Как отремонтировать сварочный инвертор своими руками

Все большую популярность среди мастеров сварщиков завоевывают инверторные сварочные аппараты благодаря своим компактным размерам, небольшой массе и приемлемым ценам. Как и любое другое оборудование, данные аппараты могут выходить из строя по причине неправильной эксплуатации или из-за конструктивных недоработок. В некоторых случаях ремонт инверторных сварочных аппаратов можно провести самостоятельно, изучив устройство инвертора, но существуют поломки, которые устраняются только в сервисном центре.

Устройство сварочного инвертора

Сварочные инверторы в зависимости от моделей работают как от бытовой электрической сети (220 В), так и от трехфазной (380 В). Единственное, что нужно учитывать при подключении аппарата к бытовой сети – это его потребляемая мощность. Если она превышает возможности электропроводки, то работать агрегат при просаженной сети не будет.

Итак, в устройство инверторного сварочного аппарата входят следующие основные модули.

1. Первичный выпрямительный блок. Этот блок, состоящий из диодного моста, размещен на входе всей электрической цепи аппарата. Именно на него подается переменное напряжение из электросети. Чтобы снизить нагревание выпрямителя, к нему прикреплен радиатор. Последний охлаждается вентилятором (приточным), установленным внутри корпуса агрегата. Также диодный мост имеет защиту от перегрева. Реализована она с помощью термодатчика, который при достижении диодами температуры 90° разрывает цепь.

2. Конденсаторный фильтр. Подсоединяется параллельно к диодному мосту для сглаживания пульсаций переменного тока и содержит 2 конденсатора. Каждый электролит имеет запас по напряжению не менее 400 В, и по емкости от 470 мкФ для каждого конденсатора.
3. Фильтр для подавления помех. Во время процессов преобразования тока в инверторе возникают электромагнитные помехи, которые могут нарушать работу других приборов, подключенных к данной электрической сети. Чтобы убрать помехи, перед выпрямителем устанавливают фильтр.
4. Инвертор. Отвечает за преобразование переменного напряжения в постоянное. Преобразователи, работающие в инверторах, могут быть двух типов: двухтактные полумостовые и полные мостовые. Ниже приведена схема полумостового преобразователя, имеющего 2 транзисторных ключа, на основе устройств серий MOSFET или IGBT, которые чаще всего можно увидеть на инверторных аппаратах средней ценовой категории.

   
   Схема же полного мостового преобразователя является более сложной и включает в себя уже 4 транзистора. Данные типы преобразователей устанавливают на самых мощных аппаратах для сварки и соответственно — на самых дорогостоящих.

   Читайте также:  Средства индивидуальной защиты сварщика в вопросах и ответах

   Так же, как и диоды, транзисторы устанавливаются на радиаторы для лучшего отвода от них тепла. Чтобы защитить транзисторный блок от всплесков напряжения, перед ним устанавливается RC-фильтр.

5. Высокочастотный трансформатор. Устанавливается после инвертора и понижает высокочастотное напряжение до 60-70 В. Благодаря включению в конструкцию данного модуля ферритового магнитопровода, появилась возможность снизить вес и уменьшить габариты трансформатора, а также уменьшить потери мощности и повысить КПД оборудования в целом. К примеру, вес трансформатора, имеющего железный магнитопровод и способного обеспечивать ток в 160 А, будет около 18 кг. Но трансформатор с ферритовым магнитопроводом при тех же характеристиках тока будет иметь массу около 0,3 кг.
6. Вторичный выходной выпрямитель. Состоит из моста, в составе которого находятся специальные диоды, с большой скоростью реагирующие на высокочастотный ток (открытие, закрытие и восстановление занимает около 50 наносекунд), на что не способны обычные диоды. Мост оборудован радиаторами, предотвращающими его перегрев. Также выпрямитель имеет защиту от скачков напряжения, реализованную в виде RC-фильтра. На выходе модуля размещаются две медных клеммы, обеспечивающих надежное подключение к ним силового кабеля и кабеля массы.
7. Плата управления. Управлением всеми операциями инвертора занимается микропроцессор, который получает информацию и контролирует работу аппарата с помощью различных датчиков, расположенных практически во всех узлах агрегата. Благодаря микропроцессорному управлению, подбираются идеальные параметры тока для сварки разного рода металлов. Также электронное управление позволяет экономить электроэнергию за счет подачи точно рассчитанных и дозированных нагрузок.
8. Реле плавного пуска. Чтобы во время пуска инвертора не перегорели диоды выпрямителя от высокого тока заряженных конденсаторов, применяется реле плавного пуска.

