Metināšanas invertors - darbības princips. Kā darbojas elektriskā metināšana Invertora metināšanas princips

Kāda ir metināšanas invertora konstrukcija un kāda veida iekārta tas ir? Mūsdienās nekur bez metināšanas darbiem. Metināšana tiek izmantota visur: celtniecībā, remonta un uzstādīšanas darbos, automašīnu remontā un daudzās citās dzīves jomās. Mūsdienās metināšanas iekārta ir ne tikai profesionāliem metinātājiem, bet arī amatieriem un vienkārši biznesa cilvēkiem. Un invertora tipa metināšanas iekārtu parādīšanās ir vienkāršojusi dzīvi ikvienam, kas ir kaut kādā veidā saistīts ar šo amatu. Tomēr sākumā daudzi bija piesardzīgi pret šādām iekārtām, jo ​​metināšanas invertora dizains viņiem šķita sarežģīts un neuzticams. Taču veiksmīgas darbības gadu laikā šīs ierīces ir sevi parādījušas tikai no labākās puses.

Invertora metināšanas iekārtu priekšrocības

Salīdzinot ar parastajām transformatoru metināšanas iekārtām, invertoriem ir noteiktas priekšrocības:

• viegls svars;
• darbības vienkāršība;
• daudzpusība;
• uzticamība;
• Iespēja izmantot mājās un pat dzīvoklī.

Pateicoties šīm īpašībām, invertora tipa metināšanas iekārtas ir kļuvušas ļoti populāras. Tie ir ļoti ērti, veicot uzstādīšanas darbus, jo ir maza izmēra un parasti sver apmēram 5-6 kilogramus. Šādu ierīci bez problēmām var piekārt uz pleca un veikt metināšanu, stāvot uz kāpnēm vai sastatnēm. Invertors ir lieliski piemērots iesācēju metinātājiem, jo ​​elektroniskā sastāvdaļa maksimāli vienkāršo un izlīdzina loka aizdegšanos un sadegšanu. Pat augstākās kvalitātes transformatoru ierīces šajos rādītājos nevar salīdzināt ar invertora ierīcēm.

Izeja tiek piegādāta ar līdzstrāvu, kas ļauj metināt ne tikai melno metālu, bet arī krāsainos metālus, piemēram, nerūsējošo tēraudu vai alumīniju.

Līdzstrāvas klātbūtne pat ļauj izmantot īpašu lodlampu metināšanai inertās gāzes vidē. Viegla un augstas precizitātes invertora metināšanas iekārta rada minimālu slodzi elektrotīklam. Tāpēc to var pat pieslēgt pie parastā mājsaimniecības kontaktligzdas. Lielākā daļa no šīm priekšrocībām izriet no invertora metinātāja konstrukcijas.

Atgriezties uz saturu

Invertora metināšanas iekārtu dizaina noslēpumi

Tradicionālie metināšanas transformatori darbojās, pamatojoties uz elektromagnētiskās indukcijas fenomenu. Liela strāva tika radīta, mainot spriegumu transformatora spolēs. Tajā pašā laikā pašreizējie zaudējumi bija ievērojami, un efektivitāte bija zema. Šādas ierīces ir ļoti jutīgas pret sprieguma izmaiņām tīklā, un tāpēc loka degšanas vienmērīgums nebija visaugstākajā līmenī. Invertora metināšanas iekārta darbojas pēc dažādiem principiem. Šeit zemfrekvences (50 Hz) ieejas maiņstrāva vispirms tiek pārveidota augstfrekvences strāvā (vairāki tūkstoši hercu).

Lai mainītu šādas strāvas spriegumu un stiprumu, ir nepieciešams daudz mazāks transformators. Pēc tam, kad strāva sasniedz nepieciešamo stiprumu, tā tiek iztaisnota un piegādāta spailēm. Visi šie procesi notiek mikroprocesora kontrolē. Tas uzrauga tādus datus kā ieejas spriegums, izejas strāva un transformatora un plates temperatūra. Ierīces darbība tiek pastāvīgi pielāgota visiem šiem parametriem.Šādas smalkas elektronikas klātbūtne padara ierīces darbību vienmērīgāku un ekonomiskāku, un strāvas stiprums vienmēr tiek uzturēts noteiktā līmenī.

Mūsdienu invertora metināšanas iekārtas ir aprīkotas ar vairākām sistēmām, lai atvieglotu darbību. Piemēram, izsitot loku, bieži var novērot, ka elektrods pielīp pie metāla virsmas. Tas notiek zemā strāvas stipruma dēļ. Fakts ir tāds, ka loka aizdegšanās brīdī strāvas stiprumam jābūt nedaudz lielākam nekā tā degšanas laikā. Transformatoru iekārtās šo problēmu varēja atrisināt, mainot spriegumu un palielinot strāvu, kas metināšanas laikā bieži noveda pie metāla sadedzināšanas. Mūsdienās invertora ierīces ir aprīkotas ar pretpielipšanas elektrodu funkciju.

Mikroprocesors uz sekundes daļu palielina strāvu, lai aizdedzinātu loku. Pēc tam strāva atgriežas norādītajā līmenī. Ja kāda iemesla dēļ elektrods sāk pielipt pie metāla, elektronika ievērojami samazina strāvu, lai elektrods neliptu pie metāla un būtu viegli atdalāms. Šīs funkcijas būs īpaši patīkamas iesācējiem amatniekiem, kuriem var rasties problēmas ar metināšanu. Visas invertora ierīces ir aprīkotas ar termisko aizsardzību, kas pasargā elektroniku no pārkaršanas. Tāpēc, ja pēc ilgstošas ​​lietošanas karstā laikā ierīce pati izslēdzas, neuztraucieties, vienkārši ļaujiet tai atdzist 15 minūtes, un tā turpinās darboties.

Atgriezties uz saturu

Dažas nianses ekspluatācijas laikā

Mēs visi esam pieraduši, ka elektronika visbiežāk ir ļoti delikāta un prasa rūpīgu apiešanos. Tāpēc daudzi cilvēki cenšas izvairīties no darba ar invertora metināšanas iekārtām. Bet velti. Aizsardzība pret pārkaršanu nekad neļaus sadedzināt transformatora tinumus vai dēli. Visas ierīces ir aprīkotas ar aizsardzību pret strāvas pārspriegumiem tīklā, tāpēc arī par to nav jāuztraucas. Tomēr invertora ierīcēm joprojām ir vairāki ienaidnieki. Pirmais ir putekļi. Tas uzkrājas uz dēļa elementiem un kļūst par uzglabāšanas ierīci un statiskās elektrības avotu. Pēc tam tas var izraisīt īssavienojumu un atsevišķu mikroshēmas elementu atteici.

