Типы и схемы сварочных аппаратов инверторного типа
В домашнем хозяйстве мощный сварочный аппарат нужен не всегда. Для радиолюбителей, ювелирных дел мастеров и других представителей точных профессий вполне достаточно купить или сделать собственный мини сварочный аппарат. Да и сами нужды мастера очень часто требуют применения именно малых мощностей, токов и рабочих сварочных площадей.
Содержание
Так как отечественная промышленность уделяет не очень много внимания этому вопросу, многие умельцы разрабатывают свои, порой уникальные устройства и приборы, позволяющие вести сварочные работы малыми токами, работать с тонкими и сверхтонкими материалами.
Аппарат для сварки на маломощном трансформаторе
Для маломощных сварочных работ можно воспользоваться обычным понижающим мини трансформатором с первичной обмоткой 220 В и с вторичной обмоткой 6-42 В, с током на II обмотке не меньше, чем 1А. В качестве электрода используется обычный графитовый стержень от простого карандаша или пальчиковой батарейки.
Для сварки служит графитовый стержень – в зависимости от площади свариваемых деталей. Рабочий конец стержня затачивается, а для держателя графитового электрода можно взять обычный щуп-крокодил. Таким электродом лучше всего сваривать медную или железную проволоку небольшого диаметра (0,8-2,5 мм).
В месте сварки провода скручиваются в жгут и соединяются с выводом II обмотки самодельного трансформатора. Графитовый сварочный электрод соединяется с другим выводом вторичной обмотки трансформатора, и при контакте металл плавится, тут же застывая в виде капли. При работе стержень будет уменьшаться, поэтому его необходимо постоянно затачивать.
к меню ↑Варианты аппаратов и мини-инверторов для сварки
Самый популярный у домашних мастеров вариант мини аппарата – схема, собранная на обычных дросселях от люминесцентных ламп. Такой сварочный инвертор работает на постоянном токе и используется при сварочных работах малыми токами для тонколистовых деталей и конструкций, например, кровельные работы, ремонт автомобилей. Чем привлекателен инвертор на постоянном токе? Более стабильная дуга, устойчивый розжиг, можно работать током любой полярности.
Возможность сварки электродной проволокой без защитной обмазки и любыми электродами (постоянного или переменного тока). Особенность такого аппарата – повышенное напряжение Uxx на вторичной обмотке (70 — 85 В). Чтобы получить напряжение постоянного тока, не используются сложные транзисторно-тиристорные схемы – достаточно обычного диодного моста, диоды которого для увеличения мощности снабжаются охладительными радиаторами, обычно из алюминия.
В такой схеме дроссель служит для сглаживания пульсаций синусоидального напряжения. Дроссель может быть и самодельным, и содержать, например, 10-20 витков медного провода круглого или прямоугольного сечения S = 30-35 мм2. Намотать дроссель можно на любом подходящем по размеру сердечнике.
Сварочные инверторные схемы
Если мастер хочет организовать плавную регулировку сварочного тока, то здесь нужно использовать схему с мощными тиристорами (например, Т160, Т200). Такие схемы можно использовать не только в сварочных работах, но и для других бытовых целей. Так как диапазон регулирования Uxx составляет 10-90%, то таким сварочным мини аппаратом можно заряжать маломощные аккумуляторы, батарейки, подключать бытовые электроприборы, не требующие стабильного постоянного напряжения.
Самодельный сварочный инвертор постоянного тока
Такой инвертор собирается по несколько другому принципу – в его принципиальной схеме используются тиристоры и полевые транзисторы, обеспечивающие плавность регулировки тока и защиту от перегрузок напряжения. Самодельный инвертор, собранный по этой схеме, можно считать идеальным вариантом при самостоятельной сборке. Такой сварочный агрегат имеет следующие характеристики:
- Сварочный ток регулируется в диапазоне 40-130 А при сетевом напряжении 220 В с частотой 50 Гц.
- Uxx – 90 В, Imax – 20 А.
