Цей вид зварювання відноситься до точкового способу. Він зручний у разі, коли потрібно приварювати невеликі деталі одна до одної, а одну і маленьку. Переважно конденсаторне зварювання використовують для роботи з кольоровими металами.
Як тільки з'явилася можливість проводити точне зварювання в домашніх умовах, метод став набирати популярності серед недосвідчених зварювальників. Така ситуація і додала актуальності на сьогодні. Що таке цей процес і як власноруч зробити зварювання для домашнього використання? Це питання ми і постараємось сьогодні розібрати у деталях.
Перша відмінність, яка впадає у вічі, це швидкість зварювання та її екологічність. Стандартний прилад для конденсаторного зварювання працює на високій напрузі. Це і дозволяє заощадивши електроенергію, отримати якісний та рівний шов. Основне її застосування лежить у мікрозварюванні або при необхідності здійснити зварювання великих перерізів. Це відбувається за такого принципу:
Як згадували раніше, цей вид зварювання є екологічно безпечним. Прилади не потребують рідини для охолодження через відсутність теплових виділень. Ця перевага дозволяє додати час до терміну експлуатації конденсаторного пристрою.
У процесі зварювання точковим способом деталі піддаються затиску двома електродами, на які приходить короткочасний струм. Потім між електродами утворюється дуга, вона нагріває метал, розплавляючи його. Зварювальний імпульс приходить у роботу протягом 0,1 сек., він надає загальне ядро розплавки для обох частин заготовок, що піддаються зварюванню. Коли імпульс знімається, деталі продовжують стискатися під тиском навантаження. В результаті одержуємо загальний зварний шов.
Існують вторинні обмотки, їх струм потрапляє на електроди, але в первинну обмотку, доводиться імпульс, який утворився при конденсаторному заряді. У конденсаторі накопичення заряду відбувається у проміжку між надходженням імпульсу на два електроди. Особливо хороші результати приходять, коли мова йде про або міді.Існує обмеження по тому, якою має бути товщина заготовок, вона не повинна перевищувати 1,5 мм. Може, це і мінус, але така схема чудово поводиться при зварюванні різнорідних матеріалів.
Розрізняють два основні види конденсаторного зварювання своїми руками:
Як і у всіх інших видів, самостійне конденсаторне зварювання відрізняється низкою позитивних особливостей:
Через діодний міст (випрямний) проводиться первинна обмотка, потім підключається до джерела напруги. З тиристора йде сигнал на бруківку діагональ. Тиристор керується спеціальною кнопкою для запуску. Конденсатор підключають до тиристору, точніше до мережі, до діодного мосту, потім його виводять на обмотку (первинну). Щоб зарядити конденсатор, включається допоміжний ланцюг з діодним мостом та трансформатором.
Як джерело імпульсу використовують конденсатор, його ємність повинна бути 1000-2000 мкФ. Для конструкції системи виробляється трансформатор із сердечника типу Ш40, необхідний розмір 7 см. Щоб зробити первинну обмотку, потрібен провід діаметром 8 мм, який обмотується 300 разів. Вторинна обмотка передбачає використання мідної шини, 10 обмоток. Для входу використовують практично будь-які конденсатори, єдина вимога потужність 10 Ст, напруга 15.
Коли робота вимагатиме з'єднання заготовок до 0,5 см, варто застосувати деякі корективи в схему конструкції. Для зручнішого керування сигналом, використовують пусковик серії МТТ4К, він включає паралельні тиристори, діоди та резистор. Додаткове реле дозволить коригувати робочий час.
Таке саморобне конденсаторне зварювання працює при наступній послідовності дій:
Після того, як конденсаторне зварювання своїми руками зібрано, ми готові приступити до робіт. Для початку варто підготувати деталі, зачистивши їх від іржі та іншого бруду. Перед тим, як помістити заготовки між електродами, їх з'єднують у такому положенні, в якому їх потрібно зварювати. Потім запускається пристрій. Тепер можна стиснути електроди та прочекати 1-2 хвилини. Заряд, який накопичується у високоємнісному конденсаторі, пройде через приварне кріплення та поверхню матеріалу. В результаті він плавиться. Коли ці дії зроблено, можна приступати до наступних кроків і зварювати інші частини металу.
Перед зварювальними роботами в домашніх умовах варто приготувати такі матеріали, як наждачний папір, болгарка, ніж, викрутка, будь-який затискач або пасатижі.
Конденсаторне зварювання дуже широко застосовують як вдома, так і в промисловій зоні, як ми бачимо, воно дуже зручне і просте в застосуванні, плюс до всього має велику кількість переваг. За допомогою наведеної інформації Ви зможете вивести свої знання на новий рівень і вдало застосуйте точкове зварювання на практиці.
Пристрій, які ми представимо в цій статті зветься “конденсаторне зварювання”. Цим зварюванням можна поєднувати дуже дрібні або тонкі предмети та деталі. Її відмінність від стандартного точкового зварювання полягає в тому, що нагрівання місця з'єднання деталей здійснюється за рахунок енергії розряду конденсаторів.
Купа електронних захоплюючих штучок у цьому китайському магазині.
Зручність цього виду конструкцій у відносній простоті електричної схеми, яку можна зібрати своїми руками. Модель, представлена на відео, живиться від зварювального трансформатора, змінний струм перетворюється випрямлячем. Напруга складає 70 вольт. Струм надходить на ємнісний опір, який за потреби можна замінити звичайним опором, рівним 10 кОм. Після опору струм надходить на конденсаторну батарею загальною ємністю 30000 Мкф. Накопичений заряд на конденсаторах вивільняється через тиристор.