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).

Схема сварочного инвертора содержит и ряд других элементов, которые улучшают его работу и функциональность, но основными из них являются вышеперечисленные.

» data-lazy-type=»iframe» src=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

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.

Основные поломки оборудования

Чаще всего аппарат не работает из-за поломки таких узлов, как:

1. Выпрямители. Неисправности связаны с перегоранием диодов входного или выходного моста, вызванным резким повышением напряжения и силы тока.
2. Инверторный компонент. Если аппарат перестает варить, в первую очередь нужно проверить этот узел. Для устранения неполадки в условиях мастерской транзистор заменяют аналогичной деталью на 32 А и 400 В.
3. Высокочастотный трансформатор. Компонент включает в себя несколько обмоток, необходимых для повышения силы тока и снижения напряжения. Они имеют вид медной проволоки или полосы. Такая конструкция способствует частому возникновению замыкания.

В вышеуказанных случаях устранить проблему самостоятельно не получится.

Ремонт инверторных сварочных аппаратов своими руками возможен при возникновении следующих проблем:

1. Нестабильности электрической дуги, образовании большого количества брызг. Неисправность появляется из-за неправильного выбора силы тока.
2. Залипании электрода. Возникает при низком напряжении, сопровождается поломкой контактов, к которым подключаются элементы сварочного оборудования.
3. Отсутствии электрической дуги. Наблюдается при перегреве инвертора или нарушении целостности питающих проводов.
4. Самопроизвольном отключении агрегата. Если во время работы устройство внезапно останавливается, речь идет о коротком замыкании.
5. Большом расходе электроэнергии при холостой работе. Неисправность связана с замыканием обмотки проводящих катушек.
6. Периодическом отключении аппарата. Связано с перегревом сварочного прибора. Аппарат охлаждают, после чего продолжают работу.
7. Появлении посторонних звуков. Наблюдается при расслаблении винтов, удерживающих компоненты магнитопровода. Реже шум возникает при замыкании кабелей.

Причины поломок инверторов

Современные инверторы, особенно сделанные на основе IGBT-модуля, достаточно требовательны к правилам эксплуатации. Объясняется это тем, что при работе агрегата его внутренние модули выделяют много тепла. Хотя для отвода тепла от силовых узлов и электронных плат используются и радиаторы, и вентилятор, этих мер порой бывает недостаточно, особенно в недорогих агрегатах. Поэтому нужно четко следовать правилам, которые указаны в инструкции к аппарату, подразумевающие периодическое выключение установки для остывания.

Обычно это правило называется “Продолжительность включения” (ПВ), которая измеряется в процентах. Не соблюдая ПВ, происходит перегрев основных узлов аппарата и выход их из строя. Если это произойдет с новым агрегатом, то данная поломка не подлежит гарантийному ремонту.

Также, если инверторный сварочный аппарат работает в запыленных помещениях, на его радиаторах оседает пыль и мешает нормальной теплоотдаче, что неизбежно приводит к перегреву и поломке электрических узлов. Если от присутствия пыли в воздухе избавиться нельзя, требуется почаще открывать корпус инвертора и очищать все узлы аппарата от накопившихся загрязнений.

Но чаще всего инверторы выходят из строя, когда они работают при низких температурах. Поломки случаются по причине появления конденсата на разогретой плате управления, в результате чего происходит замыкание между деталями данного электронного модуля.

