Аргонная сварка из инвертора своими руками пошагово

Общая информация

От простой ручной электродуговой сварки аргоновая отличается наличием газового баллона с аргоном и присадочного материала. Остальные детали этих методов похожи.

Аргонодуговая сварка сама по себе не сложная. В зону образования шва из горелки подаётся защитный газ. После начала подачи, зажигается дуга. Для зажигания дуги горелка со вставленным стержнем подносится к металлической детали.

В какой момент и из-за чего происходит поджог?

Этим занимается осцилляторный механизм. Он заряжает аргон и направляет его частицы. Этот заряд и провоцирует поджог дуги.

Присадочная проволока подаётся в сварочное углубление только после стабилизации электродуги. Она двигается или подающим механизмом, или рукой сварщика.

В следующем блоке мы опишем сборку аппарата для аргонодуговой сварки и что понадобится для неё.

Сущность сварочного процесса

Сила тока определяет качество сварного шва и производительность, являясь основным и наиболее важным параметром сварки.

Тепло необходимое для надежного соединения, идет от электрической дуги. Она образуется между электродом и свариваемым металлом. Для образования и горения электрической дуги существует прибор – генератор, который подает необходимое количество тока. Выделяют два вида этих приборов.

Генератор переменного тока – трансформатор.

Ток, выходящий из устройства, приобретает форму квадратной волны, которая меняет свою полярность с частотой в зависимости от генератора. В этом случае выпрямитель преобразует ток сети в соответствующий для сварки переменный ток.

Генератор постоянного тока – инвертор или выпрямитель.

Начинающим оба метода, но начинать нужно с постоянного тока. Ток на выходе из прибора имеет вид постоянной волны. В этом случае переменный ток сети преобразуется в постоянный. Различают два варианта соединения полюсов инвертора со свариваемым материалом:

с прямой полярностью – электрод соединяется с отрицательным полюсом инвертора, а деталь – с положительным;

с обратной полярностью – электрод присоединяется к „+“, деталь – к „–“

Особенности сварки с прямой полярностью: повышение количества тепла в изделии и снижение в электроде; зона расплавления металла узкая, но глубокая. Это основной режим tig сварки всех видов сложных металлов и сплавов.

При обратной полярности: ввод тепла в изделие сниженный, а в электрод – повышенный. Сварочная ванна широкая, но не глубокая. Кроме того, присутствует эффект катодной чистки поверхности металла, когда оксидная пленка разрушается. Это улучшает сплавление кромок и формирование шва.

Алюминий и магний, а также их сплавы можно и нужно варить на переменном токе.

Еще существуют генераторы, которые выдают импульсный постоянный ток – импульсные инверторы. Такие генераторы имеют устройства, изменяющие амплитуду тока сварки путем наложения на базовый постоянный ток квадратные волны. Получается периодическая пульсации дуги. При импульсном режиме шов образуется за счет непрерывного накладывания друг на друга сварочных точек.

В основном применяется на тонких изделиях, когда необходимо поддерживать необходимую температуру во избежание прожига металла и, в то же время, не нарушать глубину провара.

Регулировка параметров процесса на сварочном аппарате

Перед началом работы необходимо настроить значения показателей так, чтобы шов получился нужного размера и хорошего качества. Аппарат настраивают в зависимости от вида металла, его толщины и рабочего газа.

К каждому сварочному аппарату дается таблица настройки параметров сварки. Ориентируясь на таблицу, на лицевой панели выставляем режим tig и основные показатели:

величина силы тока;
время продувки газом перед началом – 0,5, и в конце – 1,5 сек;
величина тока для поджига дуги – 25% от рабочего тока;
период нарастания до значения рабочего тока 0,2 –1,0 сек;
время спада тока и его значение для заварки кратера выбирается в зависимости от толщины металла.

По таблице первоначально выставляем расход газа в нормальных условиях – 8-10 л/мин.

Начинать варить надо на аналогичной пробной детали. Если дуга не стабильная и гаснет, то ток надо увеличить. При прожиге металла или образовании наплывов, ток уменьшить.

Увеличиваем подачу газа, если дуга нестабильна и шов кривой. После окончания, когда дугу угасили, еще какое-то время обдуваем сварочную зону, во избежание окисления шва и электрода. Современные аппараты снабжены многими функциями и, если нет, например, время продувки или еще чего-то, то сварщик контролирует процесс самостоятельно.