To dažkārt pasliktina fakts, ka ventilators, kas tiek izmantots dzesēšanai, var ievilkt putekļus korpusa iekšpusē. Lai izvairītos no problēmām, kas saistītas ar putekļiem, reizi gadā mēģiniet izjaukt metināšanas iekārtas korpusu un notīrīt visus putekļus. Un, ja darbs tiek veikts būvlaukumā vai citās vietās ar paaugstinātu putekļu daudzumu, tad tas jādara vēl biežāk.

Otrs ienaidnieks ir mitrums. Pirmkārt, jums vajadzētu pievērst uzmanību vietai, kur ierīce tiek uzglabāta: tai jābūt sausai. Un par ēdiena gatavošanu lietū nav ne runas: to aizliedz drošības noteikumi.

Šodien jūs varat atrast dažādas invertora metināšanas iekārtas. Mājsaimniecības vajadzībām varat iegādāties vienkāršāku ierīci bez liekām funkcijām un mazjaudas: ikdienā jūs neizmantosiet 5 mm biezus elektrodus, un pat “četri” būs reti nepieciešami.

Tāpēc jums nebūs nepieciešama 250–300 ampēru strāva. Rūpnieciskiem nolūkiem, protams, labāk ir ņemt jaudīgāku ierīci, kas aprīkota ar vairākiem aizsardzības līmeņiem un papildu funkcijām.

Jebkurā gadījumā invertora metināšanas iekārta ir daudz praktiskāka un ekonomiskāka nekā jebkura transformatora metināšanas iekārta, un tās uzticamība vairs nerada šaubas.

Ja ievērosiet dažus vienkāršus padomus, invertora metināšanas iekārtas darbība sniegs tikai pozitīvas emocijas, un jūs nenožēlosiet, ka to iegādājāties.

Metināšanas iekārtas ar apjomīgu dizainu pamazām kļūst par pagātni. Mūsdienās milzīgo transformatoru ierīču vietā, kas arī ievērojami samazināja spriegumu elektrotīklā, var iegādāties maza izmēra metināšanas invertoru, kas darbosies no ģeneratora. To būs ļoti ērti izmantot vietās, kur nav brīvas piekļuves parastajam barošanas avotam.

Šo iekārtu būs viegli lietot pat iesācējiem metinātājiem. Tomēr, lai pilnībā izprastu šādu dizainu, jums rūpīgi jāizpēta metināšanas iekārtas darbības princips.

Pirmkārt, jāņem vērā, ka invertora metināšanas iekārtā elektriskā strāva tiek pārveidota nedaudz savādāk nekā transformatora konstrukcijā. Ja pēdējā viss spriegums tiek nekavējoties piegādāts diezgan lielam transformatoram, tad šeit strāva mainās vairākos galvenajos posmos.

Transformators joprojām darbojas kā atslēgas pārveidotājs, taču tā izmēri ir daudz mazāki - tas nav lielāks par cigarešu paciņu.

Vēl viena būtiska atšķirība ir elektroniskā vadības sistēma. Pateicoties tā izmantošanai, ir iespējams ievērojami atvieglot pašu metināšanas procesu, un šuves ir gludas un glītas. Pateicoties šīm divām galvenajām īpašībām, invertors saņem pozitīvas atsauksmes.

Invertora metināšanas iekārtas darbības pamati

Metināšanas invertora darbības princips ir šāds: ieejas elektriskais spriegums 220 V ar frekvenci aptuveni 25 Hz nonāk ierīcē un iet caur taisngriezi, kļūstot nemainīgs no maiņstrāvas. Strāvas amplitūda vienlaikus tiek izlīdzināta, uzstādot īpašu filtru.

Dažos gadījumos tas nav uzstādīts, bet tā vietā tiek izmantota standarta shēma, kuras pamatā ir elektrolīta kondensatori. Kad elektriskā strāva ir izgājusi caur to, tā tiek piegādāta pusvadītāju tipa manipulatoram, kur tā atkal kļūst mainīga, bet ar augstāku frekvenci.

Katram modelim šim elementam ir savs veiktspējas rādītājs, taču tas nekad nepārsniegs 100 kHz. Pēc tam spriegums atkal iet caur taisngriezi, sasniedzot vietu, kur var metināt metāla elementus.

Metināšanas invertora darbības pamatā ir augstfrekvences tipa pārveidotāji. Metināšanas iekārta, kuras konstrukcijā ir līdzīgas ierīces, var radīt strāvu, kuras stiprums sasniegs 160 A, un tam būs nepieciešams transformators, kura maksimālais svars būs tikai 250 g. Salīdzinājumam: klasiskā transformatora tipa metināšana mašīna virsbūves darbiem svērtu aptuveni 18 kg, un tas nav īpaši ērti, ja no tā ir nepieciešama noteikta mobilitāte.

Ierīces galveno elektronisko shēmu pamati

Darbs ar invertora metināšanas iekārtu ietver vairāku diožu tiltu uzstādīšanu. Ar to palīdzību maiņstrāvas impulsi tiek izlīdzināti, parasti to var panākt, izmantojot īpašus elektrolītiskā tipa kondensatorus. Spriegums, kas ierīces darbības laikā iet cauri diodes tiltam, izraisa diezgan spēcīgu šī elementa sildīšanu, tāpēc tas atrodas uz īpašiem dzesēšanas kondensatoriem.

Invertora metināšanas iekārtai ir arī īpašs termo drošinātājs, kas ieslēdzas tikai tad, kad diožu tiltiņi uzsilst līdz vismaz 90 grādu temperatūrai.

Taisngrieža tilta tiešā tuvumā ir uzstādīti elektrolītiskie kondensatori, kuru kapacitāte var svārstīties no 140 līdz 800 μF. Vēl viens svarīgs elements ir filtrs, kas novērš dažāda veida radio traucējumus.

