Что такое осциллятор для сварки

Когда сварщику предстоит работа с высоколегированной сталью, он выбирает постоянный ток и электроды с соответствующим покрытием. Для нержавеющей стали подходит вольфрамовый расходник. Алюминий сваривают аппаратом переменного тока. материалы могут меняться в зависимости от условий работы и состава металла. Стабильным остается только один фактор: необходимость розжига дуги. Зачастую сделать это непросто, поскольку многие металлы покрываются слоем защитной пленки, которая препятствует контакту между электродом и стыком. Для решения проблем розжига электрической дуги разработали специальное устройство.

Розжиг электродуги

Для работы с электродуговой сваркой требуются навыки. И речь идет не только о самом процессе формирования шва. Уже на начальном подготовительном этапе нужно иметь некоторый опыт, чтобы подготовить устройство к работе и, как минимум, разжечь электрическую дугу. Она генерируется в результате взаимодействия противоположных полюсов электрической цепи. Одним из них выступает электрод, а другим – поверхность, а точнее сказать стык двух заготовок.

Воздух является отличным изолятором. К примеру, чтобы электрический разряд смог пробить воздушную «подушку» толщиной 1 сантиметр, потребуется разница потенциалов между катодом и анодом в 30 тысяч вольт. Такое не под силу даже наиболее совершенным и навороченным инверторам. Поэтому единственно приемлемым вариантом розжига электрической дуги остается плотный контакт с последующим умеренным удалением электрода от рабочей поверхности.

Подобные манипуляции совершить «с ходу» не получится. Требуется хотя бы немного попрактиковаться. Даже опытные сварщики не дают гарантии, что дугу удастся поджечь с первого раза. Существует много объективных (и субъективных тоже) факторов, которые влияют на результат. Учесть их и предвидеть все очень непросто.

Часто сварщик выполняет серию постукиваний электродом о металл, пытаясь разрушить образовавшийся во время работы слой окисла. Чаще всего подобные трудности возникают при работе с заготовками из цветных металлов. Учитывая то, что для работы с цветметом необходим ток малой силы, то становится очевидным тот факт, что генерировать стабильную электрическую дугу становится сложнее.

Избежать проблем с розжигом дуги позволяет специальное устройство, которое называется осциллятором. Оно применяется как дополнительное устройство источника питания при аргонодуговой сварке. Но использовать его могут только опытные специалисты. Необходимо знать тонкости подключения и эксплуатации оборудования.

Что такое осциллятор

Осциллятор – это генератор, вырабатывающий высокочастотный ток, связывающий анод и катод при сварке без контакта между ними. В рабочую схему данная установка подключается между держателем и источником напряжения сварочного аппарата. Существуют варианты, которые интегрируются в сборку оборудования для сварки металла. Осцилляторы функционируют по таким схемам:

• генерируют короткий импульс, который способен возбудить сварочную дугу без физического контакта анода и катода. Со стороны это будет выглядеть как разряд небольшой молнии, которая перемещается по направлению от электрода к рабочей поверхности. После достижения поверхности заготовок (при условии, что масса подключена) устанавливается устойчивый контакт в виде электрической дуги. Импульс носит кратковременный характер и затухает сразу же после розжига дуги;
• постоянно поддерживать высокое напряжение, которое фактически накладывается на сварочный ток. Благодаря этому сохраняется стабильность сварочной дуги и непрерывно выполняется сварка деталей.

Устройство

Благодаря подключению осциллятора в схему работы сварочных аппаратов обеспечивается дистанционный розжиг дуги. Ее стабильность поддерживается на протяжении всего процесса сварки. Она остается статичной величиной даже при изменяющемся расстоянии между расходным материалом и рабочей поверхностью. Большинство осцилляторов обладают схожим устройством и состоят из таких узлов:

• выпрямитель;
• источник питания;
• блок конденсаторов для накопления заряда;
• блок управления;
• узел с разрядником и колебательным контуром, предназначенный для генерации импульса;
• повышающий трансформатор;
• датчик напряжения;
• газовый клапан (в аргонодуговых инверторах).

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Принцип работы

Включение осциллятора в комплект оборудования сварщика дает возможность разжигать дугу бесконтактно. Это не только заметно облегчает работу сварщика, но плюс к этому экономит его время и обеспечивает стабильность работы оборудования. В большинстве случаев такие установки применяются как обособленные элементы, но иногда встречаются сварочные аппараты с интегрированными осцилляторами. То есть источник тока и сам прибор заключены в одном корпусе.

