Ремонт сварочных инверторных аппаратов своими руками

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.

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.

Как правильно организовать ремонт сварочного инвертора

Разумеется, ситуации, когда электронный сварочный аппарат сгорает, как свечка, и не подлежит дальнейшему ремонту, случаются крайне редко. На практике ремонт сварочного аппарата может оказаться намного проще, чем казалось в первый момент. В 90% случаев из строя выходят силовые цепи, в 50% — чувствительные управляющие элементы схемы. Но чтобы выполнять ремонт инверторных сварочных аппаратов своими руками, мало одного желания, как минимум, потребуется следующее оборудование:

• Цифровой тестер или мультиметр, все равно какой, можно с функцией проверки транзисторов;
• Паяльная станция, можно самодельная, но обязательно с регулируемым по температуре феном и исправным низковольтным паяльником;
• Нагрузочный реостат.

Кроме перечисленного, для работы может потребоваться шприц для откачки припоя, кисточка, спирт, лупа, сильный фонарик, лампа накаливания с проводами, ну и, конечно, справочники для заказа запасных частей.

Совет! У большинства профессиональных ремонтников имеется в распоряжении осциллограф. Для ремонта электроники, по сути, незаменимая вещь, если дело касается проверки работы системы управления аппарата.

Не факт, что осциллограф потребуется для ремонта сварочного аппарата своими руками, но в особо сложных случаях без него просто не обойтись.

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.

   

   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.

Факторы, приводящие к выходу из строя сварочного инвертора

Ситуации, которые могут стать причиной выхода инвертора из строя или привести к нарушениям в его работе, можно разделить на два основных типа:

• связанные с неправильным выбором режима сварочных работ;
• обусловленные выходом из строя деталей устройства или их неправильной работой.

Методика выявления неисправности инвертора для последующего ремонта сводится к последовательному выполнению технологических операций, от самых простых – к наиболее сложным. То, на каких режимах выполняются такие проверки и в чем заключается их суть, обычно оговаривается в инструкции на оборудование.

Распространенные неисправности инверторов, их причины и способы устранения

Если рекомендуемые действия не привели к желаемым результатам и работа аппарата не восстановлена, чаще всего это означает, что причину неисправности следует искать в электронной схеме. Причины выхода из строя ее блоков и отдельных элементов могут быть различными. Перечислим наиболее распространенные.

• Во внутреннюю часть устройства проникла влага, что может произойти, если на корпус аппарата попадают атмосферные осадки.
• На элементах электронной схемы скопилась пыль, что приводит к нарушению их полноценного охлаждения. Максимальное количество пыли в инверторы попадает в тех случаях, когда они эксплуатируются в сильно запыленных помещениях или на строительных площадках. Чтобы не доводить оборудование до такого состояния, его внутреннюю часть необходимо регулярно чистить.
• К перегреву элементов электронной схемы инвертора и, как следствие, к их выходу из строя может привести несоблюдение продолжительности включения (ПВ). Данный параметр, который необходимо строго соблюдать, указывается в техническом паспорте оборудования.

Следы попадания жидкости внутрь корпуса инвертора

Распространенные причины поломок

Ремонт сварочных инверторов своими руками возможен при таких неисправностях:

1. Неустойчивая сварочная дуга.
   
   Подобная неисправность в большинстве случаев связана с неправильным выбором режима работы инвертора. Для выбора оптимальной силы тока можно придерживаться правила: на 1 миллиметр диаметра электрода должно подаваться от 20 до 40 ампер тока.
2. Появление усилий при отрыве электрода от металла.
   
   Типичная неисправность, возникающая из-за низкого напряжения, приходящего на электроды. Наиболее простым способом решения данной проблемы является очистка контактов блока питания от окислов и нагара.
3. Отсутствие сварочной струи.
   
   Если при повороте тумблера включения устройства нет никакого питания, то следует проверить напряжение в электрической сети.
4. Отключение инвертора при длительной работе.
   
   Как правило, подобное поведение инвертора может быть связано с перегревом. Выход из положения прост: дать аппарату остыть и через 30 минут вновь приступить к работе.

Схема инверторного сварочного аппарата.