Vairumā gadījumu metināšanas invertoram darbam no ģeneratora vai parasta elektrotīkla ir nepieciešami divi diezgan spēcīgi tranzistori. Tie ļauj ģenerēt augstas frekvences maiņstrāvu, kas var būt aptuveni vairāki desmiti kHz.

Lai novērstu sprieguma pārspriegumu, invertors satur aizsargķēdes, kas satur rezistorus un. Metināšanas iekārtas sagatavošana darbam ietver tās pievienošanu elektrotīklam un sprieguma esamības pārbaudi izejā.

Ir vērts atzīmēt, ka dizains patērē lielu elektrisko strāvu, tāpēc vispirms jāpārliecinās, ka darbības laikā tas ir savienots ar barošanas avotu, kas aprīkots ar zemējumu - tas ir nepieciešams, lai ievērotu drošības noteikumus.

Invertora metināšanas iekārtas iespējas

Galvenā pozitīvā kvalitāte ir tāda, ka metinātājam nav jāpieliek lielas pūles, lai pārvietotu invertoru no vienas vietas uz otru. Tomēr ar to ierīces pozitīvās īpašības nebeidzas. Ja nepieciešams, strādājot ar tiem, varat izmantot elektrodus, kas paredzēti gan līdzstrāvai, gan maiņstrāvai.

Šis punkts ir ļoti svarīgs, kad rodas nepieciešamība savienot čuguna, tērauda sagataves un konstrukcijas, kas izgatavotas no krāsainajiem metāliem. Gandrīz visi modeļi ir aprīkoti ar papildu iespējām, kas padara darbu daudz ērtāku un vienkāršāku. Jo īpaši tie palīdzēs cilvēkam, kurš tikai sāk apgūt tās pamatus, iejusties ērti metināšanā.

• Karstā palaišana ir paredzēta, lai iegūtu visaugstākās kvalitātes parametrus loka veidošanai.
• Pretlipšana nozīmē, ka īssavienojuma gadījumā vai citu iemeslu dēļ elektrodam pievadītā metināšanas strāva tiek strauji samazināta līdz minimālajai vērtībai, kas neļauj elektrodam pielipt pie sagataves.
• Sistēma, kas nodrošina optimālu strāvu un spriegumu brīdī, kad metāls atstāj elektrodu, tas ir, metināšanas loks tiek dzēsts. Tas palīdz novērst pārmērīgu metāla izšļakstīšanos.

Loka invertora tipa metināšanas aparātā aizdegas daudz labāk, salīdzinot ar citām līdzīgām ierīcēm, lielā mērā tāpēc, ka izejas spriegums ir gandrīz neatkarīgs no ieejas sprieguma, kā tas tiek novērots tradicionālajās iekārtās.

Izmantojot transformatora konstrukciju, pārāk maza strāva izraisīs elektroda pastāvīgu pielipšanu. Šādā gadījumā iestatot to uz lielu strāvu, sagatave var izdegt. Strādājot ar invertoru, jūs nenovērosiet šādus ierīces defektus, bet metinātie savienojumi būs diezgan spēcīgi. Nebūs plaisas, dobumi, sārņu uzkrāšanās utt.

Svarīga invertora tipa aparāta iezīme ir tāda, ka nav nepieciešams uzturēt vienu loka garumu visā metinātās šuves laikā. Tradicionālajā transformatora iekārtā attālumam no elektroda līdz savienojumam jābūt aptuveni vienādam - apmēram divreiz lielākam par elektroda diametru, pretējā gadījumā tas novedīs pie strāvas stipruma izmaiņām, kas galu galā izraisīs zemākas kvalitātes metināšanu.

Invertora ierīcēs spriegums un strāva vienmēr ir stingri noteiktās robežās. Vēl viena pozitīva īpašība ir tā, ka invertoriem ir pastāvīga strāva. Loka garumam šeit nav ļoti nopietnas nozīmes, kas ir ļoti svarīgi, veicot darbu, it īpaši, ja to dara metinātājs, kurš tikai atklāj visas metināšanas sarežģītības.

Mūsdienās invertorus diezgan aktīvi izmanto gan rūpnieciskajā ražošanā, gan sadzīves apstākļos. To mazais izmērs un iespēja darboties no ģeneratora ļauj iegūt kvalitatīvus savienojumus pat diezgan grūti sasniedzamās vietās, kur var nebūt barošanas avota.

Tradicionālā metināšanas iekārta, kas obligāti ietver apjomīgu transformatoru, nesen ir aktīvi aizstāta ar invertoriem. Lai saprastu, kā darbojas metināšanas invertors, jums ir jāsaprot tā konstrukcija, darbības princips un darbības īpatnības, kas nosaka šīs ierīces priekšrocības un trūkumus.

Invertora metināšanas iekārta tiek izmantota dažādu metāla detaļu metināšanai.

Invertora darbības vispārīgie principi

Atšķirībā no tradicionālajiem metināšanas transformatoriem, šajā ierīcē elektriskā sprieguma pārvēršana metināšanas strāvā notiek vairākos posmos: izmantojot mazjaudas transformatoru, kura izmērs ir gandrīz salīdzināms ar cigarešu paciņu, un elektronisko shēmu. Invertora iekārtai ir arī vadības sistēma (agregāts), kas ievērojami atvieglo metināšanas procesu un ļauj veidot kvalitatīvu šuvi. Kā darbojas invertora metināšanas iekārta?

Pirmkārt, caur metināšanas iekārtas taisngriezi iziet 220 V ieejas strāva ar frekvenci 50 A, tiek pārveidota par līdzstrāvu un vienlaikus tiek izlīdzināta ar filtriem (parasti elektrolītisko kondensatoru veidā). Iegūtais līdzspriegums atkal tiek pārveidots maiņspriegumā, izmantojot modulatoru, kas samontēts uz pusvadītājiem, bet ar augstāku frekvenci (līdz 100 kHz). Tālāk spriegums tiek iztaisnots un samazināts līdz vērtībai, kas nepieciešama metāla metināšanai.

