Когда руки не для скуки: ремонт инверторного сварочного аппарата

Основные причины возникновения неисправностей

Основными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе сварочного аппарата, являются его надежная работа и простота конструкции. Но рано или поздно даже в самых лучших устройствах возникают определенные поломки. Основными их причинами могут быть:

• неправильное подключение агрегата;
• неправильная эксплуатация;
• нестабильная внешняя электросеть;
• эксплуатация сварки в жестких погодных условиях (повышенная влажность, снег, дождь).

Функциональная схема аппарата.

Неудовлетворительная работа сварочного аппарата необязательно должна быть вызвана его поломкой. Существует множество причин, по которым сварка будет работать ненадлежащим образом:

• неправильно выбранный режим сварки может привести к разбрызгиванию металла электрода или к возникновению слабой дуги;
• отсутствие дуги может быть следствием плохого контакта между свариваемой деталью и кабелем;
• частое залипание электрода может говорить о слабом напряжении внешней электросети. Инверторные типы сварочных аппаратов очень чувствительны к изменению параметров электропитания. Их нестабильная работа может наступить при снижении напряжения на 10%;
• срабатывание терморегулятора инвертора может наступить в результате длительной сварки. Температурная защита срабатывает при температуре выше 750-800 °C;
• срабатывание внешней защиты по току может быть следствием несоответствия установленного предохранительного автомата требуемому технологией сварки.

Неисправности инверторных устройств

Перед ремонтом инверторного сварочного аппарата своими руками желательно ознакомиться с принципом действия, а также с его электронной схемой. Их знание позволит быстрее выявить причины поломок и постараться своевременно устранить их.

Электрическая схема

В основу работы этого устройства заложен принцип двойного преобразования входного напряжения и получения на выходе постоянного сварочного тока путём выпрямления высокочастотного сигнала.

Использование промежуточного сигнала высокой частоты позволяет получить компактное импульсное устройство, располагающее возможностью эффективной регулировки величины выходного тока.

Поломки всех сварочных инверторов условно можно разделить на следующие виды:

• неисправности, связанные с ошибками в выборе режима сварки;
• отказы в работе, обусловленные выходом из строя электронного (преобразовательного) модуля или других деталей устройства.

Метод выявления неисправностей инвертора, связанных с нарушениями в работе схемы, предполагает последовательное выполнение операций, производимых по принципу «от простого повреждения – к более сложной поломке». С характером и причиной поломок, а также со способами ремонта более подробно можно ознакомиться в сводной таблице.

Там же приводятся данные по основным параметрам сварки, обеспечивающие режим безаварийной (без отключения инвертора) работы устройства.

Особенности эксплуатации

Обслуживание и ремонт сварочных аппаратов инверторного типа отличается рядом особенностей, связанных со сложностью схемы этих электронных агрегатов. Для их ремонта потребуются определённые знания, а также умение обращаться с такими измерительными приборами, как цифровой мультиметр, осциллограф и подобные им.

В процессе ремонта электронной схемы сначала производится визуальный осмотр плат с целью выявления обгоревших или «подозрительных» элементов в составе отдельных функциональных модулей.

Если в ходе осмотра никаких нарушений обнаружить не удаётся – поиск неисправности продолжается путём выявления нарушений в работе электронной схемы (проверки уровней напряжения и наличия сигнала в её контрольных точках).

Для этого потребуется осциллограф и мультиметр, приступать к работе с которыми следует лишь при наличии полной уверенности в своих силах. Если возникли какие-либо сомнения по поводу своей квалификации – единственно верным решением будет отвезти (отнести) прибор в специализированную мастерскую.

Специалисты по ремонту сложных импульсных устройств оперативно найдут и устранят возникшую неисправность, а заодно и проведут техобслуживание данного агрегата.

Порядок самостоятельного ремонта

В случае принятия решения о самостоятельном ремонте платы – рекомендуем воспользоваться следующими советами опытных специалистов.

При обнаружении в ходе визуального осмотра сгоревших проводов и деталей следует заменить их новыми, а заодно и переткнуть все разъёмы, что позволит исключить вариант пропадания контакта в них.

Если такой ремонт не привел к желаемому результату – придётся начать поблочное обследование цепей преобразования электронного сигнала.

Для этого необходимо найти источники, в которых приводятся эпюры напряжений и токов, предназначенные для более полного понимания работы этого агрегата.