Диагностика неисправностей инверторов

Непосредственно перед выполнением восстановления работоспособности инверторного оборудования для сварки следует ознакомиться с типовыми неисправностями и наиболее эффективными методами диагностики.

В большинстве случаев, ремонт полуавтоматов для сварки следует производить по такому алгоритму:

1. Визуальный осмотр всех узлов инвертора.
2. Зачистка окислившихся контактов при помощи растворителя и щетки.
3. Изучение конструкции инвертора по идущей в комплекте документации.
4. Диагностика неисправности.
5. Замена нерабочих электронных компонентов.
6. Пробный запуск.

Функциональная схема сварочного инвертора.
Все неисправности, при которых может потребоваться ремонт своими руками сварочных аппаратов делятся на три вида:

• возникшие из-за неправильного выбора режима сварки;
• возникшие из-за нарушения в работе одного из элементов электронной схемы прибора;
• возникшие из-за попадания пыли или сторонних предметов в корпус инверторного блока питания.

Перед тем, как проверить сварочный аппарат на предмет неисправных радиодеталей, следует провести полную чистку от пыли и грязи. Засорение элементов охлаждения системы поддержания дуги может пагубно сказаться на работоспособности многих электронных компонентов.

Если при предварительной визуальной проверке не выявлены неисправности, то следует переходить к более глубокой диагностике.

Типичные причины выхода из строя инвертора представлены:

• попаданием жидкости внутрь корпуса инвертора, повлекшим за собой окисление токопроводящих дорожек и коррозию основных радиоэлементов;
• обилием пыли и грязи внутри корпуса, вследствие которых существенно ухудшилось охлаждение и произошел перегрев силовых микросхем;
• перегревом работы инвертора из-за выбора неправильного режима работы, вследствие которого может потребоваться ремонт сварочных выпрямителей.

Ремонт сварочного трансформатора, в отличие от инвертора, может выполняться без существенных навыков и умений. В трансформаторных сборках используются радиоэлементы, которые обладают невероятно длительным жизненным циклом.

Методика ремонта преобразователя и других ключевых узлов инверторного источника тока будут показаны в следующем разделе.

Особенности ремонта

Отличительной особенностью инверторов является наличие электронной платы управления, поэтому диагностировать и устранить неисправность в данном блоке может только квалифицированный специалист. К тому же, из строя могут выходить диодные мосты, транзисторные блоки, трансформаторы и другие детали электрической схемы аппарата. Чтобы провести диагностику своими руками, требуется иметь определенные знания и навыки работы с такими измерительными приборами, как осциллограф и мультиметр.

Из вышесказанного становится понятно, что, не имея необходимых навыков и знаний, приступать к ремонту аппарата, особенно электроники, не рекомендуется. В противном случае ее можно полностью вывести из строя, и ремонт сварочного инвертора обойдется в половину стоимости нового агрегата.

Домашняя диагностика

Перед тем как отремонтировать сварочный аппарат своими руками, выявляют неисправность и причину ее возникновения.

Для этого в домашних условиях выполняют следующие действия:

• осматривают все компоненты устройства;
• определяют наличие оксидной пленки на контактах, зачищают поверхности щеткой, обрабатывают их растворителем;
• прозванивают компоненты электрической схемы мультиметром.

Рекомендуем к прочтению Как выбрать электроды для инвертора

Основные неисправности агрегата и их диагностика

Как уже говорилось, инверторы выходят из строя из-за воздействия на “жизненно” важные блоки аппарата внешних факторов. Также неисправности сварочного инвертора могут происходить из-за неправильной эксплуатации оборудования или ошибок в его настройках. Чаще всего встречаются следующие неисправности или перебои в работе инверторов.

Аппарат не включается

Очень часто данная поломка вызывается неисправностью сетевого кабеля аппарата. Поэтому сначала нужно снять кожух с агрегата и прозвонить каждый провод кабеля тестером. Но если с кабелем все в порядке, то потребуется более серьезная диагностика инвертора. Возможно, проблема кроется в дежурном источнике питания аппарата. Методика ремонта “дежурки” на примере инвертора марки Ресанта показана в этом видео.

