен быть от -10 до +40 градусов по Цельсию.
  • Влажность воздуха не должна быть больше 98%.
  • Крайне не рекомендуются работать со сварочным аппаратом в помещениях где сильно накопилась пыль или едкие газы способные повредить металл или изоляцию.
  • Обязательно перед включением нужно убедиться в наличии заземления.
  • Защитный кожух прибора можно снимать только в выключенном состоянии. Во время сварки кожух должен быть надет.
  • На рабочей поверхности разрядника не должно быть следов нагара или грязи. В случае загрязнения нужно вычистить кончики разрядника тонкой наждачной шкуркой.

При сборке осциллятора для инвертора своими руками необходимо также соблюдать правила поведения с электрическими устройствами. Необходимо строго соблюдать основные правила сборки электрических схем и использовать только те детали, которые обладают нужными характеристиками.

Установка осциллятора требуется для упрощения и повышения эффективности дуговой сварки цветмета либо элементов из некорродирующей стали. Прибор подходит для агрегатов на переменном либо постоянном токе, подключение выполняется по нескольким схемам. Осциллятор для сварки создает и стабилизирует электродугу на протяжении всего времени производства работ. Зачастую дополнительное оборудование стоит недешево, потому опытные сварщики пытаются сами изготовить такой прибор. Обладая даже небольшим опытом в монтаже электротехнических изделий, можно собирать осцилляторы своими руками.

Виды и назначение осцилляторов

Несмотря на существование нескольких вариантов сборки, основная задача осцилляторов – создание дуги между подлежащими свариванию поверхностями и кончиком электрода на удалении друг от друга, без прямого контакта. Цель достигается путем установки прибора между источником тока и фиксатором электрода либо горелочным приспособлением.

Устройства изготавливаются двух типов:

  • непрерывного режима работы;
  • импульсные.

Возбудители с непрерывным режимом добавляют к подающемуся сварочному ток высокой частоты (не более 250 кГц) со значительным напряжением (от 3 до 6 кВ). Благодаря этому дуга образуется мгновенно, обеспечивается ее устойчивость при низком прибывающем токе. Осциллятор для инвертора либо трансформаторного сварочника подсоединяется последовательно или параллельно, применяется в работе с плавящимися покрытыми стержнями.

Схема осциллятора

В импульсных осцилляторах предусмотрено наличие газового клапана. Возбудители рассчитаны на использование в паре с аргоновыми сварочниками. Помимо первичного создания дуги приборы поджигают ее неоднократно после естественных изменений знака переменного тока. Осцилляторы, работающие в непрерывном режиме, не обеспечивают стабильности дуги в данных условиях – это отрицательно влияет на надежность соединения. Аргоновая сварка производится с помощью неплавящихся стержней, затупляющихся при постукивании о поверхность для поджига. Сварной рубец получается неровным, а дуга неустойчива.

Установка осциллятора позволяет избежать дополнительной заточки стержней при соединении алюминия и нержавейки, оптимизировать сроки производства работ, сэкономить недешевые расходники, гарантировать надежность шва.

Как устроен осциллятор для сварки

В схему возбудителей для электродуговой сварки включаются:

  • выпрямитель;
  • конденсаторы, аккумулирующие заряд;
  • источник электротока;
  • формирующий импульсы узел (разрядник + колебательный контур);
  • управляющий микроблок;
  • измеритель напряжения;
  • пара дросселей;
  • повышающий трансформатор;
  • высокочастотный трансформатор.

В схемы осциллятора сварочного для аргонодуговых агрегатов дополнительно включается газовый клапан.

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.

Пошаговая инструкция для самостоятельного изготовления

Простота сборки и доступность элементов позволяет изготовить возбудитель дуги своими руками. Для этого требуются базовые знания электротехники, не менее важен правильный подбор компонентов.

Изготовить осциллятор «с нуля» своими руками для бытовой эксплуатации практически невозможно. Потому сборка подобного устройства выполняется из уже подобранных узлов и отдельных элементов. Они заимствуются из других электротехнических приборов и устройств, приспосабливаются под автономный сварочник, работающий на переменном либо постоянном токе.