Після включення живлення загоряється лампочка, яка в цьому випадку відіграє роль індикатора напруги. Коли лампочка перестає горіти, це означає, що конденсаторна батарея повністю заряджена. Після цього готовий до роботи. Увімкнення розряду здійснюється натисканням на кнопку, вбудовану в утримувач. Таке зварювання дозволяє приварювати не тільки тонкі платівки, але й шпильки різного діаметра до металевих поверхонь. Для цього передбачена можливість утримання шпильки у тримачі.
Обговорення
Урнфри ивовля
+azim meex ви коли-небудь торкалися висновків зарядженого конденсатора на 3, 8 мкф 250 в? На початку ролика було сказано: 30000 мкф напруга надходить 70 вольт, в результаті отримуємо 73,5 джоуля, це як мінімум. Діапазон 10-50 дж в імпульсі вже втрачає свою не летальність, і може викликати електротравми, несумісні з життям (фібриляція серця, смерть).
Урнфри ивовля
+azim meex
70 вольт - це мінімальна напруга у конденсатора, так як живить він від 70. Причому тут падіння? Ти перевір, а потім мені розповіси про шляхи його протікання.
Олексій Грачов
+toyama tokanava у вологому помешканні з купою металевих приладів навколо? При цьому напруга напевно вказується не постійне, а змінне, вірно? Ні, убитися за бажання можна і 12-ма вольтами, але я щось таких людей не зустрічав. І потім, практично все трансформаторне зварювання працює на напрузі близько 70 вольт і особливих проблем не виникає.
toyama tokanava
Я навіть не проти, але є певні правила для використання, говорю як колишній зварювальник і колишній електрик. Правила техніки безпеки вам на допомогу.
Vladimir lokot
+Олексій граків повністю заряджений конденсатор в сто разів меншої ємності при розряді через палець робить в ньому 2 пропалені дірочки, досить глибокі до речі, це в принципі не смертельно, але страшенно боляче. Навіть не знаю з чим порівняти – куди болючіше ніж укус оси наприклад. А ось які "дірочки" пропалить ця дурниця я чесно кажучи боюся уявити.
Олексій Грачов
+vladimir lokot так все залежить від напруги. Можна і сотню фарад зарядити в 30 вольт і при контакті з пальцем тільки щипне, а можна й одну мікрофараду зарядити тисячею вольт і тоді мало не здасться, будуть і дірочки, і все, що завгодно. Закон ома, будь він неладен.
Vladimir lokot
+Олексій граків там більше 30 вольт, але навіть 30 вольт вистачає для нормального пробою шкіри. Та й у цьому випадку важливий заряд по суті, а він залежить від ємності конденсаторної батареї.
Олексій Грачов
+vladimir lokot так, там 70 вольт. Неодноразово відчував цю напругу у собі, оскільки регулярно варю як змінним, і постійним струмом, у разі через діодний міст і конденсатори. Відчутно, звичайно, але явно не на всю потужність зварювальника, чай я не залізна людина. Так що закон ома рулить і йому все одно, чим живиться ланцюг - електростанцією, батарейками або конденсаторами.
Vladimir lokot
+Олексій граків не хочеться з вами сперечатися, але 70 вольт від зварювальника, це фігня в порівнянні з миттєвим розрядом конденсаторної батареї хорошої ємності; навіть 220в від розетки мережевого фігня. І закон ома який ви тут марно згадали 2 рази, добре визначає чому, якщо трохи подумати. При миттєвій розрядці такого конденсатора виходить короткочасно, але дуже великий струм, і це дуже серйозно.
Олексій Грачов
+vladimir lokot так, розряджаються вони швидко, згадаємо ту ж блискавку, але якщо замкнути їх через опір або вольтметр (який сам є опором по суті), процес уповільниться в залежності від кількості ом, вказаному на резисторі.
Vladimir lokot
+Олексій граків не хочу вас переконувати, але проведіть простий експеримент: зарядіть конденсатор хоча б 50-100 мкф до 50-100в і доторкніться пальцем до його ніжок. Потім розкажіть як опір шкіри впливає на швидкість розряду конденсатора немає впливу, то воно звичайно буде, це безумовно. Є он люди які скручують дроти 220 тримаючись за 2 дроти і з воно пощипує тільки. Або які поліцейський електрошокер геть-чисто ігнорують. Але це скоріше винятки.
Олексій Грачов
+vladimir lokot кількома повідомленнями вище я вже писав про наявність зварювання з конденсаторами. Те, що 70 вольт відчутно б'ють, ще нічого не доводить. Прощайте.
Sergey pn
Небезпечна. Можна все цією хреновиною по голові когось ударити і буде погано. А так нічого небезпечного, навіщо молоти мовою, то в чому не розуміємося.
Sapar malikov
Я постійно ремонтую підсилювачів там +/-100 вольт постійного струму і конденсатори у сучасних підсилювачів мінімум 4 шт по 10000 мкф на 100 вольт іноді забуваємо розрядить конденсатори струмом сильно вдарить звичайно але ніяких дірочки не буде тим більше постійка не дуже так шкідливо на життя
alexandr developer
50 чи 100? Різниця як би вдвічі. У всіх звичайно по-різному але я спокійно тримався за клеми лабораторного бп коли на ньому було 90. Мені тоді було років 13 та нічого. (Не раджу звичайно повторювати особливо якщо бп без захисту по струму або тим більше якщо бп - імпульсник. Або ви стоїте на металевій підлозі босоніж). За темою – зовсім не розумію навіщо там 70в. Думаю що при розряді конденсатори перемикаються в паралельне з'єднання - ємність і струм розряду при цьому збільшуються, а напруга падає. До того ж заряд там обмежений і за ідеєю ці 70 вольт, які приходять, повинні йти через гальванічну розв'язку (трансформатор) – якщо стояти босими ногами на металі і при цьому не прикласти або погано прикласти другий електрод, то потрясти може, але точно не вбити.