Ориентируясь на эти эпюры с помощью осциллографа можно последовательно проверить все электронные цепочки и выявить узел, в котором нарушается нормальная картинка преобразования сигнала.

При сомнениях в работоспособности этой платы можно попробовать заменить её исправной (от другого, работающего инвертора) и попытаться вновь запустить сварочный аппарат.

В случае благоприятного исхода останется только отдать свою плату в ремонт или заменить её купленной новой. Таким же образом следует поступать и при появлении подозрений в исправности всех других модулей или блоков сварочного аппарата.

В заключении напомним, что ремонт любых сварочных агрегатов (и инверторов, в частности) считается достаточно сложной процедурой, требующей определённых навыков и умения обращаться со сложной измерительной техникой.

При наличии малейших сомнений в своём профессионализме следует воспользоваться помощью специалистов и предоставить им возможность вернуть неисправный аппарат в работу.

Как работает сварочный инвертор

Инверторный аппарат — источник постоянного тока, обеспечивающий во время сварки конструкций и изделий из металла зажигание и непрерывность работы электрической дуги. Это достигается высокочастотной трансформацией тока большой силы, что приводит к уменьшению размера трансформатора и делает выходящий ток стабильнее. Нужные параметры тока достигаются в несколько этапов:

• первичное выпрямление тока, поступившего из сети;
• трансформация выпрямленного тока в высокочастотный;
• увеличение силы тока высокочастотным трансформатором, что ведёт к уменьшению его напряжения;
• вторичное выпрямление до заданной величины.

Выпрямление тока происходит с помощью диодных мостов нужной мощности, частоту регулируют высокомощные трансформаторы, которые, имея высокую частоту, обеспечивают необходимую силу тока на выходе.

https://youtube.com/watch?v=lei9GDzJp74

Конструкция инверторных аппаратов

Большинство сварочных инверторов имеет блочное строение, где каждый из блоков можно, в свою очередь, разделить на собственные составляющие. Основных блоков три:

• блок питания;
• управляющий блок;
• силовой блок.

Блок питания стабилизирует входной ток. От других элементов его обычно отделяет металлическая перегородка. Он состоит из конденсаторов, накапливающих заряд, дроссельной системы управления, собранной на диодах, и управляемого транзисторами многообмоточного дросселя.

В свою очередь, силовой блок, контролирующий процессы преобразования тока, состоит из таких частей, как:

• первичный и вторичный выпрямители — собраны на основе диодных мостов, в случае первичного способных выдерживать ток силой до 40 ампер, напряжением до 250 вольт и частотой 50 Гц, а в случае вторичного — мощных диодов, способных поддерживать ток в 250 ампер с напряжением около 100 вольт;
• инверторный преобразователь — силовой транзистор с пороговыми значениями силы, напряжения и мощности тока, соответственно, 32 ампера, 400 вольт и 8 киловатт;
• высокочастотный трансформатор, состоящий из обмоток медной ленты, делающих возможным повышение силы тока до 250 ампер с напряжением во вторичной обмотке трансформатора не выше 40 вольт.

Тепловая и силовая защита силового блока осуществляется термовыключателями и специальными платами, построенными на основе логических микросхем типа 561ЛА7 или её аналогов (CD4011 или К176ЛА7, например). Конденсаторы и резисторы входят в состав фильтров высокой частоты, защищающих преобразователи и выпрямители тока. Для охлаждения всех частей инвертора используются вентиляторы малого диаметра (до 60 мм) и радиаторы, отводящие тепло от самых горячих радиоэлектронных элементов плат.

Управляющий блок, как правило, собирают на основе либо задающего генератора, либо широкоимпульсного модулятора. В его состав входят и резонансные дроссели и конденсаторы.

Типовые неисправности инверторов

Ремонт сварочного инвертора своими руками следует начинать с установления причин выхода аппарата из строя. Таких причин может быть две: неправильно выбранный режим работы аппарата (например, когда его мощности не хватает для разрезания металла большой толщины) или неисправности в силовой и электронной части.

Признаки неправильной работы аппарата помогают понять к какой причине относится неисправность. Так, если в процессе сварки в горении дуги наблюдается неустойчивость или разбрызгивается металл, следует проверить правильность выставленной величины силы тока. Её для каждого электрода нужно подбирать в зависимости от его длины, толщины и типа. От силы тока также зависит и скорость сварки.