Нестабильность сварочной дуги или разбрызгивание металла

Данная неисправность может вызываться неправильной настройкой силы тока для определенного диаметра электрода.

Совет! Если на упаковке к электродам нет рекомендованных значений силы тока, то ее можно рассчитать по такой формуле: на каждый миллиметр оснастки должно приходиться сварочного тока в пределах 20-40 А.

Также следует учитывать и скорость сварки. Чем она меньше, теме меньшее значение силы тока нужно выставлять на панели управления агрегата. Кроме всего, чтобы сила тока соответствовала диаметру присадки, можно пользоваться таблицей, приведенной ниже.

Сварочный ток не регулируется

Если не регулируется сварочный ток, причиной может стать поломка регулятора либо нарушение контактов подсоединенных к нему проводов. Необходимо снять кожух агрегата и проверить надежность подсоединения проводников, а также, при необходимости, прозвонить регулятор мультиметром. Если с ним все в порядке, то данную поломку могут вызвать замыкание в дросселе либо неисправность вторичного трансформатора, которые потребуется проверить мультиметром. В случае обнаружения неисправности в данных модулях их необходимо заменить либо отдать в перемотку специалисту.

Большое энергопотребление

Чрезмерное потребление электроэнергии, даже если аппарат находится без нагрузки, вызывает, чаще всего, межвитковое замыкание в одном из трансформаторов. В таком случае самостоятельно отремонтировать их не получится. Нужно отнести трансформатор мастеру на перемотку.

Электрод прикипает к металлу

Такое происходит, если в сети понижается напряжение. Чтобы избавиться от прилипания электрода к свариваемым деталям, потребуется правильно выбрать и настроить режим сварки (согласно инструкции к аппарату). Также напряжение в сети может проседать, если аппарат подключен к удлинителю с малым сечением провода (меньше 2,5 мм2).

Нередко падение напряжения, вызывающего прилипание электрода, происходит при использовании слишком длинного сетевого удлинителя. В таком случае проблема решается подключением инвертора к генератору.

Горит перегрев

Если горит индикатор, это свидетельствует о перегреве основных модулей агрегата. Также аппарат может самопроизвольно отключаться, что говорит о срабатывании термозащиты. Чтобы данные перебои в работе агрегата не случались в дальнейшем, опять же требуется придерживаться правильного режима продолжительности включения (ПВ). Например, если ПВ = 70%, то аппарат должен работать в следующем режиме: после 7 минут работы, агрегату выделятся 3 минуты, на остывание.

На самом деле, различных поломок и причин, вызывающих их, может быть достаточно много, и перечислить их все сложно. Поэтому лучше сразу понять, по какому алгоритму проводится диагностика сварочного инвертора в поисках неисправностей. Как проводится диагностика аппарата, можно узнать, посмотрев следующее обучающее видео.

Порядок действий при ремонте аппаратов

Выход и строя сварочного инвертора может произойти как вследствие серьезной поломки, так и по причине незначительной неисправности. Прежде чем обращаться в сервисный центр или к знакомому мастеру, имеет смысл рассмотреть вариант ремонта своими руками, особенно если у владельца есть профильное образование или радиолюбительские навыки. Инвертор следует разобрать, почистить и внимательно осмотреть изнутри, т. к. проблема может заключаться в избытке пыли или каком-либо отвалившемся проводке, и никакого серьезного ремонта на самом деле не нужно.

Если принято решение осуществить самостоятельный ремонт, то необходим следующий минимальный набор инструментов:

1. Цифровой мультиметр. Самый обычный, функция «проверка диода» необязательна, т. к. все полупроводники можно проверять в режиме замера сопротивления.
2. Паяльник с принадлежностями. Лучше паяльная станция, но можно обойтись паяльником с тонким жалом на 40–60 Вт.
3. Отвертки, пассатижи, кусачки, пинцет.