Подготовка деталей

В отличие от других видов сварки, tig очень чувствительна к загрязнениям. Это нужно учитывать всем начинающим. Поэтому детали следует очищать особенно тщательно: обезжирить растворителем и зашкурить до блеска свариваемую поверхность.

Пруток перед самой сваркой, если есть необходимость зашкурить, и обязательно протереть спиртом.

Толстые детали разделывают, снимая фаску под углом 45°. Это обеспечит хороший провар. Зафиксировать положение деталей относительно друг друга с помощью прихваток или струбцин.

Технология и применение аргонной сварки

Аргоновая сварка немного напоминает обыкновенную дуговую, но для защиты сварочной ванны в ней используется защитный газ — аргон. Данный инертный газ имеет ряд присущих только ему свойств.

Поскольку аргон тяжелее воздуха на 38%, он хорошо проникает в сварочную ванну и защищает ее от газов, находящихся в атмосфере. Благодаря этому сварочный шов получается без образования оксидной пленки, что улучшает качество соединения.
Аргон присутствует в воздухе, поэтому он является побочным продуктом, образующимся при получении кислорода и азота из атмосферы, и является самым недорогим среди защитных газов для сварки.

Процесс сварки в среде аргона происходит по следующему принципу. Буквально за 1 секунду до розжига дуги в горелку подается аргон. Сварщик подносит электрод к детали, приготовленной для соединения, и нажимает кнопку включения. Но поскольку для розжига дуги в среде защитного газа требуется его высокая ионизация, то в работу вступает осциллятор.

Осциллятор — это прибор, вырабатывающий высокочастотные и высоковольтные импульсы, способные ионизировать газ и зажечь дугу между электродом и заготовкой.

После розжига дуги в место соединения деталей подается присадочная проволока вручную или в автоматическом режиме. Детали свариваются за счет плавления присадки, металл которой попадает на расплавленные кромки соединяемых заготовок.

Традиционно под аргоновой сваркой подразумевают соединение металлов с помощью неплавящегося вольфрамового электрода, создающего дугу, и присадки в виде металлического прутка или проволоки. Данный тип сварки имеет международное обозначение “TIG”.

Применяется аргонная сварка в следующих сферах.

Каркасное строительство. Сварные швы способны выдерживать постоянные нагрузки.
Стыковка труб как стальных, так и из цветных металлов, в том числе труб из различных сплавов.
Соединение разнородных металлов.
Сращивание практически любых металлов между собой: титана, меди, алюминия, нержавейки, бронзы, латуни, чугуна и т.д

Особенно это важно для автомобилестроения.
Изготовление декоративных и ювелирных изделий.

Устройство горелки и шланга сварочного полуавтомата

Используя сварочный полуавтомат, мы можем увеличить скорость работы более чем в два с половиной или в три раза, поскольку нет необходимости в многократном проходе шва, в его зачистке и в замене штучных электродов. Для роста производительности, нужно обеспечить бесперебойную подачу инертного газа, напряжения и проволоки к сварочной ванночке. С этой целью используют устройство, состоящее из следующих компонентов:

баллон с редуктором, настроенный на расход 6-10 л в минуту и укомплектованный шлангом подачи газа;
еврорукав, шланг-кабель длиной 3 м, по которому осуществляется подача тока, проволоки и газа, а также управляющего сигнала;
горелка с наконечником, кнопкой включения и насадкой под разный диаметр проволоки, снабжённая форсункой для инертного или активного газа.

Создать самостоятельно еврорукав — довольно сложно, нужно учитывать, что диаметр используемой проволоки колеблется от 0,8 до 1.6 мм, и она беспрепятственно должна проходить через сварочный шланг. Для этой цели канал снабжается пружиной, с использованием тефлонового покрытия, кроме того, по тому же рукаву проходит подача газа. По кабелю проходит и управляющий сигнал от кнопки горелки, а на конце обычно ставят многоконтактный евроразъём, по которому осуществляется включение и подача всех компонентов.