Augstfrekvences pārveidotāja izmantošana ļāva izmantot salīdzinoši maza izmēra transformatoru, kā rezultātā ievērojami samazinājās invertora aparāta izmēri un svars. Piemēram, lai invertorā iegūtu 160 ampēru metināšanas strāvu, jums būs nepieciešams transformators, kas sver aptuveni 0,25 kg: lai sasniegtu līdzīgu rezultātu ar tradicionālo metināšanas iekārtu, jums būs jāizmanto transformators, kas sver vismaz 18 kg. Darbinot invertora metināšanas iekārtu, liela nozīme ir elektronikai: tā nodrošina atgriezenisko saiti uz elektrisko loku, kas ļauj stingri regulēt un uzturēt tā parametrus vēlamajā līmenī. To mazākās novirzes nekavējoties “novērš” mikroprocesori. Visi šie “papildinājumi” garantē stabilu loku, kas garantē augstu darba kvalitāti, izmantojot invertora tipa metināšanas iekārtu.

Atgriezties uz saturu

Kā darbojas pamata elektroniskā shēma?

Tīkla taisngriežā elektriskā strāva (220 V) tiek iztaisnota, izmantojot spēcīgu diodes tiltu (parasti diodes komplektu), maiņstrāvas viļņi tiek izlīdzināti, izmantojot elektrolītiskos kondensatorus. Jo Tā kā diodes tilts darbības laikā kļūst ļoti karsts, tas tiek uzstādīts uz dzesēšanas radiatoriem. Turklāt ir arī termo drošinātājs, kas nostrādā, kad diodes uzkarst virs +90°C, un aizsargā dārgo diožu komplektu. Blakus taisngrieža tiltam ar izmēriem izceļas elektrolītkondensatori (apaļi “mucas”), kuru kapacitāte svārstās no 140-800 μF. Turklāt metināšanas iekārtā ir uzstādīts filtrs, lai novērstu radio traucējumus.

Pašā invertora ķēdē ir iekļauti 2 jaudīgi tranzistori (parasti MOSFET vai IGBT), kas uzstādīti arī uz radiatoriem. Šie pusvadītāji pārslēdz strāvu, kas iet caur impulsa transformatoru: šajā gadījumā pārslēgšanas frekvence sasniedz desmitiem kHz. Tā rezultātā veidojas augstfrekvences maiņstrāva. Lai aizsargātu dārgus tranzistorus no sprieguma pārspriegumiem, tiek izmantotas aizsargķēdes, ieskaitot rezistorus un mazus kondensatorus. Pēc tranzistoru “nostrādāšanas” no pazeminošā transformatora sekundārā tinuma tiek noņemts mazāks spriegums (līdz 70 V), bet strāva var būt 130-140 ampēri vai lielāka.

Lai iegūtu pastāvīgu spriegumu izejā, tiek izmantots uzticams izejas taisngriezis. Parasti šī ierīce tiek montēta, pamatojoties uz divām diodēm, kurām ir kopīgs katods. Šīs ierīces raksturo maksimāla veiktspēja, t.i. ātri atveras un aizveras, atjaunošanās laiks ir mazāks par 50 nanosekundēm. Pēdējā kvalitāte ir ļoti svarīga, jo Šīs diodes iztaisno strāvu ļoti augstā frekvencē: parastie pusvadītāji nevarētu tikt galā ar šādu uzdevumu, viņiem nebūtu laika pārslēgties. Tāpēc remonta laikā ir svarīgi šīs diodes nomainīt pret tādām pašām augstfrekvences diodēm (visizplatītākās ierīces ir VS 60CPH03, STTH6003CW, FFH30US30DN), kurām jābūt konstruētām 300 V reversajam spriegumam un 30 A strāvai. .

Atgriezties uz saturu

Vadības paneļa darbība

Plātnes elementu barošanai tiek izmantots sprieguma stabilizators, kura nominālā spriegums ir 15 V un uzstādīts uz siltuma izlietnes. Barošanas spriegums nāk no galvenā taisngrieža. Viena no jaudas stabilizatora funkcijām ir sprieguma padeve relejam, kas nodrošina ierīces “mīksto palaišanu”. Kad tiek pielikts spriegums, kondensatori sāk uzlādēties: tajā pašā laikā palielinās spriegums un, lai aizsargātu diodes komplektu, tiek izmantota ierobežojoša ķēde, kas ietver jaudīgu (8 W) rezistoru. Tiklīdz kondensatori ir uzlādēti, invertors sāks darboties, relejs aizvērs savus kontaktus, un rezistors nepiedalīsies turpmākajā darbībā.

Papildus sprieguma stabilizatoram invertora elektroniskā shēma satur daudzas citas sistēmas, kas nodrošina ierīces augstu veiktspēju. Galvenās no šīm elektroniskajām vienībām ir:

1. Vadības sistēma un draiveri: galvenais elements šeit ir PWM kontrollera mikroshēma, kas ir “iesaistīta” jaudīgu tranzistoru darbības kontrolē;
2. Regulēšanas un vadības ķēdes: galvenais elements ir strāvas transformators, kura uzdevums ir kontrolēt izejas transformatora strāvas stiprumu;
3. Sistēma barošanas sprieguma un izejas strāvas pārraudzībai: sastāv no operācijas pastiprinātāja (operācijas pastiprinātāja), kas samontēts uz mikroshēmas (piemēram, LM324). Sistēmas mērķis ir nodrošināt ārkārtas aizsardzību, ja nepieciešams, lai uzraudzītu elektroniskās vienības galveno elementu darbību un izmantojamību.

Pateicoties mobilitātei, ierīces tiek plaši izmantotas ikdienas dzīvē un ražošanā. Tiem ir milzīgas priekšrocības salīdzinājumā ar metināšanas transformatora blokiem metināšanas darbiem. Ikvienam būtu jāzina darbības princips, ierīce un to tipiskie defekti. Ne visiem ir iespēja iegādāties metināšanas invertoru, tāpēc radio amatieri ievieto internetā savas metināšanas invertora shēmas.

Galvenā informācija

Transformatoru metināšanas iekārtas ir salīdzinoši lētas un viegli remontējamas to vienkāršās konstrukcijas dēļ. Tomēr tie ir smagi un jutīgi pret barošanas spriegumu (U). Kad U ir zems, darbu nav iespējams veikt, jo notiek būtiskas U izmaiņas, kā rezultātā sadzīves tehnika var sabojāties. Privātajā sektorā bieži ir problēmas ar elektropārvades līnijām, jo ​​bijušajās NVS valstīs lielākajai daļai elektrolīniju ir nepieciešama kabeļa nomaiņa.

