Аргонный аппарат своими руками

Первоначальное сообщение и дальнейшее обсуждение его удалено
После неспешных поисков схемы простейшего осцилятора прошло уже около года.Снова взялся за это дело.
В сети полно схем осциляторов,но все они содержа либо много компонентов,либо дифицитные моточные изделия.Ни то ни другое меня не привлекало.Хотелось что то простое и гениальное.
Были опробованы самодельные схемы на основе высокочастотного генератора из "электронного трансформатора" + тдкс. Проработало это недолго,т.к. ТДКС дает перекос по одному плечу и ЭТ вылетает.Надолго забросил я все это конструирование и. Вот взялся снова.

Для начала было решено отмести все необязательные компоненты типа клапанов для пред/пост газа и т.п.Все это можно выполнять вручную на первых порах,тем более что горелка у меня вентильная.

Вот что получилось:
За основу взята катушка для розжига пром.котлов.Такую катушку можно раздобыть у любого киповца работающего на котельной.Деталь отнюдь не дорогая и устаревшая,так что скорее всего можно добыть за бутылочку нашего продукта.
Катушка предстваляет собой некое подобие катушки зажигания от русского автомобиля,но в нее уже вживлен внутрь прерыватель.Подавая на нее около 12в питания ,она начинает самостоятельно генерировать высокое напряжение и дугу на выходе(около 10-20кВ) как и автомобильная.
Если не найдете именно такую катушку(желательно для упрощения) то можно использовать и автомобильную с небольшими переделками.
Схема проста до безобразия,но полностью работоспособна и уже опробована мною на деле

Такую схему можно собрать навесным монтажем на куске дощечки буквально за 20 минут.
Теперь подробнее о компонентах схемы
1)Катушка розжига выглядик как автомобильная катушка зажигания—круглая бобина.Изображения не нашел готового,если кому надо сфоткаю.
2)Конденсатор.Высоковольтный конденсатор наиболее вероятно найти в старом черно-белом ламповом телевизоре.Выглядит он вот так


Впринципе подойдут и другие варианты,вплоть до самодельного из банки с опилками обернутой фольгою.Говорят тоже работает.Проще всего добыть в любом радиомагазине.Главное что бы он был на 30 киловольт примерно и емкостью не более 1000 Пикофаррад.
3) Разрядник.Много споров как сделать правильно разрядник.Обычно он испытывает серьезные перегрузки и быстро сгорает.Многие делают его из 2 обломков вольфрамовых электродов.Я считаю что самым очевидным решением является простая свеча зажигания.Тепрературы ей не страшны.
Самые большие грабли на которые я наступил-это свечка с сопротивлением радиопомех.Из за этого нюанса схема напроч не работает.Я сутки просидел и не мог понять в чем причина.Свеча должна звониться накоротко между колпачковым выводом и центральным язычком разрядника.
4)трансформатор связи.Тут тоже как оказалось огромный простор для творчества.Обычно рекомендуют использовать сердечник от ТВС. Это совсем не обязательно.Можно использовать почти любой ферритовый сердечник.В любом старом телевизоре или мониторе таких сердечников как минимум 2 шт.Один установлен у на цоколе кинескопа.Он предствляет собой конусное кольцо с обмоткой.Его необходимо аккуратно снять и удалить с него все лишнее—обмотки,пластик итд.
Еще один вариант провод-присоска на кинескопе.По этому проводу вы как раз придете к т.н. ТДКС внутри него есть тоже сердечник.Некоторые разбираются без проблем,некоторые придется поковырять.Сердечник очень хрупкий как стекло,будьте аккуратнее.
Последний вариант купить или найти любой старый радиоприемник.Там установлена длинный ферритовый стержень с катушкой—магнитная антенна.Вот этот стержень тоже подойдет.

Далее на любом из этих сердечников(удалив все лишнее) мотаем 5-10 витков любым толстым проводом,шиной или прямо проводом от держака(горелки). Чем больше витков влезет,тем длинее дуга получится при поджиге.
Обмотка которая идет к разряднику содержит 3-4 витка любого провода в толстой изоляции.Отлично подойдет провод от той же присоски с кинескопа.Можно использовать центральную жилу от антенного кабеля,там тоже изоляция толстенная.
На крайний случай обычный сетевой провод в 2-3 слоя термоусадки.
Должно получиться примерно так(фото не мое)

Или если мотать на стержне то просто в ряд,как пружинка.