Очень часто пишут, что для проверки состояния инверторного аппарата обязательно нужен осциллограф. Но это другой уровень знаний и навыков с другими рекомендациями по поиску неисправностей. Наши же действия по диагностике и ремонту инвертора ограничатся визуальным осмотром, прозвонкой, элементарными замерами состояния основных элементов электронной схемы инвертора и их заменой в случае неисправности. Если все это не принесет результата, то необходимо обратиться к профильным специалистам.

Порядок действий на первом этапе таков:

1. Снять корпус и очистить инвертор от пыли сжатым воздухом. Давление подобрать так, чтобы не повредить печатные платы и электронные компоненты.
2. Проверить состояние лопастей вентиляторов и легкость их вращения. При обнаружении проблем — заменить на новые. Проверить надежность подсоединения всех проводов и разъемов.
3. Проверить подключение и состояние потенциометра регулировки сварочного тока. В случае неисправности — ремонт или замена.
4. Осмотреть на предмет подгорания обмотки трансформаторов и дросселей. При наличии дефектов — демонтировать и отдать на проверку или сразу в перемотку.
5. Проверить элементы силовой цепи (конденсаторы, зарядный резистор, диоды, транзисторы) на наличие повреждений внешнего корпуса. При обнаружении дефектов заменить такими же или аналогами.
6. Произвести внешний осмотр печатной платы системы управления. Если есть поврежденные элементы, то аккуратно их выпаять и заменить на новые (если никогда не паяли печатные платы, то лучше этим не заниматься, а сразу обратиться к специалистам).

Если после внешнего осмотра и устранения обнаруженных неполадок инвертор не включается или работает некорректно, необходимо диагностировать отдельные цепи и силовые элементы (см. далее).

Диагностика инвертора

Проверка полупроводниковых электронных компонентов выполняется путем замера сопротивления на их выводах со сменой полярности мультиметра. В одном случае оно должно быть близко к нулю, во другом — бесконечно большим.

Перед тем как приступить к диагностике инвертора, необходимо включить последовательно с ним лампочку накаливания 100÷150 Вт, которая будет стабилизировать ток и послужит защитой от короткого замыкания. Кроме того, по свечению лампочки можно судить о рабочем состоянии конденсаторов и силовых транзисторов.

Диагностику инвертора проводим в следующей последовательности:

1. Проверка силовых диодов выходного выпрямителя. Замеряем мультиметром сопротивление на выходных клеммах инвертора. В одну сторону должен быть ноль, в другую – бесконечность. Если это не так, то переходим к ремонту: определяем неисправный диод и заменяем его.
2. Проверка силовых транзисторов ВЧ-преобразователя. Вначале необходимо определить тип расположения выводов транзисторов. Делаем замер на «пробой», меняя полярность между затвором и двумя другими выводами. Если в обе стороны ноль, то транзистор неисправен и подлежит замене.
3. Проверка диодов НЧ-выпрямителя. Здесь диоды включены по мостовой схеме, поэтому вначале нужно определить четыре контактные точки. При нуле в обе стороны диод подлежит замене.
4. При исправности всех силовых полупроводников приборов можно подсоединить инвертор к сети. При этом включенная последовательно с ним лампочка сначала вспыхнет на несколько секунд, а затем по мере заряда конденсаторов НЧ-выпрямителя начнет заметно тускнеть. Если хотя бы один из транзисторов ВЧ-преобразователя пробит, лампочка будет гореть полным накалом.
5. Затем инвертор можно несколько раз включить и выключить клавишей на лицевой панели. После этого необходимо замерить напряжение холостого хода в нескольких положениях регулятора тока (оно будет несколько меньше номинального).

Перед тем как ремонтировать сварочный инвертор, его необходимо отключить от электросети. Схему с лампочкой можно использовать только на холостом ходу. Проверку аппарата под нагрузкой лучше всего производить с балластным реостатом.