Elektrības kabelis sastāv no pagriezieniem, kas bieži oksidējas. Šīs oksidācijas rezultātā palielinās šī pagrieziena pretestība (R). Pie ievērojamas slodzes tie sakarst, un tas var izraisīt elektropārvades līniju un transformatoru apakšstacijas pārslodzi. Ja elektrības skaitītājam pievienosiet veca tipa metināšanas iekārtu, tad, kad U ir zems, tiks iedarbināta aizsardzība (“izsist” iekārtas). Daži cilvēki mēģina pieslēgt metinātāju elektrības skaitītājam, pārkāpjot likumu.

Par šādu pārkāpumu draud naudas sods: elektrība tiek patērēta nelegāli un lielos daudzumos. Lai padarītu darbu ērtāku - lai nebūtu atkarīgs no U, neceltu smagus priekšmetus, nepārslogotu elektrolīnijas un nepārkāptu likumu - jāizmanto invertora tipa metināšanas iekārta.

Ierīce un darbības princips

Metināšanas invertors ir izstrādāts tā, lai tas būtu piemērots lietošanai gan mājās, gan uzņēmumos. Ar maziem izmēriem tas spēj nodrošināt stabilu metināšanas loka sadegšanu un pat izmantot metināšanas strāvu, kas ir ievērojami lielāka nekā parastai metināšanas iekārtai. Tas izmanto augstfrekvences strāvu, lai radītu metināšanas loku, un ir parasts komutācijas barošanas avots (tāds pats kā datoram, tikai ar lielāku strāvu), kas padara metināšanas iekārtas ķēdi vienkāršu.

Tās darbības pamatprincipi ir sekojoši: ieejas sprieguma taisnošana; rektificēta U pārvēršana augstfrekvences maiņstrāvā, izmantojot tranzistoru slēdžus, un turpmāka maiņstrāvas U rektifikācija augstfrekvences līdzstrāvā (1. attēls).

1. attēls - Invertora tipa metinātāja shematisks dizains.

Lietojot lieljaudas taustiņu tranzistorus, tiek pārveidota līdzstrāva, kas tiek rektificēta augstfrekvences strāvā (30..90 kHz), kas dod iespēju samazināt transformatora izmērus. Diodes taisngriezis ļauj strāvai plūst tikai vienā virzienā. Sinusoīda negatīvās harmonikas tiek “nogrieztas”.

Bet taisngrieža izeja rada nemainīgu U ar pulsējošu komponentu. Lai to pārveidotu par pieļaujamo līdzstrāvu, lai nodrošinātu pareizu galveno tranzistoru darbību, kas darbojas tikai ar līdzstrāvu, tiek izmantots kondensatora filtrs. Kondensatora filtrs ir viens vai vairāki lieljaudas kondensatori, kas var ievērojami izlīdzināt viļņus.

Diodes tilts un filtrs veido strāvas padevi invertora ķēdei. Invertora ķēdes ievade tiek veikta, izmantojot galvenos tranzistorus, kas pārvērš DC U augstfrekvences maiņstrāvā (40...90 kHz). Šī transformācija ir nepieciešama, lai darbinātu impulsu transformatoru, kura izeja rada augstfrekvences strāvu ar zemu U. No transformatora izejām tiek darbināts augstfrekvences taisngriezis, un izejā tiek ģenerēta augstfrekvences līdzstrāva. .

Ierīce nav īpaši sarežģīta, un jebkuru invertora metinātāju var salabot. Turklāt ir daudz shēmu, pēc kurām jūs varat izgatavot pašdarinātu invertoru metināšanas darbiem.

Pašdarināta metināšanas iekārta

Invertora montāža metināšanai ir vienkārša, jo ir daudz shēmu. Var uztaisīt metināšanu no datora barošanas avota un nosist tam kasti, bet sanāks pie mazjaudas metinātāja. Sīkāka informācija par vienkārša invertora izveidi no datora barošanas avota metināšanai ir atrodama internetā. Ļoti populārs ir invertors metināšanai, izmantojot PWM kontrolieri, piemēram, UC3845. Mikroshēma tiek mirgota, izmantojot programmētāju, kuru var iegādāties tikai specializētā veikalā.

Lai instalētu programmaparatūru, ir jāzina C++ valodas pamati, turklāt ir iespēja lejupielādēt vai pasūtīt gatavu programmas kodu. Pirms montāžas jums ir jāizlemj par metinātāja pamatparametriem: maksimālā pieļaujamā barošanas strāva nav lielāka par 35 A. Ar metināšanas strāvu 280 A barošanas tīkla U ir 220 V. Ja analizējat parametrus, jūs varat secināt, ka šis modelis pārsniedz dažus rūpnīcas modeļus. Lai saliktu invertoru, ievērojiet blokshēmu 1. attēlā.

Barošanas ķēde ir vienkārša, un to ir diezgan viegli salikt (1. shēma). Pirms montāžas jums jāizlemj par transformatoru un jāatrod piemērots invertora korpuss. Lai izgatavotu barošanas avota invertoru, jums ir nepieciešams transformators. .

Šis transformators ir montēts uz ferīta serdes Ш7х7 vai Ш8х8 bāzes ar stieples primāro tinumu ar diametru (d) 0,25...0,35 mm, apgriezienu skaits ir 100. Vairākiem transformatora sekundārajiem tinumiem jābūt ar šādiem parametriem:

1. 15 pagriezieni ar d = 1...1,5 mm.
2. 15 pagriezieni ar d = 0,2...0,35 mm.
3. 20 pagriezieni ar d = 0,35...0,5 mm.
4. 20 pagriezieni ar d = 0,35...0,5 mm.

Pirms tinuma jums jāiepazīstas ar transformatoru tinumu pamatnoteikumiem.

