DIY inverter za zavarivanje

Metoda zavarivanja metala danas ima mnogo metoda i većina njih se zasniva na upotrebi električne energije. Električno zavarivanje, zauzvrat, također je podijeljeno na nekoliko vrsta, uključujući invertersku metodu.

Potonji je postao popularan relativno nedavno, a prije nego što su se na policama trgovina pojavili uređaji male veličine i laki za nošenje, zavarivanje kod kuće bilo je dio svega nekoliko. Nakon masovnog uvođenja invertera za zavarivanje, pokazalo se da je princip uređaja i rada ovog uređaja prilično jednostavan i, po želji, isti možete sami sastaviti.

Opis

Inverter je uređaj koji pretvara jednosmjernu struju u naizmjeničnu struju, a dvostruka konverzija se događa u aparatu za zavarivanje inverterskog tipa:

1. Naizmjenična struja snage ne veće od 5 ampera, napona 220/380 volti i frekvencije 50 Hz, pretvara se u jednosmjernu struju sa istim vrijednostima.
2. Rezultirajuća jednosmjerna struja pretvara se u naizmjeničnu struju s naponom od nekoliko desetina volti i strujom do nekoliko stotina ampera.

Takva transformacija je korisnija, jer su dobivene karakteristike struje zavarivanja vrlo stabilne i lako kontrolirane, što omogućava postavljanje optimalnog načina zavarivanja za različite veličine dijelova koji se zavaruju.

Invertori za zavarivanje su monoblok uređaji, a njihova glavna prednost je ergonomija. Za razliku od transformatora za zavarivanje, uključujući i one koji isporučuju jednosmjernu struju, pretvarače može nositi jedna osoba, a male snage su teški samo nekoliko kilograma i lako se vješaju na rame.

Konverzija se odvija na račun transformatora i elektronskih kola koja zahtevaju kvalitetno hlađenje, pa je u kućište smešten i snažan ventilator. Unatoč prividnoj složenosti, inverter za zavarivanje se može sastaviti vlastitim rukama. Takav uređaj će moći pružiti zavarivanje ništa gore od svojih fabričkih kolega.

Princip rada

Glavni element sistema je energetski transformator sa ispravljačem. Njegov sekundarni namotaj je veoma vruć, tako da je prilikom konfigurisanja uređaja veoma važno da ga postavite na putanju protoka vazduha koji dolazi iz ventilatora.

Ispravljena struja prolazi kroz filter trioda s visokom frekvencijom uključivanja, kao rezultat toga, frekvencija sekundarne naizmjenične struje može doseći vrijednost od 50 kHz. Odavno je poznat inverzni odnos između frekvencije i dimenzija električne opreme, što je omogućilo da se pretvarači daju tako skromne veličine. Isti princip se uspješno koristi gdje god je potrebna ušteda prostora, na primjer, u mreži aviona ili podmornice, frekvencija električne struje se također mjeri u hiljadama herca.

U transformatoru za zavarivanje pretvara se elektromotorna sila, dok se visokofrekventne struje pretvaraju u inverteru, što je omogućilo značajno smanjenje težine transformatora i smanjenje potrošnje materijala za njegovu izradu. Za zaštitu od preopterećenja, na sekundarnoj strani je ugrađen osigurač koji se može zamijeniti s prednje ploče. Korisnik može podesiti jačinu struje koja se dovodi do elektrode pomoću regulatora, trenutna vrijednost se prikazuje na digitalnom displeju.

Područje primjene

Teško je zamisliti građevinske radove u kojima se ne bi koristilo zavarivanje. Invertori za zavarivanje značajno su proširili opseg svoje primjene, jer imaju prilično veliki udio mobilnosti, za razliku od glomaznih transformatorskih uređaja. Danas se invertersko zavarivanje koristi:

• Za zavarivanje dijelova od crnih metala.
• Za zavarivanje dijelova od obojenih metala.
• Kada je potrebno zavariti na teškim mjestima, na primjer, u podzemnim cjevovodnim tunelima.
• Za zavarivanje oblikovanih dijelova u proizvodnji.
• Za zavarivanje kod kuće.

