Μετατροπέας συγκόλλησης DIY

Η μέθοδος συγκόλλησης μετάλλων σήμερα έχει πολλές μεθόδους και οι περισσότερες βασίζονται στη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας. Η ηλεκτρική συγκόλληση, με τη σειρά της, χωρίζεται επίσης σε διάφορους τύπους, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου μετατροπέα.

Το τελευταίο έγινε δημοφιλές σχετικά πρόσφατα, και προτού εμφανιστούν μικρού μεγέθους και εύχρηστες συσκευές στα ράφια των καταστημάτων, η συγκόλληση στο σπίτι ήταν πολύ λίγα. Μετά τη μαζική εισαγωγή των μετατροπέων συγκόλλησης, αποδείχθηκε ότι η αρχή της συσκευής και της λειτουργίας αυτής της συσκευής είναι αρκετά απλή και, εάν θέλετε, μπορείτε να συναρμολογήσετε τον ίδιο μόνοι σας.

Περιγραφή

Ένας μετατροπέας είναι μια συσκευή που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα και μια διπλή μετατροπή συμβαίνει σε μια μηχανή συγκόλλησης τύπου inverter:

1. Εναλλασσόμενο ρεύμα με ισχύ που δεν υπερβαίνει τα 5 αμπέρ, με τάση 220/380 βολτ και συχνότητα 50 Hz, μετατρέπεται σε συνεχές ρεύμα με τις ίδιες τιμές.
2. Το συνεχές ρεύμα που προκύπτει μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα με τάση αρκετών δεκάδων βολτ και ρεύμα έως και αρκετές εκατοντάδες αμπέρ.

Ένας τέτοιος μετασχηματισμός είναι πιο ωφέλιμος, καθώς τα λαμβανόμενα χαρακτηριστικά του ρεύματος συγκόλλησης είναι εξαιρετικά σταθερά και εύκολα ελεγχόμενα, γεγονός που καθιστά δυνατό τον καθορισμό του βέλτιστου τρόπου συγκόλλησης για διάφορα μεγέθη εξαρτημάτων που πρόκειται να συγκολληθούν.

Οι μετατροπείς συγκόλλησης είναι συσκευές monoblock και το κύριο πλεονέκτημά τους είναι η εργονομία. Σε αντίθεση με τους μετασχηματιστές συγκόλλησης, συμπεριλαμβανομένων αυτών που παρέχουν συνεχές ρεύμα, οι μετατροπείς μπορούν να μεταφερθούν από ένα άτομο και έχουν χαμηλή ισχύ, ζυγίζουν μόνο μερικά κιλά και κρεμώνται εύκολα στον ώμο.

Η μετατροπή πραγματοποιείται εις βάρος ενός μετασχηματιστή και ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που απαιτούν ψύξη υψηλής ποιότητας, επομένως τοποθετείται επίσης ένας ισχυρός ανεμιστήρας στη θήκη. Παρά την φαινομενική πολυπλοκότητα, ο μετατροπέας συγκόλλησης μπορεί να συναρμολογηθεί με τα χέρια σας. Μια τέτοια συσκευή θα είναι σε θέση να παρέχει συγκόλληση όχι χειρότερη από τις αντίστοιχες εργοστασιακές της.

Αρχή λειτουργίας

Το κύριο στοιχείο του συστήματος είναι ένας μετασχηματιστής ισχύος με ανορθωτή. Το δευτερεύον τύλιγμά του είναι πολύ ζεστό, επομένως κατά τη διαμόρφωση της συσκευής, είναι πολύ σημαντικό να την τοποθετήσετε στη διαδρομή της ροής αέρα που προέρχεται από τον ανεμιστήρα.

Το ανορθωμένο ρεύμα διέρχεται μέσω ενός φίλτρου τριόδων με υψηλή συχνότητα μεταγωγής, ως αποτέλεσμα, η συχνότητα του δευτερεύοντος εναλλασσόμενου ρεύματος μπορεί να φτάσει την τιμή των 50 kHz. Η αντίστροφη σχέση μεταξύ της συχνότητας και των διαστάσεων του ηλεκτρικού εξοπλισμού είναι γνωστή εδώ και πολύ καιρό, γεγονός που κατέστησε δυνατή την παροχή τόσο μέτριου μεγέθους στους μετατροπείς. Η ίδια αρχή χρησιμοποιείται με επιτυχία όπου χρειάζεται εξοικονόμηση χώρου, για παράδειγμα, στο εποχούμενο δίκτυο ενός αεροσκάφους ή ενός υποβρυχίου, η συχνότητα του ηλεκτρικού ρεύματος μετριέται επίσης σε χιλιάδες Hertz.