В качестве исходных данных для сборки осциллятора принимаются:

  • назначение прибора (для некорродирующих изделий либо цветмета);
  • род тока и его напряжение;
  • потребляемая мощность (как правило, до 200–250 В, иначе стоимость элементов для сборки на порядок возрастет);
  • вторичное напряжение (как минимум 2,5 кВ, в ином случае установка осциллятора бессмысленна).

На текстолитовой печатной плате прямоугольной формы размещаются основные блоки:

  • левее – высокочастотный трансформатор совместно с управляющим блоком и предохранителями;
  • правее – индуктивная катушка;
  • посередине – колебательный контур с ограничителем напряжения и блокировочным конденсатором, требующимся для отсеивания низкочастотных токов.

Подбор силового трансформатора выполняется по мощности тока во втором каскаде. Катушку индуктивности при этом следует сделать сдвоенной – это гарантирует безотказную работу и стабильность контуров. Сами контуры, подобные друг другу, собираются из таких компонентов:

  1. Конденсатора, имеющего не менее двойного запаса по напряжению (от 450–500 В для первой половины и минимум 2019 В – для другой). Емкость накопителя принимается для первого каскада от 0,3 мФ (для второго – до 1 мФ).
  2. Варистора, напряжение которого как минимум равно требующемуся для вторичной обмотки, то есть от 90 до 100 В (для второго каскада следует принять 140–150 В).
  3. Катушки индуктивности, изготовленной из ферритного прута, на который накручивается проволока диаметром от 15 до 20 микрон при шаге 0,8 мм и более. На первом каскаде устраивается как минимум 7 витков, на втором допускается меньше. Вторая катушка выполняет функцию фильтра, защищающего от вероятных значительных колебаний тока, приводящих к нарушению стабильности горения дуги.

Основой собираемого разрядника служит плата с радиатором, отводящим излишки тепла. Сам элемент состоит из пары медных стоек с установленными отрезками вольфрамовых электродов – передатчиков тока. Вместо вольфрамовых можно использовать и обычные сварочные стержни диаметром 2 мм. Их края торцуются до строго параллельного расположения зазора. Стойки рекомендуется поместить в быстротвердеющий изолирующий состав, заранее подсоединив провода для контактов.

Допускается изготовление осциллятора из катушки зажигания, но за ней в схеме требуется установка ВВ-диода и конденсатора. Затем ставится ограничитель напряжения, подключенный к первичной трансформаторной обмотке.

Для стабильного и безотказного функционирования схемы во второй каскад следует добавить катушку ограничителя напряжения от электрошокера (любой имеющейся или доступной модели), питаемого от 6-вольтной батареи.

Готовый прибор для исключения влияния на его работу пыли и влаги помещается в закрытый корпус с заранее устроенными вентиляционными отверстиями.

В процессе сборки и эксплуатации смонтированного своими руками возбудителя нужно придерживаться правил безопасности при работе с электроприборами. Важно соблюдать последовательность монтажа электросхем, применяя для сборки только подходящие по своим техническим параметрам элементы.

Приобрести осциллятор в специализированном магазине намного проще, но это может обойтись в круглую сумму. Если устройство не предназначено для интенсивной эксплуатации, то при наличии свободного времени имеет смысл собрать его собственноручно.

Получилось ли у вас самостоятельно собрать осциллятор? С какими трудностями вы столкнулись, какие проблемы возникли? Пожалуйста, поделитесь своим опытом и успехами в комментариях.

Чтобы облегчить задачу выполнения сварочных работ с деталями из цветных металлов и нержавеющей стали, необходимо использовать сварочный осциллятор. Это полезное приспособление, решающее задачи поджога сварочной дуги и ее поддержания в стабильном состоянии, одинаково успешно может использоваться и в производстве, и в быту.

