Как я научился варить сварочным инвертором: личный опыт

<index>

Сварочное оборудование на сегодняшний день представлено множеством разновидностей. Но наибольшую популярность среди домашних мастеров получили инверторные аппараты в силу своей компактности и универсальности. Сварочный инвертор является оборудованием, позволяющим мастеру выполнять разного рода сварочные работы. Но чтобы проводить их качественно, недостаточно иметь дорогостоящий агрегат, нужно еще и научиться пользоваться сварочным аппаратом.

Установка и подключение агрегата

Чтобы эффективно и безопасно использовать инвертор, прежде всего, необходимо правильно подготовить его к работе. Этот процесс проводится в несколько этапов. Первая задача – это установка и подключение агрегата. Установка инвертора должна выполняться по определенным правилам:

• агрегат нужно размещать так, чтобы он находился на расстоянии не менее 2 м от стен или каких-либо предметов;
• аппарат должен быть обязательно заземлен;
• место сварки нужно выбирать так, чтобы оно было вдали от воспламеняющихся предметов;
• варить рекомендуется либо на свободной площадке, либо на столе из металла.

Подключить инвертор можно как к бытовой сети (220 В), так и к сети, с напряжением 380 В, которая обычно используется на производстве. Если предполагается использовать агрегат вдали от электрических сетей, то его можно подключить к генератору, дизельному или бензиновому.

Подключение к электросети

Подключение сварочного аппарата к бытовой электросети нередко вызывает проблемы. Причиной их возникновения может быть старая проводка или недостаточный диаметр ее проводов. Обычно проводка рассчитана на ток до 16 А. А поскольку все включенные приборы в доме могут превысить это значение, то в целях безопасности устанавливаются автоматические выключатели (автоматы). Поэтому при подключении необходимо знать мощность сварочного аппарата, чтобы он не вызвал срабатывание автомата.

Подключение инвертора к бытовой сети

Также следует обратить внимание на просадку сети. Если при включении инвертора вы заметите понижение напряжения в электросети, то это говорит о недостаточном сечении проводов. В таком случае необходимо измерить, до каких значений понижается напряжение. Если оно падает до значений ниже минимальных, с которыми может работать инвертор (указано в инструкции), то подключать аппарат к такой сети нельзя.

Использование удлинителя

Сетевой кабель, подсоединенный к инвертору, отвечает всем требованиям по мощности и не вызывает проблем при подключении. Но если его длины не хватает, то следует подбирать удлинитель с сечением провода не менее 2,5 мм² и длиной не более 20 метров. Таких параметров удлинителя будет достаточно, чтобы инвертор мог работать с током до 150 А.

Следует помнить, что при подключении аппарата к сети через переноску оставшуюся ее часть не следует держать смотанной, поскольку при включении агрегата она превратится в катушку индуктивности. В результате проводники перегреются, и удлинитель выйдет из строя.

Подключение к генератору

В случаях, когда нет возможности подключить аппарат к электросети, можно подсоединить его к генератору, работающему либо на бензине, либо на дизельном топливе. Наибольшее распространение получили бензиновые электростанции. Но для подключения сварочных аппаратов подходят не все их них. Чтобы инвертор мог эффективно работать, генератор должен иметь мощность не менее 5 киловатт и выдавать стабильное напряжение на выходе. Перепады в напряжении могут вывести сварочник из строя.

Также следует учитывать, с каким диаметром электрода вы будете работать. Например, если электрод будет иметь диаметр 3 мм, то потребуется рабочий ток около 120 А с напряжением дуги 40 В. Если рассчитать мощность сварочного инвертора (120 х 40 = 4800), то получим значение 4,8 кВт. Поскольку это будет потребляемая мощность, то электростанция, способная выдавать лишь 5 кВт, будет работать на пределе своих возможностей, что значительно снизит ее срок службы. Поэтому генератор нужно выбирать с некоторым запасом по мощности, примерно на 20-30% выше той, которую потребляет инвертор.

Подключение сварочных кабелей

На передней панели инвертора расположены 2 клеммы, возле которых имеется маркировка в виде знаков “+” и “-”. К данным клеммам подсоединяются сварочные кабели, один из которых на конце имеет металлический зажим (прищепку), а второй – держатель для электрода. И тот и другой кабель может подключаться к обеим клеммам, в зависимости от метода сварки, о чем будет говориться далее. После подключения кабелей к аппарату один из них, имеющий прищепку, подсоединяется к сварочному столу или к заготовке.

В некоторых случаях стандартной длины кабелей может не хватать, например, при работах на высоте. В таких ситуациях возникает вопрос: можно ли удлинить сварочный кабель? Профессионалы не советуют этого делать, особенно, если это касается инверторного аппарата. Объяснить этот факт можно тем, что каждый кабель имеет определенные характеристики сопротивления. Поэтому неизбежны “утечки” напряжения и силы тока по всей его длине. Следовательно, чем больше длина кабеля, тем сильнее проседает напряжение.