Сложная конструкция горелки и её работа в условиях высоких температур, подразумевает наличие тугоплавких насадок с отверстиями под разные диаметры сварочной проволоки. Через горелку происходит подача газа, а также включение механизма подачи проволоки к сварочной ванночке. Состоит она из следующих элементов:

ручка с кнопкой управления;
горелка;
газовое сопло;
калиброванный токоподводящий наконечник.

Важно обеспечивать надёжность электрических контактов и герметичное соединение газовых шлангов

Общая информация

Аргонно дуговая сварка во многом очень схожа с ручной дуговой сваркой, вот только дополнительно применяется защитный газ аргон и присадочная проволока. Одновременно с этим используется неплавящийся электрод из вольфрама. Электрод помогает поджечь дугу, а проволока формируется шов. В мире эта сварочная технология называется TIG (ТИГ).

Суть аргонодуговой сварки проста. Сначала горелка подает в сварочную зону аргон. Спустя секунду после подачи газа поджигается сварочная дуга. Чтобы поджечь дугу, нужно поднести к металлу горелку с электродом внутри и нажать на копку включения. Но отчего поджигается дуга? Ведь нет никаких причин для этого.

Эту задачу решает осциллятор. Он ионизирует газ и тем самым позволяет дуге зажечься в парах аргона.

После того, как дуга стабилизировалась, можно подавать в сварочную ванну присадочный материал. Это можно делать вручную или с помощью подающего механизма. Дуга плавит металл, а вот присадочная проволока позволяет сформировать сварной валик. Проволока плавится вместе с металлом и смешивается с ним.

Далее мы расскажем, что вам понадобится для сборки аргонной сварки своими руками.

Технология и применение аргонной сварки

Поскольку аргон тяжелее воздуха на 38%, он хорошо проникает в сварочную ванну и защищает ее от газов, находящихся в атмосфере. Благодаря этому сварочный шов получается без образования оксидной пленки, что улучшает качество соединения.
Аргон присутствует в воздухе, поэтому он является побочным продуктом, образующимся при получении кислорода и азота из атмосферы, и является самым недорогим среди защитных газов для сварки.

Применяется аргонная сварка в следующих сферах.

Особенно это важно для автомобилестроения.
Изготовление декоративных и ювелирных изделий.

Сборка аппарата

Когда у вас есть все составляющие, можно начинать сборку. В первую очередь подключите осциллятор и защитный блок к инверторному аппарату. Чтобы понять, как это делается, поищите наглядные схемы.

Массу присоедините к клемме осцилляторного прибора со знаком «плюс». К «минус»-клемме подсоедините кабель, который отходит от горелки. Для сварки алюминия кабели нужно подключить наоборот.

Подключите горелку к газовому рукаву и объедините баллон с редуктором. Рукав с горелкой подведите к газовому шлангу и кабелям. Потом подключите между собой редуктор и шланг.

Только после этого аппарат можно подключать к обычной сети питания в 200 вольт. Мощность у осциллятора должна быть около шести вольт. После всех этих действий нужно настроить инверторное оборудование для аргонодуговой технологии сварки.

Технология и применение аргонной сварки

Поскольку аргон тяжелее воздуха на 38%, он хорошо проникает в сварочную ванну и защищает ее от газов, находящихся в атмосфере. Благодаря этому сварочный шов получается без образования оксидной пленки, что улучшает качество соединения.
Аргон присутствует в воздухе, поэтому он является побочным продуктом, образующимся при получении кислорода и азота из атмосферы, и является самым недорогим среди защитных газов для сварки.

Применяется аргонная сварка в следующих сферах.

Особенно это важно для автомобилестроения.
Изготовление декоративных и ювелирных изделий.

Особенности эксплуатации самоделки

При благополучной сборке индукционного устройства нужно научиться правильно его использовать. Каждая система представляет опасность, т.к. не умеет автоматически регулировать интенсивность нагрева теплоносителя. Проблема решается посредством некоторых доработок, которые сводятся к монтажу и подсоединению дополнительных механизмов.

Индукционная катушка

Рабочая катушка состоит из проволоки диаметром 3.3 мм. Рекомендуется изготавливать ее из медной трубы, в которую можно интегрировать примитивный контур охлаждения. В процессе работы катушка подвергается интенсивного нагреву. Поэтому нужно собирать ее из устойчивых к температурному воздействию материалов.

Индукционная катушка должна быть из материалов, устойчивых к температурному воздействию.