Сварочный осциллятор марки ВСД-02, используемый для стабилизации горения дуги

Разбираемся в конструкции и принципе действия осциллятора

Сварочные осцилляторы, способные работать с источниками переменного и постоянного тока, необходимы для того, чтобы одновременно повысить как величину напряжения, так и частоту электрического тока. Если на входе такого устройства напряжение составляет 220 В, а частота тока – 50 Гц, то на выходе уже получается 2500–3000 В и 150000–300000 Гц. Продолжительность импульсов, которые создает осциллятор, составляет десятки микросекунд. Мощность этих устройств, с помощью которых в сварочную цепь поступает ток высокой частоты и с большим значением напряжения, – 250–350 Вт.

Технические возможности, которыми обладает осциллятор, обеспечиваются его конструкцией и характеристиками его элементов.

Электрическую схему аппарата составляют следующие компоненты:

  • колебательный контур, выступающий в роли искрового генератора затухающих колебаний (в состав такого контура входят конденсатор и катушка индуктивности – подвижная обмотка высокочастотного трансформатора);
  • разрядник;
  • дроссельные катушки в количестве двух штук;
  • повышающий трансформатор;
  • трансформатор высокой частоты.

Функциональная схема осциллятора

Кроме того, осциллятор содержит элементы, обеспечивающие безопасность как самого устройства, так и сварщика. К таким элементам относятся конденсатор, защищающий сварщика от удара электрическим током, и предохранитель, размыкающий электрическую цепь при пробое конденсатора.

Осциллятор, который используется в паре со сварочным аппаратом, работает по следующему принципу. После прохождения по обмоткам повышающего трансформатора напряжение поступает на конденсатор колебательного контура и начинает заряжать его. Когда конденсатор заряжается до величины, предусмотренной его емкостью, он выдает разряд на разрядник, что приводит к пробою. После этого колебательный контур оказывается закороченным, что и вызывает возникновение резонансных затухающих колебаний. Высокочастотный ток, формирующий эти колебания, через блокировочный конденсатор и обмотку катушки поступает на сварочную дугу.

Пример изготовления платы осциллятора

Блокировочный конденсатор устроен таким образом, что через него может свободно проходить только ток высокой частоты, отличающийся и большим значением напряжения. Низкочастотный ток через такой конденсатор проходить не способен из-за слишком большого сопротивления. Благодаря данной характеристике блокировочного конденсатора через него не может пройти и низкочастотный ток от сварочного аппарата, что защищает осциллятор от короткого замыкания.

Виды сварочных осцилляторов

Осциллятор, который при желании нетрудно сделать и своими руками, может относится к:

  • устройствам непрерывного действия;
  • аппаратам с импульсным питанием.

При помощи осцилляторов первого типа к сварочному току добавляется ток высокой частоты (150–250 кГц) и с большим значением напряжения (3000–6000 В). Зажигание такой дуги может осуществляться даже без прикосновения электрода к поверхности соединяемых заготовок, а горит дуга очень устойчиво даже при небольших значениях тока, поступающего от сварочного аппарата. Это возможно благодаря высокой частоте тока, который выдает осциллятор. Что важно, ток с такими характеристиками не опасен для сварщика, выполняющего работу с использованием этого устройства.

Параллельное и последовательное подключение осциллятора

Электрическая схема, в которой задействован осциллятор первого типа, может предусматривать его параллельное или последовательное подключение. Большей эффективностью отличаются устройства, которые подключены к электрической цепи сварочного аппарата последовательно. Объясняется это тем, что в их схеме не применяют за ненадобностью защиту от высокого напряжения.

Сварочный осциллятор с импульсным питанием требуется преимущественно при сварке, которая выполняется на переменном токе. Кроме первоначального зажигания сварочной дуги, устройство такого типа обеспечивает ее поддержку при смене полярности переменного тока, которая происходит постоянно. Осцилляторы первого типа в условиях постоянной смены полярности переменного тока плохо справляются с повторным зажиганием дуги, что негативно сказывается на качестве выполнения сварочных операций.

К бесконтактному зажиганию сварочной дуги также способны осцилляторы, в электрической схеме которых имеются конденсаторы, накапливающие заряд от специального зарядного устройства. В те моменты, когда необходимо выполнить повторное зажигание дуги, эти конденсаторы разряжаются, и электрический ток их разряда подается в дуговой промежуток. Электрическая схема такого сварочного осциллятора содержит в себе устройство, которое обеспечивает синхронизацию разрядов конденсатора в те моменты, когда электрический ток дуги проходит через ноль.

