Осциллятор для сварки: принцип работы и применение

При необходимости заварить швы с дефектами или сварить металлоконструкции из стали сварщики используют электроды с покрытием и инвертор, выдающий постоянный ток. Также в сварке нержавеющей стали часто применяются вольфрамовые электроды. Вне зависимости от выбранного электрода или модели сварочника часто возникает проблема правильного и быстрого розжига дуги. Чтобы решить эту проблему достаточно подключить в цепочку оборудования сварочный осциллятор.

В этой статье мы расскажем, что такое осциллятор в сочетании с остальным сварочным оборудованием, каков принцип действия и как применять его в своей работе.

Содержание статьи

Общая информация

Сварочный осциллятор для сварки алюминия или любого другого металла — это прибор, генерирующий ток высокой частоты.  Благодаря этому току электрод лучше взаимодействует с поверхностью металла. Чтобы использовать осциллятор нужен сварочный аппарат и держатель электродов. В данном случае осциллятор устанавливается между ними. Наиболее известные модели осцилляторов: ОССД 300 и ОССД 400, ОП 240, ОП 400.

В целом, такие приборы работают по следующему принципу: осциллятор генерирует кратковременный электрический импульс, зажигая дугу. Импульс исчезает сразу после розжига дуги. При этом нет необходимости в физическом контакте электрода и поверхности металла. Со стороны этот импульс выглядит, как маленький разряд молнии между концом электрода и свариваемой поверхностью. Кстати, осциллятор можно сделать своими руками.

Устройство

Большинство осцилляторов, представленных в магазинах, имеют схожее строение и состоят из выпрямителя, конденсаторов (накапливающих заряд), источника питания, отдельного узла (отвечающего за генерирование электрического импульса) с колебательным контуром и разрядником, блока управления, датчика напряжения и повышающего трансформатора. В моделях для работы с аргоном также есть газовый клапан.

Принцип работы

Прибор не просто генерирует электрический импульс, он изменяет входящее напряжение, повышая его частоту и вольтаж. Весь этот процесс занимает секунду. Давайте подробнее остановимся на принципе работы осциллятора.

Сначала запускается электрическая цепь путем нажатия на кнопку горелки. Выпрямитель выравнивает поступающий ток, переводя его в однонаправленное состояние. Затем ток накапливается в конденсаторах. Впоследствии ток высвобождается и попадает в колебательный контур. Именно здесь повышается вольтаж. Если прибор предназначен для сварки аргоном, то одновременно открывается газовый клапан.

Образуется тот самый импульс, с виду напоминающий молнию. Он связывает конец электрода и поверхность свариваемого металла. К металлу предварительно подсоединяют кабель массы. Вот и все! Сварочный аппарат, включенный в эту цепь, позволяет сварить детали. А осциллятор сварочный (например, модель ОССД 300 или ОП 240, ОП 400) обеспечивает стабильное горение дуги.

Особенности

Существует несколько типов осцилляторов и все они применяются для конкретных задач. Но мы начнем с характеристик, которые объединяют все типы осцилляторов. Итак, все приборы способны преобразовывать ток до 5000В и повышать частоту до 500 кГц.

Теперь о различиях. Существует осциллятор для сварки алюминия или любого другого металла, который работает непрерывно. Благодаря непрерывному действию обеспечивается стабильное горение дуги. К этому типу относится большинство современных приборов, продающихся в магазине. Такой осциллятор следует подключать последовательно, чтобы избежать повышенного напряжения, из-за которого вы можете пострадать. Не забывайте соблюдать технику безопасности на рабочем месте. С помощью таких приборов можно вести сварку с использованием малого значения тока и легко разжигать дугу. Зачастую такой осциллятор устанавливают на сварочный инвертор или трансформатор, для работы с электродами с покрытием.

Также есть осцилляторы для бесконтактного возбуждения дуги при сварке с использованием аргоновых аппаратов. Они отличаются тем, что имеют газовый клапан. Обычно сварку аргоном производят с помощью вольфрамовых электродов, которые могут часто тупиться при поджиге методом постукивания. Из-за этого шов получается неаккуратным и неровным, а дуга горит нестабильно. Вы, конечно, можете постоянно затачивать электрод, но мы все же рекомендуем использовать осциллятор.

