Сборка сварочного инвертора своими руками

От сварки ММА аргонную отличает несколько деталей процесса:

  • Сварка проходит при постоянном обдуве шва аргоном.
  • Вольфрамовый электрод (для ручной сварки). Для автоматической аргонной сварки могут применяться и плавящиеся электроды.
  • Дуга разжигается с помощью осциллятора — прибор для бесконтактного розжига.
  • Специфическая техника прохода электрода.
  • Необходима присадочная проволока. Без нее можно варить только очень тонкие листы.
  • Работает как на постоянном токе (обратная полярность), так и на переменном.

Сделать аргонную сварку из инвертора вполне реально, и самодельная установка будет проходить самые сложные швы, выдавая отличное качество. Аргон отличается от других рабочих газов полной инертностью к большинству веществ. Он дешев, достаточно тяжел, чтобы плотно окутать ванну в процессе сварки, и предотвращает образование оксидной пленки. В этом также его минус — при работе на открытом воздухе ветер может снизить качество, укрытие из подручных материалов исправит ситуацию.

В среде инертного газа сварка проходит с силой тока 20-200 А и напряжением в 30-80 В. Параметры выбираются из диапазона по специальным таблицам, зависят от толщины соединяемого листа и диаметра электрода. Вольфрам для аргонной сварки не плавится при рабочих температурах, позволяет получить узкий аккуратный, но прочный шов за счет очень тонкой дуги и показывает малый расход (испарение — 0,01 г/м).

Присадочная проволока на толстых деталях нужна для получения монолитного шва и выбирается с учетом материала свариваемых элементов. Для алюминия нужна алюминиевая проволока, для нержавейки — легированная сталь определенной марки, и так по каждому материалу. При рабочей температуре аргонной сварки она плавится и качественно заливает шов.

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.

Сборка самодельного аргонного аппарата

Из чего собрать?

Аппарат для сварки аргоном не требует покупки сложных компонентов. Мы расскажем про главные составляющие, которые понадобятся для этого оборудования.

Во-первых, у вас должен быть источник тока для сварки. Мы возьмём инверторное сварочное устройство.

Далее нужен осцилляторный прибор, о назначении которого мы говорили. В дополнение нам нужен защитный блок аппарата. Вторичные детали — газовые баллоны, сварочные горелки, редукторы, шланги для газа и соединительные кабели.

Далее поговорим конкретно про каждую из них.

Про источник тока

В качестве источника сварочного тока можно использовать трансформаторные и выпрямительные аппараты. Но они технически не новы, и могут не осилить некоторые моменты аргонодуговой сварки.

Функциональный инверторный аппарат лучше покажет себя в этой роли.

Но сделать из инверторного устройства аппарат для аргонодуговой сварки несколько сложнее. Если вы попробуете просто подключить к нему осциллятор, инвертор может выйти из строя вместо того, чтобы варить в аргоновой среде.

Чтобы этого не случилось, нужно добавить к прибору защитный блок. Его собирают на одной плате с осциллятором, а саму плату оснащают индивидуальным корпусом.

Вы можете внимательнее осмотреть ваш инверторный аппарат или его паспорт. Если где-то указано, что в устройстве предусмотрена функция ТИГ, вам не нужно будет ничего делать со своим инвертором.

Для аргоновой сварки вы можете просто подключить к аппарату баллон с аргоном и горелку. Обычно инвертор подходит для сварки типа ММА, но имеет расширенный функционал за счет осциллятора и защитного блока.

В этом случае считайте, что производитель позаботился о вас и сделал аппарат пригодным для ТИГ-сварки.

Про осциллятор и блок защиты

Для того, чтобы оборудовать инверторы, не предназначенные для аргонодуговой сварки, нужно встраивать в них осцилляторы и блоки защиты.

Для этого можете найти в интернете наглядные схемы или видео уроки. Они объяснят понятнее, чем простой текст.

Про горелку и газ

Второстепенные компоненты нельзя выбирать наощупь. Например, любая газовая горелка не подойдёт. Производятся специализированные горелки для аргонодуговой сварки.

Её сопло сделано из керамики, а внутрь встроен держатель для тугоплавкого электродного стержня.