Сергій псг
схема.
Https://fotki.Yandex.Ru/next/users/ink740/album/41349/view/852249
https://fotki.Yandex.Ru/next/users/ink740/album/41349/view/852248
схема. Особисто я збирав би так.
Якщо виключити діод між 1 і 2 і перемичку між 3 і 4, можна вставити діодний міст. Підказка як унизу малюнка. Лінь малювати 2 жди однакове.
Номінали деталей треба рахувати. під конкретні умови.
Грамотна людина розбереться, ну а грамотний в іншій галузі умінь заплатить грамотному в електроніці.
Логіка роботи.
1. Увімкнули в 220 всі вимикачі розімкнені.
2. Замкнули кн 1 і чекаємо припинення зарядного струму (лампа згасла).
3. Розімкнули кн 1, короткочасно замкнули (або утримуємо) кн 2. Зварюємо деталь.
4. Розімкнули кн 2.
Якщо де припустився неточність то думаю Олександр мене поправить.
Сергій псг
+Дім рус я не робив ще.
Автор у відео каже ємність конденсаторів 30 тисяч мікрофарад. Напруга на мосту 70 вольт = на конденсаторах 100-110 вольт. Самі конденсатори треба брати більшу напругу 125-160 вольт. 160 навіть краще. Не пам'ятаю низку напруги для конденсаторів. Чи можна більше чи менше відповісти може лише практика. Поставте ємність більше можливо перепалювання поверхні, що зварюється (пропалювання), і вибачать мене зварювальники. Поставте менше, чи не вистачить енергії для процесу. Чи можна напругу менше? Так можна, але! Якщо пам'ять не змінює залежність кількості запасеної енергії від напруги в конденсаторах квадратична. Тобто напруга в 2 рази нижча = енергія в 4 рази нижча.
Тому спочатку робіть як каже автор 70вольт на вторинці = 100 вольт на кондерах * 30 тисяч мікрофарад. А потім якщо вас щось не влаштовуватиме, підберіть параметри під себе. Бо приварити висновок до елемента живлення це одне, а використовувати в авто рихтування це потужніше треба.
Євген Федоров
Корисна інформація! У мене без будь-якої електроніки контактне зварювання, правда, кнопка через тиристор по первинці. Для невеликих товщин таймер. Зварюю пластини завтовшки від 01 до 1, 5мм.
azim meex
+vahe vardanyan По-перше порошок роздмухує по руках і особі зварювальника, по-друге графіт навуглеродить точку (не шов) зварювання, що зробить її більш крихкою і по-третє зменшить опір місця зварювання і разом з цим теплову дію струму.
Олексій Полушкін
енергія зарядженого конденсатора перетворюється на теплову, під дією якої метал розплавляється в точках з мінімальним опором, тобто у місцях притискання електродами. Енергія конденсатора e=c*u*u/2 звідки випливає, що піднявши напругу в 2 рази – енергію збільшуємо в 4 рази. Багато конденсаторів краще ніж один, т. до. Через особливості конструктиву одиночний конденсатор не здатний видати великий струм при короткому замиканні, та й може швидко стати непридатним. Тому від батареї паралельних конденсаторів отримаємо помітно більший струм, ніж від одного, якби він був ємністю як вся батарея.
Валерій Лисенко
+ Сергій псг якщо для тебе це просто, тоді намалюй схемку. Зроби скрін або фото цього листка виклади в соціальну мережу. А нам скинь заслання. Щоб мовою не балакати що це просто. У схемі я розберуся.
Petrow60
доброго здоров'я. Дуже цікава тема, якщо можна було б опублікувати схемку з параметрами. Цей відеоролик заслуговує на лайк і повагу. Дякую. Чекаю на продовження як передплатник.
Toyama tokanava
Якщо на виході додати імпульсний струмовий трансформатор із співвідношенням витків один до десяти, то можна отримати струм вдесятеро більший на електродах. Перетин проводів обмоток брати відповідно до струму в них, кількість витків навіть не потрібна велика, так і брати, десять витків і вторинки один виток. Навіть думаю, можна арматуру варити. Доводилося займатися ремонтом зварювальної установки в арматурному цеху, використовувався там ртутний випрямляч близько 1000 вольт і масляні конденсатори 100 мікрофарад, та й тиристорне управління майже аналогічне до вашого.
Денис
Шановний автор відео! Роблю зварювання подібне до вашої. Використовую конденсатор еа-II-10 номіналом 33000мкф, напругою 63в та тиристор т-160. Конденсатор заряджаю блоком живлення.
З "+" конденсатора йде провід на анод тиристора, а з катода тиристора йде на зварювальний електрод, "-" з конденсатора також йде на зварювальний електрод. Напруга на керуючий електрод тиристора йде з «+» конденсатора через мікровимикач. Тиристор справний, перевіряв, чи конденсатор теж. Чомусь тиристор не відкривається миттєво (при відкритті тиристора стрілка вольтметра плавно починає йти до нуля) і зварювання не відбувається. Підкажіть, будь ласка, в чому може бути проблема? Заздалегідь вдячний.
Sungazer
+ Деніс надійде ну, по-перше, тиристор - потужна, але повільна штука.
А по-друге, кондер електроліт не розрахований на великі струми.
Тому при тривалій роботі буде перегрів кондера. Тому краще кондери набирати малим номіналом та паралелити.
Yury galinsh
+sungazer як зрозуміти "повільна штука"? У мережевих регуляторах потужності, при частоті 50 гц, тиристор (семістор) спрацьовує 50 (чи 100) щосекундно. Причому синусоїду він обрізає практично вертикально. У разі, це звичайний вимикач.