Если попытаться компенсировать потери напряжения и силы тока прибавлением значений на панели агрегата, то эта мера, скорее всего, выведет электронику инвертора из строя. Получается, что проще поднести аппарат ближе к рабочему месту сварщика, чем потратить немалую сумму на ремонт агрегата после удлинения кабелей.

Настройка аппарата

От того, корректно ли произведена настройка сварочного инвертора, зависит качество сварочных работ, особенно это касается правильного выбора электродов. Также следует учитывать:

• глубину сварочного шва;
• расположение шва в пространстве (вертикальное или горизонтальное);
• марку или тип свариваемого металла;
• толщину металла и т.д.

Следует знать, что под каждый тип металла выпускаются соответствующие электроды. С инверторами можно использовать электроды диаметром до 5 мм. Но под каждую толщину оснастки необходимо подбирать соответствующую ей силу сварочного тока. Чтобы правильно настроить сварочный аппарат, можно воспользоваться таблицей, приведенной ниже.

Например, если вам предстоит варить инвертором мягкую сталь толщиной 5 мм, то следует подобрать электрод 3 мм, а на аппарате выставить силу тока, равную 100 А. После пробной сварки силу тока можно подкорректировать, то есть уменьшить либо увеличить.

Меры безопасности при работе

Установленные правила безопасности, можно сказать, написаны “кровью” пострадавших, и поэтому пренебрегать ими строго запрещается. От их соблюдения зависит здоровье и жизнь не только оператора сварочного оборудования, но и окружающих его людей. Итак, к правилам безопасности можно отнести следующее.

1. Перед началом работы следует проверить целостность изоляции на всех проводах и кабелях, подсоединенных к аппарату. Также необходимо проверить исправность оборудования, а именно, убедиться, что напряжение холостого хода равняется нулю. В данном случае должна быть исправна система, отключающая напряжение на электроде, когда аппарат простаивает.
2. Перед подключением оборудования следует проверить электрическую сеть под нагрузкой (измерить диапазон проседания).
3. Для защиты сетчатки глаз от ультрафиолетового излучения, возникающего при горении сварочной дуги, необходимо применять защитную маску (щиток) либо специальные очки. Не так давно в продаже появились сварочные маски и очки со стеклами “хамелеонами”, которые автоматически затемняются при попадании на них яркого излучения. Очки или маску должен одевать не только сварщик, но и его помощник.
4. Если сварочные работы проводятся в закрытом помещении, то для защиты органов дыхания и предотвращения отравления вредными газами применяют респираторы со сменными картриджами либо маски, через которые принудительно подается очищенный воздух.
5. Для защиты рук от брызг металла используют специальные перчатки — краги сварщика.
6. Для защиты тела используют комбинезоны, куртки и штаны из огнеупорной ткани.
7. Для защиты ног требуется одевать высокие ботинки, чтобы исключить попадание в них искр металла. Ботинки должны прикрываться сверху штанами.
8. Рабочее место должно быть хорошо освещено.
9. Под ногами сварщика должен быть резиновый коврик или деревянный настил, предотвращающие человека от удара током.
10. Вокруг рабочего места не должно находиться никаких посторонних предметов, через которые можно споткнуться.
11. Вблизи рабочего места должен находится песок и огнетушитель для своевременного тушения очага возгорания.
12. Заземление сварочного аппарата является обязательным условием.

Если правила безопасности уже изучены, то можно приступать к ознакомлению с тем, как правильно работать электросваркой.

Выбор полярности

Не секрет, что процесс плавления металла происходит из-за высокой температуры электрической дуги, возникающей между свариваемым материалом и электродом. При этом кабель с держателем для электрода и кабель массы (с прищепкой) подсоединены к разным клеммам аппарата. Чтобы правильно подключить кабеля, необходимо понимать, в каких случаях они меняются местами.

При сварке инвертором или любым другим сварочным агрегатом используется прямая и обратная полярность подключения кабелей к аппарату. Прямой полярностью принято называть подключение, когда кабель с электродом подсоединяется к минусу, а свариваемый металл – к плюсу.

Такой способ подключения позволяет металлу хорошо прогреваться, отчего шов получается глубоким и качественным. Метод прямой полярности используют при варке толстых металлических изделий.

Обратная полярность подразумевает подключение электродного кабеля к плюсу, а кабеля массы – к минусу.

При таком подключении металл прогревается меньше, а шов поучается более широким. Обратную полярность принято использовать при варке тонких металлических изделий, чтобы исключить сквозной прожиг детали.

Выбор сварочного тока

Сварочный ток выбирается с учетом толщины металла, который подлежит сварке, и диаметра присадки. Для простоты расчетов можно использовать таблицу, которая была приведена выше, в разделе, где говорилось о настройке агрегата. Также при выборе оптимальной силы тока следует помнить правило: чем выше сила тока, тем глубже получается шов, и тем быстрее можно перемещать электрод. Поэтому нужно добиться идеального соотношения скорости движения присадки и силы тока, чтобы шов имел требуемую выпуклость и глубину, достаточную для хорошего сваривания кромок деталей.