Чем запитать схему?любой источник напряжения 10-15 вольт.В моем случае это трансформатор мощностью 100вт.Работает как от постоянного тока так и от переменного,поэтому я подключил прямо к обмотке трансформатора через концевик.
Если у кого нет трансфа,можно на первое время и от авто-мото аккумулятора запитать.
Если планируете для аллюминия со сварочным трансформатором использовать,то можно на этом трансформаторе дополнительную обмотку намотать на 12 вольт.Возьмите простой првод сечением 1-2 квмм,типа сетевого шнура,только 1 жила и намотайте 10-20 витков прямо на сварочном трансформаторе поверх его обмоток.Количеством витков подбирается нужное напряжение.
Выключатель—лучше всего испольхзовть педальку.Если подключать напрямую от кнопки горелки,то нужно автореле для развязки и доп. обмотка питания.Схему уже начинает усложняться.У меня так сделано.
Если надо то нарисую более сложную схемку с развязкой через реле и клапанами с задержкой подачи газа.

Обмотку трансформатора связи и вашего сварочника нужно сфазировать.Если подключено правильно,то при нажатии на кнопку/педальку дуга(силовая) зажигается мгновенно.Если не правильно,то тонкая высокочастотная искра тянется а силовая дуга зажигается неохотно,с более близкого расстояния.Для проверки фазировки просто поменяйте концы любой из обмоток местами.
ОЧЕНЬ ВАЖНО СДЕЛАТЬ ЦЕПЬ ЗАЩИТЫ СВАРОЧНИКА/ИНВЕРТОРА.
Именно это и было одной из загвоздок.Изначально я хотел превратить свой простой инвертор в тиг сварку,а без осцилятора это було очень геморно.Потом я долго не мог найти схему защиты инвертора от пробой высоким напряжением.
Попалась инструкция от "заводского" осцилятора где приведена схема защиты инвертора.Она так же подойдет и для обычного сварочика

по этой ссылке п9.1 описана схема защиты инвертора.Без нее инвертор крякнет за секнду.С ней все работает,я лично проверил https://docviewer.yandex.ru/. ;c=586ce6e99531
все компоненты покупаются в радиомагазине менее чем за 50 рублей.

При работе с нержавейкой(постоянный ток)достаточно поджеч дузу и отпустить кнопку/педальку.
На переменке нужно постоянно удерживать кнопку для поддержания дуги.

Если нужна более навороченная схема с клапанами и релюхой развязки,то нарисую.
Фотки тоже выложу по просьбе заинтересованных.
Самое главное,что для многих катушка поджига может оказаться дефицитным элементом.ЕЕ можно заменить простой бобиной от жигулей+реле стартера+2 конденсатора.Данную схему тоже приведу по просьбе.

Существенным отличием работ с цветметом (к примеру, медью, бронзой, алюминием) и его сплавами, «нержавейкой», сталью легированной является то, что обычная сварка (хоть газовая, хоть электрическая) для них не подходит. Перед тем как рассматривать вопрос о том, что такое аргонная сварка своими руками, нужно для начала уяснить, что она из себя представляет в целом.

Аргонная сварка применяется для работы с алюминием и изделиями из него.

Аргонная сварка — это нечто среднее между газовой и электрической сваркой.

У нее есть признаки, которые делают ее сродни этим двум видам сварки: применение газа, образование дуги.

Хотя принцип ее действия имеет существенные отличия.

Чем вызвана необходимость использования аргона (инертного газа)?

Устройство электрода для сварки.

Результатом влияния высоких температур становится то, что легированные стали и цветметаллы вступают в реакцию с кислородом и прочими газами, выделяя окислы, а какие-то даже возгораются (алюминий, например). Появление в области сваривания инородных примесей сказывается на надежности шва не в лучшую сторону. Аргоном, являющимся гораздо тяжелее воздуха, последний вытесняется из области электрической дугой, что исключает возможность соединения плохого качества. Помимо этого, появляется плазма, плавящая соединяемые между собой металлы.

Все электроды для сварки подразделяют на неплавящиеся (вольфрамовые) и плавящиеся. Исходя из выбранного вида электрода, аргонную сварку различают: либо ручную (при помощи неплавящегося электрода), либо по типу «автомат» (любым видом электрода). Хотя некоторые мастера из народа могут сделать аргонную сварку полуавтоматической, возможности которой не так велики, как у первых двух вариантов. Чтобы сделать аппарат, применяют различные «детали». Главное, что следует учитывать, что аргонная сварка своими руками, выполненная по-простому, выйдет не только дешевле, но и надежнее.