Замена транзисторов

При ремонте сварочного инвертора, возможно, придется заменять транзисторы, стабилитроны, резисторы и другие электронные детали. Для этого необходимо обладать некоторыми навыками по пайке подобных изделий. При замене транзисторов (IGBT и MOSFET) необходимо помнить, что они могут выйти из строя под воздействием статического электричества. Работать с ними рекомендуется на антистатических поверхностях и в браслетах для защиты от статики. На самом деле мало кто полностью следует этим предписаниям, но знать о них все же необходимо.

Для того чтобы заменить силовой транзистор, необходимо выкрутить винт, которым он прижимается к радиатору, отделить его корпус от поверхности, а затем аккуратно выпаять. Установка нового транзистора производится в обратном порядке, перед тем как прижать его винтом к радиатору, нужно нанести на место контакта тонкий слой теплоотводящей пасты.

Ремонт выпрямителей

В составе инвертора присутствуют три выпрямителя: однополупериодный выходной и два мостовых: входной и внутреннего питания («дежурка»). Первый имеет в своем составе два диода и проверяется мультиметром через входные клеммы инвертора, а мостовые — по четырем точкам (на разъемах или плате). При ремонте выпрямителей чаще всего заменяются диоды, конденсаторы и балластные резисторы. Специальных мер предосторожности при пайке этих элементов нет, хотя при замене деталей внутреннего источника питания нужно быть предельно внимательным: они установлены на печатной плате. Диоды входного и выходного выпрямителей крепятся на радиаторы. При установке нового элемента перед фиксацией его прижимным винтом нужно обязательно воспользоваться теплоотводящей пастой.

Диагностика конденсаторов

Основные причины выхода из строя электролитических конденсаторов — это механические повреждения, значительные превышения номинального напряжения, нарушение внутренних контактов и старение. В первых двух случаях неисправности можно обнаружить визуально, при этом на торцы большинства моделей электролитических конденсаторов нанесены специальные насечки, которые приподнимаются или раскрываются при «взрыве» электролита (см. фото ниже).

Рисунок 7 — Диагностика конденсатора

Скрытые неисправности достаточно просто обнаруживаются прибором с функцией измерения емкости или же обычным мультиметром. В последнем случае предварительно разряженный конденсатор сначала показывает небольшое сопротивление, которое по мере его заряда от источника мультиметра возрастает вплоть до бесконечности. При замере на контактах неисправного конденсатора прибор показывает либо обрыв, либо какое-нибудь постоянное сопротивление.

Ремонт платы управления

Если простая диагностика мультиметром и последовавший за ней ремонт не дали нужного результата, то источником проблем, скорее всего, является плата управления. Без осциллографа здесь можно проверить только значения напряжений в обозначенных на схеме контактных точках платы, а также замерить питающие напряжения и прозвонить полупроводниковые приборы (которые, скорее всего, придется выпаивать). Кроме того, для ремонта платы управления необходимы хорошие знания радиоэлектроники и умение разбираться в схемах электронных приборов. Тому, кто не обладает такой квалификацией, остается один путь — в сервисный центр или к специалисту с хорошей репутацией.

Нам кажется, что в этой статье перечислены все возможные действия по диагностике неисправностей инвертора с использованием мультиметра. Если мы пропустили какие-то важные моменты, напишите об этом в комментариях и расскажите о своем опыте ремонта инверторного аппарата.

PS. Опытное и серийное изготовление печатных плат с гарантией, можно посмотреть по этой ссылке.

Общие сведения об инверторах

Сварочные трансформаторные аппараты имеют незначительную стоимость по сравнению с устройствами инверторной сварки и простоту устройства, позволяющую произвести несложные операции по ремонту.

К главным недостаткам нужно отнести их габариты, вес и чувствительность к параметрам питающей сети.

При низких значениях напряжения (U) варить практически невозможно, так как мощность, потребляемая аппаратом, существенно возрастает, а счетчики электроэнергии имеют предел мощности до 6 кВт.

В результате этого происходит срабатывания защиты: срабатывает автомат через определенное время из-за нагрева или сгорают предохранители на пробках. Если поставить автомат защиты с большим значением или использовать «жучок» (шунтирование предохранителя медным проводом большего диаметра), то вероятность возгорания проводки возрастает.