Στον μετασχηματιστή συγκόλλησης, η ηλεκτροκινητική δύναμη μετατρέπεται, ενώ τα ρεύματα υψηλής συχνότητας μετατρέπονται στον μετατροπέα, γεγονός που κατέστησε δυνατή τη σημαντική μείωση του βάρους του μετασχηματιστή και τη μείωση της κατανάλωσης υλικού για την κατασκευή του. Για προστασία από υπερφόρτωση, τοποθετείται μια ασφάλεια στη δευτερεύουσα πλευρά, η οποία μπορεί να αντικατασταθεί από τον μπροστινό πίνακα. Ο χρήστης μπορεί να ρυθμίσει την ισχύ του ρεύματος που παρέχεται στο ηλεκτρόδιο χρησιμοποιώντας τον ρυθμιστή, η τρέχουσα τιμή εμφανίζεται σε μια ψηφιακή οθόνη.

Περιοχή εφαρμογής

Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς κατασκευαστικές εργασίες στις οποίες δεν θα χρησιμοποιείται συγκόλληση. Οι μετατροπείς συγκόλλησης έχουν διευρύνει σημαντικά το πεδίο εφαρμογής του, καθώς έχουν ένα αρκετά μεγάλο μερίδιο κινητικότητας, σε αντίθεση με τις ογκώδεις συσκευές μετασχηματιστή. Σήμερα, η συγκόλληση με μετατροπέα χρησιμοποιείται:

• Για συγκόλληση εξαρτημάτων από σιδηρούχα μέταλλα.
• Για συγκόλληση εξαρτημάτων από μη σιδηρούχα μέταλλα.
• Όταν είναι απαραίτητη η συγκόλληση σε δύσκολα σημεία, για παράδειγμα, σε υπόγειες σήραγγες αγωγών.
• Για συγκόλληση διαμορφωμένων εξαρτημάτων στην παραγωγή.
• Για συγκόλληση στο σπίτι.

Στη βιομηχανία, οι μετατροπείς με αυτόματη και ημιαυτόματη τροφοδοσία σύρματος συγκόλλησης χρησιμοποιούνται για συγκόλληση, γεγονός που καθιστά δυνατή την ενοποίηση της διαδικασίας και τη μείωση του μεριδίου της χειρωνακτικής εργασίας.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Το κύριο πλεονέκτημα των μηχανών συγκόλλησης inverter είναι το μέγεθός τους, αφού πριν από αυτό, ήταν απαραίτητο να μαγειρέψετε είτε σε σταθερή θέση είτε να μετακινήσετε έναν βαρύ μετασχηματιστή συγκόλλησης χρησιμοποιώντας αυτοσχέδια μέσα στον τόπο συγκόλλησης.

Χάρη στη διπλή μετατροπή, το ρεύμα συγκόλλησης του μετατροπέα δεν εξαρτάται από το δίκτυο και επομένως παραμένει πάντα με σταθερές τιμές, γεγονός που επέτρεψε την αποφυγή τέτοιων δυσάρεστων φαινομένων κατά τη συγκόλληση όπως:

• Κολλώντας ηλεκτρόδιο.
• Απουσία τόξου σε χαμηλή τάση στο δίκτυο.
• Υπερκαύση ή υπόκαυση μετάλλου.

Ο μετατροπέας είναι γενικός και κατάλληλος για συγκόλληση χυτοσιδήρου ή μη σιδηρούχων μετάλλων με κατάλληλα ηλεκτρόδια, καθώς και για συγκόλληση TIG με μη αναλώσιμα ηλεκτρόδια. Ο χειριστής έχει τη δυνατότητα να ρυθμίζει το ρεύμα σε μεγάλο εύρος.

Το μειονέκτημα των μετατροπέων είναι το σχετικά υψηλό κόστος σε σύγκριση με τους μετασχηματιστές, αλλά δεδομένων των πλεονεκτημάτων είναι εντελώς ισοπεδωμένο. Όπως κάθε ηλεκτρονικό, έτσι και τα μικροτσίπ της συσκευής απαιτούν προσεκτικό χειρισμό, γι' αυτό συνιστάται να καθαρίζετε περιοδικά το εσωτερικό από τη σκόνη.

Επίσης, τα ηλεκτρονικά μπορεί να αποτύχουν σε συνθήκες χαμηλών θερμοκρασιών ή υψηλής υγρασίας, επομένως οι περιβαλλοντικές συνθήκες πρέπει να συνάδουν με τα δεδομένα της πινακίδας της συσκευής.