Что касается правил использования осцилляторов, необходимо учесть, что сварку алюминия с их помощью выполняют на переменном токе, а нержавеющей стали – на постоянном токе прямой полярности.

Правила эксплуатации осцилляторов

Применение осциллятора для сварки алюминия, других цветных металлов или нержавеющей стали требует соблюдения ряда несложных правил, которые сделают работу с таким устройством комфортной и безопасной.

  • Использовать осцилляторы можно как в помещениях, так и вне их.
  • Не рекомендуется применение сварочных осцилляторов на открытом воздухе, если на улице идет дождь или снег.
  • Работать с такими устройствами разрешается при температуре окружающего воздуха от –10 до +40 градусов Цельсия.
  • Использовать осцилляторы допустимо при уровне влажности окружающего воздуха, не превышающей 98%.
  • Атмосферное давление, при котором можно использовать такие устройства, должно находиться в интервале 85–106 килопаскалей.
  • Не рекомендуется использовать такое устройство в помещениях, атмосфера которых сильно загрязнена пылью, едкими парами и газами, которые могут разрушить изоляцию и металл.
  • Начинать работу со сварочным осциллятором можно лишь в том случае, если он надежно заземлен.
  • Перед началом работы всегда следует проверять, правильно ли устройство подключено в сварочную цепь и исправны ли его контакты.
  • Кожух осциллятора в процессе выполнения сварочных работ всегда должен быть надет на него, снимать его можно только тогда, когда устройство отключено от электрической сети.
  • Рабочая поверхность разрядника должна всегда содержаться в чистоте, на ней не должно быть следов нагара. В случае появления нагара от него необходимо избавиться с помощью шлифовальной шкурки.

Такое устройство, которое поможет вам выполнять сварку цветных металлов и нержавейки, можно не только купить, но и сделать своими руками.

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 2019 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

Приступая к изготовлению самодельного сварочного осциллятора, необходимо разобраться в электрической схеме такого устройства и правильно подобрать все составные элементы, в первую очередь, высоковольтный трансформатор.

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.

Самое главное, что следует учитывать при сборке и использовании самодельного сварочного осциллятора – это требования по технике безопасности при работе с устройствами, питающимися электрическим током. В рамках соблюдения таких требований очень важно строго придерживаться правильности сборки электрических схем, а также использовать для этого только те компоненты, которые оптимально подходят по своим характеристикам.

Без сварочных работ трудно представить современный мир. Даже в быту время от времени приходится выполнять некоторые сварочные работы. Для облегчения сварочного процесса нержавейки или цветных металлов необходим осциллятор.

Этот аппарат может зажигать электрическую дугу без контакта с поверхностью детали и поддерживать горение, необходимое для сварки. Для бытовых нужд необязательно приобретать промышленное изделие, поскольку вполне можно собрать осциллятор своими руками в условиях дома или небольшой мастерской.

Принцип работы осциллятора

При сварках где участвуют цветные металлы обычно применяют аргонодуговые аппараты, в которых вольфрамовые электроды подплавливают края и создают своеобразную ванну. Алюминиевый материал и нержавеющую сталь сшивают, когда источником напряжения и тока является инвертор.

В любых случаях наблюдается одна и та же проблема — первоначальное разжигание дуги. При работе с цветными металлами постукивают электродом по поверхности, в результате чего образуются трещины и следы, которые требуют дальнейшей обработки. Осциллятор — это то, что нужно для аргонной сварки.

Если лист металла тонкий, то при работе на небольших токах дуга постоянно тухнет. Неоднократное и постоянное её возбуждение забирает рабочее время. Для предотвращения подобных ситуаций тоже необходим осциллятор.

Сборка этих приборов может быть разная, но все они необходимы для возбуждения сварочной дуги между электродом и изделием на расстоянии около пяти миллиметров. Осциллятор размещают между источником тока и горелкой с электродом из вольфрама.