Совет! После подключения к аппарату новых кабелей, не превышающих рекомендуемую длину, нужно измерить сварочный ток, чтобы узнать его значение и при необходимости подкорректировать.

Методика работы с разными металлами

Поскольку без розжига дуги процесс сварки невозможен, то следует знать, что существует 2 метода сделать это:

• нужно несколько раз стукнуть по металлу электродом, пока не произойдет зажигание дуги.
• нужно электродом, как спичкой, чиркнуть несколько раз по металлу.

Каждый мастер подбирает наиболее удобный и подходящий способ зажигания дуги. Но чиркать нужно не где попало, а вдоль линии сварного шва, чтобы на заготовке не оставались следы.

Место, в котором плавится металл под воздействием электрической дуги, называют сварочной ванной. Чтобы ее двигать вдоль линии шва, применяют один из методов, показанных на следующем рисунке.

Для нормального движения ванны электрод наклоняется под углом 45-50°. Наклоняя присадку под разными углами, можно управлять шириной ванны. Каждый мастер подбирает оптимальный угол наклона для получения шва приемлемого качества.

Совет! Движение ванны облегчается, если в аппарате присутствует функция “форсаж дуги”, которая не дает ей погаснуть.

Электрод может принимать положение углом назад или углом вперед. Чтобы получить широкий шов, используется наклон оснастки углом вперед, поскольку при таком способе получается меньший нагрев. Данным методом варят тонкие металлы. Толстый металл принято варить углом назад.

Для сварки цветных металлов придется подключить аргоновую горелку к сварочному инвертору и использовать уже неплавящийся электрод (вольфрамовый). Присадкой в данном случае служат металлические прутки, которые помещаются на линию шва и плавятся электрической дугой. В процессе сварки ванна обдувается инертным газом.

Правила обслуживания инверторного аппарата

Техническое обслуживание сварочного аппарата инверторного типа, включает в себя следующие пункты.

1. Внешний осмотр. Его необходимо проводить каждый раз перед началом работы и после нее для обнаружения возможных повреждений изоляции сварочных кабелей и сетевого шнура. Также при внешнем осмотре проверяется отсутствие повреждений корпуса и органов управления (нужно проверить регулятор тока).
2. Проведение внутренней очистки агрегата. Проводится она после снятия кожуха с аппарата для удаления из всех его узлов пыли и накопившихся загрязнений. Очистка производится с помощью направленного потока сжатого воздуха на запыленные детали.
3. Проверка и зачистка клемм аппарата. Периодически следует проверять места, к которым подсоединяются силовые кабели. Если на клеммах обнаружено окисление, его следует удалить с помощью мелкой наждачки.

Также следует избегать попадания на инверторный сварочный аппарат капель воды, водяных паров и других жидкостей, способных проникнуть внутрь агрегата и вызвать замыкание электрических цепей. Если какая-либо жидкость все же проникла в аппарат, то следует снять с него кожух и удалить всю влагу. Особенно тщательно следует высушить электронную плату инвертора, используя обычный фен.

</index>В продолжение темы:Подписывайтесь, и в вашей ленте ВК будет все самое интересное о технике:Расчет потребленияэлектроэнергии техникойРассчитатьx29.10.2019Как правильно пользоваться микрометромПрочая техника для ремонта31.08.2019Как пользоваться мультиметром: инструкция для новичковПрочая техника для ремонта29.08.2019Виды мультиметров: какой лучше купитьПрочая техника для ремонтаСамодельная виброплита и виброрейкаИзготовление своими рукамиВаше мнение Загрузка …Обзоры техникиКалькуляторрасчетаэлектроэнергииРассчитатьГлавная > Справочник > Сварка > Сварка инвертором для начинающих<index>

Проведение ручной сварки с помощью инвертора набирает всё большую популярность среди домашних мастеров, что обусловлено широким предложением различных моделей с разным ценовым диапазоном. Для соединения изделий из железа при помощи сварки инвертором требуется минимум оборудования, характеризующегося своей многофункциональностью наравне с низким энергопотреблением и компактными габаритами, что ещё больше привлекает внимание неопытных мастеров. Изучение технологии сварки инвертором для начинающих не составит ни малейшей трудности.

Принцип работы сварочного инвертора

Сварочный инвертор – мощнейший блок питания, который по способу преобразования энергии аналогичен импульсному блоку питания.

Основные стадии преобразования энергии в инверторе:

1. Приём и выпрямление тока сети с напряжением 220 В и частотой 50 Гц.
2. Преобразование полученного выпрямленного тока в переменный с высокой частотой от 20 до 50 кГц.
3. Понижение и выпрямление высокочастотного переменного тока в ток, сила которого находится в пределах 100…200 А, и напряжение от 70 до 90 В.

Преобразование высокочастотного электротока до тока нужной величины позволяет уйти от неудобных габаритов и большого веса инвертора, которые имеют обычные трансформаторные аппараты, в которых значение тока достигается путём преобразования ЭДС в индукционной катушке. Также при включении сварочного инвертора в сеть не будет наблюдаться резких скачков электрической энергии, и более того, устройство содержит в своей схеме специальные аккумуляционные конденсаторы, которые защищают аппарат при сварке в период неожиданного отключения электричества и позволяют произвести розжиг дуги инвертора более мягко.