U industriji se za zavarivanje koriste invertori sa automatskim i poluautomatskim dovodom žice za zavarivanje, što omogućava ujednačavanje procesa i smanjenje udjela ručnog rada.

Prednosti i nedostaci

Glavna prednost inverterskih aparata za zavarivanje je njihova veličina, jer je prije toga bilo potrebno kuhati ili na stacionarnom mjestu, ili pak premjestiti teški transformator za zavarivanje pomoću improviziranih sredstava na mjesto zavarivanja.

Zahvaljujući dvostrukoj konverziji, struja zavarivanja pretvarača ne ovisi o mreži i stoga uvijek ostaje na konstantnim vrijednostima, što je omogućilo izbjegavanje takvih neugodnih pojava tokom zavarivanja kao što su:

• Lepljenje elektrode.
• Nedostatak luka pri niskom naponu u mreži.
• Pregorevanje ili pregorevanje metala.

Inverter je univerzalan i pogodan za zavarivanje livenog gvožđa ili obojenih metala odgovarajućim elektrodama, kao i za TIG zavarivanje netrošnim elektrodama. Operater ima mogućnost podešavanja struje u širokom rasponu.

Nedostatak invertera je relativno visoka cijena u odnosu na transformatore, ali s obzirom na prednosti, potpuno je izravnana. Kao i svaka elektronika, mikročipovi uređaja zahtijevaju pažljivo rukovanje, pa se preporučuje povremeno čišćenje unutrašnjosti od prašine.

Takođe, elektronika može otkazati u uslovima niskih temperatura ili visoke vlažnosti, tako da uslovi okoline moraju biti u skladu sa podacima na pločici uređaja.

Kako to učiniti sami?

Iako su inverterski aparati za zavarivanje komercijalno dostupni u modernom dizajnu, dostupni su relativno nedavno, nisu nešto novo. U stvari, dodane su samo zgodne digitalne kontrole i modernije elektronske komponente.

Princip rada, kao i sam aparat, razvijeni su prije nekoliko desetljeća, a i danas su relevantne mnoge sheme montaže. Inverter možete sami sastaviti sa starim električnim dijelovima, baziranim na modernim elektronskim komponentama. Takav uređaj će biti mnogo jeftiniji od tvorničkog kolege.

Neophodni materijali i alati

Za sastavljanje uređaja trebat će vam:

• Feritno jezgro za energetski transformator.
• Bakarna sabirnica ili žica za stvaranje namotaja.
• Pričvrsni nosač za spajanje polovica jezgre.
• Traka otporna na toplotu.
• Kompjuterski ventilator.
• Tranzistori.
• Lemilica, kliješta, rezači žice.

Sheme

Do danas su svi krugovi invertera za zavarivanje ujedinjeni i izgrađeni na temelju upotrebe impulsnog transformatora i moćnih MOSFET tranzistora.

Svaki od proizvođača pravi manje promjene u obliku vlasničkih razvoja, međutim, općenito, funkcionalnost uređaja nije podvrgnuta značajnijim promjenama.

Kao osnova se može uzeti i shematski dijagram Jurija Neguljajeva, naučnika i programera domaćeg aparata za zavarivanje inverterskog tipa.

