Существует много электротехнических устройств, используемых при выполнении сварочных работ. В связи с высокой стоимостью этого оборудования, многие стараются самостоятельно изготовить тот или иной элемент. Те, кто хорошо разбираются в электротехнике, могут собрать даже осциллятор своими руками. Сварочный осциллятор предназначен для того, чтобы возбуждать и стабилизировать сварочную дугу и работает как от постоянного, так и от переменного тока.
Устройство и назначение прибора
По своей сути сварочный осциллятор является искровым генератором затухающих колебаний. Внутри устройства располагается повышающий трансформатор (ПТ) низкой частоты, с вторичным напряжением от 2 до 3 киловольт. Схема состоит из колебательного контура, обмоток связи, разрядника и обмоток блокировочного конденсатора. Обмотки, находящиеся внутри аппарата, выполняют функцию высокочастотного трансформатора.
Во время работы осциллятора колебания высокой частоты проходят через обмотку и поступают на дуговой промежуток. Конденсатор обеспечивает блокировку и предотвращает шунтирование обмоткой дугового промежутка, затрагивающего напряжение в источнике питания. Для защиты изоляции обмотки существует дроссель, включаемый в сварочную цепь. Средняя мощность осциллятора составляет от 250 до 300 ватт, продолжительность импульсов находится в пределах десятков микросекунд.
Все осцилляторы обеспечивают наличие в сварочной цепи тока с высоким напряжением и частотой. Они разделяются на два вида:
- Возбудители дуги непрерывного действия. Они функционируют вместе с источником питания сварочной дуги и обеспечивают ее возбуждение путем наложения тока высокого напряжения на провода для сварки. В этом случае напряжение составляет от 3000 до 6000 вольт, а частота – 150-250 кГц. Такой ток совершенно не опасен для человека, при условии соблюдения правил техники безопасности. Благодаря высокой частоте, обеспечивается равномерное горение дуги даже при небольшом значении сварочного тока, поступающего из основного источника.
- Возбудители дуги импульсивного действия. Они используют последовательное включение и считаются более эффективными, поскольку не требуют включения в цепь специальной защиты от высокого напряжения. Для регулировки искрового зазора на необходимую величину применяется регулировочный винт. Регулировка осуществляется, когда устройство находится в отключенном состоянии.
Сварка с использованием переменного тока осуществляется с импульсным питанием возбудителей. Они изначально возбуждают дугу и выполняют ее дальнейший поджог, когда переменный ток изменяет свою полярность.
Принцип работы осциллятора
Все виды сварочных осцилляторов работают по одной схеме. У них один и тот же принцип действия, независимо от конструктивных особенностей. В каждом случае повышающий трансформатор низкой частоты передает стандартное напряжение, частотой 50 Гц на колебательный контур. Далее, в этом контуре происходит преобразование низкой частоты тока в высокую, с одновременным повышением напряжения. Значение частоты тока, возникающей в колебательном контуре определяется его параметрами, включающими в себя емкость конденсатора и индуктивной катушки.
После первичного преобразования, ток с высокой частотой и напряжением поступает на вторую индуктивную катушку, а затем, проходя через блокировочный конденсатор, он подается к сварочной дуге. С помощью блокировочного конденсатора для тока низкой частоты сопротивление повышается, а для тока высокой частоты – понижается.
В конечном итоге обеспечивается беспрепятственное прохождение тока высокой частоты через блокировочный конденсатор. Ток низкой частоты через него пройти не может. Таким образом, на электрическую дугу свободно попадает только ток с высокой частотой и с высоким напряжением. Ток с низкой частотой и напряжением вообще не попадает в схему осциллятора. В случае повреждения конденсатора, блокировка токов низкой частоты не будет нарушена. Принцип действия устройства и его схема обеспечивают надежную защиту сварщика от поражения электротоком при проведении сварочных работ.
Изготовление осциллятора своими руками
Сварочный осциллятор вполне возможно сконструировать и собрать своими руками. Единственным серьезным ограничением является хорошее знание электротехники и практические навыки работы с инструментами.
Существует большое количество схем, которые могут быть реализованы на практике в домашних условиях. Одним из наиболее простых вариантов считается конструкция на основе высоковольтного трансформатора, способного повысить напряжение с 220 до 10000 вольт. Необходимо точно изготовить разрядник, поскольку именно от разрядника зависит качество электрической дуги. В этом заключается главная сложность конструирования и практического изготовления осциллятора.
Следующей серьезной задачей является правильный подбор элементов – блокировочного конденсатора и колебательного контура. Чаще всего применяется стандартная конструкция осциллятора, выполненная в виде генератора. Имеющиеся в нем трансформаторы способны повысить напряжение до 3 кВт. В данной схеме нужно обязательно предусмотреть разрядник.
Готовый осциллятор сможет работать сразу в двух режимах – в импульсном варианте или в непрерывном режиме. Второй вариант предполагает наличие защиты от возможного высокого напряжения. Хотя импульсный вариант считается наиболее эффективным по сравнению с другими схемами.
Рекомендации по сборке
В процессе сборки осциллятора, необходимо учитывать следующие особенности:
- Для изготовления осциллятора лучше всего использовать в качестве основы обычный генератор, мощностью 5-10 киловатт.
- Установка готового трансформатора должна производиться на раму генератора. Для фиксации устройства используются скобы, заранее приваренные к раме. В связи с большим общим весом всей конструкции, рекомендуется установить колеса, чтобы облегчить перемещение.
- Все электрические соединения выполняются таким образом, чтобы сварочный генератор в случае необходимости мог применяться в качестве аварийного источника питания. Правильно собранный осциллятор своими руками позволяет использовать его как сварочное устройство и источник тока на 220 вольт. Вся конструкция сварки оборудуется выключателем.
- Для изготовления генератора постоянного тока рекомендуется использование выпрямителя мостикового типа, обеспечивающего получение тока наиболее доступными способами. Главным недостатком такой конструкции являются слишком большие габариты. В данной схеме присутствуют четыре мощных громоздких вентиля, установленных на диэлектрическую плату из текстолита или гетинакса. В общей схеме эти вентили выполняют функции диодов.
- Сборку конструкции должны выполнять люди с опытом производства электромонтажных работ. Они должны иметь хорошие навыки по спаиванию деталей, а также практику изготовления электрических обмоток.
Собранный осциллятор необходимо отрегулировать. Сам осциллятор должен находиться в выключенном состоянии. В дальнейшем нужно регулярно проводить техническое обслуживание, следить за рабочей поверхностью разрядника, состоянием контактов, своевременно очищать нагар.