Схема дуговой сварки

Получение качественного шва при сварке зависит от многих факторов, поэтому, до начала работ, мастеру в обязательном порядке необходимо ознакомиться с тем, как правильно пользоваться инвертором согласно прилагаемой инструкции, а также основными правилами и нюансами выполнения сварочных работ, которые будут подробно описаны ниже.

Особое внимание следует обратить на диаметр электродов для сварки. Важно знать, что количество потребляемой энергии напрямую зависит от толщины сварочных стержней, и, соответственно, чем больше их диаметр, тем выше и энергопотребление. Эта информация поможет правильно рассчитать максимальное потребление электрической энергии инвертором, что предупредит неблагоприятные последствия от его работы в отражении на бытовой технике. Также существует зависимость диаметра электрода от выбираемой для работы силы тока, уменьшение которой приведёт к ухудшению качества шва, а увеличение – к излишней скорости сгорания сварного стержня.

Конструкция инвертора для сварки

С целью понимания, как правильно пользоваться сварочным аппаратом, начинающему мастеру следует ознакомиться с конструкцией инвертора.

Сварочный инвертор – это металлическая коробка с внутренним составляющим, общим весом около 7 кг, которая для удобства переноски снабжена ручкой и наплечным ремнём. Корпус сварочного инвертора может содержать в себе вентиляционные отверстия, которые способствуют лучшему оттоку воздуха при охлаждении агрегата. Передняя панель имеет кнопки переключения рабочего состояния, ручки-регуляторы для выбора необходимого напряжения и тока, выходы для подключения рабочих кабелей, а также индикаторы, сигнализирующие о наличии питания и перегреве инвертора при сварке. Кабель для подключения аппарата к электросети обычно подсоединяется в разъём, расположенный с задней стороны инвертора.

Конструкция сварочного инвертора

При контакте электрода во время сварки со свариваемыми металлическими пластинами образуется высокотемпературная дуга, вследствие чего происходит расплавление и элементов сварного стержня, и металла сварного соединения. Ванна, образованная в области дуги расплавленными металлами пластин и электрода, защищается от окисления разжиженной обмазкой электрода. После полного охлаждения металла, верхняя поверхность шва, защищаемая электродной обмазкой в течении проведения сварки, превратится в затвердевший шлак, который достаточно легко устранится легким механическим воздействием (например, постукиванием). Важно соблюдать одинаковое расстояние-зазор между металлом сварного соединения и электродом (длину дуги), что предупредит её угасание. Для этого, подача электрода в область сплавления должна осуществляться с постоянной скоростью, а ведение сварного стержня по стыку сварного шва должно быть ровным.

Сварочная дуга

Техника безопасности

Перед тем, как приступить к домашней сварке, электросварщику необходимо позаботиться о технике безопасности:

• надеть защитный костюм из прочной натуральной ткани высокой плотности, которая не подвержена возгоранию и оплавлению при попадании на неё искр. Костюм должен скрыть область шеи, и иметь рукава, которые плотно застёгиваются на запястье.
• защитить руки рукавицами из грубого полотна;
• обуть удобную кожаную обувь с толстой подошвой;
• защитить глаза маской сварщика со светофильтром, который зависит от силы тока при сварке.

Место, где будет проводиться сварка, также должно быть тщательно подготовлено:

• уложен деревянный настил, выполняющий защитную функцию от возможного поражения током;
• место проведения сварки освобождено от всего лишнего (для предупреждения попадания сварочных брызг);
• освещение должно быть качественным;
• движения сварщика не должны быть стеснены.

Азы сварки инвертором

Научиться варить сварочным инвертором несложно. Самым первым этапом овладения техникой сварки будет подготовка свариваемых металлических пластин:

• очищение кромки пластин от следов коррозии металлической щёткой;
• обезжиривание кромки растворителем.

Полагаясь на диаметр электродов, выбор которых основывается на марке свариваемого металла, необходимо выбрать величину тока для сварки. Значение сварочного тока также будет обусловлено и сечением свариваемых элементов. Чтобы качество шва при сварке инвертором не пострадало, предварительно сварные стержни следует просушить в духовом шкафу с температурой нагрева 200 º в течении 2-3 ч.

Способы выполнения сварных швов

Для того, чтобы сварить металл, клемму массы нужно подключить к плоскости свариваемого элемента. Далее нужно разжечь дугу. Сделать это можно двумя способами:

• чиркая по металлической поверхности пластины, по аналогии с розжигом спичечной головки;
• постукивая электродом по свариваемой поверхности.

Работа сварочным инвертором будет более удобной, если при сварке кабель держака прижать к телу, предварительно обмотав его вокруг предплечья рабочей руки. В таком положении кабель не будет тянуть в сторону держак и регулировка его положения будет более сподручной. Поэтому, при выборе инвертора особое внимание необходимо уделить длине и гибкости кабелей, ведь именно от этих показателей будет зависеть удобство работы сварщика.