Применение

Начинающие сварщики часто пытаются зажечь сварочную дугу методом постукивания или чирканья, даже если это требует массу времени и сил. Упростите себе задачу, ведь осциллятор сварочный специально разработан, чтобы без труда возбудить дугу и сварить цветные металлы. Вы без труда сделаете качественный и прочный шов на деталях из нержавеющей стали или алюминия. Также осцилляторы устанавливают на сварочный аппарат, предназначенный для плазменной резки.

Также прибор можно применять при сварке тонких металлов. Достаточно установить минимальное значение тока в инверторе и включить в цепь осциллятор. Дуга не будет прерываться даже на крайне маленьких значениях тока, что особенно удобно при сварке непрерывных длинных швов.

Вместо заключения

Сварка с осциллятором (например, с моделью ОССД 300 или ОП 240) упрощает и ускоряет сварочные работы, экономя расходники. Не нужно беспокоиться о стабильности горения дуги и о том, как быстро зажечь ее. Особые умельцы могут сделать осциллятор своими руками. Испробуйте осциллятор сварочный и поделитесь своим опытом в комментариях к нашей статье. Желаем удачи!

[Всего голосов: 2    Средний: 2/5]

Что такое осциллятор в сварке

Осциллятором является генератор повышенного напряжения высокой частоты для поджога сварочной дуги. Это устройство работает для возбуждения и стабилизации сварочной дуги, которое приспособлено для того, чтобы работать с серийными источниками питания постоянного или переменного тока.

Сварочным осциллятором является искровой генератор затухающих колебаний. Внутри него находится низкочастотный повышающий трансформатор ПТ. Его вторичное напряжение достигает 2 – 3 кВ. Также там расположен разрядник, колебательный контур, обмотки связи и обмотки блокировочного конденсатора. Обмотки, которые расположены внутри сварочного осциллятора, являют собой высокочастотный трансформатор.

В результате работы осциллятора высокочастотные колебания проходят через обмотку и прикладываются к дуговому промежутку. Конденсатор, предназначенный для блокировки, позволяет предотвратить шунтирование обмоткой дугового промежутка для напряжения в источнике питания.

Изоляцию обмотки осциллятора надежно защищает дроссель, который включен в сварочную цепь. Мощность сварочного осциллятора часто составляет 250 – 300 Вт. Продолжительность импульсов от сварочного осциллятора составляет десятки микросекунд.

Осцилляторы позволяют обеспечивать наложение тока с высоким напряжением, а также с высокой частотой на сварочную цепь. Осцилляторы разделяются на два типа:

• Возбудители сварочной дуги импульсивного питания;
• Возбудители сварочной дуги непрерывного действия;

К возбудителям дуги непрерывного действия относятся осцилляторы, которые работают совместно с источниками питания сварочной дуги и обеспечивают возбуждение самой дуги с помощью наложения на провода для сваривания тока под высоким напряжением. Напряжение в данном случае составляет 3 – 6 000 В. Частота равна 150 – 250 кГц.

Такой сварочный ток не является опасным для человека, если он будет внимательно следить за техникой безопасности и не пренебрегать ее правилами. Высокая частота позволяет обеспечить спокойное горение дуги, даже если сварочный ток основного источника слишком мал.

Осцилляторы последовательного включения являются наиболее эффективными, потому что не требуют установки в цепь источника специальной защиты, которая применяется для защиты от высокого напряжения. При работе осциллятора разрядник может издавать тихое потрескивание, а искровой зазор размером 1,6 – 2 миллиметра может быть установлен с помощью регулировочного винта. Однако это возможно только при отключенном осцилляторе. Также стоит иметь в виду то, что установить или отремонтировать осциллятор требует высокой квалификации по электротехническим специальностям.

При сваривании переменным током используются возбудители с импульсным питанием, которые вместе с первоначальным возбуждением дуги способствуют ее поджогу при изменении полярности переменного тока. Стоит отметить, что сварочные осцилляторы при смене полярности переменного тока плохо выполняют повторные зажигания дуги.

 

виды и характеристики, принцип работы, схема сборки своими руками

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 2500 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.

Особенности работы сварочного осциллятора

У большинства хозяйственных мужчин найдется в запасах аппарат для сварки. Сварочный осциллятор подходит для выполнения сварки алюминия или нержавеющей стали.

Сварочный осциллятор используется для сварки алюминия и нержавеющей стали.

Это специализированный прибор, возбуждающий и стабилизирующий дугу и практикуемый в работе с серийными источниками питания переменного и постоянного тока. Другими словами, это прибор, созданный для преобразования тока из промышленной частоты с низким напряжением в ток высокого напряжения (от 2000 до 6000 В) и с высокой частотой (150-500 кГц). Он является искровым генератором при затухающих колебаниях.

