Inverter per saldatura fai da te

Il metodo di saldatura dei metalli oggi ha molti metodi e la maggior parte di essi si basa sull'uso dell'elettricità. La saldatura elettrica, a sua volta, è anche suddivisa in diverse tipologie, compreso il metodo inverter.

Quest'ultimo è diventato popolare in tempi relativamente recenti e prima che apparissero sugli scaffali dei negozi dispositivi di piccole dimensioni e facili da trasportare, la saldatura domestica era solo una questione di pochi. Dopo l'introduzione di massa degli inverter per saldatura, si è scoperto che il principio del dispositivo e il funzionamento di questo dispositivo sono abbastanza semplici e, se lo si desidera, è possibile assemblare lo stesso da soli.

Descrizione

Un inverter è un dispositivo che converte la corrente continua in corrente alternata e in una saldatrice di tipo inverter avviene una doppia conversione:

1. La corrente alternata con una potenza non superiore a 5 ampere, con una tensione di 220/380 volt e una frequenza di 50 Hz, viene convertita in corrente continua con gli stessi valori.
2. La corrente continua risultante viene convertita in corrente alternata con una tensione di diverse decine di volt e una corrente fino a diverse centinaia di ampere.

Tale trasformazione è più vantaggiosa, poiché le caratteristiche della corrente di saldatura ottenute sono altamente stabili e facilmente controllabili, il che consente di impostare la modalità di saldatura ottimale per varie dimensioni di parti da saldare.

Gli inverter per saldatura sono dispositivi monoblocco e il loro principale vantaggio è l'ergonomia. A differenza dei trasformatori di saldatura, compresi quelli che erogano corrente continua, gli inverter possono essere trasportati da una sola persona e, avendo una bassa potenza, pesano solo pochi chilogrammi e si appendono facilmente alla spalla.

La conversione avviene a scapito di un trasformatore e dei circuiti elettronici che richiedono un raffreddamento di alta qualità, quindi nella custodia viene inserita anche una potente ventola. Nonostante l'apparente complessità, l'inverter di saldatura può essere assemblato con le proprie mani. Un tale dispositivo sarà in grado di fornire una saldatura non peggiore delle sue controparti di fabbrica.

Principio di funzionamento

L'elemento principale del sistema è un trasformatore di potenza con un raddrizzatore. Il suo avvolgimento secondario è molto caldo, quindi durante la configurazione del dispositivo è molto importante posizionarlo nel percorso del flusso d'aria proveniente dalla ventola.

La corrente rettificata viene fatta passare attraverso un filtro di triodi con un'elevata frequenza di commutazione, di conseguenza la frequenza della corrente alternata secondaria può raggiungere un valore di 50 kHz. È nota da tempo la relazione inversa tra frequenza e dimensioni delle apparecchiature elettriche, che ha permesso di dotare inverter di dimensioni così modeste. Lo stesso principio viene utilizzato con successo ovunque sia necessario risparmiare spazio, ad esempio nella rete di bordo di un aeromobile o di un sottomarino, la frequenza della corrente elettrica viene misurata anche in migliaia di hertz.

Nel trasformatore di saldatura viene convertita la forza elettromotrice, mentre le correnti ad alta frequenza vengono convertite nell'inverter, il che ha consentito di ridurre significativamente il peso del trasformatore e ridurre il consumo di materiale per la sua fabbricazione. Per la protezione da sovraccarico, sul lato secondario è installato un fusibile, che può essere sostituito dal pannello frontale. L'utente può regolare l'intensità della corrente fornita all'elettrodo utilizzando il regolatore, il valore della corrente viene visualizzato su un display digitale.

Area di applicazione

È difficile immaginare lavori di costruzione in cui non verrebbe utilizzata la saldatura. Gli inverter per saldatura hanno notevolmente ampliato l'ambito della sua applicazione, poiché hanno una quota abbastanza ampia di mobilità, in contrasto con ingombranti dispositivi di trasformazione. Oggi si usa la saldatura ad inverter:

• Per la saldatura di parti in metalli ferrosi.
• Per saldare parti in metalli non ferrosi.
• Quando è necessario saldare in luoghi difficili, ad esempio nei tunnel sotterranei di tubazioni.
• Per la saldatura di pezzi sagomati in produzione.
• Per la saldatura a casa.