Hodati kroz

1. Da biste smjestili sve elemente, potrebno je odabrati kućište. Preporučljivo je koristiti staru sistemsku računarsku jedinicu, jer su tamo već predviđeni otvori za ventilaciju.
2. Potrebno je povećati snagu tijela, jer težina jedinice može doseći i do deset kilograma. Za to su u uglovima ugrađeni metalni uglovi na navojnim pričvršćivačima.
3. Primarni namotaj transformatora - žica je namotana po cijeloj širini okvira, što doprinosi stabilnom radu transformatora tijekom padova napona. Za namotavanje se koriste samo bakrene žice, u nedostatku sabirnice, nekoliko žica je spojeno u snop.
4. Sekundarni namot transformatora je namotan u nekoliko slojeva, za to se koristi nekoliko žica poprečnog presjeka od 2 mm, povezanih u snop.
5. Između namotaja potreban je ojačani sloj izolacije kako bi se spriječilo da mrežni napon uđe u sekundarni namotaj.
6. Između jezgra transformatora i namotaja postoji zračni razmak kako bi se osigurala cirkulacija zraka.
7. Odvojeno, strujni transformator je napravljen na feritnom jezgru, koji je fiksiran na pozitivnoj liniji tokom montaže i spojen na kontrolnu ploču.
8. Tranzistori moraju biti pričvršćeni na radijator, ali uvijek kroz toplinski provodljivu dielektričnu zaptivku. To će osigurati efikasno odvođenje topline i zaštitu od kratkog spoja.
9. Diode ispravljačkog kruga su pričvršćene na sličan način na aluminijsku ploču. Izlazi dioda su povezani neizoliranom žicom poprečnog presjeka od 4 mm.
10. Električni provodnici unutar kućišta su uzgajani na način da se isključi kratki spoj.
11. Ventilator je instaliran na stražnjem zidu, što će uštedjeti prostor i omogućiti ispuhivanje nekoliko radijatora odjednom.

Šema ožičenja invertera za zavarivanje

Podešavanje mašine

Nakon sastavljanja mašine, potrebna su dodatna podešavanja da bi se dobile ispravne vrednosti struje i napona zavarivanja:

1. Mrežni napon se dovodi do ploče i pogona ventilatora.
2. Potrebno je pričekati dok se kondenzatori napajanja potpuno ne napune, zatim provjeriti rad releja, pazeći da nema napona na otporniku koji ograničava struju instaliranom u krugu kondenzatora, a zatim ga zatvoriti.
3. Pomoću osciloskopa određuje se vrijednost struje koju stvara pretvarač, za koju se mjeri frekvencija impulsa koji ulaze u namotaj transformatora.
4. Način zavarivanja se provjerava na upravljačkoj jedinici, za koju je voltmetar priključen na izlaz pojačala osciloskopa. U pretvaračima male snage, vrijednost napona doseže oko 15 volti.
5. Rad izlaznog mosta se provjerava primjenom napona od 16 volti iz napajanja. Treba imati na umu da je u stanju mirovanja potrošnja jedinice oko 100 mA i to se mora uzeti u obzir prilikom mjerenja.
6. Ispitan je rad sa energetskim kondenzatorima. Napon se mijenja sa vrijednosti od 16 volti na 220. Osciloskop je spojen na izlazne tranzistore i kontroliše se amplituda signala, trebala bi biti identična onoj koja je bila na testovima sa smanjenim naponom.

Održavanje i popravka

Za montažu, održavanje potrebno je i dovoljan nivo elektrotehničkog znanja. U nedostatku istih i potrebe za popravkom, korisnik može obavljati samo rutinsko održavanje:

• Čišćenje uređaja od prašine vrši se usisivačem sa otvorenim kućištem. Ako se mašina stalno koristi u građevinskim radovima, potrebno je redovno čišćenje.
• Zamjena osigurača - štiti strujno kolo uređaja od oštećenja uslijed preopterećenja i kratkih spojeva.
• Popravka sklopnih dijelova na kablovima za zavarivanje.

Poluautomatski inverter za zavarivanje

U tehnološkim procesima potrebno je zavarivanje šablonskih delova, a najviši kvalitet se može postići korišćenjem automatskih i poluautomatskih aparata za zavarivanje sa dovodom žice za zavarivanje. Takav uređaj možete dobiti od domaćeg ili industrijskog pretvarača samo ako imate odgovarajuće znanje i ispravnu rekonfiguraciju upravljačke jedinice.

Činjenica je da su izvori napajanja za ručno i poluautomatsko zavarivanje dizajnirani s različitim strujno-naponskim karakteristikama, a inverter kojem se dodaje samo dodavač žice će na kraju dati neravni šav s pokidanim rubovima.

1. Treba imati na umu da energetski kondenzatori i tranzistori u krugu pretvarača zahtijevaju dodatne sigurnosne mjere, posebno obavezno prisustvo otpornika koji ograničava struju. Primjena struje bez nje može dovesti do eksplozije.
2. Kablovi za zavarivanje se ne smiju produžiti, njihova dužina ne smije biti veća od 2,5 metara.