Πώς να το κάνετε μόνοι σας;

Αν και οι μηχανές συγκόλλησης inverter διατίθενται στο εμπόριο σε μοντέρνο σχεδιασμό, έχουν γίνει διαθέσιμες σχετικά πρόσφατα, δεν είναι κάτι καινούργιο. Στην πραγματικότητα, έχουν προστεθεί μόνο βολικός ψηφιακός έλεγχος και πιο σύγχρονα ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Η αρχή της λειτουργίας, καθώς και η ίδια η συσκευή, αναπτύχθηκαν πριν από αρκετές δεκαετίες, και ακόμη και σήμερα, πολλά σχέδια συναρμολόγησης είναι σχετικά. Μπορείτε να συναρμολογήσετε μόνοι σας έναν μετατροπέα με παλιά ηλεκτρικά εξαρτήματα, βασισμένα σε σύγχρονα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Μια τέτοια συσκευή θα βγει πολύ φθηνότερη από την εργοστασιακή αντίστοιχη.

Απαραίτητα υλικά και εργαλεία

Για τη συναρμολόγηση της συσκευής θα χρειαστείτε:

• Πυρήνας φερρίτη για μετασχηματιστή ισχύος.
• Χάλκινο λεωφορείο ή σύρμα για τη δημιουργία περιελίξεων.
• Στήριγμα στερέωσης για τη σύνδεση των μισών του πυρήνα.
• Ταινία ανθεκτική στη θερμότητα.
• Ανεμιστήρας υπολογιστή.
• Τρανζίστορ.
• Κολλητήρι, πένσες, συρματοκόφτες.

Σχέδιο

Μέχρι σήμερα, όλα τα κυκλώματα μετατροπέα συγκόλλησης είναι ενοποιημένα και κατασκευασμένα με βάση τη χρήση ενός μετασχηματιστή παλμών και ισχυρών τρανζίστορ τύπου MOSFET.

Καθένας από τους κατασκευαστές κάνει μικρές αλλαγές με τη μορφή ιδιόκτητων εξελίξεων, ωστόσο, γενικά, η λειτουργικότητα της συσκευής δεν υφίσταται σημαντικές αλλαγές.

Ως βάση μπορεί επίσης να ληφθεί το σχηματικό διάγραμμα του Yuri Negulyaev, επιστήμονα και προγραμματιστή μιας εγχώριας μηχανής συγκόλλησης τύπου inverter.

Περπάτημα

1. Για να χωρέσετε όλα τα στοιχεία, πρέπει να επιλέξετε μια θήκη. Συνιστάται η χρήση μιας παλιάς μονάδας υπολογιστή συστήματος, καθώς υπάρχουν ήδη οπές αερισμού εκεί.
2. Είναι απαραίτητο να αυξήσετε τη δύναμη του σώματος, καθώς το βάρος της μονάδας μπορεί να φτάσει έως και δέκα κιλά. Για αυτό, στις γωνίες τοποθετούνται μεταλλικές γωνίες σε συνδετήρες με σπείρωμα.
3. Η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή - το καλώδιο τυλίγεται σε όλο το πλάτος του πλαισίου, αυτό συμβάλλει στη σταθερή λειτουργία του μετασχηματιστή κατά τις πτώσεις τάσης. Για την περιέλιξη, χρησιμοποιούνται μόνο χάλκινα καλώδια, ελλείψει διαύλου, πολλά καλώδια συνδέονται σε μια δέσμη.
4. Η δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή τυλίγεται σε πολλά στρώματα · γι 'αυτό χρησιμοποιούνται πολλά σύρματα με διατομή 2 mm, συνδεδεμένα σε μια δέσμη.
5. Απαιτείται ένα ενισχυμένο στρώμα μόνωσης μεταξύ των περιελίξεων για να αποτραπεί η είσοδος τάσης δικτύου στη δευτερεύουσα περιέλιξη.
6. Μεταξύ του πυρήνα του μετασχηματιστή και των περιελίξεων παρέχεται ένα διάκενο αέρα για να εξασφαλιστεί η κυκλοφορία του αέρα.
7. Ξεχωριστά, ένας μετασχηματιστής ρεύματος κατασκευάζεται σε έναν πυρήνα φερρίτη, ο οποίος στερεώνεται στη θετική γραμμή κατά τη συναρμολόγηση και συνδέεται με τον πίνακα ελέγχου.
8. Τα τρανζίστορ πρέπει να συνδέονται στο ψυγείο, αλλά πάντα μέσω μιας θερμικά αγώγιμης διηλεκτρικής φλάντζας. Αυτό θα παρέχει αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας και προστασία από βραχυκύκλωμα.
9. Οι δίοδοι του κυκλώματος ανορθωτή συνδέονται με παρόμοιο τρόπο σε μια πλάκα αλουμινίου. Οι έξοδοι των διόδων συνδέονται με μη μονωμένο σύρμα διατομής 4 mm.
10. Οι αγωγοί ισχύος στο εσωτερικό της θήκης εκτρέφονται με τέτοιο τρόπο ώστε να αποκλείεται το βραχυκύκλωμα.
11. Ο ανεμιστήρας είναι εγκατεστημένος στον πίσω τοίχο, ο οποίος θα εξοικονομήσει χώρο και θα επιτρέψει την εμφύσηση πολλών καλοριφέρ ταυτόχρονα.