1. shēma - Invertora barošanas shēma

Detaļas vēlams nesavienot ar virsmas montāžu, bet izgatavot šim nolūkam iespiedshēmas plati. Ir daudz veidu, kā izgatavot iespiedshēmas plati, taču jums vajadzētu koncentrēties uz vienkāršu iespēju - lāzera gludināšanas tehnoloģiju (LUT). Iespiedshēmas plates ražošanas galvenie posmi:

Pēc transformatora un iespiedshēmas plates izgatavošanas jums jāsāk radio komponentu uzstādīšana saskaņā ar metināšanas invertora barošanas ķēdi. Lai saliktu barošanas bloku, jums būs nepieciešami radio komponenti:

Pēc montāžas barošanas bloku nevar pievienot un pārbaudīt, jo tas ir īpaši paredzēts invertora ķēdei.

Invertoru ražošana

Pirms invertora augstfrekvences transformatora ražošanas uzsākšanas ir jāizgatavo getinaks plate, vadoties pēc shēmas 2. Transformators ir izgatavots uz “Ш20х28 2000 NM” tipa magnētiskās serdes ar darba frekvenci 41 kHz. Tās uztīšanai (I tinums) nepieciešams izmantot vara loksni ar biezumu 0,3..0,45 mm un platumu 35...45 mm (platums atkarīgs no rāmja). Jādara:

1. 12 apgriezieni (šķērsgriezuma laukums (S) ap 10..12 kv.mm.).
2. 4 apgriezieni sekundārajam tinumam (S = 30 kv.mm.).

Augstfrekvences transformatoru ādas efekta dēļ nevar uztīt ar parastu vadu. Ādas efekts ir augstfrekvences strāvu spēja uzspiest uz vadītāja virsmu, tādējādi to uzsildot. Sekundārie tinumi ir jāatdala ar fluoroplastisku plēvi. Turklāt transformatoram jābūt pareizi atdzesētam.

Droseļvārsts ir izgatavots uz “Ш20×28” tipa magnētiskā serdeņa, kas izgatavota no 2000 NM ferīta ar S vismaz 25 kv. mm.

Strāvas transformators ir izgatavots uz diviem “K30×18×7” tipa gredzeniem un ir uztīts ar vara stiepli. Tinums l ir vītņots caur gredzena daļu, un tinums II sastāv no 85 apgriezieniem (d = 0,5 mm).

2. shēma - DIY invertora metināšanas iekārtas shēma (invertors).

Pēc veiksmīgas augstfrekvences transformatora izgatavošanas uz iespiedshēmas plates jāinstalē radio elementi. Pirms lodēšanas apstrādājiet vara sliedes ar alvu, nepārkarsējiet detaļas. Invertora elementu saraksts:

• PWM kontrolieris: UC3845.
• MOSFET tranzistors VT1: IRF120.
• VD1: 1N4148.
• VD2, VD3: 1N5819.
• VD4: 1N4739A pie 9 V.
• VD5-VD7: 1N4007.
• Divi VD8 diožu tilti: KBPC3510.
• C1: 22 n.
• C2, C4, C8: 0,1 µF.
• C3: 4,7 n un C5: 2,2 n, C15, C16, C17, C18: 6,8 n (izmantojiet tikai K78−2 vai SVV-81).
• C6: 22 mikroni, C7: 200 mikroni, C9-C12: 3000 mikroni pie 400 V, C13, C21: 10 mikroni, C20, C22: 47 mikroni pie 25 V.
• R1, R2: 33k, R4: 510, R5: 1,3 k, R7: 150, R8: 1 pie 1 W, R9: 2 M, R10: 1,5 k, R11: 25 pie 40 W, R12, R13, R50, R54 : 1 k, R14, R15: 1,5 k, R17, R51: 10, R24, R25: 30 pie 20 W, R26: 2,2 k, R27, R28: 5 pie 5 W, R36, R46-R48, R52, R42-R4 5, R45, R53 - 1,5.
• R3: 2,2 k un 10 k.
• K1 12 V un 40 A, K2 - RES-49 (1).
• Q6-Q11: IRG4PC50W.
• Seši IRF5305 MOSFET tranzistori.
• D2 un D3: 1N5819.
• VD17 un VD18: VS-HFA30PA60CPBF; VD19-VD22: VS-HFA30PA60CPBF.
• Divpadsmit Zenera diodes: 1N4744A.
• Divi optroni: HCPL-3120.
• Induktors: 35 mikroni.

Pirms ķēdes funkcionalitātes pārbaudes jums vēlreiz vizuāli jāpārbauda visi savienojumi.

Pirms montāžas rūpīgi jāiepazīstas ar invertora metināšanas shēmu un jāiegādājas viss nepieciešamais ražošanai: jāiegādājas radio komponenti specializētajos radio veikalos, jāatrod piemēroti transformatora rāmji, vara loksne un stieple, jādomā par korpusa dizainu. Darba plānošana ievērojami vienkāršo montāžas procesu un ietaupa laiku. Radio komponentu lodēšanai jāizmanto lodēšanas stacija (indukcija ar fēnu), lai izvairītos no iespējamas radioelementu pārkaršanas un atteices. Strādājot ar elektrību, jāievēro arī drošības noteikumi.

Papildu pielāgošana

Visiem ķēdes jaudas elementiem jābūt augstas kvalitātes dzesēšanai. Tranzistoru slēdžiem jābūt “uzliktiem” uz termopasta un radiatora. Vēlams izmantot jaudīgu mikroprocesoru (Athlon) radiatorus. Korpusā ir obligāti jābūt ventilatoram dzesēšanai. Strāvas padeves ķēdi var modificēt, novietojot transformatora priekšā kondensatora bloku. Jums ir jāizmanto K78−2 vai SVV-81, jo citas opcijas nav pieņemamas.

Pēc sagatavošanas darba jums jāsāk metināšanas invertora iestatīšana . Lai to izdarītu, jums ir nepieciešams:

Ir arī uzlaboti invertora tipa metinātāju modeļi, kuru strāvas ķēdē ir iekļauti tiristori. Plaši izplatīts ir arī Timvala invertors, ko var atrast radioamatieru forumos. Tam ir sarežģītāka shēma. Vairāk par to var uzzināt internetā.

Tādējādi, zinot invertora tipa metināšanas iekārtas uzbūvi un darbības principu, to salikt ar savām rokām nešķiet neiespējams uzdevums. Pašdarinātā versija praktiski nav zemāka par rūpnīcas versiju un pat pārspēj dažas tās īpašības.