Nell'industria, per la saldatura vengono utilizzati inverter con alimentazione del filo di saldatura automatica e semiautomatica, il che consente di unificare il processo e ridurre la quota del lavoro manuale.

Vantaggi e svantaggi

Il vantaggio principale delle saldatrici ad inverter è la loro dimensione, poiché prima era necessario cucinare su un palo fisso, oppure spostare un pesante trasformatore di saldatura usando mezzi improvvisati nel luogo di saldatura.

Grazie alla doppia conversione, la corrente di saldatura dell'inverter non dipende dalla rete e quindi rimane sempre con valori costanti, il che ha permesso di evitare spiacevoli fenomeni durante la saldatura come:

• Elettrodo incollato.
• Assenza di arco a bassa tensione nella rete.
• Sovracombustione o combustione insufficiente del metallo.

L'inverter è universale e adatto per la saldatura di ghisa o metalli non ferrosi con appositi elettrodi, nonché per la saldatura TIG con elettrodi non consumabili. L'operatore ha la possibilità di regolare la corrente su un'ampia gamma.

Lo svantaggio degli inverter è un costo relativamente alto rispetto ai trasformatori, ma visti i vantaggi è completamente livellato. Come qualsiasi elettronica, i microchip del dispositivo richiedono un'attenta manipolazione, quindi si consiglia di pulire periodicamente l'interno dalla polvere.

Inoltre, l'elettronica può guastarsi in condizioni di basse temperature o elevata umidità, quindi le condizioni ambientali devono essere coerenti con i dati di targa del dispositivo.

Come farlo da soli?

Sebbene le saldatrici ad inverter siano disponibili in commercio in un design moderno, sono diventate disponibili relativamente di recente, non sono qualcosa di nuovo. Sono stati infatti aggiunti solo un comodo controllo digitale e componenti elettronici più moderni.

Il principio di funzionamento, così come l'apparato stesso, sono stati sviluppati diversi decenni fa e ancora oggi molti schemi di assemblaggio sono rilevanti. Puoi assemblare un inverter da solo con vecchie parti elettriche, basate su moderni componenti elettronici. Un dispositivo del genere risulterà molto più economico della controparte di fabbrica.

Materiali e strumenti necessari

Per assemblare il dispositivo avrai bisogno di:

• Nucleo in ferrite per trasformatore di potenza.
• Bus o filo in rame per la creazione di avvolgimenti.
• Staffa di fissaggio per il collegamento delle metà del nucleo.
• Nastro resistente al calore.
• Fan del computer.
• transistor.
• Saldatore, pinze, tronchesi.

schema

Ad oggi, tutti i circuiti di saldatura inverter sono unificati e costruiti sulla base dell'utilizzo di un trasformatore di impulsi e potenti transistor di tipo MOSFET.

Ciascuno dei produttori apporta piccole modifiche sotto forma di sviluppi proprietari, tuttavia, in generale, la funzionalità del dispositivo non subisce modifiche significative.

Come base può essere preso anche il diagramma schematico di Yuri Negulyaev, uno scienziato e sviluppatore di una saldatrice domestica di tipo inverter.