Для процесса обязательно потребуются

Трансформатор

Трансформатор: а- внешность; б- схема регулирования тока; в- электрическая схема; 1- корпус; 2- зажим; 3- ручка; 4- магнитопровод; 5- рукоятка; 6- рымболт; 7- шкала; 8- крышка; 9- вертикальный винт; 10- ходовая гайка винта; 11,12– обмотки.

Основываясь на том, что «варят», подбирают мощность прибора. Одну вторичную обмотку рассчитывают на напряжение в 65-70 В без нагрузки.

Некоторым новичкам не понятны рекомендации для самостоятельного выбора «железа» и по наматыванию обмоток. Требуется наличие опыта, чтобы изготовить прибор. Предпочтительнее воспользоваться купленным трансформатором, рассчитанным для значительной силы тока (к примеру, от «сварочника» электрического).

Потребуется изготовить выпрямитель, поскольку применяется постоянное напряжение. Важна его полярность, которая может быть изменена.

Горелка

Первым делом подбирают цангу (зажим) под диаметр около 0,2 см. К противоположному направлению зажима на держатель припаивают трубку из меди для подачи газа (аргона) и напряжения к электроду. Трубка должна иметь диаметр 0,6 см. Припой применяют с высокими температурами.

Еще к одному месту цанги прикрепляют рабочую трубку (из кварцевого стекла, керамики). Важно предусмотреть ее легкое снятие для перезаправки проволоки. Диаметр трубки подбирают в пределах 0,8-1,0 см, с длиной 5,0 см. Внутрь помещают изогнутый дугообразно электрод, удерживаемый зажимом. Назначение трубки — подача аргона к рабочей области.

Как изготовить аппарат под аргонную сварку?

Схема устройства горелки для сварки.

Трубку-держатель обматывают изолирующим материалом (стеклотканью), поверх него — еще одним слоем изоляции. Промеж них — силиконовый герметик. Должно получиться наподобие рукоятки револьвера. К ней крепят микровыключатель, управляющий действием газового клапана.

Горелку соединяют с газовым баллоном трубкой (диаметр 0,6-0,8 см), плюс два провода — от выключателя к клапану и под напряжение трансформатора (хватит 8 «квадратов»).

Важно: в рабочей области пламя должно исчезнуть не сразу, а по прошествии некоторого времени. Промышленные модели под аргонную сварку для этого имеют задержку выключения. На деле данное устройство электроники только делает схему сложнее, поэтому при самостоятельном изготовлении отключение делают ручным способом с некоторой задержкой.

Такой вариант считается наиболее бюджетным для получения аргонной сварки. Здесь главное — учесть стоимость самого аппарата (готовое изделие стоит недешево) и то, что таким промышленно созданным оборудованием не придется слишком часто пользоваться.

Некоторые источники дают указание на то, что можно применять, помимо аргона, и другой газ. Но это не верно. На практике достоверно выяснено, что содержание меньше, чем 99% аргона приводит к некачественно выполненной сварке.

Процесс аргонно-дуговой сварки: последовательность работ

Физические свойства защитных газов и металла электродов

Сварочный ток и инертный газ подводят в газовую горелку, другую фазу тока для сварки подсоединяют к детали. В горелке вставлен вольфрамовый электрод, в процессе сварки не расплавляющийся. Горит дуга, идущая от вольфрамового электрода до детали, присадочную проволоку подают непосредственно в область дуги. Конец электрода из вольфрама при аргоновой ручной сварке затачивают конусообразно. Длину заточки делают равной 2-м или 3-м диаметрам электрода. В начале дугу зажигают на специальной пластине из угля.

Недопустимо зажигать дугу на базовом металле ввиду оплавления конца электрода и его загрязнения.

Возбуждение дуги выполняют, пользуясь источником питания, холостой ход у которого имеет повышенное напряжение, либо применяют дополнительный источник питания, имеющий высокой напряжение (осциллятор), поскольку потенциал возбуждения и ионизации аргона гораздо выше, чем у азота, кислорода или паров металлов.

Дуговой разряд аргона отличает надежная стабильность. Важная особенность аргонно-дуговой сварки при помощи неплавящегося вольфрамового электрода и применении переменного тока — появление в сварочной цепи показателя постоянного тока, величина которого может составлять до 50% от эффективной величины значения переменного тока в сварочной цепи.