Правильное положение кабеля при сварке

После розжига дуги, электрод нужно отвести от плоскости металлической пластины на расстояние, равное длине дуги (примерно 2-3 мм) и можно приступать к сварке. Чтобы сделать качественную сварку, необходимо постоянно следить за длиной электродуги. Короткая дуга (около 1 мм) способна вызвать сварочный дефект, носящий название «подрез». Этот изъян сварки характеризуется возникновением неглубокой канавки, параллельной сварному шву, и приводящей к снижению показателей прочности шва. Длинная дуга нестабильна, обеспечивает более низкую температуру в зоне сварки, и, как следствие, такой шов имеет слишком малую глубину и «размазанность». Сварщик, который умеет правильно регулировать длину дуги, получит шов высокого качества.

После окончания сварки, следует аккуратно отбить молотком застывшую поверх шва окалину.

Полярность при сварке инвертором

Плавление металла обуславливается воздействием на него высокой температуры сварочной дуги, которая возникает в результате присоединения противоположных клемм инвертора к металлической пластине и к сварному стержню. В зависимости от порядка подключения клемм сварочного инвертора, различают прямую и обратную полярность.

Порядок подключения клемм при прямой и обратной полярности

Полярность– это задание направления движения электронов. И прямая, и обратная полярность применяется при сварке инвертором, поэтому начинающему сварщику важно знать отличия этих видов подключений.

Прямая полярность – это полярность, возникающая после подсоединения электрода к клемме «минус», а металлопластины — к клемме «плюс». При таком подключении движение тока идёт от электрода к металлу, в результате чего металл прогревается более интенсивно, и зона расплавления становится резко ограниченной и глубокой. Прямая полярность подключения сварочного инвертора выбирается при сварке толстостенных элементов и при инверторной резке.

Обратная полярность характеризуется подключением «минуса» к металлической пластине, а «плюса» — к электроду. Зона сплавления при таком подключении более широкая и имеет малую глубину. Направление тока направлено от металлической заготовки к электроду, в результате чего происходит более сильный нагрев электрода. Такой порядок уменьшает риск возникновения прожога и применяется при сваривании тонкостенных металлических изделий.

Работа с тонким металлом

Сварку тонкостенных металлических изделий инвертором проводят путём подключения клемм по схеме, соответствующей обратной полярности, и расположения электрода углом вперёд. Эта техника сварки обеспечивает получение меньшей зоны нагрева при достаточной ширине шва.

Розжиг электрода следует производить предельно аккуратно, ведь начало ведения ванны при сварке тонкого металла зачастую сопровождается прожогом. Сварку тонкого металла инвертором необходимо проводить постепенно, заваривая небольшие участки с кратковременным отводом электрода от ванны. В этот момент требуется следить, чтобы жёлтое свечение кончика электрода не погасло.

Качество сварного шва напрямую зависит от качества электродов, которые помогут избежать излишнее образование шлака в шве малого сечения. Также использование электродов малого диаметра позволяет избежать прожога металла.

При завершении шва не следует резко отрывать электрод для гашения дуги, ведь в таком случае на конце шва образуется заметный кратер, который ухудшит показатели прочности металла сварного соединения и результат работы оборудования сварочный аппарат окажется неудовлетворительным.

Ещё один дефект, часто возникающий при сварке тонкого металла – это деформация изделия. Для предупреждения её появления, необходимо перед сваркой тщательно закрепить свариваемые детали.

Советы начинающим сварщикам

Сварщик с малым опытом часто задаётся вопросом о том, как правильно сваривать металл электросваркой. Общие советы по работе с инвертором и правила сварки металла электродом будут приведены в разделе ниже.

Сваривая металл инвертором, необходимо тщательно контролировать, чтобы сварной шов шёл вровень с металлом. Электродуга, проникающая в металл с интенсивной скоростью и достаточной глубиной, заставляет ванну двигаться назад и создаёт сварной шов, который способен стать дефективным, если скорость движения электрода будет слишком высока. Идеальный шов получится, если электрод будет совершать зигзагообразные и круговые колебания.

При изменении направления движения электрода следует помнить, что ванна следует за теплом. Формирование подреза происходит на фоне недостаточности металла электрода, поэтому стоит строго следить за границами ванны и контролировать их.

Располагая электрод под определённым углом можно управлять направлением движения ванны, при этом вертикальное положение электрода будет способствовать достаточному проплавлению. Ванна при таком положении будет вдавлена вниз и иметь хорошие границы, а шов будет иметь меньшую выпуклость. Слишком большой наклон электрода не позволит управлять ванной.

Положения электрода при сварке

Сварка инвертором также применима и при выполнении работ по свариванию труб. Сварка проходит в достаточно сложных условиях, поэтому необходимо большое внимание обращать на качество провара на поворотных стыках. Угол, равный 30º, является стандартным углом наклона электрода к поверхности трубы. На трубах из низколегированных сталей с сечением стенки до 12 мм шов будет однослойным. Для труб с большей толщиной стенки следует наложить повторный шов, за счёт чего общая прочность сварного шва повысится. После каждого нового наложения шва следует в обязательном порядке очистить затвердевший шлак. Трубы с диаметром до 0,5 м необходимо проваривать непрерывно.