Metināšana ir metālu savienošanas un atdalīšanas metode, izmantojot elektrisko strāvu, un tās pamatā ir loka veidošanās starp apstrādes zonu - pirmo elektrodu un rokturi, kas novietots uz apgabalu - otro elektrodu, kas savienots ar atbilstošo elektrodu. elektriskā strāva. Tādā veidā tiek savienotas detaļas, atdalīti vai griezti metāli, urbjot un veidojot dobumus un caurumus, kā arī sakausējot slāņos.

Loka metināšana tiek plaši izmantota, jo pateicoties šai tehnoloģijai ir kļuvis iespējams izveidot pastāvīgu metāla detaļu savienojumu, un šuves stiprība ir tāda pati kā cietam materiālam. Šis apstāklis ​​ir saistīts ar izveidoto struktūru un molekulāro saišu nepārtrauktību starp daļām.

Elektriskā loka

Tūkstošiem grādu pēc Celsija temperatūru nodrošina elektriskā loka, kas būtībā ir īssavienojums starp diviem elektrodiem, kas atrodas diezgan tuvu viens otram. Elektrodiem pievadītais spriegums palielinās, līdz notiek gaisa, kas ir izolators, sadalījums.

Sadalījums ir elektronu emisija no katoda. Strāvas uzkarsētie elektroni iznāk un tiek novirzīti uz anoda jonizētajiem atomiem. Tad parādās izlāde, spraugā esošais gaiss jonizējas, veidojas plazma, gaisa spraugas pretestība samazinās, strāva palielinās, loks uzsilst, kļūst par vadītāju un aizver ķēdi. Šo procesu sauc par loka "aizdegšanos". Loka stabilizācija tiek veikta, nosakot nepieciešamo attālumu starp elektrodiem un saglabājot barošanas avota raksturlielumus.

Metālu metināšana

Laba elektroda un metināšanas metodes izvēle ir ārkārtīgi svarīga, jo tā nosaka, vai tā mehāniskās īpašības būs līdzīgas parastajam metālam.

Metināšanas baseins ir jāaizsargā no gaisa iedarbības, lai novērstu metāla oksidēšanos. Šim nolūkam darba zonā tiek izveidota īpaša vide, kas tiek panākta divos veidos:

• MIG-MAG tehnoloģija, kad argons, hēlijs vai CO2 tiek piegādāts no speciāla balona.
• Elektrodu pārklājuma sadegšana un aizsargājoša izdedžu jeb izdedžu-gāzu “kupola” veidošanās.

Degšanas procesā elektrodu pārklājumi saistās un izvada skābekli no šuves. Turklāt tajās esošās vielas palīdz jonizēt loku, attīrīt un leģēt metināto metālu.

Strāvas padeves stabilitātes ziņā metināšana ir diezgan kaprīzs process, jo nepieciešamais temperatūras režīms ir tieši atkarīgs no pašreizējiem parametriem. Jānodrošina elektriskā loka stabilitāte. Tikai stabils loks novērsīs šuvju defektu parādīšanos, īpaši aizdegšanās un izdzišanas laikā.

Jo masīvākas ir metināmās detaļas, jo dziļākai kausēšanai jābūt, jo lielāks ir elektroda diametrs, jo lielāks spēks un jauda ir nepieciešams darbam. Operators bieži vien var noteikt strāvas stiprumu tikai eksperimentāli, dažreiz tas tiek regulēts metināšanas procesā, un dažreiz tas tiek stingri fiksēts. Loka degšana no līdzstrāvas avota ir stabilāka, bez pārtraukumiem.

Patērējot līdzstrāvu, nav polaritātes, rodas mazāk metāla šļakatu, un šuve ir kvalitatīvāka. Metināšana ar maiņstrāvu ir nedaudz grūtāka, jo, lai uzturētu loku, strādniekam ir jābūt nopietnām prasmēm, šajā gadījumā kvalitatīvu metināšanu ir grūti panākt. Alumīniju un tā sakausējumus ieteicams metināt, izmantojot maiņstrāvu.

Dažādu veidu metināšanas aparātiem ir dažādas tehniskās īpašības, to plusi un mīnusi.

Invertori: plusi un mīnusi

Šīs ir jaunākās metināšanas iekārtas, to masveida ražošana tika uzsākta tikai pagājušā gadsimta astoņdesmitajos gados. Taisngrieži ar tranzistoru invertoru. Šajos avotos elektrība daudzkārt maina savus raksturlielumus. Kad strāva tiek izlaista caur pusvadītāju, tā tiek iztaisnota, un pēc tam īpašs filtrs to izlīdzina. Pastāvīgā standarta tīkla frekvence 50 Hz atkal tiek pārveidota par mainīgu, bet ar desmitiem kilohercu frekvenci.

Pēc frekvences inversijas strāva nonāk miniatūrā transformatorā, kur tā spriegums samazinās un spēks palielinās. Tad augstfrekvences filtrs un taisngriezis sāk pildīt savu darbu – elektrodiem tiek piegādāta līdzstrāva, veidojot loku.

Strāvas frekvences palielināšana- galvenais invertora sasniegums. Priekšrocības ietver arī:

Invertoru trūkumi:

• Augsta cena.
• Slikta reakcija uz putekļu iekļūšanu korpusā.
• Elektronika ir jutīga pret mitrumu un aukstumu, kas var izraisīt kondensāciju.
• Traucējumu iespējamība galvenajā tīklā.

Metināšanas transformatori

Mūsdienās šīs ir visizplatītākās metināšanas iekārtas, salīdzinoši lētas un vienkāršas konstrukcijas, uzticamas. Elektrības pārveidošanu veic jaudas transformators ar standarta frekvenci 50 Hz. Strāvu regulē, mehāniski regulējot magnētisko plūsmu kompozītmateriālu kodolā. Primārais tinums tiek darbināts no tīkla, serde tiek magnetizēta, un uz sekundārā tinuma tiek inducēta zemāka sprieguma (50-90 V) un lielākas stiprības (100-200 A) maiņstrāva, tas veido loku. Jo mazāk apgriezienu ir sekundāro tinumu spoles, jo zemāks ir spriegums un lielāka strāva.

Priekšrocības:

• Zemas izmaksas (divas līdz trīs reizes lētākas nekā invertori).
• Dizaina vienkāršība.
• Uzturamība.
• Uzticamība.