Принцип работы заключается в изменении входящего напряжения в высокочастотные короткие импульсы. Эти импульсы суммируются со сварочным током и принимают активное участие в розжиге. Можно собрать такой осциллятор для инвертора своими руками.

Эти устройства могут питаться от переменного или постоянного тока и повышают как значение напряжения, так и частоту электротока. Если на вход прибора подать напряжение 220В с частотой тока в 50 Герц, то на выходе получится напряжение от 2019 до 3000В при частоте от 150 000 до 300 000 Герц. Полученные импульсы имеют продолжительность десятков микросекунд.

Номинальная мощность таких устройств примерно 250–350 Ватт.

Функциональная схема

Технические характеристики каждого прибора зависят от его конструкции и свойств элементов на схеме. Принципиально агрегат состоит из таких элементов:

  • Колебательный контур. Он собран из индуктивной катушки и конденсатора. Катушка представляет собой вторичную обмотку трансформатора высокой частоты. Сам контур генерирует необходимые искры.
  • Разрядник.
  • Катушки дроссельные. Их количество — две единицы.
  • Высокочастотный повышающий трансформатор. Он преобразует входные параметры напряжения в высокочастотные колебания.

Прибор также содержит вспомогательные электрические детали, которые отвечают за безопасность использования агрегата. Это защитный конденсатор, предохраняющий работника от поражения электрическим током и предохранитель.

Предохранитель должен срабатывать при коротком замыкании и пробое конденсатора.

Входное напряжение, проходя через обмотки повышающего трансформатора, проходит через колебательный контур и начинает зарядку конденсатора. Затем, после зарядки последнего до необходимой ёмкости, происходит разряд и возникает пробой. Пробой вызывает короткое замыкание колебательного контура, вследствие которого возбуждаются резонансные колебания. Ток высокой частоты, создающий эти колебания, через защитный конденсатор и обмотки катушки доходит до сварочной дуги.

Защитный конденсатор свободно пропускает высокочастотный ток, который отличается также большой величиной напряжения. Но этот блокировочный конденсатор не способен пропускать ток низкой частоты, так как обладает большим сопротивлением. Это свойство мешает пройти низкочастотному току от сварочного прибора и является надежной защитой от короткого замыкания.

Последовательность процесса сварки

Невзирая на некоторые отличия в сборке, использование устройств этого класса проходит по одному сценарию. Можно так представить последовательность работы прибора:

  • Сварщик на горелке нажимает кнопку «Пуск».
  • Выпрямитель на входе получает напряжение из сети, выпрямляет и отправляет на накопитель.
  • Накопительный узел заряжается.
  • После срабатывания накопительного конденсатора, освобождается импульс.
  • Импульс поступает на высокочастотный трансформатор и преобразовывается в высоковольтный импульс.
  • Одновременно срабатывает клапан газа и выходит аргон из аргонно содержащей камеры.
  • После короткого разряда тока, дуга зажигается в газовом облаке и начинается процесс сварки.
  • Когда начинает работать сварочный ток с силой, превышающей пять ампер, то импульс затухает. Происходит процесс сварки с установленными на аппарате значениями. При потере контакта возникает следующий импульс для возрождения дуги.
  • Когда сварка заканчивается, прибор завершает процесс.

При изготовлении аргоновой горелки своими руками, конструкция может быть упрощена и прибор становится полуавтоматом. В этом случае при случайном завершении процесса сварки надо вручную включать бесконтактный поджиг, нажимая кнопку «Пуск».

Виды осцилляторов

Устройства этого типа в зависимости от вида работ, могут быть кратковременного или постоянного действия. Таким образом, осцилляторы делятся на:

  • Устройства непрерывной работы.
  • Аппараты с импульсным питанием.

При сварке тонких листовых материалов лучше подходит прибор постоянного действия, так как розжиг будет производиться сразу при поднесении к заготовке. В процессе сварки горение будет ровное и все время поддерживаться. В результате получится чистый и аккуратный шов.