Инвертор – простой сварочный аппарат, который идеально подойдёт начинающему сварщику для проведения сварочных работ в домашних условиях. При выборе инвертора необходимо полагаться на собственные нужды, и соответствие им выбираемого аппарата, таким образом обеспечивая свои потребности.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

</index><index>

Благодаря своей мобильности сварочные инверторные аппараты получили широкое применение в быту и на производстве. Они обладают огромными преимуществами по сравнению со сварочными трансформаторными агрегатами для сварочных работ. Принцип действия, устройство и их типовые неисправности должен знать каждый. Не у всех есть возможность приобрести сварочный инвертор, поэтому радиолюбители выкладывают схемы сварочного инвертора своими руками в интернет.

Общие сведения

Трансформаторные сварочные аппараты стоят сравнительно недорого и легко ремонтируются из-за их простого устройства. Однако они обладают значительным весом и чувствительны к напряжению питания (U). При низком U производить работы невозможно, так как происходят значительные перепады U, в результате которого могут выйти из строя бытовые приборы. В частном секторе часто бывают проблемы с линиями электропередач, так как в бывших странах СНГ большинство ЛЭП требуют замены кабеля.

Электрический кабель состоит из скруток, которые часто окисляются. В результате этого окисления возникает рост сопротивления (R) этой скрутки. При значительной нагрузке они нагреваются, а это может привести к перегрузке ЛЭП и трансформаторной подстанции. Если подключать сварочный аппарат старого образца к счетчику электроэнергии, то при низком U будет срабатывать защита («выбивать» автоматы). Некоторые пытаются подключить сварочник к счетчику электроэнергии, нарушая закон.

Подобное нарушение карается штрафом: потребление электроэнергии происходит незаконно и в больших количествах. Для того чтобы сделать работу более комфортной — не зависеть от U, не поднимать тяжести, не перегружать ЛЭП и не нарушать закон — нужно использовать сварочный аппарат инверторного типа.

Устройство и принцип действия

Сварочный инвертор устроен так, что подойдет и для домашнего применения, и для работы на предприятии. Он способен при небольших габаритах обеспечить стабильное горение сварочной дуги и даже использовать ток сварки, значительно превышающий показатель обыкновенного сварочного аппарата. Он использует ток высокой частоты для генерации сварочной дуги и представляет собой обыкновенный импульсный блок питания (такой же, как и компьютерный, только с большей силой тока), что и делает схему сварочного аппарата несложной.

Основные принципы его работы следующие: выпрямление входного напряжения; преобразование выпрямленного U в высокочастотный переменный ток при помощи транзисторных ключей и дальнейшее выпрямление переменного U в постоянный ток высокой частоты (рисунок 1).

Рисунок 1 — Схематическое устройство сварочника инверторного типа.

При использовании ключевых транзисторов высокой мощности происходит преобразование постоянного тока, который выпрямляется при помощи диодного моста в высокочастотный ток (30..90 кГц), что позволяет снизить габариты трансформатора. Выпрямитель на диодах пропускает ток только в одном направлении. Происходит «отсечение» отрицательных гармоник синусоиды.

Но на выходе выпрямителя получается постоянное U с пульсирующей составляющей. Для преобразования его в допустимый постоянный ток с целью корректной работы ключевых транзисторов, работающих только от постоянного тока, используется конденсаторный фильтр. Конденсаторный фильтр представляет собой один или несколько конденсаторов большой емкости, которая позволяет заметно сгладить пульсации.

Диодный мост и фильтр составляют блок питания для инверторной схемы. Вход инверторной схемы выполнен на ключевых транзисторах, преобразовывающих постоянное U в переменное высокой частоты (40..90 кГц). Это преобразование нужно для питания импульсного трансформатора, на выходе которого получается высокочастотный ток низкого U. От выходов трансформатора запитывается высокочастотный выпрямитель, а на выходе генерируется высокочастотный постоянный ток.

Устройство не очень сложное, и любой сварочник-инвертор поддается ремонту. Кроме того, существует множество схем, по которым можно сделать самодельный инвертор для сварочных работ.

Самодельный сварочный аппарат

Собрать инвертор для сварки просто, так как существует множество схем. Возможно сделать сварку из блока питания компьютера, сбить для него ящик, но получится сварочник низкой мощности. Подробно о создании простого инвертора из компьютерного БП для сварки можно ознакомиться в интернете. Огромной популярностью пользуется инвертор для сварки на ШИМ — контроллере типа UC3845. Микросхема прошивается при помощи программатора, который можно приобрести только в специализированном магазине.

Читайте также:  Самодельный листогибочный станок для металла

Для прошивки нужно знать основы языка «С ++», кроме того, возможно скачать или заказать уже готовый программный код. Перед сборкой нужно определиться с основными параметрами сварочника: максимально допустимый ток питания составляет не более 35 А. При токе сварки равной, 280 А, U питающей сети составляет 220 В. Если проанализировать параметры, можно сделать вывод о том, что эта модель по характеристикам превышает некоторые заводские модели. Для сборки инвертора следует руководствоваться блок-схемой на рисунке 1.