Горелки также собираются вручную, а детали для них есть в интернет-магазинах и строительных гипермаркетах. Но лучше сэкономить время и выбрать одну из заводских горелок. Разница в цене будет не так заметна.

Защитным газом выступает аргон. Его «запаковывают» и перевозят в серых или черных баллонах. Аргон из баллонов серого цвета содержит аргон в чистом виде, поэтому он лучше проявляет себя в сварке.

Вам не нужен баллон больше десяти литров, если вы варите дома, на даче или в гараже. Десятилитровый баллон маленький и лёгкий, поэтому его легко как переносить, так и перевозить с места на место.

Баллоны в пятьдесят литров нужны мастерам, которые работают на стационарном оборудовании, чаще всего в цеху.

Про редуктор и шланг

Газовые редукторы надеваются на баллоны с аргоном, чтобы уравнивать внешнее давление в шлангах и внутреннее давление резервуара. Не все редукторы подходят для аргона. Они обычно покрашены в цвет баллона.

Собирать шланг самому не стоит. Проще будет купить заводской и не пытаться экспериментировать. Шланг, который вы сделаете вручную, может иметь поры или быть неудобным в использовании.

К тому же, найти разъем для подсоединения к источнику газа и горелке будет нелегко.

Варианты исполнения

Возможно несколько подходов к изготовлению своими руками аргонового сварочного аппарата, отличающихся разным уровнем материальных затрат. Самый дешёвый вариант предполагает использование готовых модулей и запасных частей.

Такой подход позволяет получить простую в исполнении конструкцию инверторного агрегата, обладающего возможностью варить как постоянным, так и переменным током.

Вдобавок к этому потребуется комплект шлангов в сборе с заводской горелкой и специальный блок (осциллятор), значительно облегчающий розжиг дуги. И, наконец, нужно будет побеспокоиться о приобретении готового узла задержки токовой подачи.

Второй подход к реализации проекта аргоновой сварки состоит в изготовлении своими руками всех сборных модулей и электронных плат, что несколько снижает суммарные затраты. Однако в этом случае от исполнителя потребуется высокий профессионализм, а также достаточный запас свободного времени.

Читайте также  Как нарисовать бочку

Независимо от выбранного способа сборки, при изготовлении своими руками инвертора для аргоновой сварки потребуется корпус, в котором будут размещены все элементы конструкции.

Перед набором запчастей и деталей следует внимательно изучить электрическую схему будущего устройства и составить чёткий план соединения электронных блоков.

Варианты принципиальных схем сварочного аппарата с осциллятором

За основу комплекта для аргоновой сварки всегда берётся типовой блок питания, собираемый на базе трансформаторного преобразователя и диодного мостика с ёмкостными фильтрующими элементами на выходе. С их помощью формируется пониженное напряжение (от 45 до 60 Вольт), которое после импульсного преобразования в инверторе вновь выпрямляется и обеспечивает на выходе требуемую величину сварочного тока.

Изготовление своими руками инверторного модуля сопряжено с большими трудностями профессионального характера. Проще всего использовать готовый импульсный блок от бытового прибора с подходящими характеристиками после его доработки и перенастройки.

Как варить TIG сваркой

Половина успеха заключена в правильном выборе режима работы. Но изначально следует потрудиться в подготовке свариваемой поверхности. Ее необходимо очистить от грязи, жира, остатков краски и т.п. Игнорировать процедуру не следует даже в том случае, когда кромки визуально кажутся чистыми. После этого можно перейти к определению нужной силы тока. Насколько правильно будет выбран данный параметр, настолько хорошо проплавится металл. В помощь приведена таблица со справочными данными.

Толщина металла, мм Сила тока, А Диаметр электрода, мм
1 45-55 1,5
2 80-90 2
3 120-150 3,2
4 170-190 5

Самое время определиться с полярностью. Здесь все достаточно просто. При работе на постоянном токе полярность выбирается прямая, и, наоборот, при переменном – обратная. Электрод подвергается заточке с дальнейшей полировкой. При сваривании тонких листов нужно брать специальные стержни, предназначенные для сварки тонкого металла. При заточке они затачиваются максимально остро. Соответственно, для толстого металла угол меняется в большую сторону.