Для безопасности рекомендуется последовательное соединение устройства. Если предусмотрено параллельное подключение, то надо установить защиту от напряжения. При выполнении работ с алюминием, которые выполняются исключительно на переменном токе, применяют импульсные аппараты.

Сборка в бытовых условиях

Для сборки прибора аргонной сварки своими руками из инвертора чаще всего используют распространенную и несложную схему.

В этой схеме главным элементом является повышающий трансформатор. Именно он увеличивает величину стандартного напряжения до трёх тысяч вольт. Самым проблемным узлом при сборке этого устройства является разрядник, который вырабатывает сильную искру. Разрядник и катушка индуктивности обеспечивают главное — они генерируют затухающие высокочастотные импульсы, которые зажигают дугу и поддерживают равномерное горение. Катушка и разрядник совместно с блокировочным конденсатором образуют узел колебательного контура.

Самодельные аппараты тоже могут быть выполнены по двум различным схемам. Они могут быть импульсного или непрерывного действия. Приборы, использующие принцип непрерывного действия менее эффективны и в их конструкцию надо обязательно включать блок защиты от напряжения. Импульсные устройства считаются лучше, удобнее и производительнее.

Основной деталью узла управления является кнопка. Она выполняет две функции: включение разрядника и контролирование подачи защитного газа в область сварки. Первичными данными при самостоятельной сборке являются детальные ответы на следующие вопросы:

  • Применение для алюминия или нержавейки.
  • Вид электрического тока — переменный или постоянный.
  • Какое напряжение предусматривается.
  • На какую мощность будет рассчитан прибор.
  • Какая величина вторичного напряжения.

Сборка деталей производится на прямоугольной плате. Слева обычно располагается трансформатор высокой частоты, блок управления и предохранительный узел. В центральной части логично расположить разрядник с конденсатором колебательного контура и блокировочный конденсатор. Последний становится преградой для низкочастотного тока на пути к сварке. Место справа остается для дросселя.

Трансформатор выбирают исходя из потребностей по величине тока во вторичной обмотке. При этом катушку индуктивности лучше сделать сдвоенной. Тогда напряжение и величина тока оказываются более стабильными, а защита аппарата надежнее. Контуры подобны друг другу и состоят из:

  • Конденсатора, запас которого по напряжению в первой части должен быть не менее 500В и 5–6 кВ для второй. Емкость первого конденсатора должна составлять не менее 0.3 мФ, а второго до 1 мФ.
  • Варистора с напряжением во вторичной обмотке около 90–100 В (для первого каскада) и до 140–150 В во второй линии.
  • Катушки индуктивности. Обе катушки имеют ферритовый стержень с намотанной на него медной проволокой сечением около 20 миллиметров квадратных с зазором не менее 0.8 миллиметров. В первом каскаде количество витков от семи, а во втором — меньше. Катушка второго каскада является фильтром и защитой от колебаний тока. Ток различной амплитуды может привести к нестабильному горению.

Для разрядника находят плату с ребрами теплоотвода. Эта плата охлаждает при срабатывании разряда. Электроды из вольфрама иногда заменяют на обычные. Главное, чтобы их диаметр составлял не менее двух миллиметров. Кончики электродов должны быть строго параллельны. При помощи специального винта делают возможной регулировку расстояния между электродами.

Чтобы получить максимальную стабильность, ко второй обмотке второго каскада подключают катушку от любого электрошокера. Для этого в схему устройства приходится подключать аккумулятор напряжением в шесть вольт. Он обеспечивает питание этой катушки.

Наличие аккумулятора не дает забыть, что время от времени всё устройство нужно осматривать и проводить регламентные работы. Первый каскад подключается к инвертору, а второй предназначен для сварочной горелки и заготовки, которую надо сварить. Корпус прибора должен иметь вентиляционные отверстия и быть влагозащищенным.