Схема БП является несложной, и собрать ее достаточно просто (схема 1). Перед сборкой нужно определиться с трансформатором и найти подходящий корпус для инвертора. Для изготовления БП- инвертора нужен трансформатор. .

Этот трансформатор собирается на основе ферритового сердечника Ш7х7 или Ш8х8 с первичной обмоткой провода диаметром (d) 0,25..0,35 мм, количество витков 100. Несколько вторичных обмоток трансформатора должны иметь следующие параметры:

1. 15 витков с d = 1..1,5 мм.
2. 15 витков с d = 0,2..0,35 мм.
3. 20 витков с d = 0,35..0,5 мм.
4. 20 витков с d = 0,35..0,5 мм.

Перед намоткой нужно ознакомиться с основными правилами намотки трансформаторов.

Схема 1 — Схема блока питания инвертора

Навесным монтажом детали желательно не соединять, а сделать для этих целей печатную плату. Существует много способов изготовления печатной платы, но следует остановиться на простом варианте — лазерно-утюжной технологии (ЛУТ). Основные этапы изготовления печатной платы:

1. Приобрести в специализированном магазине односторонний гетинакс с медной фольгой и хлористое железо.
2. Изготовить макет печатной платы, используя программное обеспечение Sprint Layout.
3. Распечатать на глянцевой бумаге, используя только лазерный принтер на самом высоком качестве. Обыкновенный струйный принтер для этих целей не подойдет.
4. Прислонить распечатанный рисунок к медной фольге.
5. При помощи нагретого утюга произвести перенос рисунка на фольгу, который должен получиться отчетливым.
6. После этого выключить утюг и опустить плату в хлористое железо для вытравливания. Главное — не передержать и постоянно контролировать процесс, длительность которого зависит от концентрации хлористого железа.
7. По окончании вытравливания нужно достать плату и промыть под проточной водой.

После изготовления трансформатора и печатной платы нужно приступить к монтажу радиокомпонентов по схеме блока питания сварочного инвертора. Для сборки БП понадобятся радиодетали:

• 2 регулятора LM78L15.
• TOP224Y.
• Интегральная микросхема TL431.
• BYV26C.
• 2 диода HER307.
• 1N4148.
• MBR20100CT.
• P6KE200A.
• KBPC3510.
• Оптопара типа PC817.
• С1, С2: 10мк 450 В, 100мк 100 В, 470мк 400 В, 50мк 25 В.
• C4, C6, C8: 0,1мк.
• C5: 1н 1000 В.
• С7: 1000мк 25 В.
• Два конденсатора 510 п.
• C13, C14 — 10 мк.
• VDS1 — 600 В 2А.
• Терморезистор типа NTC1 10.
• R1: 47k, R2: 510, R3: 200, R4: 10k.
• Резисторы гасящие: 6,2 и 30 на 5Вт.

Читайте также:  Как сделать компрессор из холодильника своими руками

После сборки БП нельзя подключать и проверять, так как он рассчитан именно для инверторной схемы.

Изготовление инвертора

Перед началом изготовления высокочастотного трансформатора для инвертора нужно изготовить гетинаксовую плату, руководствуясь схемой 2. Трансформатор выполнен на магнитопроводе типа «Ш20х28 2000 НМ» с рабочей частотой 41 кГц. Для его намотки (I обмотки) необходимо использовать медную жесть толщиной 0,3..0,45 мм и шириной 35..45 мм (ширина зависит от каркаса). Нужно сделать:

1. 12 витков (площадь поперечного сечения (S) около 10..12 кв. мм.).
2. 4 витка для вторичной обмотки (S = 30 кв. мм.).

Высокочастотный трансформатор нельзя мотать обыкновенным проводом из-за возникновения скин-эффекта. Скин-эффект — способность высокочастотных токов вытесняться на поверхность проводника, тем самым нагревая его. Вторичные обмотки следует разделить пленкой из фторопласта. Кроме того, трансформатор должен нормально охлаждаться.

Дроссель выполнен на магнитопроводе типа «Ш20×28» из феррита 2000 НМ с S не менее 25 кв. мм.

Трансформатор тока выполняется на двух кольцах типа «К30×18×7» и мотается медным проводом. Обмотка l продевается через кольцевую часть, а II обмотка состоит из 85 витков (d = 0,5 мм).

Схема 2 — Схема инверторного сварочного аппарата своими руками (инвертор).