Електролітичний конденсатор скидає, якщо не помиляюся 80% ємності за мілісекунди.
Можу уявити несправність самого тиристора. І наскільки пам'ятаю, до керуючого електрода ставився обмежувач струму (резистор). Ну а плавно розряджатися конденсатор може через електрод, що управляє.
Олександр Полуляк
Компоненти потрібно шукати на радіоринках чи в інтернеті замовляти. Все є. Чим більша ємність конденсаторів, тим більше буде заряд. Мікровимикач посилає мікро струми на тиристор, а він миттєво вивільняє весь імпульс накопиченої енергії конденсаторів.
User0011
+антон туманів шукати у пунктах прийому металобрухту! На брухт алюмінію вони не йдуть, тонкий металобрухт і алюмінієву фольгу не беруть! Тому можна придбати за ціною чорного металу. Не треба десь переплачувати на ринках! А якщо зацікавити приймальників (і т.д). Ось такий “боченят” стільки-то, а ось такий стільки. То назбирати можна швидко.
slonik написав:
після випрямного мосту стоїть набір кондерів (в паралель 7 штук) і далі дросель. Так ось ці кондери передбачено, що можна їх підключати перемичками або поле випрямляча, або після дроселя, або взагалі відключати. Так навіщо це потрібно? І де краще ставити ці кондери? І навіщо вони стоять?
Трибун написав:
Для забезпечення умови стабілізації дугового проміжку джерело для напівавтоматичного зварювання повинно мати жорстку навантажувальну характеристику і високу швидкість наростання струму при КЗ. Ці вимоги особливо актуальні при зварюванні тонким дротом D0,6...0,8мм. Зі збільшенням діаметра дроту навантажувальна характеристика стає більш падаючою і необхідна швидкість наростання струму зменшується. Для корекції швидкості наростання струму, на класичних джерелах, дросель робиться з відведеннями (ВС300).
Судячи з заявленого струму 140А, джерело розраховане на зварювання тонким дротом і швидше за все конденсатор повинен включатися до дроселя. При цьому індуктивність дроселя має становити близько 0.2мГн. Включення конденсатора після дроселя практично завжди призводить до надмірно великої швидкості наростання струму, що не є добре (різко збільшується розбризкування).
valvol.ru
Віктор Бугаєв, Віталій Дідук, Максим Мусієнко
Алюмінієві електролітичні конденсатори – один із головних елементів, що забезпечують стабільність роботи високочастотних інверторів зварювальних апаратів. Надійні високоякісні конденсатори цього виду застосування виробляють компанії Hitachi, Samwha, Yageo.
У перших пристроях, що використовували метод електродугового зварювання, застосовувалися регульовані трансформатори змінного струму. Трансформаторні зварювальні апарати найбільш популярні та застосовуються до сьогодні. Вони надійні, прості в обслуговуванні, проте мають ряд недоліків: велика вага, високий вміст кольорових металів в обмотках трансформатора, мінімальний рівень автоматизації процесу зварювання. Подолати ці недоліки можливо при переході на більш високі частоти струму та зменшення розмірів вихідного трансформатора. Ідея зменшити розмір трансформатора за рахунок переходу від частоти електромережі 50 Гц на більш високу народилася ще у 40-х роках XX століття. Тоді це робили за допомогою електромагнітних перетворювачів-вібраторів. У 1950 році для цього стали використовувати електронні лампи - тиратрони. Однак у зварювальній техніці використовувати їх було небажано через низький ККД і невисоку надійність. Широке використання напівпровідникових приладів на початку 60-х років призвело до активного розвитку зварювальних інверторів, спершу – на тиристорній основі, а потім – на транзисторній. Розроблені на початку XXI століття біполярні транзистори із ізольованим затвором (IGBT-транзистори) дали новий імпульс розвитку інверторних апаратів. Вони можуть працювати на ультразвукових частотах, що дозволяє значно зменшити розміри трансформатора та масу апарату загалом.
Спрощено структурну схему інвертора можна з трьох блоків (рисунок 1). На вході стоїть безтрансформаторний випрямляч з паралельно підключеною ємністю, що дозволяє підняти напругу постійного струму до 300 В. Інверторний блок перетворює постійного струму в змінний високочастотний. Частота перетворення сягає десятків кілогерц. До складу блоку входить високочастотний імпульсний трансформатор, у якому відбувається зниження напруги. Цей блок може виготовлятися у двох варіантах – з використанням однотактних або двотактних імпульсів. В обох випадках транзисторний блок працює в ключовому режимі з можливістю регулювання часу увімкнення, що дозволяє регулювати струм навантаження. Вихідний випрямний блок перетворює змінний струм після інвертора в постійний струм зварювання.
Мал. 1. Спрощена структурна схема зварювального інвертора
Принцип роботи зварювального інвертора полягає у поетапному перетворенні напруги мережі. Спочатку мережна змінна напруга підвищується і випрямляється у попередньому блоці випрямлення. Постійна напруга живить високочастотний генератор на транзисторах IGBT в інверторному блоці. Високочастотна змінна напруга перетворюється на нижчу за допомогою трансформатора і подається на вихідний випрямний блок. З виходу випрямляча струм можна подавати на зварювальний електрод. Струм електрода регулюється схемотехнічно шляхом контролю глибини негативного зворотного зв'язку. З розвитком мікропроцесорної техніки розпочали виробництво інверторних напівавтоматів, здатних самостійно вибирати режим роботи та здійснювати такі функції як «антизалипання», високочастотне збудження дуги, утримання дуги та інші.