Принцип действия и особенности конструкции аппарата

Аппарат включает в себя:

• трансформатор повышающий (ПТ) с низкой частотой и с напряжением вторичным в 2 или 3 кВ;
• разрядное устройство;
• контур колебания, содержащий индуктивность, емкость, конденсатор блокирующий и обмотку для связи.

Функциональная схема осциллятора.

В осцилляторе сварочном обмотку формирует трансформатор В (высокочастотный). В полупериоде вторичное напряжение ПТ подзаряжает конденсатор и в тот миг, когда достигнута конкретная величина, провоцирует интенсивный пробой в разряднике. Вследствие этого контур при колебаниях становится закороченным, и образуются в нем затухающие колебания с определенной резонансной частотой.

При помощи обмотки и конденсатора высокочастотные колебания прикасаются к дуговому промежутку. Для напряжения в источнике питания блокировочный конденсатор предупреждает процесс шунтирования при помощи обмотки в дуговом промежутке. Дроссель, подключенный к сварочной цепи, изолирует обмотку в сварочном аппарате от пробоя. Как правило, сварочные осцилляторы обладают мощностью в 250-300 Вт. А импульсная продолжительность исчисляет всего десятки микросекунд.

Осцилляторы организуют проведение на цепь для сварки тока высокого напряжения и высокой частоты.

Распределяются они на 2 вида:

• возбудители в сварочной дуге с непрерывным действием;
• возбудители в сварочной дуге с импульсным питанием.

Вернуться к оглавлению

Возбудители дуги с непрерывным действием

Схема 1. Схема горения дуги при высокой частоте с условием малого сварочного тока в источнике.

Это осцилляторы для сварки, работающие одновременно с питающим источником в дуге. Возбуждение дуги становится возможным благодаря наложению на провода тока с высоким напряжением и частотой. Хотим отметить, что при выполнении мер безопасности этот ток не опасен для сварщика, но при этом он способен возбуждать дугу для сварки без касания к электроду в изделии.

Помимо этого, за счет высокой частоты сохраняется достаточное горение дуги даже при условии малого сварочного тока в ведущем источнике (Схема 1).

На схеме продемонстрировано, что в цепь для сварки и в цепь переменного тока устройство подключено параллельно. Стабильное функционирование фильтра для помех (ПЗ), содержащего конденсаторы и батареи, организует предохранитель Пр1._.Увеличивает напряжение (до 6 кВ) низкочастотный трансформатор (Т1) с более высоким напряжением_.

Наряду с высоковольтным трансформатором Т1 расположен искровой генератор. Состоит он из конденсаторов (Сг), разрядника (ФВ), напряжения (Т2) и высокочастотной обмотки.

Генератор этот выполняет роль колебательного контура, за счет чего импульсы тока с огромной скоростью собираются в конденсаторе, а затем разряжаются в искровом разряднике, обеспечивая этим высокочастотные особенности трансформатора (Т2).

Схема 2. Схема соединения катушки к сварочной дуге.

Конденсатор (Сп) служит защитником в источнике напряжения, а от пробоев в фильтре (Сп) обмотку в трансформаторе спасает предохранитель (Пр2). Осциллятор, таким образом, способен впитывать энергию не только в сети, но и напрямую от сварочной цепи.

Осцилляторы, подключенные последовательным способом, являются более результативными, ведь они не нуждаются в транспортировке в цепь источника специализированной защитной системы, направленной против высокого напряжения.

Схема 2 демонстрирует, что катушка (1к) подсоединена последовательно к сварочной дуге, а другие детали соответствуют схеме 1. В процессе работы от разрядника исходят негромкие звуки в виде потрескивания.

В тот момент, когда аппарат выключен из сети, при помощи регулировочного винта можно настроить искровой зазор размером от 1,6 до 2 миллиметров.

Обратите внимание! При необходимости установки оборудования следует привлечь к этому делу профессионалов. Самостоятельно, при отсутствии необходимых знаний электротехнической направленности, осуществлять ремонт очень опасно.

Вернуться к оглавлению

Возбудители дуги с импульсным питанием

Сварка с применением переменного тока нуждается в возбудителях импульсного питания. Тогда они на базе стартового возбуждения дуги будут провоцировать (при изменении полярности тока) ее зажигание. С одной стороны, осцилляторный агрегат соответствуют этому условию, но с другой – они не достаточно эффективно совершают дополнительное зажигание во время изменения в источнике полярности переменного тока.