После успешного изготовления высокочастотного трансформатора нужно осуществить монтаж радиоэлементов на печатной плате. Перед пайкой обработать оловом медные дорожки, детали не перегревать. Перечень элементов инвертора:

• ШИМ — контроллер: UC3845.
• MOSFET-транзистор VT1: IRF120.
• VD1: 1N4148.
• VD2, VD3: 1N5819.
• VD4: 1N4739A на 9 В.
• VD5-VD7: 1N4007.
• Два диодных моста VD8: KBPC3510.
• C1: 22 н.
• C2, C4, C8: 0,1 мкФ.
• C3: 4,7 н и C5: 2,2 н, C15, С16, С17, C18: 6,8 н (только использовать К78−2 или СВВ- 81).
• C6: 22 мк, С7: 200 мк, С9-С12: 3000 мк 400 В, C13, C21: 10 мк, C20, C22: 47мк на 25 В.
• R1, R2: 33k, R4: 510, R5: 1,3 k, R7: 150, R8: 1 на 1 Вт, R9: 2 M, R10: 1,5 k, R11: 25 на 40 Вт, R12, R13, R50, R54: 1 к, R14, R15: 1,5 k, R17, R51: 10, R24, R25: 30 на 20Вт, R26: 2,2 к, R27, R28: 5 на 5Вт, R36, R46-R48, R52, R42-R44 — 5, R45, R53 — 1,5.
• R3: 2,2 k и 10 к.
• К1 на 12 В и 40А , К2 — РЭС-49 (1).
• Q6-Q11: IRG4PC50W.
• Шесть MOSFET-транзисторов IRF5305.
• D2 и D3: 1N5819.
• VD17 и VD18: VS-HFA30PA60CPBF; VD19-VD22: VS-HFA30PA60CPBF.
• Двенадцать стабилитронов: 1N4744A.
• Две оптопары: HCPL-3120.
• Катушка индуктивности: 35 мк.

Читайте также:  Особенности применения и марки сварочных рутиловых электродов

Перед проверкой схемы на работоспособность нужно еще раз визуально проверить все соединения.

Основные рекомендации

Перед сборкой нужно внимательно ознакомиться со схемой инверторной сварки и приобрести все необходимое для изготовления: купить радиодетали в специализированных радиомагазинах, найти подходящие каркасы трансформаторов, медную жесть и провод, продумать дизайн корпуса. Планирование работы значительно упрощает процесс сборки и экономит время. При пайке радиокомпонентов следует применять паяльную станцию (индукционная с феном), для исключения возможного перегрева и выхода из строя радиоэлементов. Соблюдать нужно и правила техники безопасности при работе с электричеством.

Дальнейшая настройка

Все силовые элементы схемы должны иметь качественное охлаждение. Транзисторные ключи необходимо «сажать» на термопасту и радиатор. Желательно применять радиаторы от микропроцессоров мощного типа (Athlon). Наличие вентилятора для охлаждения в корпусе обязательно. Схему БП можно доработать, поставив конденсаторный блок перед трансформатором. Нужно использовать К78−2 или СВВ-81, так как другие варианты недопустимы.

После подготовительных работ нужно приступить к настройке сварочного инвертора. Для этого нужно:

1. Подключить 15 В к ШИМ, подав питание на ШИМ и на систему охлаждения. Реле К1 выполняет роль ключа для замыкания R11 — при времени срабатывании первого около 10 секунд. Кроме того, выполняется зарядка С9-C12, которые разряжаются через R11. Наличие R11 обязательно, так как оно обезопасит конденсаторы от взрыва из-за всплеска тока при подаче сетевого питания.
2. При помощи осциллографа выполнить проверку платы на наличие прямоугольных импульсов, идущих к HCPL3120 после срабатывания К1 и К2. Кроме того, реле К1 должно быть подключено после зарядки конденсаторов. Во время работы инвертора без нагрузки (холостой ход) сила тока должна быть менее 100 мА.
3. Правильность установки фаз высокочастотного трансформатора проверяется 2-лучевым осциллографом. Для этого нужно выставить частоту ШИМ 50..55 Гц и измерить значение U, которое должно быть менее 330 В. Потребление моста должно быть 120..150 мА. При работе сварочного инвертора трансформаторы не должны сильно шуметь, а если такое происходит, нужно разобраться в этом. Шум часто происходит из-за плохо зажатых пластин магнитопровода. Смотреть на осциллограф и плавно крутить ручку переменного резистора.
4. Параметры U не должны превышать 540 В (345 В является оптимальным значением U). После измерений нужно отсоединить осциллограф и начать варить металл. Время сварки нужно начинать с 10 секунд и постепенно увеличивать его до 5 минут. Если все сделано верно, то шума не должно быть.

Существуют и более совершенные модели сварочников инверторного типа, в силовую схему которых входят тиристоры. Широкое распространение также получил инвертор «Тимвала», который можно найти на форумах радиолюбителей. Он имеет более сложную схему. Подробнее с ним можно ознакомиться в интернете.

Таким образом, зная устройство и принцип работы сварочного аппарата инверторного типа, собрать его своими руками не представляется непосильной задачей. Самодельный вариант практически не уступает заводскому и даже превосходит его некоторые характеристики.

</index>Используемые источники:

• https://tehnika.expert/dlya-remonta/svarochnyj-apparat/rabota-na-invertore.html
• https://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/svarka-invertorom-dlya-nachinayushikh.html
• https://pochini.guru/sovety-mastera/sborka-invertornogo-svarochnogo-apparata