Дуга поджигается по принципу спичек. Электродом проводят по поверхности металла. Как альтернатива – функция TIG lift, но поджигать следует в рабочей зоне. Наиболее практично пользоваться бесконтактным поджигом, если такая функция предусмотрена. Дело в том, что она есть только на профессиональных дорогостоящих моделях аппаратов.

1 Сфера применения технологии, плюсы и минусы

Ключевой особенностью технологии аргонодуговой сварки является то, что в отличие от обычного метода сварной шов прокладывается в среде защитного облака из защитного газа — аргона. Также разница заключается в значительно меньших температурах столба дуги, которые не превышают 2000 градусов, что дает возможность использовать неплавящиеся вольфрамовые электроды.

Данная технология практикуется при работе со следующими видами металлов:

  1. Алюминий. Соединение алюминия обычной электродуговой сваркой невыполнимо из-за высокой теплопроводности металла, сохранение цвета которого при нагреве до температуры плавления возможно только в среде защитного газа. Также на поверхности оксида в стандартных условиях быстро образуется пленка оксидов, ухудшающая качество шва.
  2. Нержавеющая сталь. Характерной особенностью сварки нержавейки является необходимость применения присадочной проволоки из аналогичного материала, присадкой в данном случае долен покрываться образовавшийся на поверхности металла слой окиси. Режим сварки подбирается так, чтобы шов медленно остывал в аргоновой среде, при отключению подачи газа сразу по завершению стыковки на поверхности нержавейки могут пойти трещины.
  3. Чугун. ТИГ технология зачастую практикуется при ремонте сантехнический и канализационных труб либо с целью ремонта дефектов чугунных конструкций, возникших в процессе их отлива. Перед прокладыванием сварного шва соединяемые детали необходимо нагреть до температуры 150-300 градусов во избежание растрескивания материала.
  4. Титан. Сварка титана аргоном является единственным возможным методом обработки данного металла, поскольку без защитного газа уже при 450 0 на его поверхности образуется окалина и оксидная пленка, провоцирующие появление трещин. Особенностью работы с титаном является применение вспомогательных накладок для подачи газа на тыльную сторону свариваемых поверхностей.
  5. Медь и латунь. Соединение данных металлов можно выполнять и по стандартной технологии, однако сварка меди аргоном обеспечивает лучшее качество шва. Медь и латунь имеют низкую температуру плавления, поэтому их нагрев при реализации ТИГ метода не превышает 350-400 градусов.

Схема аргонодуговой сварки

Сварка в среде аргона имеет ряд преимуществ, не доступных другим технологиям соединения металлов, а именно:

  • низкий нагрев поверхности стали — для титана, чугуна и меди сильное прогревание является критичным;
  • высокая продуктивность сварочных работ;
  • качественный и визуально эстетичны сварной шов;
  • сравнительная простота технологии и возможность ее реализации в домашних условиях.

Однако есть у данного метода и недостатки, к которым относится необходимость применения большого количества вспомогательного оборудования, сложности в выборе режима аргонодуговой сварки, а также трудности при работе в условиях сквозняка либо ветра, которые разрушают защитное аргоновое облако.

1.1 Нюансы ручной аргонодуговой сварки (видео)


к меню ↑

Особенности аргоновой сварки

Сварка в аргоновой атмосфере отличается от обычной ММА такими особенностями:

  • производится при постоянном обдуве аргоном;
  • ток может использоваться как переменный, так и постоянный (обратной полярности);
  • необходимо использовать вольфрамовый электрод;
  • без присадочной проволоки варить можно только особо тонкие листы;
  • для розжига дуги необходим осциллятор;
  • техника проводки электрода имеет определенную специфику.

Рассмотрим все пункты по отдельности. Может показаться, что они напрямую не относятся к теме, как из обычного инвертора сделать профессиональную аргоновую сварку, но, зная эти тонкости, станет легче учесть все особенности аппарата и технологии.

Схема аргонной сварки:

Зачем нужен аргон

Практические свойства при сварке определяет его вес — он тяжелее азота и кислорода более чем в два раза, появляясь в зоне сварного шва, он попросту вытесняет эти газы и окутывает ванну, не допуская возникновения химических реакций окисления. Этот факт необходимо учитывать при сварке на открытом воздухе — сильный или умеренный ветер может ухудшить качество сварки.