Принципиальная электрическая схема возбудителя дуги с импульсным питанием.

Вследствие этого начинаются колебания функционирующего в этот момент сварочного тока и происходит ухудшение качества сварки. Помимо этого, стоит отметить, что осцилляторы, которые не синхронизированы, устраивают серьезные радиопомехи.

Еще одним методом возбудить дугу без контакта является использование импульсных генераторов. В них применяются емкости для накопления, заряжающиеся от специфического устройства для подзарядки, а в те секунды, когда возбуждение дуги происходит повторно, отдают заряд дуговому промежутку.

Учитывая, что фаза изменения сварочного тока в процессе сварки не всегда стабильна, то для организации уверенной работы генератора требуется прибор, который сделает возможным синхронизацию разряда в емкости с теми моментами, когда ток из дуги проходит сквозь ноль.

При помощи сварочного аппарата, а также осциллятора на переменном токе вполне реально осуществлять сварку, помимо стандартных электродов, еще и электродами для нержавейки и внедрять спецоборудование для сварки аргоном.

Проводить сварку цветного металла, нержавеющей стали следует на токе (постоянном) с прямой полярностью.

А процедуру сварки алюминия необходимо осуществлять на токе переменном!

Вернуться к оглавлению

Условия эксплуатационного использования и меры предосторожности

Конструкция сварочного осциллятора.

1. Перед введением в использование с агрегатом стоит пройти регистрацию в организации инспектирования электросвязи.
2. Разрешено использовать аппарат как в закрытых, так и в открытых помещениях.
3. На открытой территории применять при осадках запрещено. Температура воздуха, при которой можно включать осциллятор, колеблется от 10 градусов мороза до 40 градусов тепла.
4. Влажность воздуха не должна превышать 98 процентов.
5. Разрешена эксплуатация при атмосферном давлении от 85 до 106 кПа.
6. Ни в коем случае нельзя использовать осциллятор сварочного аппарата в обстановке, воздух которой пропитан пылью (с содержанием едких паров и газов, разрушающих изоляцию и металлы).
7. Приступать к работе только в том случае, если имеется надежное заземление.

Вернуться к оглавлению

Меры безопасности

1. Всегда контролировать правильность присоединения в сварочную цепь и проверять, исправны ли контакты.
2. Проводить работу только в специальном кожухе (снимать его только тогда, когда аппарат отключен от источника питания).
3. Проверять состояние поверхности в разряднике (если образовался нагар, счистить его при помощи наждачной бумаги).

Сварочный осциллятор можно приобрести в строительном магазине, а можно собрать своими силами. Неважно, какой путь выберете вы, главное, что при соблюдении техники безопасности в обращении с ним, осциллятор станет верным помощником в работе.

Осциллятор своими руками: виды и схемы сборки

Сварочный инвертор стараниями умельцев трансформируется в полуавтомат, работающий в среде защитных газов. Добавление собранного своими руками осциллятора превращает сварочный аппарат в профессиональное устройство ювелирной сварки цветных и тонколистовых металлов.

Зачем нужен самодельный осциллятор

Осциллятор как генерирующее устройство способен работать на постоянном и переменном токе. Предназначение прибора – возбуждение сварочной дуги без контакта электрода с объектом сварки и стабилизация горения. Вид электрода: вольфрамовый наконечник горелки или стандартный в обмазке — не имеет значения. Эффект достигается трансформацией сетевого тока в частотные импульсы высокого напряжения, с характеристиками параметров:

• Напряжение сети 220 В – напряжение на выходе — 2,5–3 тыс. В;
• Частота тока 50 Гц – частота на выходе — 15–30 тыс Гц;
• Мощность осциллятора – 250–400 Вт.

Электрическая схема осциллятора

Принцип работы самодельного осциллятора, включённого в схему сварочного устройства с долей упрощения:

• Подача сетевого напряжения на сварочное устройство;
• Напряжение проходит обмотки повышающего трансформатора и начинает заряжать конденсатор колебательного контура;
• Конденсатор-накопитель аккумулирует высокочастотное высоковольтное напряжение разряда;
• Параллельно блок управления системой открывает газовый клапан;
• Блок управления высвобождает импульс при наполнении ёмкости конденсатора на разрядник, происходит пробой;
• Колебательный контур закорачивается, возникают резонансные затухающие колебания, идущие на сварочную дугу;
• Предохранитель при пробое конденсатора размыкает электрическую цепь;
• При падении напряжения формируется следующий разряд;
• Дуга вспыхивает в облаке газа в 3–5 мм над деталью;
• При разрыве дистанционного контакта схема управления дублирует импульс поджога дуги.