Если сварочный электрод прилипает к поверхности детали, но при этом величина силы тока установлена в соответствии с его характеристиками, следует проверить длину и толщину провода используемого удлинителя, так как для сварки должны использоваться электрические кабеля небольшой длины, не больше 40 метров, и сечением более 4 квадратных миллиметров. Ещё несколькими причинами этого могут быть упавшее напряжение в сети, плохо подготовленная поверхность сварки, окисление ключевых элементов схемы питания инвертора и плохой контакт блоков инвертора в панельных гнёздах.

Если аппарат отключается при продолжительном выполнении сварки деталей, ему, скорее всего, нужно дать остыть, так как срабатывает защита от перегрева. Получаса достаточно для продолжения работ.

Невозможность включить аппарат может говорить о многих проблемах. В первую очередь следует проверить стабильность напряжения в сети, так как если оно опускается ниже 190 вольт, инвертор работать не будет.

Визуальный осмотр сварочного инвертора

После очистки аппарата от пыли производится тщательный осмотр всех узлов и элементов. Необходимо проверить наличие внешних повреждений:

• мест пайки проводов и радиодеталей (при помощи увеличительного стекла), подозрительные, либо окисленные соединения нужно пропаять,
• всех дорожек электронных плат (при помощи увеличительного стекла), при наличии повреждений нужно аккуратно пропаять,
• надежности крепления каждого провода к соединительному разъему,
• надежность крепления трансформаторов и радиаторов охлаждения.

При наличии вентилятора охлаждения проверяется вращение крыльчатки от руки, она должна вращаться свободно и беспрепятственно.

Визуально осмотрите сетевой провод и место соединения с электронной платой, а также место крепления сетевого провода к корпусу аппарата, для исключения непредумышленного отсоединения от аппарата. Чаще всего, сетевой провод подключается к плате управления при помощи соединительного разъема. Этот разъем необходимо проверить более тщательно.

Убедившись в том, что сетевой провод в исправном состоянии и не имеет оголенных токоведущих частей можно приступить к визуализации работы путем подключения к сети.

Назначение оборудования и особенности его конструкции

Основным назначением любого инвертора является формирование постоянного сварочного тока, который получают путем выпрямления высокочастотного переменного. Использование именно высокочастотного переменного тока, преобразованного посредством специального инверторного модуля из выпрямленного сетевого, обусловлено тем, что силу такого тока можно эффективно увеличивать до требуемой величины при помощи компактного трансформатора. Именно данный принцип, положенный в работу инвертора, позволяет такому оборудованию иметь компактные размеры при высокой эффективности.

Функциональная схема работы сварочного инвертора

Схема сварочного инвертора, которая определяет его технические характеристики, включает в себя следующие основные элементы:

• первичный выпрямительный блок, основу которого составляет диодный мост (в задачу такого блока входит выпрямление переменного тока, поступающего из стандартной электрической сети);
• инверторный блок, основным элементом которого является транзисторная сборка (именно при помощи данного блока постоянный ток, поступающий на его вход, преобразуется в переменный, частота которого составляет 50–100 кГц);
• высокочастотный понижающий трансформатор, на котором за счет понижения входящего напряжения значительно повышается сила выходящего тока (благодаря принципу высокочастотной трансформации на выходе такого устройства может быть сформирован ток, сила которого доходит до 200–250 А);
• выходной выпрямитель, собранный на базе силовых диодов (в задачу данного блока инвертора входит выпрямление переменного высокочастотного тока, что необходимо для выполнения сварочных работ).

Как работает инвертор

Ниже приведена схема, которая наглядно показывает принцип работы сварочного инвертора.

Итак, принцип действия данного модуля сварочного аппарата заключается в следующем. На первичный выпрямитель инвертора поступает напряжение из бытовой электрической сети или от генераторов, бензиновых или дизельных. Входящий ток является переменным, но, проходя через диодный блок, становится постоянным. Выпрямленный ток поступает на инвертор, где проходит обратное преобразование в переменный, но уже с измененными характеристиками по частоте, то есть становится высокочастотным. Далее, высокочастотное напряжение понижается трансформатором до 60-70 В с одновременным повышением силы тока. На следующем этапе ток снова попадает в выпрямитель, где преобразуется в постоянный, после чего подается на выходные клеммы агрегата. Все преобразования тока контролируются микропроцессорным блоком управления.