Правила эксплуатации

Применение осцилляторов несложно, но требует выполнения ряда правил. Тогда работа с прибором становится безопасной, удобной и продуктивной. Правила использования следующие:

  • Применение этих устройств разрешено как в помещениях, так и на воздухе.
  • В случае обильного снегопада или дождя лучше воздержаться от включения прибора при работе на улице.
  • Температурный режим окружающей среды должен быть от -10 до +40 градусов по Цельсию.
  • Влажность воздуха не должна быть больше 98%.
  • Крайне не рекомендуются работать со сварочным аппаратом в помещениях где сильно накопилась пыль или едкие газы способные повредить металл или изоляцию.
  • Обязательно перед включением нужно убедиться в наличии заземления.
  • Защитный кожух прибора можно снимать только в выключенном состоянии. Во время сварки кожух должен быть надет.
  • На рабочей поверхности разрядника не должно быть следов нагара или грязи. В случае загрязнения нужно вычистить кончики разрядника тонкой наждачной шкуркой.

При сборке осциллятора для инвертора своими руками необходимо также соблюдать правила поведения с электрическими устройствами. Необходимо строго соблюдать основные правила сборки электрических схем и использовать только те детали, которые обладают нужными характеристиками.

Стоимость простейшего искрового генератора порядка 8 000 рублей. Цена более «серьезных», а значит, и универсальных моделей, не ниже 17 350 – 18 090. Если сварка не является источником доходов, а используется в быту лишь от случая к случаю, есть ли смысл тратить такие деньги? О том, как смонтировать сварочный осциллятор, по какой схеме, что следует учесть при сборке своими руками – эта статья.

Назначение устройства

Оно необходимо для преобразования пром/напряжения с целью получения более высоких значений U (до 3 000 В) и f (до 300 кГц), в зависимости от конкретной схемы и использованных деталей. По сути, осциллятор – это генератор высокочастотного напряжения повышенного номинала.

Что дает его использование?

Становится возможен бесконтактный розжиг дуги, а при наложении тока в/ч на Iраб ее параметры поддерживаются на неизменном уровне. То есть, обеспечивается ее устойчивость. Это особенно важно, если питающее напряжение нестабильно, а сварочный аппарат является не самой совершенной моделью. Без осциллятора не обойтись и при обработке «проблемных» металлов или сплавов, таких, как алюминий и «нержавейка». Работа с первым, например, затруднена его интенсивным окислением, что негативно отражается на адгезии в рабочей зоне и качестве получаемого шва.

Осциллятор позволяет использовать электроды =I при сварке аппаратом ~ I. Это обеспечивается тем, что генератор модулирует мощный импульс, подающийся на дугу.

Если работать вольфрамовым электродом, то без осциллятора он будет попросту прилипать к детали.

Составные части осциллятора

  • Трансформатор (повышающий).
  • Колебательный контур.
  • Разрядник.

Популярные схемы осцилляторов

Их довольно много, от самых простых до достаточно сложных. Рекомендовать что-то одно автор не вправе, так как выбор схемы зависит главным образом от базовых знаний читателя в области радио- и электротехники, а также его возможностей по самостоятельному конструированию различных электронных устройств.

Вариант 1

Привлекательность схемы в том, что не понадобятся какие-либо дефицитные или дорогостоящие детали (материалы).

Особенности

  • Подключение выхода – в параллель сварочной цепи (точки присоединения – «масса» и держак), так как данный осциллятор – непрерывного действия.
  • Устройство запитывается только через Тр. Его подсоединение к сети напрямую не рекомендуется по причине, что даже при отключении трансформатора схема генератора останется под напряжением.
  • Замена электрода производиться при переводе переключателя S1 в положение «выкл».
  • Тиристоры подбираются опытным путем. Ориентироваться следует на устойчивость дуги.

Понятно, что эта схема не самая совершенная, но для бытового применения такой осциллятор вполне подойдет. Тем более что собрать генератор своими руками большого труда не составит.

Вариант 2

Еще одна схема, также довольно простая в исполнении.

Вариант 3

Вариант 4

Возможно, читатель найдет и какую-то другую, более удобную с его точки зрения схему. Автор лишь напоминает, что все осцилляторы подразделяются на устройства импульсные и непрерывного действия. Первые всегда включаются в цепь последовательно, вторые – параллельно.

Успехов в сборке осциллятора своими руками!