Основні компонентні складові зварювальних інверторів – це напівпровідникові компоненти, що знижують трансформатор та конденсатори. Сьогодні якість напівпровідникових компонентів настільки висока, що при правильній їх експлуатації проблем не виникає. Зважаючи на те, що пристрій працює на високих частотах і досить великих струмах, особливу увагу слід приділити стабільності роботи апарату – від неї безпосередньо залежить якість зварювальних робіт. Найбільш критичними компонентами в даному контексті є електролітичні конденсатори, від якості яких залежить надійність апарату і рівень внесених в електричну мережу перешкод.
Найбільш поширеними є алюмінієві електролітичні конденсатори. Вони найкраще підходять для використання у первинному джерелі мережного ІП. Електролітичні конденсатори мають високу ємність, велику номінальну напругу, малі габарити і здатні працювати на звукових частотах. Такі характеристики відносяться до безперечних переваг алюмінієвих електролітів.
Всі алюмінієві електролітичні конденсатори є послідовно накладеними шарами алюмінієвої фольги (анод конденсатора), паперової прокладки, ще одного шару алюмінієвої фольги (катод конденсатора) і ще одного шару паперу. Все це згортається в рулон і вміщується в герметичний контейнер. Від анодного та катодного шарів виводяться провідники для включення до ланцюга. Також алюмінієві шари додатково протруюють з метою збільшення площі їхньої поверхні і, відповідно, ємності конденсатора. При цьому ємність високовольтних конденсаторів зростає приблизно в 20 разів, а низьковольтних - в 100. Крім цього, вся дана конструкція обробляється хімічними речовинами для досягнення необхідних параметрів.
Електролітичні конденсатори мають досить непросту структуру, що зумовлює складність їх виготовлення та експлуатації. Характеристики конденсаторів можуть сильно змінюватися за різних режимів роботи та кліматичних умов експлуатації. Зі зростанням частоти та температури знижується ємність конденсатора та ЕПС. При зниженні температури ємність також падає, а ЕПС може зростати до 100 разів, що, своєю чергою, знижує гранично допустимий струм пульсацій конденсатора. Надійність імпульсних і вхідних мережевих конденсаторів, що фільтрують, в першу чергу, залежить від їх гранично допустимого струму пульсацій. Протікають струми пульсацій здатні розігрівати конденсатор, що спричиняє його ранній вихід з ладу.
В інверторах основні призначення електролітичних конденсаторів – підвищення напруги у вхідному випрямлячі та згладжування можливих пульсацій.
Значні проблеми в роботі інверторів створюють великі струми через транзистори, високі вимоги до форми імпульсів, що управляють, що передбачає використання потужних драйверів для управління силовими ключами, високі вимоги до монтажу силових ланцюгів, великі імпульсні струми. Усе це значною мірою залежить від добротності конденсаторів вхідного фільтра, для інверторних зварювальних апаратів потрібно особливо ретельно підбирати параметри електролітичних конденсаторів. Таким чином, у попередньому блоці випрямлення зварювального інвертора найбільш критичним елементом є електролітичний конденсатор, що фільтрує, встановлений після діодного моста. Рекомендовано встановлювати конденсатор у безпосередній близькості до IGBT та діодів, що дозволяє усунути вплив індуктивності проводів, що з'єднують пристрій із джерелом живлення, на роботу інвертора. Також встановлення конденсаторів поруч із споживачами зменшує внутрішній опір змінному струму джерела живлення, що запобігає збудженню підсилювальних каскадів.
Зазвичай конденсатор, що фільтрує, у двонапівперіодних перетворювачах вибирають таким, щоб пульсації випрямленої напруги не перевищували 5...10 В. Слід також враховувати, що на конденсаторах фільтра напруга буде більше в 1,41 рази, ніж на виході діодного моста. Таким чином, якщо після діодного мосту ми отримаємо 220 В пульсуючої напруги, то на конденсаторах буде вже 310 В постійної напруги. Зазвичай робоча напруга в мережі обмежується відміткою в 250 В, отже, на виході фільтра напруга буде 350 В. У поодиноких випадках мережна напруга може підніматися ще вище, тому конденсатори слід вибирати на робочу напругу не менше 400 В. Конденсатори можуть мати додатковий великим робочим струмам. Рекомендований верхній діапазон температур не менше 85...105°C. Вхідні конденсатори для згладжування пульсацій випрямленої напруги вибирають ємністю 470...2500 мкФ залежно від потужності апарату. При незмінному зазорі в резонансному дроселі збільшення ємності вхідного конденсатора пропорційно збільшує потужність, що віддається в дугу.
У продажу є ємності, наприклад, на 1500 та 2200 мкФ, але, як правило, замість одного використовують батарею конденсаторів – кілька компонентів однакової ємності, включених паралельно. Завдяки паралельному включенню зменшуються внутрішні опір та індуктивність, що покращує фільтрацію напруги. Також на початку заряду через конденсатори протікає дуже великий зарядний струм, близький до струму короткого замикання. Паралельне увімкнення дозволяє зменшити струм, що протікає через кожен конденсатор окремо, що збільшує термін експлуатації.
На ринку електроніки сьогодні можна знайти велику кількість відповідних конденсаторів від відомих та маловідомих виробників. При виборі обладнання не слід забувати, що при подібних параметрах конденсатори дуже відрізняються якістю і надійністю. Найбільш добре себе зарекомендувала продукція від таких всесвітньо відомих виробників високоякісних алюмінієвих конденсаторів, як Hitachi, Samwha та Yageo. Компанії активно розробляють нові технології виробництва конденсаторів, тому їхня продукція має кращі характеристики порівняно з продукцією конкурентів.