Технические параметры устройств

Сварочные инверторы имеют ряд определенных характеристик, по которым можно судить о его технологических свойствах. К ним относят следующие параметры:

Конструкция сварочного инвертора

1. Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.
2. Размер напряжения, которое используется для электроснабжения. Производители выпускают изделия, которые работают от 380 и от 220 в. Первые применяют для профессиональной сварки, вторые для работы в домашних условиях.
3. Размер тока, этот параметр оказывает прямое влияние на размер электрода, который будет использоваться для выполнения сварки.

Технические параметры сварочного инвертора

1. Мощность агрегата, этот параметр дает информацию о том, ток, какой силы будет формировать сварочную дугу.
2. Напряжение на холостом ходу, этот параметр показывает, как быстро будет получена сварочная дуга.
3. Диапазон размеров электродов, которые будут использованы для производства сварки.
4. Габаритно-весовые характеристики инверторного сварочного аппарата и размер сварочного тока на выходе. Чем ниже последний показатель, тем меньше аппарат, но и соответственно такое устройство обладает меньшими эксплуатационными характеристиками.

Зачем переделывать аппарат?

Теперь вы знаете, что вопрос «Так какой ток лучше: переменка или постоянка?» не имеет ответа. Аппараты на переменке и аппараты на постоянке — это два разных явления со своими достоинствами и недостатками. И в идеале лучше иметь в своем арсенале универсальное оборудование, способное варить и на постоянном, и на переменном токе.

В продаже встречаются такие аппараты, но они стоят несравнимо дорого. Если вы профессионал, то есть смысл купить такое устройство. Но если вы любитель, и варите пару раз в год у себя на даче или в гараже, то лучше приобрести трансформаторный аппарат и немного доработать его. Трансформатор, работающий на переменном токе, можно снабдить возможностью переключения на постоянный ток. Так вы получите недорогой универсальный аппарат, который к тому же будет мощным и надежным.

Для чего предназначено оборудование

Основное назначение аппарата — формировать постоянный сварочный ток, который получают путем преобразования высокочастотного переменного. Использование именно такого преобразованного переменного тока обусловлено тем, что сила такого тока может эффективно увеличиваться до нужных величин посредством небольшого трансформатора. Именно такой принцип работы дает возможность сохранить небольшие размеры устройств одновременно с высокой производительностью.

Схема сварочного инвертора, от которой зависят технические характеристики, составлена из следующих компонентов:

• первичного выпрямительного блока, его основание — диодный мост, выпрямляющий переменный ток с электрических сетей;
• инверторного блока, элемент которой транзисторная сборка;
• высокочастотного понижающего трансформатора, на котором при понижении входящего напряжения существенно возрастает сила выходящего тока;
• выходного выпрямителя, собранного на базе силовых диодов (данный блок отвечает за выпрямление переменного тока, без чего не обойтись при сварочных работах).

Техобслуживание и ремонт инверторов

Ремонт сварочных аппаратов, принадлежащих к инверторным, имеет ряд особенностей, связанных с особенностями их конструкции. У подобных аппаратов главная особенность следующая: все они электронные, что требует от сотрудников сервисных служб хотя бы минимальных радиотехнических знаний и навыков работы с измерительными приборами (вольтметр, цифровой мультиметр, осциллограф и т. п. ).

При техническом обслуживании и ремонте в первую очередь проверяются все элементы схемы сварочного инвертора. Речь идет о транзисторах, резисторах, диодах, стабилитронах, трансформаторных и дроссельных устройствах, ведь иногда очень сложно или практически невозможно с точностью определить, что именно вышло из строя.

Если возникают такие ситуации, то стоит в четкой последовательности проверять каждую деталь. Чтобы успешно решить задачу, нужно воспользоваться измерительными приборами, а также уметь читать электронные схемы. Когда вы не являетесь обладателем даже минимальных знаний и умений, то ремонт сварочного полуавтомата своими руками может привести к более серьезным поломкам.

Что может привести к поломке

Существует два основных типа ситуаций, из-за которых агрегаты могут преждевременно выходить из строя:

• неправильный выбор режима сварочных работ;
• полный выход из строя отдельных деталей или их некорректная работа.

После оценки собственных сил, знаний и опыта, решив взяться за самостоятельный ремонт сварочных аппаратов инверторного вида, стоит не только просмотреть обучающие видео, но и внимательно прочитать руководство пользователя, ведь именно из него можно узнать наиболее подробную информацию о модели, правильном выборе рабочего режима, характерных неисправностях и способах их устранения.