Модуль резонансного конденсатора

Для сборки резонансного конденсатора, который напоминает небольшую батарею, нужно использовать 23 небольших конденсатора. Емкость детали составит 2,3 мкФ. Допускается применение конденсаторов емкостью 100 нФ.

Такие типы не предназначаются для схемы индукционного нагревателя, но они хорошо справляются со своей задачей.

Установка индукционного нагревателя

Чтобы исключить перегрев индукционного нагревателя и деформацию трубы из пластика, нужно предусмотреть термостат и подключить его к системе аварийного отключения.

Собираем аргонно-дуговую сварку

Не каждый может позволить себе купить готовое оборудование для сварки, хотя рынки дают огромный выбор того или иного оборудования, на любой вкус и для выполнения различных видов работ. Но благодаря небольшой смекалке и желанию достичь нужного результата всегда можно выгодно найти выход из трудной ситуации. А ответ этому — контактная и аргонная сварка своими руками.

Для собственного создания сварочного оборудования необязательно обладать великими знаниями в области электроники или самой сварки, достаточно следовать предложенным инструкциям и результат не даст себя долго ждать. Для начала следует определиться с видом сварки, которое наиболее необходимо и требуется для выполнения предложенных работ. Для начала рассмотрим принцип сборки сварочного аппарата с помощью газа аргона. Необходимые материалы:

Источник тока. Для этого подойдет стандартный трансформатор, возможно, для ручной сварки, с переменным или постоянным током.
Редуктор для газового баллона
Баллон с газом аргона. Желательно с наличием манометра.
Газовый редуктор.
Специальная аргоновая горелка.
Газовый клапан.
Осциллятор, который преобразует электрический ток в высокочастотные импульсы, для поджигания сварочной дуги. Для этого нежелательно касания с рабочей поверхностью из-за слишком низкой ионизации, при которой слабо вырабатывается искра. При этом электрод может окислиться и загрязниться.
Сварочная маска.

Газовая горелка подключается к трансформатору и редуктору, параллельно источнику питания подключается осциллятор. Масса подается, как и при любом другом виде сварки.

Все используемые агрегаты должны быть исправлены, на накидных гайках присутствует рабочая резьба, шланг, через который подается газ, должен быть надежно присоединен, так же как и редуктор. На всем оборудовании должно быть надежное заземление кабелем, у которого сечения не менее 25 мм.

Чтобы сварочные работы велись правильно нужно обратить внимание на некоторые моменты:

при включении аргон имеет малое шипение
поверхности, которые задействованы в сварке, должны быть обезжирены и зачищены
переключатели тока возможны не только ручные, но и педальные (при ручных переключателях не предусмотрено использование обеих рук в процессе сварки)
движение горелки по шву должно быть только продольное, что будет гарантировать высокое качество при сварке.

Данный тип сварки является универсальным и незаменимым во многих случаях, который позволяет выполнять широкий спектр операций. А тот факт, что есть возможность собрать его своими руками, чувствительно сэкономит средства, которые были бы потрачены на покупку подобного оборудования в специализированных магазинах.

Вместо заключения

Как видите, аргоно дуговая сварка своими руками собирается довольно просто. Для его сборки вам понадобятся детали, которые можно купить с рук или поискать у себя в гараже. Самодельный аппарат обладает множеством достоинств. Он прост в применении, стоит недорого и ремонтопригодный. К тому же, вы знаете с точностью до детали, какие компоненты использовали при сборке. И поэтому можете быть уверены в его надежности.

Конечно, не стоит требовать слишком многого от самодельного аргонного аппарата. Он точно не подойдет для регулярной профессиональной сварки. А вот для работы на дому его можно смело использовать.

Источник

Настройка готового оборудования

Самодельная установка для аргоновой сварки требует следующих настроек.

Заточите вольфрамовый электрод на точиле, чтобы он стал похож на иглу. Делается это для того, чтобы дуга концентрировалась на конце иглы и не “гуляла” в разные стороны.
Возьмите горелку и установите в нее вольфрамовый электрод. Диаметр электрода должен соответствовать цанге, в которой он закрепляется.
Откройте вентиль на горелке и отрегулируйте необходимую скорость потока аргона с помощью редуктора (будет достаточно расхода 12-15 л/мин.), после чего снова закройте вентиль на горелке.
Включите осциллятор и поднесите горелку с электродом к металлу, к которому подключен кабель массы.
При нажатии кнопки включения между металлом и электродом на расстоянии около 0,5 мм должна появиться дуга.
Включите подачу газа и снова нажмите на кнопку. В этом случае дуга должна поджигаться уже на расстоянии 10 мм и более.