Выпрямление тока находится в прямой зависимости от формы и размеров вольфрамового электрода, материала, из которого выполнено изделие, и режима сварки (токовой величины, скорости сваривания, длины дуги).

Схема аргоннодуговой сварки.

Когда величина постоянного тока будет слишком высока, то нарушится стабильность дугового горения и, соответственно, резко уменьшится качество наплавляемой поверхности металла, появятся надрезы, чешуйчатость. Но самое главное — снизится прочность соединения и пластичность металла на шве.

Особенно нежелательно образование в сварочной цепи характеристик постоянного тока в процессе сваривания алюминия и его сплавов. Чтобы получить качественные сварные соединения, нужно устранить в цепи сварки элементы постоянного тока. Аналогично аргонно-дуговой сварке выполняется гелио-дуговая сварка.

Отличие обычной ручной сварки дугой качественными электродами от ручной аргонной сварки дугой состоит в количестве задаваемых направлений движения электроду. В первом случае задают три движения электроду (по оси электрода, перпендикулярно шву и по оси будущего шва). Во втором варианте задают только одно направление — горизонтально оси будущего шва. Это правило распространяется и на механизированные способы сваривания изделий. Два других направления движения не применяют при аргонно-дуговой сварке по причинам:

• исключается передвижение согласно оси электрода книзу, так как при аргонно-дуговом сваривании не происходит его расплавление;
• в поперечном направлении согласно шву не двигаются, дабы не нарушить инертным газом защищенность расплавляемого металла.

Поскольку колебательное передвижение электрода перпендикулярно шву исключается, то швы, выполненные аргонным свариванием, получаются более узкие, нежели при ручной обычной сварке дугой хорошими электродами. Стык освобождают из приспособления, выполняя первоначальный слой шовного соединения, используя присадочную проволоку, марку которой устанавливают либо технологическим процессом либо техническими условиями. Дугу зажигают на пластине из угля, но ни в коем случае не на самой детали. Гашение дуги следует выполнять на расстоянии.

В целях недопущения пропитки металла шва воздушными О2 или азотом, концы расплавляемой проволоки сварочной и нагретого вольфрамового электрода никогда не должны выходить из области защитного газа. Чтобы избежать разбрызгивания расплавляемого металла, выполняют подачу проволочного конца в жидкую ванну плавными движениями.

Накладывая корневой слой шва, внимательно отслеживают, в какой степени полноты проплавились кромки, нет ли непроваренных мест. Насколько металл проплавился, определяют по конфигурации ванны расплавляемого металла: о качественном проплавлении свидетельствует ванна, длина которой вытянута в сторону направления сварки, недостаточность проплавления определяет ванна в форме круга либо овала.

Если послушать отзывы тех, кто уже применял аргонную сварку, то все они сходятся во мнении о том, что желания работать обычным аппаратом для сварки после такой технологии больше не возникает. И шов при этом образуется узенький и качественно выполненный. Для этого нужно лишь немного потренироваться.

Применение аргонодуговой сварки необходимо при работе с металлами, которые не могут быть соединены посредством обычной сварки. Данный метод используется для сварки алюминия, бронзы, нержавеющей стали и чугуна, в редких случаях — черного металла.

В этой статье представлена технология аргонодуговой сварки (TIG). Мы рассмотрим особенности метода, его преимущества и недостатки, а также используемое для сварки в аргоне оборудование.

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 ↑

2 Используемое оборудование

Реализация аргонодуговой сварки может выполнятся так с помощью промышленных аппаратов, так и с применением самостоятельно собранного комплекта оборудования. В перечень используемых устройств входит:

• горелка с соплом;
• осциллятор;
• балансный реостат;
• инвертор (источник напряжения).

В качестве источника напряжения может применятся трансформаторная установка, однако использование инвертора более предпочтительно, поскольку такое оборудование способно создать равномерное напряжение строго заданной частоты. Инвертор может подключаться к электросетям 220 либо 380В, аппараты на трехфазную сеть является более производительными.

Установка для аргонодуговой сварки

Балансный реостат — оборудование, посредством которого регулируется сила подаваемого на дугу тока, что позволяет подобрать оптимальный режим обработки разных металлов. Промышленные сварочные аппараты оснащены встроенными реостатами, однако при самостоятельной сборке комплекта его можно приобрести отдельно.