Диагностику выполняют, постепенно переходя от простых операций к более сложным. После выполнения всех рекомендаций может случиться так, что агрегат по-прежнему не будет работать. Тогда можно предположить, что неполадки возникли из-за проблем с электросхемой инверторного модуля. В большинстве случаев причины следующие:

• В устройство попала влага. Зачастую это случается при сварке во время осадков.
• Если под корпусом скопится слишком большое количество пыли, то нарушится работа системы охлаждения. В зоне самого большого риска оборудование на строительных площадках, его придется постоянно очищать.
• Пренебрежение рекомендуемыми нагрузками, что приводит к перегревам оборудования. Необходимо придерживаться советов производителя, которые находятся в инструкции.

Что выходит из строя наиболее часто?

Искры в инверторе

В недорогих инверторах такая поломка встречается часто. Выглядит это так: аппарат выдает искру, но при этом отказывается работать. Этому есть логические объяснения, о которых мы и поведаем.

Первым делом стоит внимательно взглянуть на сварочные кабели: очень часто они нуждаются в «реанимации». На первый взгляд явных дефектов может и не быть, но на всякий случай возьмите новые кабели и вставьте их в массу с держаком.

Таким образом дуга зажжется, и у вас будет возможность проверить разъемы на качество работы.

Имеете богатый опыт в таком вопросе? Попробуйте провести ремонт самостоятельно. Во всех других случаях вышли из строя провода, которые находятся на пакетном выключателе. А вдруг последние обгорели?

Не расстраивайтесь: ремонт дается далеко не всем. Чтобы не терять время, нужно обратиться к мастеру. Он вернет ваш инвертор к рабочему состоянию.

Аппарат отказывается варить

Может случиться и так, что индикаторы света будут гореть, а процесс сварки так и не запустится. Как правило, это связано с перегревом инвертора. Об этом мы поговорим через минуту.

А пока – проверьте сварочные кабели на целостность или же подключите новые и снова попытайтесь запустить механизм. Возможно такой простой ремонт сразу поможет.

Перегрев инвертора

Речь идет об одной из частых проблем. В том случае, когда аппарат работает 10-15 минут без остановки, он может перегреться и на время выключится. Это происходит вопреки тому, что на многих инверторах стоит блокировка от перегрева.

Решение вопроса и выполнение ремонта – вполне логичное: просто выключите аппарат на 30 минут и дайте ему остыть. Только спустя полчаса приступайте к повторной работе: инвертор должен включиться. Это и будет ремонтом.

Механизм не включается

Это также нередкая проблема, приводящая к ремонту. Обычно ее обнаруживают, когда пытаются подключить инвертор к розетке, но он отказывается работать.

Проблема может быть в сетевом кабеле. Он может быть поврежден. Для проверки снимите с аппарата корпус и загляните внутрь.

В том случае, если вы не заметили ничего подозрительного (кабель оказался целым, стабилизатор при этом не помогает) – тогда просите помощи у специалистов.

Ток не налажен

Процесс выглядит так: вы запускаете регулятор силы тока, но механизм не работает. Причиной тому обычно становится регулятор. Варианта два: или он нуждается в полной замене, либо какое-то соединение просто отошло от провода.

После снятия корпуса механизма вооружитесь мультиметром и проверьте регулятор

Если он не сломан, тогда нужно обратить внимание на то, как замкнут дроссель и не сломан ли вторичный трансформатор

Не знаете, что предпринять и как отремонтировать прибор? Отдайте свой инвертор человеку, который в этом разбирается.

Электрод и металл «залипают»

Настройки «антизалипания», которым оснащены современные инверторы, часто не работает. И тогда приходится решать, в чем же причина и какой ремонт нужен.

Во-первых, вы могли выбрать некорректный режим сварки. Часто это случается с неопытным мастером.

Во-вторых, электрическая сеть может быть недостаточно мощной для аппарата. Как мы уже говорили, стоит приобрести стабилизатор. Он поможет контролировать сетевое напряжение и избегать его скачков.

В-третьих, вы забыли купить удлинитель для аппарата, а длины шнура не хватает для работы. Как следствие, из-за его небольших размеров напряжение может снизиться. Обязательно учитывайте этот момент.

И, наконец, момент №4 – вы могли некачественно подготовиться к сварочным работам. Одним из вариантов может быть такой: варка металла с окисной пленкой и нетщательная зачистка механизма перед сваркой.