После проведения вышеописанных несложных настроек можно сказать, что аппарат c функцией TIG полностью готов к работе.

Самодельный сварочный аппарат

Собрать инвертор для сварки просто, так как существует множество схем. Возможно сделать сварку из блока питания компьютера, сбить для него ящик, но получится сварочник низкой мощности. Подробно о создании простого инвертора из компьютерного БП для сварки можно ознакомиться в интернете. Огромной популярностью пользуется инвертор для сварки на ШИМ — контроллере типа UC3845. Микросхема прошивается при помощи программатора, который можно приобрести только в специализированном магазине.

Для прошивки нужно знать основы языка «С ++», кроме того, возможно скачать или заказать уже готовый программный код. Перед сборкой нужно определиться с основными параметрами сварочника: максимально допустимый ток питания составляет не более 35 А. При токе сварки равной, 280 А, U питающей сети составляет 220 В. Если проанализировать параметры, можно сделать вывод о том, что эта модель по характеристикам превышает некоторые заводские модели. Для сборки инвертора следует руководствоваться блок-схемой на рисунке 1.

Схема БП является несложной, и собрать ее достаточно просто (схема 1). Перед сборкой нужно определиться с трансформатором и найти подходящий корпус для инвертора. Для изготовления БП- инвертора нужен трансформатор. .

Этот трансформатор собирается на основе ферритового сердечника Ш7х7 или Ш8х8 с первичной обмоткой провода диаметром (d) 0,25..0,35 мм, количество витков 100. Несколько вторичных обмоток трансформатора должны иметь следующие параметры:

15 витков с d = 1..1,5 мм.
15 витков с d = 0,2..0,35 мм.
20 витков с d = 0,35..0,5 мм.
20 витков с d = 0,35..0,5 мм.

Перед намоткой нужно ознакомиться с основными правилами намотки трансформаторов.

Схема 1 — Схема блока питания инвертора

Навесным монтажом детали желательно не соединять, а сделать для этих целей печатную плату. Существует много способов изготовления печатной платы, но следует остановиться на простом варианте — лазерно-утюжной технологии (ЛУТ). Основные этапы изготовления печатной платы:

Приобрести в специализированном магазине односторонний гетинакс с медной фольгой и хлористое железо.
Изготовить макет печатной платы, используя программное обеспечение Sprint Layout.
Распечатать на глянцевой бумаге, используя только лазерный принтер на самом высоком качестве. Обыкновенный струйный принтер для этих целей не подойдет.
Прислонить распечатанный рисунок к медной фольге.
При помощи нагретого утюга произвести перенос рисунка на фольгу, который должен получиться отчетливым.
После этого выключить утюг и опустить плату в хлористое железо для вытравливания. Главное — не передержать и постоянно контролировать процесс, длительность которого зависит от концентрации хлористого железа.
По окончании вытравливания нужно достать плату и промыть под проточной водой.

После изготовления трансформатора и печатной платы нужно приступить к монтажу радиокомпонентов по схеме блока питания сварочного инвертора. Для сборки БП понадобятся радиодетали:

2 регулятора LM78L15.
TOP224Y.
Интегральная микросхема TL431.
BYV26C.
2 диода HER307.
1N4148.
MBR20100CT.
P6KE200A.
KBPC3510.
Оптопара типа PC817.
С1, С2: 10мк 450 В, 100мк 100 В, 470мк 400 В, 50мк 25 В.
C4, C6, C8: 0,1мк.
C5: 1н 1000 В.
С7: 1000мк 25 В.
Два конденсатора 510 п.
C13, C14 — 10 мк.
VDS1 — 600 В 2А.
Терморезистор типа NTC1 10.
R1: 47k, R2: 510, R3: 200, R4: 10k.
Резисторы гасящие: 6,2 и 30 на 5Вт.

После сборки БП нельзя подключать и проверять, так как он рассчитан именно для инверторной схемы.