При диагностике сварочного аппарата могут выявиться неисправности:

• возникшие в результате неправильного выбора режима сварочных работ;
• возникшие вследствие выхода из строя электронных компонентов оборудования.

В любом из вышеназванных случает можно провести ремонт сварочного инвертора своими руками.

Большинство неисправностей данного узла сварочного аппарата связаны с выходом из строя электронных комплектующих.

Основные виды неисправностей электронной схемы представлены:

1. Попаданием влаги внутрь корпуса инвертора.
   
   Окисление токопроводящих дорожек вследствие попадания влаги может служить причиной нарушения контакта между основными компонентами устройства.
2. Образованием большого количества пыли на основных рабочих элементах.
   
   Обильное пылевое загрязнение элементов инвертора может нарушить естественную циркуляцию воздуха в корпусе и привести к перегреву электронных компонентов.
3. Выбором неправильного режима работы инвертора, повлекший за собой перегрев электронных компонентов.
   
   Выход из строя инвертора по причине перегрева электронных комплектующих – это одна из наиболее типичных поломок.

Кроме этого, неработоспособность устройства может быть связана с выходом из строя одного из модулей.

В большинстве инверторов используются:

• входной выпрямитель;
• выходной выпрямитель;
• блок управления ключами;
• охлаждающая система.

Ремонт аппаратов инверторной сварки

Если внимательно изучить устройство, функции и принцип действия каждого узла, то выявить и устранить неисправность инверторного сварочного аппарата самостоятельно достаточно просто. Многие сварщики начинают искать фирмы, где отремонтировать сварочный инвертор по низкой цене. Но они забывают о том, что фирма или отдельное лицо может поменять детали инвертора на менее качественные. Нужно понять причину проблемы и найти способ для ее решения. Начинать нужно с самого простого и заканчивать сложным. Кроме того, следует внимательно осмотреть инверторный аппарат на наличие подгораний силовых кабелей, поступление питания из сети.

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.

Средняя степень

Поломки этого типа возникают при сгорании определенного радиоэлемента. Исправление неполадок этого рода не требует особой квалификации. Основным навыком является умение работать с паяльником или паяльной станцией. В основном, они выявляются при визуальном осмотре. Причины могут быть разнообразны:

• Подгорание резисторов.
• Вздутие электролитических конденсаторов.
•  
• Сгорание трансформатора.
• Обугливание диодов.
• Порча монтажной платы при возгорании.

Оптимальным способом исправления является выпаивание детали и замена ее на такую же или аналог.

Сложные неисправности

При средних поломках все выясняется визуально. Однако бывают ситуации, когда визуальный осмотр не дает положительный результат. Для этого применяется метод анализа схемы инвертора и выявление неисправности, а также дальнейшее ее устранение.

Для ремонта нужны знания в области электротехники, контрольно-измерительные приборы (мультиметр и осциллограф), схема инвертора (схема 1) и немного уверенности в своих силах. «Слабым местом» сварочника инверторного типа являются плата управления и БП. Если неисправна плата управления, то происходит светодиодная индикация (светодиод желтого цвета), свидетельствующая о невозможности запускаться в нормальном режиме.

Схема 1 — Схема инвертора РЕСАНТА САИ

Для осуществления ремонта нужно разобрать инвертор и произвести снятие разъемов с плат. После этого нужно выполнить контрольные измерения напряжений платы управления и сравнить с табличными исправной ПУ. Например, один из вариантов можно рассмотреть в таблице 1.

№ вывода ПУ	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Исправная ПУ	4,07	2,72	4,87	0,68	14,5	0,05	0,04	3,25	7,12
Измеряемая ПУ	0,23	15	0,01	2	17,2	6,99

Таблица 1 — Сравнение измерений.

Согласно таблице 1, нужно сделать вывод о неисправности ПУ. На ПУ есть микросхема типа UC3845D, нужно снять контрольные U и сделать выводы (таблица 2).

№ вывода микросхемы	1	2	3	4	5	6	7	8
Корректная работа	1,95	0,2	2,07	2,52	15,1	5,1
Измеряемая микросхема	0,04

Таблица 2 — Сравнение U UC3845B.

На микросхеме (7-я нога) питание отсутствует, следовательно, нужно искать причину в радиокомпонентах, работающих вместе с этой микросхемой. В этой ситуации нужно проверить микросхему LM324N, которая управляет первой при помощи команд-импульсов (таблица 3).

№ вывода	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Исправна	0,81	4,02	14,87	3,06	4,73	0,02	0,04	15,1	4,82	4,87	6,74	0,88
Текущая	1,91	15	15,37	4,69	14,2	0,03	14,97	4,8	4,83	7,72	0,1

Таблица 3 — Сравнение режимов работы микросхемы LM324N.

Далее нужно рассмотреть цепь деталей, завязанных на 7-ю ногу. Причиной является неисправный smd-резистор R4. Нужно произвести замену, собрать инвертор (подключить только разъемы и проверить). Результат выполненной работы: желтый светодиод не горит, а, следовательно, аппарат исправен. Нужно отключить его от сети и собрать полностью. Таким способом следует искать и другие неисправности, ничего сложного в этом нет.

Таким образом, для устранения неисправностей различного вида нужно знать основное устройство инвертора и его принцип действия. В основном устранить неисправность не составляет труда.

Для этого нужно понять причину, разобрать и внимательно осмотреть все соединения, радиодетали (подгоревшие резисторы, «вздувшиеся» электролитические конденсаторы и так далее). Кроме того, нужно следить за правильной эксплуатацией и производить периодически техосмотр аппарата. Эти меры предосторожности позволят существенно увеличить срок службы сварочника.

Ремонт силового блока инвертора

Электрическая схема сварочного инвертора.

Для ремонта силового блока инвертора могут потребоваться следующие инструменты:

• плоскогубцы;
• два паяльника мощностью 40 и 100 ватт;
• отвертки различных видов;
• гаечные и торцевые ключи;
• нож;
• кусачки;
• тестер для электрической сети;
• осциллограф;
• штангенциркуль;
• микрометр.

Наиболее типичной поломкой силового блока сварочного инвертора является выход из строя мощного транзистора. В большинстве случает поврежденный транзистор можно определить визуально: на нем имеются дефекты, прогары или деформация. Ремонт инвертора в случае обнаружения дефектного транзистора сводится к его замене.

Существует множество случаев, когда пробой транзистора является лишь следствием, а не причиной. При таком развитии событий замена транзисторной сборки может не дать видимого эффекта.

Если после замены транзистора работоспособность прибора не восстановилась, то имеет смысл перейти к следующему шагу, а именно диагностике и замене элементов из диодного моста.

Перед тем, как отремонтировать диодный мост, следует проверить работоспособность всех элементов. Сделать это можно путем поочередного замера сопротивления на ножках элементов. В случае, если сопротивление между щупами мультиметра, находящимися на ножках диода, равняется нулю или бесконечности, то данный элемент следует заменить.

Новые транзисторы или диоды следует набирать из схожих по характеристикам аналогов. Как правило, в продаже имеются аналоги подавляющего большинства моделей электронных компонентов.

Составляющие сварочного инвертора.

При ремонте силового блока инвертора следует придерживаться таких правил:

1. Запрещается использование электрического прибора с открытым изолирующим кожухом.
2. Диагностику и замену всех электронных компонентов необходимо проводить на обесточенном сварочном аппарате.
3. Удаление скопившейся пыли и мусора из устройства лучше всего проводить при помощи компрессора или баллона с сжатым воздухом.
4. Очистка платы от липких следов и использованного флюса стоит проводить при помощи нейтральных к пластику растворителей. При этом рекомендуется использовать специальную кисточку для чистки электронных компонентов.
5. Хранение исправного прибора должно проводиться в отключенном состоянии и с полностью закрытым кожухом.

Заключение

Для этого подключаем к выводным контактам платы сварочного аппарата лампу на 40 Вт и включаем ее, если лампа загорелась вполнакала, значит, восстановление выходных цепей выполнено успешно. Чтобы удостовериться в полной работоспособности аппарата, к муфтам сварочных шлангов подключают реостат и тестером измеряют напряжение на выходных клеммах. Если поворотом ручки напряжение на клеммах муфты плавно меняется от 60 В до 10 В, значит, аппарат полностью исправен, в противном случае нужно менять операционный усилитель в цепи регулировки.

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.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...