Функциональная схема осциллятора

Сварочный осциллятор своими руками – компоненты

В сети масса принципиальных схем осцилляторов для сварочного устройства. Представлены оба типа: последовательного и параллельного подключения. Масса аргументов в пользу каждого. Собрать осциллятор — полдела. Сложности подстерегают при настройке и эксплуатации.

Устройство состоит из нескольких блоков. Колебательный контур в качестве искрового генератора затухающих колебаний состоит из 2 элементов: конденсатор и подвижная обмотка трансформатора высокой частоты – катушка индуктивности.

Устройство осциллятора своими руками

Повышающий трансформатор устройства собирается на базе понижающего с 220 до 36 В, с П-образным сердечником. Для создания длинной магнитной линии убирается 50% пакета железа. Обмотка первого керна мотается по типу сварочной – получаем падающую характеристику.

Повышающая обмотка второго керна рассчитывается на получение 1000 В. Недостаток витков вынудит постоянно накручивать разрядник. Увеличение количества витков приведёт к улучшению поджога дуги в разряднике. Перебор намотки приводит к активизации роста перегрева катушки.

Дросселей 2 шт. при параллельной схеме, по 1 на трансформатор.

Изготовление разрядника из утолщённых эррозионностойких вольфрамовых стержней WR-3 на медных прутках требует привлечения механизма регулировки. Оптимум зазора по щупу — 0,08 мм. Требуется заливка быстротвердеющим диэлектриком. В качестве упрощения используют свечи зажигания, ионизаторы воздуха.

Выходной трансформатор соединяется линией обратной связи с датчиком тока.

Блокировочный конденсатор пропускает только ток высокой частоты. Низкочастотный ток сварочного аппарата блокируется, что предупреждает короткое замыкание осциллятора.

Выбираем тип сварочного осциллятора

Осциллятор для сваривания своими руками

Задумав собрать сварочный осциллятор своими руками, определимся со схемой включения. Последовательное либо параллельное подключение, тип функционирования устройства: импульсная разрядка или непрерывное действие прибора.

Устройства непрерывного действия подключаются параллельно и последовательно. В большинстве таких осцилляторов устанавливается выпрямитель. Превалирует последовательная схема – высокое напряжение не поразит сварщика.

Выгоды последовательного подключения: достаточно одного трансформатора. Первичная обмотка дополнена парой сглаживающих конденсаторов и предохранителем. Вторичная – разрядником и колебательным контуром.

Импульсное устройство используется на сварочных аппаратах переменного тока. Смена полярности инициирует очередное зажигание дуги за счёт синхронизации цикла последовательности действий:

• Активизация зарядного устройства;
• Накопление заряда конденсатором;
• Обесточивание дуги при прохождении нулевой отметки перемены полюса;
• Разряжение конденсатора с подачей энергии в дуговой промежуток.

Сварочные устройства цикличной полярности рекомендованы для сварки сплавов алюминия. Нержавеющие стали и цветные металлы варятся преимущественно при постоянном токе.

Предупредим ошибки при изготовлении осциллятора

Подробная инструкция изготовления осциллятора своими руками

При пошаговом следовании надёжной схеме и качественной сборке, результативного удержания дуги не происходит. Причина — в перегрузке сети. Вместо заявленных 220 В, доходит 190–200 В. Автотрансформатор решит проблему.

Экономия на дросселе. С разрядника идёт череда затухающих ВЧ-колебаний, превышающих киловольт. Вторичная обмотка без дросселя получит между витками до 50 В. Виток приобретает вид короткозамкнутого. Мощность сети пойдёт на нагрев.

Чтобы не сжечь сварочное устройство целиком, озаботимся установкой дросселя. Кроме изолирующих прокладок при намотке, пропитаем витки бакелитовым лаком.

Частота тока в рамках 150–300 кГц безопасна. Если тело сварщика рассматривать как проводник, поверхностный эффект протекания ВЧ-тока не затрагивает внутренние органы. Но ожог кожи получить кому хочется? Работаем только при надёжном заземлении. Удар при 10 кГц весьма чувствителен.

