Ремонт сварочных аппаратов, устранение причин неисправностей

Если залипает электрод, возможно, во внешней сети упало напряжение либо сварочный аппарат загрязнен

«Не включается, гудит, перегревается!» Подобные возмущения то и дело вырываются из уст людей, которые «под руку» со сварочным аппаратом запланировали соорудить стеллаж, арку, забор или что-либо еще. Приходится откладывать работы на определенное время и устранять неисправность. Кому-то удается сделать это самостоятельно, а кто-то вынужден нести технику в ремонт. Какие же самые распространенные поломки случаются с этим оборудованием и возможно ли справиться с проблемой собственными силами?

Оборудование отказывается включаться

10 минут назад все работало, а сейчас аппарат не хочет стартовать вообще! Почему такое происходит? Причин может быть как минимум три.

  1. Банальное перегорание из-за неправильной подачи электричества либо замыканий в цепи высокого напряжения. И хотя на понижение последнего, его скачки и т.д. рассчитано большинство моделей, существуют предельно допустимые нормы, при нарушении которых инвертор, полуавтомат или трансформатор перестают включаться.
  2. Защита может срабатывать в результате замыкания между листами магнитопровода и витками катушек, а также из-за пробоев конденсаторов.
  3. Вышла из строя система охлаждения. Происходит это опять-таки по нескольким причинам: превышение норм «продолжительности включения» и несоответствие подаваемого тока. Еще один вариант – вы сэкономили и купили устройство от непроверенного производителя.

Аппарат слишком шумит? Вероятно, ослабились крепежные болты между листовыми элементами магнитопровода

Как ремонтировать? Отключить прибор от сети, найти место поломки и устранить ее. Например, заменить конденсатор, восстановить изоляцию. Некоторые умельцы экспериментируют с установкой дополнительных вентиляторов для сверхсильного охлаждения. Сможете ли сделать это без помощи специалистов, решайте сами, но не забывайте, что любое самостоятельное вмешательство в работу устройства чревато потерей гарантийных обязательств. Альтернативный вариант предотвращения подобных неприятностей – эксплуатация стабилизатора напряжения.

Сварочный аппарат перегрелся и задымился

Слишком длительная работа без перерывов, использование электродов большого диаметра, установление сварочного тока выше дозволенного значения – все это может стать причиной перегрева. А это, в свою очередь, повлечет за собой сгорание изоляции и замыкание между витками обмотки катушки, сопровождающееся даже задымлением.

Как избегать и как ремонтировать? Прежде всего, нельзя нарушать правила эксплуатации. В инструкции указано, что максимальный диаметр электрода – 4 мм? Не экспериментируйте с 6-мм стержнями! Ну а если неудача все-таки произошла, в лучшем случае можно обойтись локальным восстановлением изоляции провода. В худшем – готовиться к полной перемотке с тем же количеством витков.

Появились мелкие искры вместо дуги? Значит, произошел ее обрыв. Причины – замыкание проводов, пробой обмотки с высоким напряжением на цепь либо плохой контакт кабеля с клеммами. Проверяйте провода, зачищайте контакты и плотно крепите их к клеммам.

Часто очень сложно найти объяснение неисправности, особенно в инверторных моделях. Ведь последние представляют собой сложный комплекс электронных модулей входного и выходного выпрямителей, транзисторов, платы управления с ключами, элементов драйвера и т.д. И разобраться со всем этим под силу не каждому. Поэтому лучше всегда приобретать оборудование высокого качества и строго придерживаться правил его эксплуатации. А если вопрос ремонта все-таки стал актуален, отправляйте «подопечного» в сервисный центр. 

Сварочные аппараты инверторного типа являются распространенными моделями благодаря их мобильности и возможности работать практически от любого напряжения питающей сети в интервале от 175 В до 240 В. Однако возможны случаи выхода из строя сварочников. Причин поломок много, и для ремонта сварочных инверторов необходимо знать основные неисправности, устройство и принцип работы. Произвести ремонт инверторных сварочных аппаратов своими руками несложно.