Алюмінієві електролітичні конденсатори випускаються в декількох форм-факторах:
У таблицях 1, 2 і 3 представлені серії вищезгаданих виробників, найбільш оптимальні для використання в попередньому блоці випрямлення, а їх зовнішній вигляд показаний на рисунках 2, 3 та 4 відповідно. Наведені серії мають максимальний термін служби (у межах сімейства конкретного виробника) та розширений температурний діапазон.
Таблиця 1. Електролітичні конденсатори виробництва Yageo
Таблиця 2. Електролітичні конденсатори виробництва Samwha
Таблиця 3. Електролітичні конденсатори виробництва Hitachi
| Найменування | Місткість, мкФ | Напруга, В | Струм пульсацій, А | Розміри, мм | Форм-фактор | Строк служби, ч/°C |
| HP3 | 470…2100 | 400, 420, 450, 500 | 2,75…9,58 | 30×40, 35×35…40×110 | Snap-In | 6000/85 |
| HU3 | 470…1500 | 400, 420, 450, 500 | 2,17…4,32 | 35×45, 40×41…40×101 | Snap-In | 6000/105 |
| HL2 | 470…1000 | 400, 420, 450, 500 | 1,92…3,48 | 35×40, 30×50…35×80 | Snap-In | 12000/105 |
| GXA | 1000…12000 | 400, 450 | 4,5…29,7 | 51×75…90×236 | Screw Terminal | 12000/105 |
| GXR | 2700…11000 | 400, 450 | 8,3…34,2 | 64×100…90×178 | Screw Terminal | 12000/105 |
Як видно з таблиць 1, 2 і 3, номенклатурна база досить широка, користувач має можливість зібрати конденсаторну батарею, параметри якої повною мірою забезпечать вимоги майбутнього зварювального інвертора. Найбільш надійними є конденсатори компанії Hitachi з гарантованим терміном експлуатації до 12000 годин, у той час як у конкурентів даний параметр становить до 10000 годин у конденсаторах Samwha серії JY і до 5000 годин у конденсаторах Yageo серій LC, NF, NH. Правда, цей параметр не вказує на гарантований вихід конденсатора з ладу після закінчення зазначеного рядка. Тут мається на увазі лише час використання при максимальному навантаженні та температурі. При використанні в меншому діапазоні температур термін експлуатації відповідно зросте. Після закінчення зазначеного рядка можливе також зменшення ємності на 10% та збільшення втрат на 10…13% під час роботи на максимальній температурі.
Мал. 2. Електролітичні конденсатори Yageo
Мал. 3. Електролітичні конденсатори Samwha
Мал. 4. Електролітичні конденсатори Hitachi
Примітно, що в кожній серії можна знайти різну конфігурацію виводів конденсатора з посиленими виводами-засувками або болтовими виводами. Болтові висновки дають гарантовану надійність складання, а конденсатори з виводами-клапанцями до надійності додають ще й простоту монтажу на друковану плату.
Розглянуті високоякісні алюмінієві електролітичні конденсатори виробництва компаній Hitachi, Samwha та Yageo дозволяють вирішити практично будь-яке завдання розробки високочастотного зварювального інверторного апарату. Відмінною особливістю представлених конденсаторів є їх розробка відповідно до вимог RoHS (Директива про обмеження використання деяких шкідливих речовин в електричному та електронному обладнанні) та інші екологічні норми. За консультацією щодо застосування, а також щодо придбання конденсаторів виробництва всіх трьох компаній можна звернутися до їх дистриб'ютора – компанії КОМПЕЛ.
Отримання технічної інформації, замовлення зразків, замовлення та доставка.
www.compel.ru
Як зробити самостійно зварювальний напівавтомат. Це питання хвилює багатьох, оскільки вартість зварювального напівавтомата для побутових цілей від 300 $ і до 800 $. Промислові зварювальні напівавтомати ще дорожчі. Залишається лише один варіант – зібрати напівавтомат самостійно, своїми руками. Розглянемо, з яких основних вузлів та деталей складається зварювальний напівавтомат. Основою зварювального напівавтомата є зварювальний силовий трансформатор. Трансформатор бажано мати готовий, але можна самому виготовити. Основні вимоги до трансформатора - при напрузі на виході 10 - 20В забезпечення номінального вихідного струму до 60А. Для регулювання вихідної напруги, при намотуванні первинної обмотки необхідно робити відводи та передбачити варіант перемикання.
Звичайно, найскладнішим у домашньому виготовленні вузлом є механізм подачі дроту. Від його роботи безпосередньо залежатиме якість зварного шва та рівномірність подачі дроту. Найбільш підходящим варіантом виготовлення механізму подачі – це редуктор від автомобільного склоочисника у комплекті з електродвигуном.
Т.к. зварювання напівавтоматом проводиться постійним струмом, необхідно використовувати випрямляч. Тип випрямляча залежить від способу намотування зварювального трансформатора. Для нашого варіанту, з двома обмотками, використовують два випрямляючі діоди ДЛ161-200. Для бруківки схеми випрямляча - використовують чотири випрямляючі діоди. Конденсатор 30000х63В призначений для згладжування пульсацій напруги після випрямляча.
У ланцюгу постійного струму, після випрямляючих діодів, для поліпшення стабільності горіння дуги встановлюється дросель, намотаний на трансформаторний сердечник перетином не менше 35 мм х 35 мм, близько 20 витків дротом, діаметр якого не менше діаметра дроту на вторинній обмотці зварювального трансформатора.
Живлення електродвигуна приводного механізму подачі дроту від блоку живлення з вихідною напругою 12 - 15В та струмом близько 5А.
Ще в зварювальному напівавтоматі є:
електроклапан газу;
електромагнітний пускач включення зварювального напівавтомата;
рукав для подачі дроту
та інші дрібниці.