Кроме того, при работе с обыкновенной трансформаторной сваркой происходят кратковременные перепады значения U, из-за которых может выйти из строя другая аппаратура и бытовые приборы. Трансформаторные сварочные аппараты стоят сравнительно недорого и очень легко ремонтируются из-за их простого устройства.

Однако обладают значительным весом и очень чувствительны к напряжению питания (U). При низком U производить сварочные работы просто невозможно, так как происходят значительные перепады U, в результате которых могут выйти из строя бытовые приборы. Для избежания всех этих неудобств при работе и используют инверторные аппараты.

Устройство и особенности работы

Инверторная сварка применяется в домашних условиях и на различных предприятиях. Она обеспечивает стабильное горение сварочной дуги при высокочастотном токе. Аппарат устроен в виде мощного импульсного блока питания (ИБП), работа которого основана на принципах:

1. Преобразование переменного питающего (сетевого) U в постоянное.
2. Преобразование постоянного в переменный высокочастотный ток.
3. Выпрямление тока с сохранением частоты.

Если следовать этим принципам построения, то происходит значительное уменьшение сварочника в несколько сотен или тысяч раз. Кроме того, такое устройство позволяет оборудовать аппарат дополнительным охлаждением.

Для осуществления качественного ремонта сварочного инвертора нужно знать устройство и принцип работы. Благодаря пониманию работы, возможно грамотно произвести диагностику, выяснить причину неисправности и устранить ее самостоятельно. Сварочный аппарат инверторного типа состоит из основных узлов (рисунок 1):

1. Выпрямитель.
2. Инвертор.
3. Трансформатор.
4. Выпрямитель высокочастотный.
5. Схема управления (электронный регулятор).

Рисунок 1 — Блок-схема сварочного инвертора.

Выпрямитель состоит из полупроводникового выпрямительного моста и фильтра, выполненного на конденсаторе. Диодный мост выпрямляет переменный ток питающей промышленной сети. При прохождении переменного тока через диод происходит пропускание тока в одном направлении.

В результате этого ток становится постоянным, но в нем преобладают значительные пульсации. Ток с такими параметрами не подходит для питания инвертора, так как он работает только от постоянного тока. Для сглаживания пульсаций применяется конденсатор большой емкости (2200.5000 мкФ).

После преобразования U запитывается инвертор. Инвертор представляет собой набор радиоэлементов для генерации необходимого переменного U для высокочастотного импульсного трансформатора.

Основными элементами являются мощные ключевые транзисторы и микросхема для получения команд от схемы управления инвертором, а также для корректной работы последнего. Транзисторы переключаются с высокой частотой, которая зависит от текущей модели сварочника.

Она может колебаться в диапазоне от 35 до 95 кГц. Подключение транзисторов происходит к понижающему импульсному трансформатору.

Импульсный трансформатор преобразует входящее U, полученное на выходе инвертора в низкое. К вторичной обмотке трансформатора подсоединяется высокочастотный выпрямитель, преобразующий переменный высокочастотный ток в постоянный. При этом преобразовании частотные характеристики сохраняются. Эффективность сварки повышается при использовании высокочастотного тока.

Электронный регулятор применяется для осуществления контроля при работе аппарата, диагностики и выдачи команд для инвертора. Кроме того, он позволяет менять ток сварки.

Благодаря такому исполнению, сравнительно мобильные инверторные сварочники обладают отличными характеристиками:

1. Первичный источник питания (сетевое U и ток): 157.275 В и 20.30 А.
2. Параметры U холостого хода: 70.85 В.
3. U при формировании дуги: 22.35 В.
4. Диапазон выставления тока сварки: 20.300 А.
5. Время нагрузки при максимальном I сварки:5.10 мин.
6. Типы электродов: «1», «2», «3», «4», «5», «6».
7. Значение средней массы: 5.7 кг.