Сварочный ток

Электрический ток напряжением 30-80 В и силой 20-200 А — диапазоны, применяющиеся при сварке цветных металлов в инертной атмосфере. Выбор параметров тока производится согласно специальных таблиц и зависит от диаметра электрода и толщины свариваемого металла. Правильно выбрав характеристики тока, вы сможете выполнить самый сложный шов даже на самодельном аппарате.

Электрод

  • он не плавиться (Т плавления выше 3000 0 С, даже при красном калении он не размягчается) при температурах сварки цветных металлов;
  • позволяет получить очень тонкую дугу, дает возможность формирования компактного шва;
  • испарение электрода составляет не более 0,01 грамма на 1 м шва.

При этом промышленность выпускает такие электроды в более чем 25 видах, выбрать нужный не составит особого труда.

Присадочная проволока

Материал проволоки выбирается в соответствии со свариваемым металлом: для алюминия — алюминиевая, для нержавейки — из легированной стали определенной марки.

Осциллятор

При сварке постоянным током вольфрамовым электродом довольно сложно разжечь электрическую дугу. Если выполнять эту операцию касанием, как при сварке ММА, то возможно пригорание электрода, проплавление металла, приварка части материала к острию электрода и прочие неприятности.

Осциллятор — специальный аппарат, который вырабатывает высокочастотный ток для подачи импульса розжига. В дальнейшем он периодически генерирует поддерживающие импульсы, стабилизирующие дугу и позволяет сварщику уверенно работать как при постоянном, так и при переменном токе.

Читайте также  Минимальные размеры душевой кабины

Перед тем, как сделать полноценную аргоновую ТИГ сварку самому, необходимо купить осциллятор, например УВК 7, или собрать его самостоятельно по одной из схем:

Но практика показывает, что осциллятор заводского изготовления работает намного надежнее. А цена его не столь высока, чтобы тратить неделю времени на поиск деталей, сборку и настройку самодельного устройства.

Тем более, что заводской осциллятор подключается очень просто практически к любому аппарату инверторного или трансформаторного типа — достаточно при помощи специальных разъемов навесить его на сварочные электрокабели. Он работает параллельно с аппаратом и на сварочный ток влияния не оказывает, поддерживая только стабильность дуги.

Но при покупке осциллятора следует учесть, что некоторые модели работают при напряжении холостого хода от 40 В. Если вы собрались вести сварку при U= 28-30В, то генератор импульса может не сработать.

Защитный газ для сварки TIG

Защит­ный газ защи­ща­ет место свар­ки от воз­ду­ха. Могут при­ме­нять­ся Аргон/Ar и Гелий/He. Чаще все­го при­ме­ня­ет­ся аргон. Так как эти газы явля­ют­ся инерт­ны­ми, они не изме­ня­ют харак­те­ри­сти­ки сва­роч­но­го шва. Реже исполь­зу­ют­ся три типа сме­си газов. Пер­вая – Аргон и Гид­ро­ген, вто­рая – Аргон и Нит­ро­ген, тре­тья – Аргон и Гелий. Аргон, сме­шан­ный с Гели­ем при­ме­ня­ет­ся при сва­ри­ва­нии тол­стых метал­лов для луч­ше­го про­ник­но­ве­ния шва. Для боль­шин­ства сва­роч­ных работ хоро­шо под­хо­дит чистый Аргон.

Элементы для сборки самодельного аппарата

Чтобы собрать оборудование для аргоновой сварки, потребуются следующие элементы:

  • сварочный аппарат постоянного тока или инверторного типа;
  • осциллятор;
  • блок защиты инвертора;
  • горелка;
  • баллон с аргоном;
  • газовый редуктор;
  • газовый шланг;
  • сварочные кабели.

Источник тока

В качестве источника тока для TIG сварки можно взять обычный сварочный трансформатор и на его выходе приспособить диодный мост для выпрямления тока. Также можно использовать сварочный выпрямитель. Но для обоих типов аппаратов потребуется добавить еще и осциллятор, который будет способствовать бесконтактному розжигу дуги.

На просторах интернета можно прочитать, что проще всего сделать аргонную сварку из инвертора. Но здесь имеется несколько нюансов. Существуют инверторы, в которых уже встроена возможность для TIG сварки. В таком случае достаточно подсоединить к аппарату рукав с горелкой для аргоновой сварки, подсоединить шланг к баллону с аргоном, и агрегат готов к работе. Но сначала нужно переключить его в режим TIG и выставить необходимую силу тока.