- Можно использовать электроды до 3 мм диаметром.
- Время нагрузки от общей работы инвертора (температура воздуха 25°С): Iвых 100A – 60%, Iвых 130 А – 40%.
- Размеры, мм – 350 х 180 х 105.
- Весит инвертор около 5 кг.
Инвертор работает на постоянном токе, тип регулировки – плавная (резистор R1). Самодельный инвертор может работать с металлом толщиной до 3 мм, при этом сварочный ток не будет превышать 10 А. Включается инвертор с ручки держателя электрода. Такой способ включения повышает электробезопасность работ и обеспечивает мгновенное повышение сварочного тока до рабочего значения. Этот прием позволяет стабилизировать розжиг дуги и обеспечить ее устойчивое горение. При работе на обратной полярности можно сваривать тонколистовой металл (0,8-1,2 мм).
Как собрать импульсный инвертор
Довольно мощный мини инвертор импульсного типа можно сделать на ферритовом трансформаторе тороидального сечения. Применение феррита значительно уменьшает размеры аппарата, так как в ферритовых сплавах потери тока, напряжения и индукции минимальны.
При изготовлении устройства обмотки дросселя необходимо наматывать на всю ширину каркаса – такое исполнение позволяет добиться более устойчивой работы при перепадах входного напряжения при любых наружных температурах. Для сборки основных узлов импульсного инвертора потребуются:
- Трансформатор тороидального сечения на 41 Гц.
- Ферритовый дроссель тороидального сечения.
- Медная пластина и изолента.
- Алюминиевый радиатор для охлаждения элементов конструкции.
Вторичная обмотка в импульсном аппарате для сварки наматывается равномерно, в несколько слоев, по всей площади железа. Дроссель на ферритовом сердечнике присоединяется к первичной и вторичной обмоткам трансформатора.
Охлаждается самодельный импульсный инвертор через обычный компьютерный радиатор от микропроцессора – его площадь охлаждения оптимальна по потреблению электроэнергии и мощности. Алюминиевый провод для импульсного трансформатора использовать нельзя – в нем происходят большие потери, и удельное сопротивление алюминия меньше, чем меди, поэтому потребуется больше витков обмотки.
Важно: стабильная и работа бесперебойная работа инвертора зависит от диаметра провода в обмотках. Например, при использовании провода диаметром больше 0,5 мм образуется скин-эффект, что отрицательно влияет на работу бытовой электротехники. Масса импульсного инвертора – 5-10 кг, рабочий сварочный ток — 30-150 А.
Инвертор на IGBT транзисторах
Сварочный инвертор на IGBT полупроводниковых приборах работает на большей частоте (до 85 кГц), поэтому его КПД намного выше, а вес аппарата – намного ниже, чем у обычных устройств. Температурная защита от перегрева у IGBT-инверторов срабатывает при 90°С – у обычных устройства постоянного тока этот порог составляет н выше 60°С. Таким образом, увеличивается время непрерывной работы агрегата.
Многие сварщики и домашние умельцы полагают, что ремонтопригодность IGBT-инверторов намного выше, так как их принципиальная схема имеет меньше деталей, она намного компактнее и надежнее. Но многие компании-производители в погоне за компактностью делают такую сложную компоновку прибора, что при ремонте до некоторых деталей практически невозможно добраться.
Инвертор для сварки, работающий на базе IGBT транзисторов, может обеспечить практически любой режим сварки, поэтому его предпочитают профессиональные сварщики. Защита таких аппаратов очень надежная – в нее входят термодатчики, автоматические предохранители, схемы для отключения агрегата при колебаниях входного напряжения, и т.д.
Все аппараты на IGBT транзисторах стабильно работают при колебаниях напряжения в диапазоне 170-250 В. При скачке напряжения в большую сторону срабатывает варисторная защита – варистор просто рассыпается от перегрузки, и ремонт сварочного аппарата сводится только к замене самого варистора.
Похожие статьи