Пообщайтесь со специалистами по соответствию вашей схемы нормам безопасности. Эксперты оценят схемотехнику на предмет проникновения НЧ-тока на электрод. Предостерегут, если сборка осциллятора небезопасна.

Обязательно вхождение в состав блока колебательного контура блокировочного конденсатора.

Видео по теме: Осциллятор своими руками

Осцилляторы. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Осциллятором называют систему, в которой периодически совершается повторение какого-либо показателя. Осцилляторы в технике играют важную роль, так как любая физическая система представляется в виде осциллятора. Элементарными осцилляторами можно назвать маятник и контур колебаний. Электрические осцилляторы выполняют преобразование постоянного тока в переменный, образуют колебания определенной частоты управляющей схемой.

Виды и устройство

Существует много различных видов осцилляторов:

• Синусоидальным сигналом.
• Прямоугольным сигналом.
• Пилообразным сигналом.
• Кварцевые осцилляторы.
• Треугольным сигналом.
• Низкой частоты.
• Высокой частоты.
• Переменной частоты.
• Постоянной частоты.

Осцилляторы Ройера

Чтобы превратить постоянное напряжение в прямоугольные импульсы, либо для создания электромагнитных колебаний для других нужд, можно использовать осциллятор Ройера. Его еще называют генератором. Такое устройство состоит из двух биполярных транзисторов, двух резисторов, двух емкостей, а также трансформатор.

Транзисторы функционируют в режиме ключей, трансформатор дает возможность создать обратную связь, разъединить гальванически первичную и вторичную обмотки.

В начальный период времени, при подаче напряжения незначительные токи коллектора начинают протекать от источника по транзисторам. Транзистор VТ1 откроется раньше, магнитный поток, который пересекает обмотки, будет повышаться, а ЭДС обмоток будет также расти. В основных обмотках 1 и 4 ЭДС будут такими, что транзистор VТ1 откроется, а другой транзистор VТ2 закроется.

Ток коллектора VТ1 и магнитный поток в трансформаторе будут повышаться до момента его насыщения. В этот момент ЭДС обмоток будет равна нулю. При этом коллекторный ток транзистора VТ1 станет уменьшаться.

Полярность ЭДС обмоток изменится на обратную, и транзистор VТ1 станет закрываться, а транзистор VТ2 откроется, так как основные обмотки симметричны.

Коллекторный ток VТ2 будет повышаться до момента, когда прекратится повышение магнитного потока, и когда ЭДС обмоток снова станет нулевой, коллекторный ток VТ2 станет снижаться, магнитный поток – уменьшаться, ЭДС изменит свою полярность. VТ2 закроется, при этом откроется транзистор VТ1, и весь процесс повторится.

Частота осциллятора Ройера взаимосвязана с параметрами блока питания и со свойствами магнитопровода по следующей зависимости:

U п — напряжение; ω — число витков; S — сечение сердечника; B _н — индукции.

При насыщении сердечника ЭДС будет неизменной, поэтому при подключении нагрузки к вторичной обмотке, форма импульсов ЭДС станет прямоугольной. Сопротивления в основных цепях транзисторов выравнивают функционирование преобразователя, а емкости помогают оптимизировать форму напряжения на выходе.

Генераторы Ройера могут функционировать на частотах, достигающих нескольких сотен кГц. Это зависит от магнитных характеристик магнитопровода трансформатора.

Сварочные осцилляторы

Чтобы облегчить поджигание дуги во время сварки и для ее устойчивости используют так называемые сварочные устройства. Это генераторы повышенной частоты, служащие для эксплуатации с обычными источниками напряжения. Сварочный осциллятор выполнен в виде искрового генератора колебаний на основе повышающего трансформатора низкой частоты с разностью потенциалов на вторичной обмотке до 3000 вольт.

В схеме также имеется блокировочный конденсатор, обмотка связи, контур колебаний, разрядник. С помощью контура колебаний, являющимся основной частью осциллятора, действует трансформатор высокой частоты.

Колебания ВЧ проходят по трансформатору, и ВЧ напряжение поступает на дуговой зазор. Блокировочная емкость предохраняет шунтирование источника напряжения дуги. В цепь сварки также входит дроссель для качественной изоляции обмотки.

Сварочный осциллятор до 0,3 кВт выдает импульсы в несколько мс. Этого хватает для быстрого поджигания электрической дуги. Ток ВЧ и высокого напряжения накладывается на действующую сварочную цепь.

Виды сварочных осцилляторов

• Постоянные.
• Импульсные.