Следует заметить, что в таких инверторах уже встроен осциллятор и необходимая защита.

Инверторы без встроенной функции TIG сварки использовать для этой цели не получится. Даже если к нему подключить внешний осциллятор, то инвертор просто сгорит. Чтобы этого не произошло, понадобится небольшая переделка инвертора, которая заключается в добавлении в его схему блока защиты. Данный блок можно собрать вместе с осциллятором на одной плате и поместить ее в отдельный корпус. Получится небольшая приставка к инвертору.

Осциллятор и блок защиты

Как уже говорилось выше, для сварочного инвертора потребуется специальная приставка для TIG сварки. Ее можно собрать своими руками по схеме, предоставленной ниже.

Данная схема включает блок защиты (расположен слева) и осциллятор. Последний можно приобрести в Китае или собрать самостоятельно. Как собирается приведенная выше схема, можно узнать, посмотрев это видео.

Горелка

Для аргоновой сварки используется специальная горелка, состоящая из керамического сопла и держателя вольфрамового электрода.

Также на горелке расположены кнопка пуска и вентиль для подачи газа. Горелку можно собрать из комплектующих, которых достаточно на китайских сайтах, или там же купить уже готовую (собранную).

Баллон с аргоном

В целях безопасности все баллоны с газом принято окрашивать в разные цвета и наносить на них надписи тоже различных цветов. Ниже приведен рисунок, на котором показаны все разновидности газовых баллонов с соответствующей их содержимому маркировкой и цветом.

Как видно из рисунка, для аргона используют баллоны черного цвета (с белой полосой) либо серого цвета (с зеленой полосой и надписью). Для TIG сварки применяют очищенный аргон. Поэтому понадобится приобрести баллон серого цвета с зеленой надписью “Аргон чистый”.

Совет! Для профессионального использования используются баллоны емкостью около 50 литров, имеющие большой вес. Но для бытового использования будет достаточно баллона на 10 литров, который можно перемещать самостоятельно.

Редуктор

Поскольку газ в баллоне находится под большим давлением, то чтобы подать его на горелку, потребуется редуктор. Данный прибор показывает давление в баллоне и позволяет регулировать скорость потока газа по шлангу, ведущему к горелке.

Редуктор должен подбираться строго под определенный газ, то есть в данном случае – под аргон. Обычно прибор имеет такой же цвет, как и баллон с газом.

Шланг и сварочные кабели

Если собирать рукав для аргоновой сварки самостоятельно, то он получится толстым и плохо гнущимся, поскольку в него нужно поместить электрический кабель и газовый шланг. К тому же, потребуется отдельно приобретать разъемы для подключения к горелке и к инвертору (если использовать инвертор с возможностью TIG сварки). Готовый рукав для аргоновой сварки можно купить там же, где и горелку.

Оборудование и материалы, необходимые для выполнения TIG сварки

Сваривать железо при помощи аргонодуговой сварки типа TIG можно и обычным инвертором. Он работает в импульсном режиме, что способствует нормальному поджигу дуги и дальнейшему процессу сплавления. Что касается перечня оборудования, то для работы потребуется следующий набор из устройств и аксессуаров:

  • Инверторный аппарат, у которого есть клапан для управления подачей газа с опережением в 1 секунду.
  • Рукав с токоведущим проводом и горелка, в которой интегрирован держатель для электрода и имеется выход для газа.
  • Баллон с аргоном, который подключен к входному отверстию на аппарате.
  • В некоторых моделях также имеется педаль для управления подачей газа, но тогда надо выдерживать время перед поджигом дуги самостоятельно.
  • Система охлаждения горелки. Она используется в тех случаях, когда сварка выполняется более толстых деталей на большем расстоянии до них. В качестве жидкости используется дистиллированная вода, циркулирующая через рукоятку.

Перед тем, как начать работать со сваркой в режиме TIG, рекомендуется просмотреть видео от профессионалов. Там мастера подробно описывают не только оборудование, но и сам процесс происходящего, нюансы и особенности. Важно отметить, что варить таким аппаратом просто, но без практики качественный шов с первого раза не получится.