Схема зварювального напівавтомата вказана нижче:
Змінний резистор використовується для регулювання швидкості подачі дроту під час роботи напівавтомата. При натисканні на кнопку пуск синхронно включається клапан подачі газу і за допомогою реле К1 включається зварювальний трансформатор.
Ця схема зварювального напівавтомата є лише прикладом. При самостійному виготовленні схему напівавтомата можна змінити виходячи з наявних комплектуючих.
Існує кілька способів безшовного з'єднання металевих елементів, але серед усіх особливе місце посідає саме конденсаторне зварювання. Технологія почала користуватися популярністю приблизно з 30-х років минулого століття. Стикування здійснюється за рахунок подачі електричного струму до потрібного місця. Створюється коротке замикання, що дозволяє розплавити метал.
Найцікавіше, що конденсаторне зварювання може застосовуватися у промислових умовах, а й у побуті. Вона передбачає використання невеликого за розмірами апарату, що має заряд постійної напруги. Такий прилад може легко переміщатися робочою територією.
З переваг технології слід зазначити:
Однак існують ситуації, коли застосувати конденсаторне зварювання для з'єднання деталей неможливо. Це в першу чергу пов'язано з короткочасністю потужності самого процесу та обмеженням по перерізу елементів, що поєднуються. Крім того, імпульсне навантаження здатне створювати різні перешкоди в мережі.
Сам процес з'єднання заготовок передбачає контактне зварювання, для якого витрачається певний запас енергії в спеціальних конденсаторах. Її виділення відбувається практично миттєво (протягом 1 – 3 мс), завдяки чому зменшується зона термічного впливу.
Достатньо зручно здійснювати конденсаторне зварювання своїми руками, оскільки процес є економічним. Пристрій можна підключити до звичайної електричної мережі. Для використання у промисловості існують спеціальні пристрої високої потужності.
Особливу популярність технологія набула в цехах, призначених для ремонту кузовів транспортних засобів. Під час проведення робіт не пропалюються та не піддаються деформації. Необхідність у здійсненні додаткової рихтування відпадає.
Щоб конденсаторне зварювання було виконане на високому якісному рівні, слід дотримуватись деяких умов.
Існує три варіанти впливу на заготівлі:
Що стосується класифікації по обладнанню, що застосовується, то можна розділити технологію за наявності трансформатора. За його відсутності полегшується конструкція основного приладу, а також відбувається виділення основної маси тепла в зоні безпосереднього контакту. Основною перевагою трансформаторного зварювання є можливість забезпечення великою кількістю енергії.
Для з'єднання тонких листів до 0,5 мм або дрібних деталей можна застосовувати нехитру конструкцію, виготовлену в побутових умовах. У ньому імпульс подається через трансформатор. Один із кінців вторинної обмотки підводиться до масиву основної деталі, а інший – до електрода.
При виготовленні такого пристрою може застосовуватися схема, коли первинна обмотка підключається до електричної мережі. Один із її кінців виводиться через діагональ перетворювача у вигляді діодного мосту. З іншого боку здійснюється подача сигналу безпосередньо з тиристора, що під керуванням пускової кнопки.
Імпульс у разі виробляється з допомогою конденсатора, має ємність 1000 - 2000 мкФ. Для виготовлення трансформатора може бути взятий сердечник Ш-40, що має товщину 70 мм. Первинну обмотку з трьохсот витків легко зробити із дроту перетином 0,8 мм з маркуванням ПЕВ. Для управління підійде тиристор з позначенням КУ200 або ПТЛ-50. Вторинна обмотка з наявністю десяти витків може бути виготовлена із мідної шини.
Для збільшення показників потужності доведеться змінити конструкцію пристрою, що виготовляється. При правильному підході з його допомогою можна буде з'єднувати дроти перетином до 5 мм, а також тонкі листи завтовшки не більше 1 мм. Для керування сигналом застосовується безконтактний пускач із маркуванням МТТ4К, розрахований на електричний струм 80 А.
Зазвичай керуючий блок включаються тиристори, з'єднані паралельно, діоди і резистор. Інтервал спрацьовування налаштовується за допомогою реле, що знаходиться в основному ланцюзі вхідного трансформатора.
Енергія розжарюється в електролітичних конденсаторах, поєднаних в єдину батарею за допомогою таблиці можна ознайомитися з необхідними параметрами і кількістю елементів.
Основна трансформаторна обмотка робиться із дроту перетином 1,5 мм, а вторинна - із мідної шини.
Робота саморобного апарату відбувається за такою схемою. При натисканні кнопки запуску спрацьовує реле, яке за допомогою контактів тиристорів включає трансформатор зварювального блоку. Вимкнення відбувається відразу після розрядки конденсаторів. Налаштування імпульсної дії здійснюється за допомогою змінного резистора.
Виготовлений пристрій для конденсаторного зварювання повинен мати зручний зварювальний модуль, що надає можливість фіксувати та безперешкодно переміщати електроди. Найпростіша конструкція має на увазі ручне утримання контактних елементів. При складнішому варіанті нижній електрод закріплюється в стаціонарному положенні.
Для цього на потрібній підставі він фіксується довжиною від 10 до 20 мм і перерізом більше 8 мм. Верхня частина контакту закруглюється. Другий електрод кріпиться до майданчика, здатного рухатися. У будь-якому випадку повинні бути встановлені регулювальні гвинти, за допомогою яких буде здійснюватись додаткове натискання для створення додаткового тиску.
Слід обов'язково ізолювати основу від рухомого майданчика до контакту електродів.
Перш ніж буде зроблено точкове конденсаторне зварювання своїми руками, необхідно ознайомитися з основними етапами.