Устройства постоянного действия функционируют без перерыва при сварке, образуя дугу наложением дополнительного тока ВЧ и напряжения до 6 кВ. Возбуждение электрической дуги осуществляется с помощью наложения высокой частоты на токоведущие части. Дуга может возникать без касания электрода со свариваемыми деталями. Такой ток не причиняет вреда работнику, если соблюдены все требования охраны труда. Электрическая дуга ВЧ тока горит ровным пламенем даже при незначительном токе.

Большей эффективностью обладают сварочные аппараты при последовательной схеме включения, так как при этом нет необходимости в высоковольтной защите. В процессе эксплуатации от разрядника слышны легкие потрескивания по промежутку до двух миллиметров. Этот зазор настраивают перед началом сварки специальным регулировочным винтом, при отключенном питании.

При работе на сварочном аппарате от переменного тока применяют импульсные устройства, которые способны поджечь электрическую дугу при изменении полярности тока. Это такие аппараты, которые предназначены для подачи синхронных импульсов в тот момент, когда меняется полярность. Вследствие этого намного упрощается повторное образование электрической дуги.

Это дает возможность уменьшить напряжение холостой работы трансформатора до 40 вольт. Импульсные устройства используют только для сварки с применением защитных газов неплавящимися электродами. Импульсные сварочные устройства имеют повышенную устойчивость в работе, по сравнению с обычными осцилляторами. Они не образуют радиопомех, однако, из-за нехватки напряжения не могут обеспечить дугу без осциллятора на первоначального розжига и импульсного возбудителя.

В устройство такого осциллятора входят специальные емкости, получающие заряд от особого блока питания. Они поддерживают стабильное горение дуги.

Такое устройство используется для сварки электродами для обработки аргона, цветных металлов, а также и обычными электродами.

Принцип действия

Основной процесс действия электрического осциллятора можно показать на примере контура колебаний, который состоит из конденсатора С и индуктивности L. После подключения выводов заряженного конденсатора с катушкой, он начинает разряжаться. Вследствие чего энергия конденсатора медленно модифицируется в электромагнитное поле.

После полного разряда емкости, энергия переходит в катушку. После этого заряд продолжает перемещаться по катушке, и снова заряжает конденсатор в обратной полярности, какая была сначала.

Затем конденсатор снова начинает разряжаться на катушку. И так все периоды колебаний этот процесс будет иметь повторения, до тех пор, пока не затухнут колебания вследствие рассеивания энергии в диэлектрике между пластинами емкости, на сопротивлении обмотки катушки.

В этом примере контур колебаний — наиболее простой осциллятор. В нем происходят изменения показателей: индукции, тока, напряженности, напряжения между пластинами емкости, заряда емкости. При этом существуют затухающие свободные колебания.

Для того, чтобы сделать колебания незатухающими, требуется восполнение рассеивания электрической энергии. При восполнении энергии необходимо следить за тем, чтобы амплитуда колебаний оставалась постоянной, и не выходила за пределы заданной величины. Чтобы достигнуть выполнения этой задачи в схему включают цепь обратной связи.

В результате осциллятор становится схемой усилителя с обратной связью. В этой схеме часть выходного сигнала поступает на активный элемент управляющей схемы. Итогом ее действия в колебательном контуре возникают синусоидальные колебания, которые имеют неизменную частоту и амплитуду. Другими словами синусоидальные осцилляторы функционируют благодаря притоку энергии, поступающей от активных элементов к пассивным. При этом процесс поддерживается с помощью цепи обратной связи. Форма колебаний изменяется незначительно.

Требования к использованию

Для того, чтобы применять осцилляторы, необходима их регистрация в специальных органах электросвязи. Также необходимо соблюдать и другие условия эксплуатации:

• Устройство можно применять как снаружи помещений, так и в закрытых пространствах.
• Перед началом работы необходимо подключить аппарат к контуру заземления.
• Запрещается применять устройство в условиях сильной запыленности, с наличием паров или химических агрессивных газов.
• Функционирование осциллятора разрешается при величине атмосферного давления до 106 килопаскалей, влажность должна быть не более 98%.
• Эксплуатационный диапазон температур должен находиться в интервале – 10 +40 градусов.
• Запрещается эксплуатация устройства вне помещений при снеге или дожде.