Procedura dettagliata

1. Per accogliere tutti gli elementi, è necessario scegliere una custodia. Si consiglia di utilizzare un vecchio computer di sistema, poiché lì sono già previsti fori di ventilazione.
2. È necessario aumentare la forza del corpo, poiché il peso dell'unità può raggiungere fino a dieci chilogrammi. Per questo, negli angoli sono installati angoli di metallo su elementi di fissaggio filettati.
3. L'avvolgimento primario del trasformatore: il filo è avvolto su tutta la larghezza del telaio, ciò contribuisce al funzionamento stabile del trasformatore durante le cadute di tensione. Per l'avvolgimento vengono utilizzati solo fili di rame, in assenza di un bus, più fili sono collegati in un fascio.
4. L'avvolgimento secondario del trasformatore è avvolto in più strati, per questo vengono utilizzati diversi fili con una sezione trasversale di 2 mm, collegati in un fascio.
5. È necessario uno strato di isolamento rinforzato tra gli avvolgimenti per evitare che la tensione di rete entri nell'avvolgimento secondario.
6. È previsto un traferro tra il nucleo del trasformatore e gli avvolgimenti per garantire la circolazione dell'aria.
7. Separatamente, sul nucleo di ferrite viene realizzato un trasformatore di corrente, che viene fissato sulla linea positiva durante il montaggio e collegato al pannello di controllo.
8. I transistor devono essere fissati al radiatore, ma sempre tramite una guarnizione dielettrica termicamente conduttiva. Ciò fornirà un'efficiente dissipazione del calore e protezione da cortocircuito.
9. I diodi del circuito raddrizzatore sono fissati in modo simile a una piastra di alluminio. Le uscite dei diodi sono collegate da un filo non isolato con una sezione di 4 mm.
10. I conduttori di alimentazione all'interno della custodia sono allevati in modo tale da escludere un cortocircuito.
11. La ventola è installata sulla parete posteriore, il che farà risparmiare spazio e consentirà di soffiare più radiatori contemporaneamente.

Schema elettrico dell'inverter di saldatura

Configurazione della macchina

Dopo aver assemblato la macchina, sono necessarie ulteriori impostazioni per ottenere i corretti valori di corrente e tensione di saldatura:

1. La tensione di rete è fornita alla scheda e all'azionamento della ventola.
2. È necessario attendere che i condensatori di potenza siano completamente carichi, quindi controllare il funzionamento del relè, assicurandosi che non ci sia tensione sul resistore limitatore di corrente installato nel circuito del condensatore, quindi chiuderlo.
3. Utilizzando un oscilloscopio, viene determinato il valore della corrente generata dall'inverter, per il quale viene misurata la frequenza degli impulsi che entrano nell'avvolgimento del trasformatore.
4. La modalità di saldatura viene verificata sull'unità di controllo, per la quale un voltmetro è collegato all'uscita dell'amplificatore dell'oscilloscopio. Negli inverter a bassa potenza, il valore di tensione raggiunge circa 15 volt.
5. Il funzionamento del ponte di uscita viene verificato applicando una tensione di 16 volt dall'alimentatore. Va ricordato che in modalità idle il consumo dell'unità è di circa 100 mA e di questo deve essere tenuto conto durante le misurazioni.
6. Il lavoro con i condensatori di potenza è testato. La tensione viene modificata da un valore di 16 volt a 220. L'oscilloscopio è collegato ai transistor di uscita e l'ampiezza del segnale è controllata, dovrebbe essere identica a quella che era nei test con tensione ridotta.

Manutenzione e riparazione

Per il montaggio, la manutenzione ed è necessario avere un livello sufficiente di conoscenze elettriche. In assenza di tale e necessità di riparazione, l'utente può eseguire solo la manutenzione ordinaria:

• La pulizia del dispositivo dalla polvere viene eseguita con un aspirapolvere con la custodia aperta. Se la macchina viene utilizzata costantemente nei lavori di costruzione, è necessaria una pulizia regolare.
• Sostituzione del fusibile: protegge i circuiti del dispositivo da danni dovuti a sovraccarico e cortocircuito.
• Riparazione di parti di commutazione su cavi di saldatura.

Saldatrice semiautomatica ad inverter

Nei processi tecnologici è richiesta la saldatura di parti di sagoma e la massima qualità può essere ottenuta utilizzando saldatrici automatiche e semiautomatiche con alimentazione filo per la saldatura. È possibile ottenere un dispositivo del genere da un inverter fatto in casa o industriale solo se si dispone delle conoscenze appropriate e della corretta riconfigurazione dell'unità di controllo.

Il fatto è che i generatori per la saldatura manuale e semiautomatica sono progettati con diverse caratteristiche di corrente-tensione e un inverter a cui viene aggiunto solo un trainafilo alla fine darà una cucitura irregolare con bordi strappati.

1. Va ricordato che i condensatori di potenza e i transistor nel circuito dell'inverter richiedono ulteriori misure di sicurezza, in particolare la presenza obbligatoria di un resistore limitatore di corrente. L'applicazione di corrente senza di essa può causare un'esplosione.
2. I cavi di saldatura non devono essere estesi, la loro lunghezza non deve superare i 2,5 metri.