Основное задача устройства генерирования высокочастотного импульса заключается в том, чтобы изменить характеристики входящего напряжения. Повышается частота, напряжение и уменьшается длительность импульса. Его длительность не превышает одной секунды. Схема работает по такому принципу (на примере аргонодугового инвертора):

1. После нажатия расположенной на горелке кнопки замыкается электрическая цепь.
2. На входе находится выпрямитель, который делает ток однонаправленным.
3. В конденсаторах накапливается напряжение, которое необходимо для генерации разряда.
4. Освобожденный ток поступает на контур, который состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Он отвечает за формирование определенного числа колебаний.
5. Ток проходит по обмотке первичного, а затем вторичного контура повышающего трансформатора. В этот момент повышается вольтаж.
6. Освобождается импульс.
7. Параллельно открывается газовый клапан.
8. В результате импульса образуется разряд, который замыкает цепь между электродом и поверхностью свариваемых деталей. Важно, чтобы до этого кабель массы был подключен.
9. После того, как по мостику из разряда начинает протекать сварочный ток, импульс затухает. Сварочный аппарат работает в штатном режиме согласно предварительно выставленных настроек.
10. Когда электрод удаляется от поверхности металла и сварочная дуга гаснет, осциллятор в течении 4 секунд продувает горелку аргоном.

Для чего применяется

Осцилляторы чаще всего применяются при сваривании цветных металлов. Когда возникает необходимость в соединении меди, алюминия или нержавеющей стали, устройство позволяет быстро возбудить электрическую дугу, избежав утомительного чирканья электродом о поверхность заготовок.

Устройство очень удобно применять, когда требуется точно положить шов. Специалист подводит вольфрамовый наконечник до края стыка, после чего требуется нажать кнопку возбуждения электрической дуги и опустить маску. Благодаря осциллятору шов будет одинаковым как вначале, так и посредине стыка. Помимо этого, не потребуется постобработка от следов прикосновения электрода, которые обязательно образовались бы в процессе розжига дуги. Оборудование устанавливается на аппараты плазменной резки и дает возможность сразу начать разделывание металла.

Еще используется осциллятор при работе с тонколистовым металлом. Чтобы заготовки не прожигались, сварщики выставляют на инверторах низкое значение тока. Помимо того, что с такими параметрами разжечь дугу сложно, так она еще и гаснет при малейшем отклонении электрода от сварочной ванны. Подключение осциллятора в схему позволяет упростить работу, получить на выходе стабильную дугу и ее беспроблемный розжиг вначале.

Разновидности

Использовать осциллятор можно по-разному в зависимости от вида работ и типа устройства. Общим для всех вариантов оборудования является необходимость преобразования тока до значений в 3000-5000 В и повышение частоты до 150-500 Кгц. Основное отличие состоит в продолжительности высокочастотного импульса. По принципу работу устройства бывают двух видов.

Непрерывного действия

Особенность заключается в том, что высокочастотный и сварочный токи суммируются. Дуга поджигается бесконтактным способом. Дуга остается стабильной даже при небольших показателях силы тока. Поражение специалиста электрическим разрядом, а также разбрызгивание расплава исключены. Неважен способ подключения оборудования в схему – параллельный или последовательный.

При последовательном подключении устройство присоединяется к кабелю, подающему напряжение на электрод. Такой вариант включения осциллятора является наиболее востребованным, поскольку наиболее эффективно используются его возможности. Не расходуется энергия на защиту от высокого напряжения. Модели непрерывного действия часто устанавливаются на трансформаторы и инверторы для работы с электродами покрытого типа.

Импульсные

Подключается параллельно и применяется тогда, когда сварочные работы выполняются переменным током. Оборудование должно очень быстро реагировать на смену полярности и именно в этом состоит основная сложность. В таких условиях поддержать дугу, обеспечить стабильность можно только при помощи импульсного высокочастотного тока. Если к сварочному аппарату на переменном токе подключить осциллятор непрерывного действия, то сварочная дуга зажжется без проблем. Но только первый раз. Повторно ее инициировать будет невозможно. Проще говоря устройство сможет выполнить свои функции только частично.

Конденсаторы в схеме необходимы для того, чтобы с максимальной эффективностью и в полном объеме задействовать функционал оборудования. Они копят заряд, который нужен для повторных импульсов – розжига угасшей в процессе формирования сварного шва дуги. Это неизбежно случается каждый раз, когда сварщик отклоняет электрод от сварочной ванны на большое расстояние, разрывающее протекание электрического разряда. Не обойтись в такой установке без обратной связи. Поэтому предусмотрена управляющая схема, которая синхронизирует разряд конденсатора.