В настоящее время в торговой сети осцилляторы широко представлены в специализированных магазинах. Также его можно изготовить самостоятельно. Чтобы изготовить осциллятор своими руками, необходимы специальные знания в электротехнике по вопросам подключения электрических цепей, правильный выбор составных частей и деталей. Основным элементом является трансформатор высокого напряжения.

Самодельные осцилляторы можно изготовить по самой элементарной схеме. В состав устройства будет входить трансформатор, регулирующий напряжение, и разрядник, который выдерживает прохождение мощной электрической дуги.

Управление устройства осуществляется кнопкой, которая одновременно подключает разрядник и подачу газа в область производства сварки. Высокочастотные импульсы, которые должны обеспечить надлежащую эффективность сварки, создаются трансформатором, имеющим высокое напряжение и разрядником.

На выходе такой сварочный аппарат имеет два контакта: положительный и отрицательный. По положительному электроду поступает ток от трансформатора, подключается к сварочной горелке, а второй провод подключается на свариваемые детали.

Меры безопасности

Для работы с осциллятором требуется квалификация и навык работы со сварочными аппаратами. При использовании подобных устройств требуется соблюдение безопасных приемов работы.

Во время эксплуатации необходимо непрерывно осуществлять контроль за правильностью подключений к сварочной цепи, контролировать надежность контактов на их качество соединения и исправность. Также при работе необходимо применять защитный кожух, который одевается и снимается с устройства только при отключенном питании. Также необходимо постоянно следить за состоянием разрядника, очищать его поверхность от нагара с помощью шлифшкурки.

Похожие темы:

Осциллятор для сварки

Практически у каждого мастерового хозяина имеется сварочный аппарат. Однако его возможности весьма ограничены. Сварка простых стальных деталей не требует каких-то определенных условий, в отличие, например, от алюминия или нержавейки. Для того, чтобы превратить свой простой сварочный аппарат в универсальный, многие приобретают или изготавливают осцилляторы.
Осциллятор для сварки — это устройство, которое включается параллельно самому сварочному аппарату. Главная задача осциллятора — преобразование частоты промышленного тока, которое составляет, как правило, 55 Герц в ток высокой частоты. При этом частота повышается значительно и может составлять 150 — 500 тысяч герц. Помимо этого осциллятор для сварки кратковременно повышает напряжение — до 2000 — 6000 В, что, в свою очередь, значительно повышает легкость поджига электрода.
В основном, осцилляторы применяются для сварки алюминия или же при использовании электродов, обладающих низкими ионизирующими свойствами покрытия.
Осциллятор для сварки, впрочем, как и осциллятор для сварки алюминия может быть изготовлен своими руками и подключен к любому аппарату своими силами. Конструкция осциллятора представляет собой генератор, колебания частоты тока в котором затухают. Состоит он из трансформатора, повышающего напряжение, причем для повседневного использования достаточно будет напряжения порядка 2000 — 3000 Вольт. Обязательным условием является наличие разрядника. Помимо этого, в конструкцию входит колебательный контур, обмотка связи и блокировочный конденсатор.
Работа осциллятора заключается в накоплении энергии, которая при достижении определенной величины вызывает пробой разрядника, при этом возникает электрическая дуга, в результате чего закорачивается колебательный контур и в нем возникают затухающие колебания. Именно эти колебания и прикладываются к возникшей дуге, причем длительность возникших импульсов составляет всего несколько миллисекунд.
В зависимости от изготовления, осциллятор для сварки может быть непрерывного действия, либо импульсного.
Первые работают параллельно с источником питания дуги. То есть подключаются непосредственно к «массе» и держаку. Возникающая во время работы дуга с высоким напряжением и частотой позволяет поджечь электрод, даже не касаясь изделия. Именно возникающая высокая частота позволяет производить работы даже при пониженном напряжении, что немаловажно при использовании ненадежной сети электрического тока.
Вторые, считаются более эффективными, поскольку не используют в своей конструкции дополнительной защиты от высокого напряжения. Именно второй тип осцилляторов используется для установки на сварки с переменным напряжением, поскольку позволяют поджечь электрод при смене полярности тока в сети.

Схема осциллятора для сварки

Еще одна схема сварочного осциллятора

Изготовление своими руками осциллятора для сварки алюминия также не вызывает трудностей. Единственным и обязательным условием является точное изготовление разрядника, так как именно от него зависит качество поджига. Зачастую используются остатки вольфрамовых электродов. Все остальные детали должны быть новыми! И, конечно, не стоит забывать о технике безопасности.

Кроме статьи «Осциллятор для сварки» смотрите также: