Различные неисправности сварочных инверторов. Неисправности сварочного инвертора – причины и варианты устранения Способы ремонта инверторных сварочных аппаратов

Здесь будет рассмотрен ремонт сварочного инвертора TELWIN Force 165. Для тех, кто не знаком с устройством и схемотехникой сварочного инвертора, предлагаем сначала ознакомиться с материалами на эту тему, а именно:

В этих двух статьях на примере реального аппарата TELWIN Force 165 и принципиальной схемы сварочных инверторов TELWIN Tecnica 144-164 подробно описана электронная начинка и назначение каждого элемента схемы.

Но давайте вернёмся к нашему неисправному аппарату – сварочному инвертору TELWIN Force 165. По словам владельца, аппарат исправно работал, но вдруг, после небольшой передышки в работе напрочь отказывался выполнять свои обязанности. При попытке начать работу искра не появлялась, а изнутри корпуса доносился неестественный для штатной работы «гул» и «писк».

По словам владельца также было известно, что аппарат вроде как работал – был слышен шум вентилятора обдува, включался индикатор штатной работы. А это свидетельствует о том, что транзисторы инвертора исправны.

Складывалось впечатление, что сварочный инвертор «уходит в защиту» - срабатывают внутренние защитные цепи, которые есть в составе любого импульсного агрегата, тем более такого мощного.

Поиск неисправности сварочного инвертора я начал нестандартно. Включать приборчик не стал.

Ранее я с такими приборами не сталкивался, и они были для меня в новинку. Поэтому первым делом вскрыл корпус и стал проверять мультиметром все доселе известные мне детали.

На печатной плате сварочного инвертора обнаружил знакомые элементы: вентилятор, мощный диодный мост (на него установлен радиатор), высоковольтные электролитические конденсаторы фильтра, фильтр EMC, ключевые мощные транзисторы инвертора (установлены на радиатор), импульсный трансформатор , электромагнитное реле …

Неприятным сюрпризом оказалось то, что поверхность печатной платы была залита каким-то лаком, который затруднял считывание маркировки SMD -элементов и микросхем.

Также были обнаружены защитные элементы. Один из них – термопредохранитель на 90 0 С. Он приклеен к радиатору диодного моста.

Насколько мне известно, такие термопредохранители срабатывают намертво, то есть если нагреются выше своей температуры срабатывания, то размыкаются навсегда. Похожие термопредохранители можно обнаружить в силовых трансформаторах. Там они включаются в цепь первичной обмотки и приклеиваются к ней. Защищают трансформатор от перегрева. Иногда можно ложно судить о том, что первичная обмотка трансформатора в обрыве, хотя стоит убрать (или замкнуть накоротко) этот самый термопредохранитель, как оказывается, что трансформатор исправен.

Поэтому первым делом проверил целостность термопредохранителя на 90 0 С. Он оказался исправен.

Кроме этого на одном из радиаторов, к которым крепятся мощные ключевые транзисторы инвертора, также есть температурный датчик. Внешне он очень похож на термовыключатель серии KSD, которые используются в термопотах, водяных нагревателях и прочей бытовой электротехнике.

Особенность этих термовыключателей в том, что их контакты вновь замыкаются, если температура опустится ниже определённого значения. Понятно, что этот температурный датчик отслеживает нагрев мощных ключевых транзисторов и, если есть перегрев, временно отключает работу сварочного инвертора. Как только радиаторы, а, следовательно, и транзисторы остынут, то аппарат вновь запустится, и будет работать в штатном режиме.

При проверке термовыключателя оказалось, что он также исправен. Ну, что ж, будем искать неисправность дальше.

После недолгих поисков, было решено проверить мощные выпрямительные диоды. На печатной плате они расположены рядком и надёжно прикручены к радиатору шурупами. На страницах сайта уже рассказывалось о том, как проверить диод .

Маркированы как 60CPH03 . Это ультрабыстрые сдвоенные диоды VS-60CPH03 .

После проверки оказалось, что ориентировочно неисправны все три сдвоенных диода. Но это всего лишь предположение, так как диоды впаяны в схему, и 100% утверждать, что именно они неисправны нельзя. Несмотря на это стало понятно, в каком направлении нужно «копать» дальше.

Разобраться в проблеме можно было бы и без схемы, но с ней интересней, тем более что под рукой оказалось руководство по ремонту сварочных инверторов TELWIN Tecnica 144-164, которые, честно говоря, мало чем отличаются по своему составу и схемотехнике от TELWIN Force 165. Если взглянуть на принципиальную схему, то можно заметить, что даже при пробое одного из сдвоенных диодов 60CPH03, все остальные диоды при проверке будут также «неисправными», если их не выпаять из платы и не проверить каждый в отдельности. Вот кусочек схемы - выходной выпрямитель .

Как оказалось, выпаять эти самые диоды не так-то просто. Во-первых, пайка очень достойная и качественная. Да и как тут по-другому, ведь в силовой части сварочного аппарата протекают огромные токи, вплоть до 130 ампер! Малейший недопай и место контакта будет греться, а это в последствие приведёт к неисправности. Поэтому итальянцы не жалеют припоя и надёжно сдабривают им место контакта.

Не стоит забывать, что современная электроника изготавливается с помощью бессвинцовых припоев , а температура их плавления, как правило, выше, чем у обычного оловянно-свинцового.

Перед тем, как выпаивать диоды, необходимо демонтировать радиатор. Шурупы, которыми крепятся диоды к радиатору нестандартные, но открутить их можно пассатижами.

Для выпайки лучше воспользоваться паяльником помощнее. Лучше взять обычный паяльник мощностью ватт на 50, иначе выпайка превратится в мучение. Можно, конечно, применить и 40-ка ваттный паяльник, но тут потребуется сноровка и немало терпения. Надо успеть хорошо прогреть все 3 вывода диода одновременно.

При демонтаже можно попробовать использовать медную оплётку или десольдер для удаления припоя. Правда, если паяльник маломощный (например, 40 ватт), то толку от них будет мало. Припой будет моментально застывать.

Несмотря на трудности вызванные маломощностью паяльника (он у меня на 40 ватт) и обгоревшим медным жалом мне всё-таки удалось выпаять сдвоенные диоды. К сожалению, не без «косяков».

Выдрал с корнями сквозную металлизацию медных дорожек. Ах, да ладно, не беда. Зачистим и надрастим.

Оказалось, что пробит один из диодов – остальные целы. Стоит отметить, что пробитым оказались оба диода, которые являются частью одного сдвоенного диода. Теперь это не диод – а «решето», - обычный проводник в красивом корпусе.

Если взглянуть на схему, то «вылетел» тот диод, который обозначен красным кружком.

Напомню, что кусочек схемы взят из руководства для TELWIN Tecnica 144-164. А чинил TELWIN Force 165. У телвин Force 165 на плате нет катушки индуктивности L1 (дроссель) и, по-видимому, не должно быть, так как посадочного места на плате для неё нет. Так что не обращайте на неё внимания. В реальности же эта катушка выполнена из медного провода большого сечения, чтобы выдерживать токи до 140 ампер.

Было решено оставить аппарат в покое и заняться поисками замены неисправного диода VS-60CPH03. Найти замену диоду 60CPH03 оказалось не так-то просто. Купить в интернете эту радиодеталь не получилось. В интернет-магазинах такая деталь почему-то является редкостью (возможно, всё уже изменилось). Пришлось ехать на радиорынок и покупать там.

Был куплен аналог диода с маркировкой STTH6003CW . Цена у него оказалась приличная, да и найти нужный оказалось непросто.

Параметры STTH6003CW такие же, как и у VS-60CPH03, а именно:

Корпус – TO-247 ;

Максимальный ток в прямом включении I F(AV) – 30A на 1 элемент (60А на оба диода);

Допустимое обратное напряжение V RRM – 300V;

Время восстановления (или быстродействия) t rr (max) – 50 ns (50 наносекунд).

Сдвоенный диод STTH6003CW относится к, так называемым, быстродействующим диодам. Буржуи обзывают такие диоды Ultra-fast , Hyperfast , Super-fast , Stealth diode , High frequency secondary rectifier и т.п. В общем, как только не пытаются подчеркнуть их крутизну.

Главная особенность быстродействующего диода – это способность быстро открываться (пропускать ток) и также быстро закрываться (не пропускать ток). А это означает, что он может работать на высоких частотах. Это и требуется для работы в выпрямителе сварочного инвертора, так как требуется выпрямлять ток высокой частоты – десятки килогерц.

Поэтому заменять такие диоды стоит только быстродействующими!

Для замены диода VS-60CPH03 подойдут STTH6003CW , FFH30US30DN . Все эти диоды – аналоги и отлично подходят для замены друг друга. Активно применяются в сварочных аппаратах. Также подойдёт STTH6003TV , но у него другой корпус (ISOTOP ), хотя если другого нет, то при желании можно изловчиться и прикрутить его куда-нибудь.

При установке диодов на радиатор необходимо обязательно использовать теплопроводную пасту (например, КПТ-8 ).

Жадничать не стоит, но и чрезмерно намазывать пастой место теплового контакта не стоит. Наносим небольшой, ровный слой пасты на площадь соприкосновения корпуса диода и алюминиевого радиатора. Затем надёжно прикручиваем корпус диода к радиатору шурупом.

К установке диодов на радиатор стоит относиться серьёзно. В процессе работы диоды сильно греются и малейшие трудности с охлаждением вызовут их перегрев и выход из строя.

При установке диодов необходимо как можно лучше пропаять места соединения выводов и контактов медных дорожек. Это очень важно, так как токи просто огромные и если схалтурить, то ничего хорошего из этого не выйдет.

Если при демонтаже были «содраны» медные пятаки и медные дорожки, то их можно надрастить медным лужёным проводом и качественно пропаять. Чисто электрического контакта недостаточно – пайка должна быть надёжной.

После замены неисправного диода прибор заработал.

Архив со схемами на сварочные аппараты TELWIN Tecnica 141-161, TELWIN Tecnica 144-164 и TELWIN Tecnica 150, 152, 170, 168GE можно скачать и . Размер файла - 4,4 Mb.

Сварочный инвертор отличается от обычного сварочного аппарата более легким и качественным процессом сварки. Однако неисправности сварочного инвертора, в силу его более сложного устройства, могут быть более серьезными и сложными.

Для определения причины поломки аппарата нужно провести его диагностику: проверить транзисторы, резисторы, диоды, стабилизаторы, контакты и т.д. К каждому аппарату прилагается подробная инструкция с описанием наиболее распространенных неисправностей, которые можно устранить самостоятельно. Однако очень часто для проведения ремонта может потребоваться специальное оборудование: омметр, вольтметр, мультиметр, осциллограф. И ими необходимо уметь пользоваться. А в особых случаях необходимы познания в электронике, умение работать с электросхемами. Поэтому, если самостоятельная проверка и устранение простых неисправностей, описанных ниже, не привела к успеху, лучше доверить ремонт инверторного аппарата мастерам в сервисном центре.

Какие бывают неисправности инверторов

Можно выделить несколько групп поломок сварочных инверторов:

• неисправности, возникающие из-за несоблюдения указанных в инструкции норм рабочего процесса сварки;
• неисправности, возникающие в следствие неправильной работы или выхода из строя элементов аппарата;
• поломки, возникающие в результате попадания в устройство влаги, пыли и посторонних предметов.

Вернуться к оглавлению

Распространенные неисправности, которые можно устранить своими руками

Рассмотрим некоторые наиболее часто встречающиеся неисправности сварочных инверторов:

Чтобы выявить и устранить причину неисправности, корпус аппарата вскрывают и производят визуальный осмотр его содержимого.

1. Сварочная дуга горит неустойчиво или электрод сильно разбрызгивает материал. Причина этого может крыться в неправильном выборе тока. Сила тока должна соответствовать типу и диаметру электрода и скорости сварочного процесса. Если сила тока не указана на упаковке электродов, то можно начинать подачу тока с 20-40 А на каждый миллиметр диаметра электрода. При снижении скорости сварки силу тока тоже необходимо снизить.
2. Электрод прилипает к материалу. Зачастую это происходит из-за низкого напряжения в сети, значение которого меньше минимально допустимого при работе с инвертором. Причиной залипания электрода может стать и плохой контакт в гнездах панели, который можно устранить, плотнее зафиксировав платы. Использование удлинителя с сечением провода меньше 2,5 мм 2 или с слишком длинным проводом (более 40 м) может снизить напряжение. Подгоревшие или окислившиеся контакты в электрической цепи тоже могут понизить напряжение.
3. Отсутствует процесс сварки, аппарат при этом включен в сеть. В этом случае нужно проверить наличие массы на свариваемой детали. Проверьте также кабель инвертора на наличие повреждений.
4. Аппарат самопроизвольно отключается. Отключение аппарата происходит в момент включения в сеть трансформатора, после чего срабатывает его защита. Причиной этого может стать замыкание в цепи напряжения. Защита может включаться не только при замыкания проводов между собой или с корпусом, но и при замыкании между витками катушек или пробое конденсаторов. Чтобы отремонтировать полому, сначала нужно отключить трансформатор и найти неисправность, после чего произвести изоляцию или замену поврежденного элемента.

Если нет сварки при включенном аппарате, проверьте соединение кабеля электрододержателя.

В процессе длительной работы аппарат отключился. Скорее всего, это не поломка, а перегрев инвертора. Необходимо выждать минут 20-30, после чего возобновить работу. Следует придерживаться правил эксплуатации прибора: не перегревать его, то есть делать перерывы в работе, подключать к нему соответствующие значения тока, не использовать электроды слишком больших диаметров.

Трансформатор издает сильный гул и перегревается. Возможно, причиной этого стали перегрузка трансформатора, ослабление болтов, которые стягивают листы магнитопровода, или поломка крепления сердечника. Из-за замыкания между листами магнитопровода или кабелями аппарат тоже может сильно гудеть. Подтяните все элементы крепления и восстановите изоляцию кабелей.

Сварочный ток плохо регулируется. Причиной этого могут быть поломки в механизме регулирования тока: неисправность в регулирующем ток винте, замыкание между креплениями регулятора, замыкание в дросселе, плохая подвижность вторичных катушек в результате засора и др. Снимите кожух с инвертора и рассмотрите механизм регулировки тока с целью выявления поломки.

Сварочная дуга резко обрывается, и зажечь ее невозможно, появляются только искры. Возможно проблема кроется в пробое обмотки высокого напряжения, замыкании между проводами или в плохом их соединении с клеммами инвертора.

Высокое потребление тока при отсутствии нагрузки. Причиной может стать замыкание витков на катушке. Устранить ее можно или восстановив изоляцию, или полностью перемотав катушку.

Вернуться к оглавлению

Если во время сварки возникает чрезмерное разбрызгивание металла электрода, то причиной может служить неправильно подобранное значение сварочного тока.

Если из корпуса аппарата появился запах гари и дым, это может говорить о серьезной поломке. В данном случае может понадобиться квалифицированный ремонт в сервисном центре.

Для выявления неисправности сначала разбирают корпус. Производят визуальный осмотр деталей на наличие повреждений, трещин, перегоревших контактов и вздутий конденсаторов. Также проверяют места пайки деталей и контактов на платах инвертора. Часто причины неисправности кроются именно в некачественной пайке, их легко устранить, перепаяв детали.

Все неисправные детали следует выпаять и произвести замену на новые, соответствующие данной модели аппарата.

Подобрать детали можно в соответствии с маркировкой, указанной на корпусе аппарата или в специальном справочнике.

Выпаивать детали нужно с помощью паяльника, имеющего отсос, который сделает работу удобной и быстрой.

Ответ:

Перегрев может случиться практически с любым оборудованием, особенно там, где идет работа с высокими токами или температурами. Поэтому перегрев сварочного инвертора - это дело обычное, довольно естественное и не стоит спешить его пугаться. Тем более что практически все сварочные аппараты сегодня оснащаются защитой от перегрева, которая призвана не допустить поломки оборудования вследствие подобных ситуаций.

Перегрев сварочного инвертора наступает в том случае, если аппарат работает длительное время без передышки. При этом временной отрезок для каждой конкретной модели будет индивидуальным. Однако для бытовых сварочных инверторов он составляет от тридцати минут до полутора часов (в зависимости от качества комплектующих и сборки аппарата), для полупрофессиональных моделей этот промежуток увеличивается и составляет от часа до двух часов, а профессиональные сварочные инверторы часто вообще могут работать очень долго.

Следует учитывать, что величина рабочего временного промежутка также сильно зависит от температуры в окружающей среде. В жаркий солнечный день перегрев может наступить гораздо быстрее, чем в прохладные часы в межсезонье. Кстати, у каждого аппарата есть встроенная система вентиляции, иначе он не смог бы проработать и нескольких минут. Но делать её очень большой, эффективной, но в то же время громоздкой, нецелесообразно. Поэтому, чем меньше аппарат, тем, зачастую, меньше его период работы без отдыха.

Как определить, что сварочный инвертор перегрелся? Он выключится, и некоторое время будет отказываться включаться. Это будет означать, что сработала защита. Однако мы не рекомендуем доводить дело да такого полуаварийного отключения. Определите примерный рабочий временной промежуток для вашего инструмента и давайте аппарату отдых заранее, чтобы не произошел слишком быстрый его износ.

Кстати, считается, что среди бытовых сварочных инверторов длительным временным рабочим промежутком отличается и . Именно поэтому эти аппараты с таким удовольствием приобретают дачники, которые работают ими, обычно, в жаркие летние отпускные дни. Из полупрофессионального и профессионального оборудования хорошо в этом плане зарекомендовали себя немецкие

Сварочный инвертор обеспечивает хорошее качество проведения сварочных работ, создавая сварщику максимально комфортные условия для работы. Однако эти преимущества приводят к повышению сложности его конструкции. Это может вызывать различные неисправности сварочного инвертора и понижает степень его надежности.

Особенности ремонта инвертора

В отличие от обычных сварочных аппаратов, представляющих собой электротехническое изделие, инвертор для сварки является электронным устройством. Следовательно, диагностика и ремонт инверторных сварочных аппаратов осуществляются проверкой рабочего состояния диодных мостов, транзисторных соединений, стабилитронов и других деталей, которые входят в состав электронных схем. При этом нужно обладать навыками обращения с осциллографами, вольтметрами, мультиметрами и другими измерительными приборами.

Главной отличительной чертой в проведении ремонта сварочного инвертора является сложность в определении характера поломки и обнаружения вышедшей из строя детали. Поэтому очень часто требуется проводить диагностику всех узлов электрической схемы.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что для необходимо обладать минимальными знаниями в области электроники и уметь разбираться в конструкции электрических схем. Если таковые навыки и умения отсутствуют, то браться за самостоятельный ремонт подобного аппарата не рекомендуется, чтобы не потратить лишние силы и время.

Принцип работы инвертора

Принцип работы инверторных аппаратов заключается в последовательном (пошаговом) преобразовании входящего сигнала электрического тока:

• процесс выпрямления входящих сетевых токов с помощью специального выпрямителя;
• процесс преобразования выпрямленных токов в переменные высокочастотные сигналы;
• процесс понижения токов с высоким напряжением до сварочного напряжения, происходящий на силовом трансформаторе;
• преобразование переменного тока с высокой частотой в постоянный ток, происходящее с помощью выходного выпрямителя.

Для выполнения подобных операций конструкция сварочного инвертора имеет несколько модулей с электронной начинкой. Основным модулем является выпрямитель входных токов. Затем идет управляющая плата, на которой находятся транзисторы (ключи), и заканчивается он выпрямителем выходных сигналов.

При этом в приборах разных производителей, имеющих разные модели, компоновка узлов агрегата может быть самой разнообразной, но установка основных компонентов всегда будет в неизменном виде.

Поэтому, зная основной принцип работы подобных агрегатов и расположение основных модулей их конструкции, можно провести диагностику возможных неисправностей и выполнить необходимый ремонт.

Виды основных неисправностей

При выходе из строя сварочного инвертора первым делом следует произвести проверку его транзисторов, поскольку они являются одним из наиболее слабых мест таких агрегатов. Первоначально следует провести визуальный осмотр транзисторов. Такую сломанную деталь выявить очень просто: она обладает сломанным или надтреснутым корпусом с перегоревшими выводами в местах пайки на плате. Такую деталь сразу же нужно заменить.

Новые транзисторы следует устанавливать на специальную термическую пасту. Она будет обеспечивать отведение тепла от транзистора на радиатор, выполненный из алюминия. Но очень часто визуальный осмотр не позволяет выявить неисправные элементы, тогда следует выполнить «прозвон» с помощью мультиметра.

Замена неисправных элементов выполняется по точно заданным параметрам. В некоторых случаях можно поставить аналоги деталей, при этом требуемые параметры можно определить по даташифту. Если замена перегоревших транзисторов не помогла, нужно переходить к дальнейшей диагностике.

В обычном режиме работы транзисторы не могут выйти из строя просто так, скорее всего, это обусловлено неправильной работой других элементов. Чаще всего это драйвер. Его проверку выполняют омметром. При обнаружении неисправных частей необходимо их выпаять и произвести замену на аналогичные детали.

Затем проверяются выпрямители входных и выходных токов, которые состоят из диодных мостов. Они устанавливаются на радиаторе и являются надежными узлами сварочных инверторов. Но и они могут выходить из строя. Проверку их работоспособности проверяют с помощью вольтметра.

Неисправность платы управления

Проверку диодных мостов лучше всего проводить отпайкой от них проводов и последующим откреплением их от платы. Это может облегчить всю дальнейшую работу и не вызовет сомнений тогда, когда произошло короткое замыкание всей цепи инвертора.

Проверка происходит по достаточно простому алгоритму. Необходимо «прозвонить» всю группу деталей. Если при этом будет выявлен «коротыш», то следует выполнить поиск пробитого диода. После его обнаружения следует диод аккуратно выпаять и произвести замену.

Если после проведения всех вышеописанных действий сварочный аппарат все равно не работает, следует протестировать плату управления. Она осуществляет контроль работы (управления) ключей. От надежности работы подобной платы будет зависеть надежность работы всего оборудования.

Для выполнения грамотного и квалифицированного ремонта инвертора необходимо провести проверку на наличие необходимых сигналов, производящих его работу. Эти сигналы должны поступать на затворные шины ключевого модуля. Выполнить подобную проверку можно при помощи осциллографов.

Периодически может возникать высокий нагрев корпуса инвертора. Связано это может быть с нарушениями правил использования агрегатом и неправильным выбором значения используемого тока для сварки. Также это может возникать при неправильном подборе электродов или слишком длительном времени работы агрегата. Чтобы подобных затруднений при использовании инвертора не возникало, необходимо соблюдать оптимальные режимы работы, которые прописаны в техническом паспорте.

Возникающие неисправности инвертора можно устранить самостоятельно, но сделать это можно только в том случае, если имеется необходимый диагностический инструмент и опыт его использования. В противном случае лучше обратиться за помощью к специалистам.

При покупке инверторного сварочного аппарата для работы в гараже или на даче первая мысль - ух ты, теперь всё-всё поварю! Не нужен диплом сварщика, устройство рассчитано на пользователя без специального образования. Обращаться со сваркой стало проще и комфортнее. Главное, понять принцип работы и первой помощи при затруднениях и поломках.

Инверторные аппараты - новое поколение ручной сварки

С начала 2000 годов инверторные сварочные аппараты стали дешевле и доступнее. Чтобы провести дома сварочные работы, достаточно иметь это маленькое и простое в обращении устройство и хорошие электроды.

Преимущества инверторов

Инверторные аппараты имеют малый вес, компактные размеры, а сфера использования и качество сварки у них выше, чем у тяжёлых и громоздких сварочных трансформаторов. Они выполняют свою задачу в полном объёме: варят машины, ворота, конструкции из труб (например, парники или беседки). Работа с ними мобильна - перебросив через плечо раздвижной ремень, сварку проводят в любых труднодоступных местах.

При вертикальной, горизонтальной или верхней сварке ток уменьшают на 10–20%, а при сварке под углом - увеличивают на такую же величину по сравнению с обычным положением.

С подключением также нет проблем, сварочный аппарат работает от обычной электрической сети. Замечательно, что он не остановится при понижении сетевого напряжения. При отклонении в пределах +/- 15% устройство продолжит нормально работать. Значение тока можно регулировать, подбирая мощность в зависимости от типа и толщины металла. Всё это делает инверторы идеальными и для новичков, и профессионалов.

Видео: испытание самодельного инверторного аппарата

Как работают сварочные инверторы

Инверторный аппарат соединяет детали постоянным током при помощи электродуговой сварки электродом с покрытием. Большой плюс в том, что в самом начале процесса нет скачков электроэнергии в сети, к которой подключено устройство. Накопительный конденсатор обеспечивает бесперебойность электрической цепи и мягкое разжигание дуги с её дальнейшим автоматическим поддержанием. При подключении к электрической розетке переменное напряжение сети частотой 50 Гц преобразуется сначала в постоянное, а потом в высокочастотное модулированное напряжение. Затем с помощью высокочастотного трансформатора сила тока растёт, напряжение уменьшается, а ток на выходе выпрямляется. Аппарат предусматривает регулировку величины сварочного тока и защиту от перегрева.

Инверторный аппарат сначала выпрямляет и модулирует входной ток, а затем увеличивает его силу за счёт снижения напряжения до появления дуги

Базовый режим работы инверторных сварочных аппаратов - ММА. Это ручное дуговое сваривание штучными обмазочными электродами. Для сварки стальных и чугунных изделий на постоянном или переменном токе используют диаметр 1,6–5,0 мм.

Аппараты различаются мощностью и продолжительностью рабочего цикла . Второй показатель - это период, в течение которого разрешено варить на максимально допустимой мощности, чтобы не допустить перегрева устройства. Его обозначают буквами ПВ (период включения) и определяют в процентах относительно единицы времени в 10 минут. Например, если на аппарате указан ПВ 60%, это значит, что им можно варить в течение 6 минут, а затем выключить на 4 минуты. Иногда цикл сварки устанавливается равным 5 минутам. Тогда значение показателя ПВ в 60% обозначает период работы в 3, а отдыха в 2 минуты. Показатели ПВ и рабочего цикла указываются в инструкции на каждый аппарат.

Устройство сварочного аппарата

Чтобы при первых сложностях в работе аппарата не искать специалиста по ремонту, желательно иметь хотя бы базовое представление о его конструкции.

Схема сборки инверторов своими руками

Мастера со знанием электротехники собирают сварочный аппарат сами. Не только экономии ради, но и по велению творческой души. В интернете выложены принципиальные схемы инверторов, чертежи и инструкции тех, кто сам изготовил инвертор. Главное, получить стабильность сварочной дуги. Чаще всего применяют схему «косого моста» («схему Бармалея») с использованием двух ключевых транзисторов: биполярных или полевых. Их ставят на радиатор для отвода тепла, они синхронно открываются и закрываются.

В «схеме Бармалея» главными управляющими элементами являются два транзистора, которые открываются и закрываются синхронно

Электротехническое решение схемы избавляет от высоковольтных выбросов и позволяет применять относительно низкоуровневые ключи. Применяют схему из-за её простоты, надёжности и не очень дорогих расходных материалов.

Видео: обзор схемы Бармалея

Сборка инвертора своими руками

Собирают аппарат из следующих блоков:

• блок питания для стабилизации входных сигналов. Между ним и другими элементами и блоками ставят металлическую перегородку. Многообмоточный дроссель управляется транзисторами и конденсатором с накопленной энергией. В дроссельной системе управления используют диоды;
• силовой блок, с участием которого проходит полный цикл преобразования тока. Собирают из первичного выпрямителя, инверторного транзисторного преобразователя, понижающего высокочастотного трансформатора и выходного выпрямителя;
• блок управления. В его основе находится задающий генератор со специальной микросхемой или широтно-импульсный модулятор. Ставят резонансный дроссель и 6–10 резонансных конденсаторов;
• защитный блок. Чаще собирают на силовом блоке, устанавливая для тепловой защиты его элементов термовыключатели. Чтобы не было перегрузок, ставят плату на основе микросхемы 561ЛА7. Снабберы с резисторами и конденсаторами К78–2 защищают преобразователь и выпрямители.

Видео: сборка сварочного инвертора

Причины выхода из строя инверторов

Конструкция инверторных сварочных аппаратов сложнее трансформаторных и, к сожалению, менее надёжна. Это часто приводит к выходу из строя различных узлов по следующим причинам:

• низкая защищённость от пыли. При скоплении её внутри срабатывает сигнал тепловой защиты, аппарат отключается. Нужна разборка минимум два раза в год, чтобы почистить внутренние части струёй сжатого воздуха или мягкой кистью;
• попадание влаги внутрь, вызывающее короткое замыкание, опасное для агрегата;
• низкое качество системы охлаждения в дешёвых аппаратах. Из-за этого плавятся пластмассовые части конструкции, не срабатывает аварийное отключение. В моделях с туннельной вентиляцией радиатор расположен вдоль корпуса, а главные узлы находятся внутри него. Такие аппараты намного дороже;
• скачки напряжения, особенно понижение до 190 В и более;
• перегрузка при резке толстого металла и работах, на которые конкретный аппарат не рассчитан. Тогда выходит из строя силовой модуль IGBT;
• некачественное крепление в контактах колодок, которое провоцирует перегрев этих мест и искрение;
• чувствительность к ударам и падениям из-за наличия пластмассовых деталей;
• низкое качество запчастей, которые используют при ремонте;
• нарушение допустимого режима температур. Электронные микропроцессоры при перегреве плавятся и разрушаются. Рекомендуется придерживаться диапазона от -10 до +40 o С.

Частые поломки сварочных инверторов

Неисправности бывают как механическими, так и связанными с выходом из строя электроники. Сварочный аппарат - сложное устройство, проблемы могут возникнуть в любом месте:

Короткое замыкание или поломка в каком-либо важном узле электросхемы делает невозможной эксплуатацию сварочного аппарата:

• неисправность платы управления не даёт стабильного сварочного тока и не позволяет получить нормальную дугу;
• повреждение транзистора верхней печатной платы ведёт к отключению аппарата;
• выход из строя системы защиты от перегрева определяют по запаху горелой изоляции, изнутри корпуса идёт дым.

Способы ремонта инверторных сварочных аппаратов

Приступая к ремонту неисправного агрегата, стоит учесть некоторые моменты.

Что исправляют без вскрытия

Плохое качество работы аппарата не всегда означает внутреннюю поломку. Виновниками часто становятся влажные или некачественные электроды. Если просушивание или замена не даёт красивого шва, рассматривают другие возможные причины:

• плохой поджиг, прилипание электродов к металлу часто возникает из-за потери мощности в рабочих кабелях или низкого сварочного тока. Правильный подбор сечения кабеля и повышение силы тока могут снять проблему. Нельзя использовать сетевые удлинители с сечением провода менее 2,5 мм 2 и слишком большой длины. Оптимальная длина до 15 м, максимальная - 40 м, иначе аппарат не будет работать из-за потери тока. Сварочный кабель рекомендуется длиной до 5 м;

  Для подключения сварочного аппарата необходимо использовать удлинитель с проводом сечением не менее 2,5 кв. мм и длиной не более 40 м

• прерывание, пульсацию дуги вызывает нестабильность или низкое значение сварочного тока. Проверяют надёжность подключений или повышают ток. Если в сети присутствуют значительные скачки напряжения, используют стабилизатор;
• сильное разбрызгивание металла провоцирует высокий сварочный ток или неправильно установленная полярность. Решают вопрос понижение силы тока и соблюдение полярности;
• горбатый, с подрезами, шов исправляют повышением тока и правильной установкой полярности;
• пористый шов с большим количеством дефектов получается из-за неподготовленного металла или сварки длинной дугой. Количество дефектов шва можно уменьшить при помощи очистки ржавой и грязной поверхности и приближения электрода к металлу.

  Дефекты сварного шва возникают из-за недостаточной очистки обрабатываемых поверхностей, неправильной полярности или слишком большого удаления электрода от места сварки

Важно верно подобрать размер электродов для правильной работы сварочного аппарата.

Таблица: соответствие диаметра электродов с толщиной металла

Внутреннее устройство

Чтобы суметь отремонтировать сварочный аппарат самостоятельно, сначала нужно разобраться с его внутренним устройством. На передней панели находятся гнёзда для рабочих кабелей, ручка регулятора силы тока и индикатор включения. Если конструкция предусматривает дополнительные функции, рабочие индикаторы располагают здесь же.

На передней панели сварочного аппарата расположены гнёзда для подключения кабелей, ручка регулятора силы тока и индикатор режима работы

Проверку начинают с наружного осмотра устройства. Первым делом проверяют наличие механических повреждений. Если на корпусе есть чёрные пятна, скорее всего, произошло короткое замыкание. Тестером проверяют предохранители, при необходимости их заменяют, обследуют изоляцию сварочных кабелей, соединения в гнёздах. Если нужно, подтягивают болты, зачищают контакты.

После откручивания шурупов и снятия кожуха открывается внутренняя часть аппарата, где расположены следующие компоненты:

• плата с силовыми транзисторами;
• плата управления;
• плата выпрямительных диодов;
• плата выпрямления сетевого напряжения;
• вентилятор;
• органы управления - ручка и переключатели.

Инструменты для работы

Для ремонта потребуются следующие инструменты.

Ремонт сварочного аппарата своими руками

Начинка сварочного аппарата понятна тем, кто работает с радиоэлектроникой. Если необходимых навыков в этой области нет, вмешательство только навредит. Не зная правил обращения с платой и технологии такой тонкой работы, можно причинить ущерб гораздо больший первоначального. Дешевле и безопаснее доверить ремонт профессионалу.

Если сложно найти специализированную мастерскую, приходится восстанавливать сварочный инвертор самим. Важно последовательно проверить, что остановило работу устройства.

При появлении трудностей прочтите сначала инструкцию по эксплуатации сварочного аппарата. В ней обязательно есть раздел о возможных проблемах при сварке, причины появления неисправностей и рекомендации по их устранению.

После снятия крышки аппарата часто бывает заметно нарушение пайки деталей, вздутие конденсаторов, обрыв контактов. В таких случаях испорченные запчасти меняют на аналогичные. Оторванные и обгоревшие участки удаляют и перепаивают заново. Если не удаётся быстро определить причину поломки, проверяют каждый элемент электросхемы. Тестируют диоды, транзисторы, стабилитроны, резисторы и другие детали.

Подробную проверку производят последовательно: от деталей, которые чаще всего выходят из строя, к самым стойким.

1. Силовые диоды. Для их прозвонки тестер переводится в режим диодов, щупами прикасаются к выходным клеммам. Если в одну сторону прозвон есть, а в другую нет - силовые диоды в порядке, нижний модуль аппарата исправен.

   Если входные клеммы прозваниваются только в одну сторону, значит, силовые диоды исправны

2. Силовые транзисторы. Силовые транзисторы - это самые уязвимые детали в инверторе . Имейте в виду, что когда транзисторы расположены блоками, из-за одного неисправного не работает всё плечо. Проверяют их в следующей последовательности:
   
3. Контакт в кнопке. Его проверяют в режиме прозвона, поставив кнопку в положение «включено». Если контакты прозваниваются - кнопка работает.

   Кнопку проверяют в режиме «включено», прозванивая её контакты

4. Сетевые мосты. Это надёжные элементы, но они тоже иногда выходят из строя. Перед проверкой лучше отпаять от них провода и снять плату. В режиме прозвона чёрный щуп ставят на плюсовой вывод диода, красным по очереди касаются каждого вывода сетевого моста. Затем наоборот - красный ставят на минусовый вывод диода, чёрным на каждый вывод сетевого моста. Если тестер везде показывает цифры, короткого замыкания нет, диодные мосты в порядке.

   Диодный мост тестируют, прикасаясь по очереди к каждому из его выводов

5. Полевой транзистор в первичном блоке питания. Проверяется по схеме, описанной во втором пункте. Если присутствует заряд, блок питания исправен.

   Полевой транзистор в первичном блоке питания прозванивается в той же последовательности, что и силовые транзисторы

6. Силовые узлы. Если нет осциллографа, используют тестер, который ставят в режим проверки напряжения. Аппарат подключают в сеть через лампочку. Если напряжение на выходе имеется, лампочка загорится, т. е. узлы исправны.

   Если лампочка, подключённая последовательно с аппаратом, загорается, силовые узлы исправны

7. Зарядный резистор. Обрыв зарядного устройства возможен, если при включении аппарата лампочка не засветилась. Проверяют последовательную цепочку ПТЦ и НТЦ, которая обеспечивает заряд конденсатора. Сопротивление обрывается при коротком замыкании диодных мостов или силовых транзисторов.

   Для проверки зарядного резистора роверяют последовательную цепочку ПТЦ и НТЦ

8. Плата управления ключами. Это сложный элемент инвертора, от функционирования которого зависит работа всего устройства. Проверяют включённый аппарат в режиме напряжения до 20 В. Регулятор ставят в положение минимума, чёрный щуп устанавливают на клемму, красный - на шестой вывод. При повороте регулятора в максимальное положение тестер показывает изменение напряжения. Если на аппаратах 160–200 А изменение в диапазоне 2,4–3,2 В, цепочка регулятора в порядке.

   Тестирование платы управления ключами производят тестером при включённом аппарате в режиме напряжения до 20 В

9. Обрыв обратной связи. Включают аппарат, на тестере выставляют напряжение в диапазоне 20 В. Чёрный щуп ставят на клемму, красный - на второй вывод. В устройстве на 200 А высветится напряжение 14–50 мВ. Если имеется обрыв обратной связи по шунту, тестер покажет около 500 мВ. Значит, где-то обратной связи нет.
   

   При поиске обрыва обратной свящи красный щуп устанавливают на второй вывод микросхемы

10. Блок питания. В режиме «включено» проверяют наличие напряжения 300 В с конденсатора на плату инвертора. Проверяют на целостность цепочки и транзистор. На выходе из блока питания два диода обеспечивают 25 В. Если прозвон показал, что короткого замыкания нет, вторичные цепи не нагружают блок питания, он запустится. Если запуска нет, возможно, пробита оптопара или транзистор. Если блок питания запускается на короткое время и затем отключается от сети, проверяют транзистор. Если он нагрелся, значит, рядом пробит и требует замены диод.
    

    Перед проверкой блока питания выключите аппарат из розетки!

    На первом этапе ремонта блока питания проверяют наличие напряжения 300 В на плате инвертора

При самостоятельном ремонте мастера используют ортофосфорную кислоту. Если к корпусам диодов нужно что-то припаять (например, отломанные стойки), их предварительно лудят. При ремонте отломленной стойки учитывают перпендикулярность. Важно установить её, чётко совмещая отверстия. Если припаять даже с минимальным перекосом, при последующем затягивании крепления стойка снова сломается.

Если нет технического фена, для выпаивания пользуются паяльником 100–150 Вт. Так не повредятся разъёмы и дорожки. Специалисты рекомендуют для лучшего результата перед пайкой подогреть блок до 160–170 0 С, при этом пластиковые части вентилятора греть нельзя. При работе с паяльником или другими нагревательными элементами требуется осторожность, чтобы не прикоснуться к легкоплавким деталям аппарата.

Видео: ремонт сварочного аппарата и разбор основных его неисправностей

Инверторный сварочный аппарат уверенно прописывается в домашних мастерских. Перед покупкой стоит потратить время на изучение азов сварного дела и электротехники. Это поможет ориентироваться в характеристиках устройства и при необходимости самостоятельно починить его. Сложные случаи лучше доверить специалистам.