Trūkumi:

• Liels svars un izmēri.
• Maiņstrāvas dēļ ir grūti iegūt augstas kvalitātes šuvi.
• Grūtības noturēt loku.
• Salīdzinoši zema efektivitāte (ne vairāk kā 80%).
• Nespēja izveidot savienojumu ar mājas iekšējo tīklu.

Metināšanas taisngrieži

Tīkla strāva šajās ierīcēs nemaina frekvenci un tiek inducēta uz tinumiem, samazinoties spriegumam. Pēc pārveidošanas tas iziet cauri citam selēna vai silīcija taisngriežu blokam. Elektrodi tiek piegādāti ar līdzstrāvu. Pateicoties tam, elektriskā loka ir ļoti stabila, bez būtiskiem pārtraukumiem un pārspriegumiem.

Vairumā gadījumu ir nepieciešama ventilatora dzesēšana. Bieži vien ierīcēm ir papildu droseles, lai uzlabotu izejošās strāvas īpašības, kas tiek izlīdzināta un filtrēta. Komplektā ar taisngriežiem var būt aizsardzības, mērīšanas un kontroles iekārtas. Šeit svarīga ir temperatūras un strāvas stabilitāte, tāpēc tiek uzstādīti vēja releji, termostati, drošinātāji un automātiskie slēdži. Visizplatītākie taisngrieži ir trīsfāžu.

Metināšanas taisngriežu priekšrocības:

• Augstas kvalitātes šuve.
• Viegli uzturēt loku.
• Minimāla piedevu materiāla izšļakstīšanās.
• Liels kušanas dziļums.
• Mazāki izmēri un svars, salīdzinot ar maiņstrāvas transformatoriem.
• Iespēja metināt čugunu, krāsainos metālus, karstumizturīgo tēraudu.

Trūkumi:

Pusautomātiskās ierīces: raksturlielumi

Izmantojot īpašu mehānismu, metināšanas stieple tiek ievadīta darba zonā, kur tā tiek izkausēta aktīvajā gāzē un tiek novirzīta metināšanas baseinā. Gāze izspiež gaisu pie metināšanas baseina un aizsargā šuvi no skābekļa. Šim nolūkam izmanto oglekļa dioksīdu, argonu, hēliju un šo gāzu kombinācijas. Izmantojot plūsmas vadu, gāze nav jāpavada darba zonā.

Plusi:

• Vienkārša plānu lokšņu daļu metināšana.
• Šuves kvalitāte, iespēja iegūt “īsu šuvi”.
• Plašs metināmo materiālu klāsts.
• Augsta veiktspēja.
• Plašs iestatījumu un regulējumu klāsts.

Mīnusi:

• Augsta cena.
• Augstas palīgmateriālu izmaksas.
• Ir nepieciešams izmantot cilindrus vai izveidot savienojumu ar īpašu tīklu.
• Grūti strādāt ārpus telpām, kur gāzes vide ir jāaizsargā no aizpūšanas.

Modeļa izvēle

Tīkla spriegums. Tas var būt vienas vai trīs fāzes. Nerūpnieciskai lietošanai ieteicama 220 V ierīce vai universāla “220/380” iekārta. Lielākā daļa ierīču var neizdoties vai pārtraukt gatavošanu sprieguma pārspriegumu dēļ. Šajā sakarā invertori ir aprīkoti ar aizsardzību pret sprieguma pārspriegumiem. Mājsaimniecības vienībām diapazons ir par 10-15% plašāks, savukārt profesionāliem modeļiem ir nepieciešams 165-270 V spriegums.

Atvērtās ķēdes spriegums. Šis raksturlielums nosaka ierīces spēju aizdedzināt elektrisko loku un uzturēt tā degšanu. Lai loks tiktu ierosināts, spriegumam jābūt aptuveni 1,5-2,5 reizes lielākam par stabilas degošas elektriskās loka spriegumu.

Jauda. Datu lapās bieži ir norādīta metināšanas iekārtas strāvas avota maksimālā jauda, ​​kas atbilst maksimālajai tīkla slodzei. Ja mērvienības ir kW, tad mēs runājam par aktīvo jaudu, ja kVA runājam par šķietamo jaudu, kas parasti ir lielāka korekcijas koeficienta dēļ.

Reālo jaudu nosaka strāvas stiprums, ko ierīce spēj nodrošināt. Šis indikators nosaka metināmā metāla biezumu un elektroda maksimālo diametru.

Aizsardzības klase. Pasē jāiekļauj 2 ciparu kods I.P. Metināšanas vidējo strāvas avotu indekss ir IP21-IP23. Deuce saka, ka priekšmeti, kas ir biezāki par 12 mm, korpusa iekšpusē neiekļūs. Otrais cipars norāda aizsardzību pret mitrumu - 1 - nozīmē, ka ūdens pilieni, kas vertikāli krīt uz korpusa, neradīs kaitējumu; 3 nozīmē, ka pat 60° leņķī ūdens neiekļūs ierīces korpusā. Bet gatavošana lietū ir aizliegta!

Temperatūras diapazons. Saskaņā ar GOST manuālo metināšanu var veikt temperatūrā -40-40 ° C. Tomēr ne visas metināšanas iekārtas var nodot ekspluatācijā temperatūrā, kas zemāka par nulli. Visbiežāk problēmas rodas ar invertoriem, kuros zem nulles temperatūras vienkārši iedegas pārslodzes indikators un metināšanas iekārta izslēdzas.

Ģeneratora darbība. Šī funkcija ir noderīga, strādājot uz lauka. Ne visas ierīces var darbināt ar sadzīves ģeneratoriem ar iekšdedzes dzinēju.

Daudzi strāvas avoti atvieglo loka noturēšanu: “Pretpielipšanas funkcija izslēdzoties”, “Karstā palaišana”, “Loka spēks”, “Aizdedze pieaugot”. Ir lietderīgi pievērst uzmanību parametru norādei, funkcionalitātei, darbības regulējumu plašumam, aizsardzībai pret pārslodzi, marķējumu kvalitātei, elektrodrošībai, pabeigtībai, ergonomikai un apkopei. Pasē ieteicams iegādāties ierīci ar maksimāliem tehniskajiem parametriem, un pasi ir ieteicams iegādāties krievu valodā.