Διάγραμμα καλωδίωσης του μετατροπέα συγκόλλησης

Ρύθμιση μηχανήματος

Μετά τη συναρμολόγηση του μηχανήματος, απαιτούνται πρόσθετες ρυθμίσεις για να ληφθούν οι σωστές τιμές ρεύματος και τάσης συγκόλλησης:

1. Η τάση του δικτύου παρέχεται στην πλακέτα και στη μονάδα ανεμιστήρα.
2. Είναι απαραίτητο να περιμένετε μέχρι να φορτιστούν πλήρως οι πυκνωτές ισχύος, στη συνέχεια ελέγξτε τη λειτουργία του ρελέ, βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει τάση στην αντίσταση περιορισμού ρεύματος που είναι εγκατεστημένη στο κύκλωμα πυκνωτή και, στη συνέχεια, κλείστε την.
3. Χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο, προσδιορίζεται η τιμή του ρεύματος που παράγεται από τον μετατροπέα, για τον οποίο μετράται η συχνότητα των παλμών που εισέρχονται στην περιέλιξη του μετασχηματιστή.
4. Ο τρόπος συγκόλλησης ελέγχεται στη μονάδα ελέγχου, για την οποία είναι συνδεδεμένο ένα βολτόμετρο στην έξοδο του ενισχυτή παλμογράφου. Σε μετατροπείς χαμηλής ισχύος, η τιμή τάσης φτάνει περίπου τα 15 βολτ.
5. Η λειτουργία της γέφυρας εξόδου ελέγχεται με την εφαρμογή τάσης 16 βολτ από το τροφοδοτικό. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι σε κατάσταση αδράνειας, η κατανάλωση της μονάδας είναι περίπου 100 mA και αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την πραγματοποίηση μετρήσεων.
6. Η εργασία με πυκνωτές ισχύος ελέγχεται. Η τάση αλλάζει από 16 βολτ σε 220. Ο παλμογράφος συνδέεται με τα τρανζίστορ εξόδου και παρακολουθείται το πλάτος του σήματος, θα πρέπει να είναι ίδιο με αυτό των δοκιμών χαμηλής τάσης.

Συντήρηση και επισκευή

Για συναρμολόγηση, συντήρηση και είναι απαραίτητο να έχετε επαρκές επίπεδο ηλεκτρολογικών γνώσεων. Ελλείψει τέτοιου είδους και ανάγκης για επισκευή, ο χρήστης μπορεί να πραγματοποιήσει μόνο τακτική συντήρηση:

• Ο καθαρισμός της συσκευής από τη σκόνη γίνεται με ηλεκτρική σκούπα με ανοιχτή τη θήκη. Εάν το μηχάνημα χρησιμοποιείται συνεχώς σε κατασκευαστικές εργασίες, τότε είναι απαραίτητος ο τακτικός καθαρισμός.
• Αντικατάσταση της ασφάλειας - προστατεύει το κύκλωμα της συσκευής από ζημιές λόγω υπερφόρτωσης και βραχυκυκλωμάτων.
• Επισκευή εξαρτημάτων μεταγωγής σε καλώδια συγκόλλησης.

Ημιαυτόματος μετατροπέας συγκόλλησης

Στις τεχνολογικές διαδικασίες, απαιτείται συγκόλληση εξαρτημάτων προτύπου και η υψηλότερη ποιότητα μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας αυτόματες και ημιαυτόματες μηχανές συγκόλλησης με τροφοδοσία σύρματος για συγκόλληση. Μπορείτε να προμηθευτείτε μια τέτοια συσκευή από έναν οικιακό ή βιομηχανικό μετατροπέα μόνο εάν έχετε τις κατάλληλες γνώσεις και τη σωστή αναδιαμόρφωση της μονάδας ελέγχου.

Το γεγονός είναι ότι οι πηγές ενέργειας για χειροκίνητη και ημιαυτόματη συγκόλληση έχουν σχεδιαστεί με διαφορετικά χαρακτηριστικά τάσης ρεύματος και ένας μετατροπέας στον οποίο προστίθεται μόνο ένας τροφοδότης καλωδίων θα δώσει τελικά μια ανομοιόμορφη ραφή με σχισμένα άκρα.

1. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι οι πυκνωτές ισχύος και τα τρανζίστορ στο κύκλωμα του μετατροπέα απαιτούν πρόσθετα μέτρα ασφαλείας, ιδίως την υποχρεωτική παρουσία μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος. Η εφαρμογή ρεύματος χωρίς αυτό μπορεί να οδηγήσει σε έκρηξη.
2. Τα καλώδια συγκόλλησης δεν πρέπει να εκτείνονται, το μήκος τους δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2,5 μέτρα.