Роботи можуть бути з використанням спеціального устаткування. Такий комплект зазвичай включає:
Ця технологія з'єднання металевих елементів дозволяє не тільки зварювати сталеві вироби. З її допомогою можна без особливих труднощів стикувати деталі, виготовлені з кольорових металів. Однак при виконанні зварювальних робіт необхідно враховувати всі особливості матеріалів, що використовуються.
Технічні дані нашого зварювального апарату – напівавтомата:
Напруга мережі живлення: 220 В
Потужність: не більше 3 кВа
Режим роботи: повторно-короткочасний
Регулювання робочої напруги: ступінчасте від 19 до 26 В
Швидкість подачі зварювального дроту: 0-7 м/хв.
Діаметр дроту: 0.8 мм
Розмір зварювального струму: ПВ 40% - 160 А, ПВ 100% - 80 А
Межа регулювання зварювального струму: 30 А - 160 А
Усього з 2003 року було зроблено шість таких апаратів. Апарат, представлений далі на фото, працює з 2003 року в автосервісі і жодного разу не ремонтувався.
Взагалі
Вигляд спереду
Вид ззаду
Вид зліва
Як зварювальний дріт використовується стандартна
5кг котушка дроту діаметром 0,8мм
Зварювальний пальник 180 А разом з євророз'ємом
була куплена у магазині зварювального обладнання.
Вид на монтаж
Плата керування
Як вимикач живлення та захисту застосований однофазний автомат типу АЕ на 16А. SA1 – перемикач режимів зварювання типу ПКУ-3-12-2037 на 5 положень.
Резистори R3, R4 – ПЕВ-25, але їх можна не ставити (у мене не стоять). Вони призначені для швидкого розряджання конденсаторів дроселя.
Тепер по конденсатору С7. У парі з дроселем він забезпечує стабілізацію горіння та підтримки дуги. Мінімальна ємність його має бути не менше 20000 мкф, оптимальна 30000 мкф. Було випробувано кілька типів конденсаторів з меншими габаритами та більшою ємністю, наприклад CapXon, Misuda, але вони себе виявили не надійно, вигоряли.
У результаті було застосовано радянські конденсатори, які працюють до сьогодні, К50-18 на 10000 мкф х 50В у кількості трьох штук на паралель. 
Силові тиристори на 200А взяті із гарним запасом. Можна поставити і на 160 А, але вони працюватимуть на межі, потрібно застосування хороших радіаторів та вентиляторів. Застосовані В200 стоять на невеликій алюмінієвій пластині.
Реле К1 типу РП21 на 24В, змінний резистор R10 дротяний типу ППБ.
При натисканні на пальнику кнопки SB1 подається напруга на схему керування. Спрацьовує реле К1, цим через контакти К1-1 подається напруга на електромагнітний клапан ЕМ1 подачі кислоти, і К1-2 - на схему живлення двигуна протягування дроту, і К1-3 - на відкриття силових тиристорів.
Перемикачем SA1 виставляють робочу напругу в діапазоні від 19 до 26 Вольт (з урахуванням добавки 3 витків на плече до 30 Вольт). Резистором R10 регулюють подачу зварювального дроту, змінюють струм зварювання від 30А до 160А.
При налаштуванні резистор R12 підбирають таким чином, щоб при викрученому R10 на мінімум швидкості двигун все ж таки продовжував обертатися, а не стояв.
При відпусканні кнопки SB1 на пальнику - реле відпускає, зупиняється мотор і закриваються тиристори, електромагнітний клапан за рахунок заряду конденсатора С2 ще залишається відкритим подаючи кислоту в зону зварювання.
При закритті тиристорів зникає напруга дуги, але за рахунок дроселя і конденсаторів напруга С7 знімається плавно, не даючи зварювального дроту прилипнути в зоні зварювання.
Склотканина - на мій погляд, найкраща ізоляція виходить
Продовжуємо мотати – вторинка.Беремо алюмінієву шину в скляній ізоляції розміром 2,8×4,75 мм (можна купити у обмотників). Потрібно приблизно 8 м, але краще мати невеликий запас. Починаємо мотати, укладаючи якомога щільніше, мотаємо 19 витків, далі робимо петлю під болт М6, і знову 19 витків, Початки та кінці робимо по 30 см, для подальшого монтажу.
Тут невеликий відступ, особисто мені для зварювання великих деталей при такій напрузі було замало струму, в процесі експлуатації я перемотав вторинну обмотку, додавши по 3 витки на плече, разом у мене вийшло 22+22.
Обмотка влазить упритул, тому якщо мотати акуратно, все має вийти.
Якщо на первичку брати емальпровід, то потім обов'язково просочіть лаком, я тримав котушку в лаку 6 годин.
Збираємо трансформатор, включаємо в розетку та заміряємо струм холостого ходу близько 0,5 А, напруга на вторинному ринку від 19 до 26 Вольт. Якщо все так, то трансформатор можна відкласти убік, він поки що нам більше не потрібен.
Замість ОСМ-1 для силового трансформатора можна взяти 4шт ТС-270, правда там трохи інші розміри, і я робив на ньому тільки 1 зварювальний апарат, дані для намотування вже не пам'ятаю, але це можна порахувати.
У нас залишився ще один трансформатор для живлення схеми керування (я брав готовий). Він повинен видавати 24 вольти при струмі близько 6А.
Мотор М застосовано від склоочисника ВАЗ-2101.
Прибрано кінцевик повернення в крайнє становище.
У підкатушникові для створення гальмівного зусилля застосована пружина, що перша потрапила під руку. Гальмівний ефект збільшується стисканням пружини (тобто закручуванням гайки).