Осциллятор для сварки является одним из ключевых по важности аппаратов в ТИГ сварке. Он выполняет несколько функций — поддерживает стабильную дугу переменного тока и пробивает междуговой промежуток между поверхность детали и концом электрода. Осциллятор для аргонодуговой сварки должен генерировать разряд мощностью от 4 до 8 кВт.

Горелка является фиксирующим электрод прибором, через который к сварному шву подается защитный газ. Основной частью корпуса горелки выступает резервуар под охлаждающую жидкость, оборудованный двумя штуцерами, по которым жидкость циркулирует, и соплом. В центральной части резервуара размещен неплавящийся вольфрамовый электрод, к которому подводится провод и клемма, соединяющие электрод с инвертором либо сварочным аппаратом. По каналу между стенками сопла и электродом подается газ, сама горелка через штуцер подсоединена к баллону с аргоном.

Устройство горелки для аргонодуговой сварки

Среди проверенных аппаратов для ТИГ сварки выделим следующие модели оборудования:

• КЕДР TIG 200P;
• Blue Weld TIG 230DC;
• Brima TIG-200;
• Сварог TIG 200P.

Это универсальные установки, оснащенные балансным реостатом, горелкой и осциллятором. Дополнительно вам потребуется приобрести баллон для газа, редуктор, которым будет регулироваться расход аргона при сварке, а также шланги для подключения баллона к горелке.

2.1 Расходные материалы (электроды, присадочная проволока)

Для аргонодуговой сварки используются неплавящиеся вольфрамовые электроды, которые в зависимости от химического состава классифицируются на следующие группы:

• электроды WP (из чистого вольфрама без примесей) — применяются при работе с переменным током для сварки алюминия и магния;
• электроды WZ-8 (в фольфрам добавлен оксид циркония) обеспечивают максимально стабильную дугу и чистую сварочную ванну, применяются для алюминия, бронзы и никеля;
• электроды WT-20 (с оксидом тория) — предпочтительный вариант для постоянного тока, используются для нержавейки и металлов с высокой температурой плавления (титан, никель);
• электроды WY-20 (с иттрированного вольфрама) — применяются для аргонодуговой сварки особо ответственных соединений, обеспечивают максимальную прочность сварного шва, предназначены для соединения меди, низколегированной стали и титана на постоянном токе;
• электроды WL-15 (вольфрам с оксидом лантана) — долговечные неплавящиеся электроды, не загрязняющие сварной шов, используются для высоколегированных сталей и алюминия как для переменного, так и для постоянного тока.

Горелка с вольфрамовым электродом

Не менее важным является правильный выбор присадочной проволоки, от которой непосредственно зависит качество сварного шва. Основным правилом выбора является использование присадочной проволоки идентичной по химическому составу тому материалу, сваривание которого будет выполняться. Присадочные прутки (проволока) производятся в диаметрах 1-12 мм, длина одного отрезка — до 100 см. Диаметр проволоки нужно выбирать исходя из толщины соединяемого металла.
к меню ↑

2.2 Технология ТИГ сварки своими руками

Ключевым условием того, будет ли аргонная сварка своими руками выполнена успешно, является правильный выбор режима проведения работ. Режим сваривания определяется в зависимости от толщины стыкующегося металла, от которого будет зависеть мощность подающегося тока, диаметры используемых электродов и присадочной проволоки, а также расход аргона и скорость прокладывания сварного шва. Ознакомьтесь с таблицей выбор выбора режимов.

Режимы аргонодуговой сварки

Аргонодуговая сварка своими руками — особенности технологии:

1. Подача аргона должна начинаться за 15-20 секунд до начала прокладывания шва и завершатся спустя 10 сек после отключения дуги.
2. Неплавящийся электрод нужно размещать предельно близко к соединяющемуся металлу, однако их непосредственный контакт после появления дуги не допускается.
3. Следите за тем, чтобы присадочная проволока и электрод постоянно располагались в среде защитного газа. Перемещать горелку нужно строго по оси шва, без малейших поперечных движений.
4. Присадочные прутки нужно подавать максимально плавно чтобы избежать их разбрызгивания. Сама проволока должна размещаться перед горелкой.
5. Соединяемые металлические поверхности перед началом работ необходимо обезжирить и очистить от загрязнений.
6. Гасить дугу нужно с помощью редуктора, резкий обрыв подачи тока недопускается.

Если технология реализована правильно, вы получите удлиненную по направлению перемещения горелки сварочную ванну. В случае недостаточного проплавления кромок металла ванна будет иметь овальную или круглую форму.