Ремонт аппаратов инверторной сварки

Для ремонта необходимо изучить схему и неисправности. Неисправности можно разделить на несколько групп: простые, средние и сложные.

Простые поломки

Простые поломки возникают, как правило, при неверном режиме эксплуатации любого прибора и устройства. Этот тип неисправностей не требует особой квалификации и состоит, в основном, из примитивных поломок, устраняемых очень легко и быстро.

Следует очень внимательно отнестись к решению проблемы по ремонту инверторной сварки своими руками, так как простая поломка из-за необдуманных действий может привести к более серьезным последствиям. К простым неисправностям можно отнести следующие типы:

• Отсутствие сетевого питания инвертора (инвертор «отказывается» включаться).
• Влажность корпуса.
• Пыль внутри инверторного аппарата.
• Нестабильная дуга.
• Отсутствие полной мощности аппарата.
• Залипание электрода.
• Ослабление креплений.
• Разбрызгивание металла.

Отсутствие сетевого питания возможно по нескольким причинам: отсутствие U, дефект кабеля питания инвертора, сгорание предохранителя. Кроме того, существует вероятность поломки электроники аппарата, но эта неисправность не относится к простым, так как требует определенных навыков. Способы устранения очень просты.

Например, при отсутствии питающего U нужно произвести замер вольтметром в розетке. При обрыве сетевого кабеля нужно его прозвонить, найти проблемный участок и заменить его. Если произошло сгорание предохранителя, то следует его поменять на исправный (нельзя ставить «жучок», так как это может привести к окончательному выходу из строя).

При работе во влажном помещении нужно просушить содержимое сварочника. Нельзя запускать его, так как постоянно будет выбивать автоматы и перегорать нить предохранителя. Следует помнить о том, что влага — злейший враг любой аппаратуры.

Пыль является отличным проводником электричества. Сварочный аппарат необходимо периодически чистить. Запыленность может привести к более тяжелым последствиям.

При нестабильной дуге и разбрызгивании металла следует проверить ток сварки. В основном, элементарным решением проблемы является его увеличение. Существует определенная зависимость тока от толщины электрода: диаметр электрода нужно умножить на показатели 20-40 А. При вычислении получается необходима сила тока.

Например, при работе используется электрод «4» и ток для комфортной работы (при нормальном входном напряжении): I = 4 * 40 = 160 А. Выбор значений из диапазона от 20 до 40 зависит от толщины металла: на каждые 1 мм приходиться коэффициент, кратный 5. Например, нужно рассчитать ток сварки для металла 2 мм и электрода «3».

Алгоритм расчета следующий:

1. Максимальный ток сварки: Iсв = 3 * 40 = 120 А.
2. Ток для 2 мм металла: I = Iсв — 2 * 5 = 120 — 10 = 110 А.

Этот алгоритм используется при нормальном сетевом U (210.225 В). При 110 А сварочные работы будут выполнены аккуратно и вероятность прожога металла минимальная.

При прилипании электрода виновником оказывается пониженное U питающей сети, и для устранения этой проблемы нужно увеличить ток сварки. Кроме того, нужно почистить гнезда и контакты, а также удостовериться в проводе переноски, так как ее сечение должно быть больше 3 кв. мм.

Периодическое отключение аппарата происходит в результате перегрева. В этом случае нужно дать ему остыть в течение 25-40 минут.

Методика ремонта

Основной алгоритм, которого придерживаются при ремонте сварочников, выглядит так:

1. Просмотреть, есть ли видимые повреждения — трещины, нагары, потемнения корпуса и вздутия. Это позволит сразу предположить, в какой части искать поврежденную деталь.
2. Проверить напряжение в сети, нормально ли работает питание. Иногда нужно просто подождать, когда напряжение само наладится.
3. Узнать принцип работы устройства и его состав, чтобы знать, на какие детали при ремонте обратить особое внимание.
4. Изучить параметры сварочного аппарата, ведь с ними можно понять, где есть несоответствие и превышение, а где все в рамках нормы.