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

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.

Любая техника, когда-то ломается, это относится и к сварочному оборудованию, которое эксплуатируется иногда и в экстремальных режимах. Но ремонт таких сварочных аппаратов в условиях мастерской бывает довольно дорог. Кроме того, во время работы требуется оперативное устранение поломки. Ликвидировать неисправность своими руками и быстрее, и дешевле, нужно только знать принцип работы устройства и элементную полупроводниковую базу. Мы подробно расскажем, как правильно определить неисправность сварочного агрегата и способ его ремонта с минимумом аппаратуры.

Принцип работы сварочного инвертора

Поломка сложной электронной аппаратуры требует оперативного реагирования, а профессиональный ремонт обходится дорого и происходит медленно. Своими руками осуществить ремонт инверторных сварочных аппаратов можно при наличии определённых знаний в области радиоэлектроники и принципов работы такой техники. Необходимо иметь мультиметр с режимом измерения сопротивлений, а также двухлучевой осциллограф, который позволить провести окончательную настройку или выявить неисправность. Часто причина поломки находится на поверхности и её можно определить путем визуального осмотра после вскрытия корпуса, но бывают и более сложные неисправности.

Вскрытие корпуса и визуальный осмотр возможен только после отключения аппарата от электрической сети, помните, что после демонтажа вы лишаетесь права на гарантийный ремонт.

Прежде чем начинать ремонт сварочного аппарата нужно разобраться из каких частей и функциональных элементов он состоит. Чтобы его эффективно отремонтировать, нужно знать соотношение входных, выходных напряжений и формы сигнала на каждой составной части изделия.

Инверторный сварочный аппарат состоит из следующих элементов:

  • низкочастотный выпрямительный блок с фильтром, который преобразовывает переменное сетевое напряжение 220/380 V в постоянное напряжение;
  • инверторная схема, преобразующая постоянное напряжение в высокочастотное переменное до 100 кГц;
  • высокочастотный понижающий трансформатор, который обеспечивает сварочный ток до 300 А;
  • выходной выпрямитель для сварки в режиме ММА;
  • регулирующее устройство, которое обеспечивает через обратную связь стабильные характеристики при сварке на разных режимах;
  • блок подачи сварочной проволоки при режимах MIG/MAG;

Неисправность может возникнуть в каждой из этих составных частей, поэтому ремонт сварочных аппаратов следует начинать с поступательного анализа работы его узлов. Сначала необходимо ознакомиться с инструкцией, где могут быть объяснены возможные поломки и способы их устранения. Также надо ознакомиться с работой автоматической защиты прибора и с пределами рабочего напряжения.

Важно помнить, что инвертор является источником повышенной опасности, и неосторожное обращение с ним может привести к поражению электрическим током, поэтому, если нет уверенности в своих силах, к ремонту лучше не приступать.

Диагностика неисправностей аппаратуры

Очень распространённой причиной неполадок является несоблюдение рекомендованных производителем условий эксплуатации. Некоторые изделия могут работать в большом диапазоне температур и напряжений, но это скорее исключение, чем правило. Различные неисправности сварочных инверторов случаются довольно редко, благодаря эффективной системе защиты от токов короткого замыкания при залипании электродов и от грубых ошибок неопытного сварщика.

Поэтому причиной некорректной работы могут быть следующие обстоятельства:

  1. несоответствие однофазного или трёхфазного напряжения, рекомендованного техническими характеристиками инвертора;
  2. предохранительный сетевой автомат менее 25 А;
  3. используется удлинитель длиной более 30 м;
  4. сечение питающего провода менее 2,5 мм2;
  5. плохой контакт минусового провода со свариваемой деталью;
  6. неправильно подобран сварочный ток;
  7. запылённость радиаторов системы охлаждения силовых элементов, что приводит к срабатыванию температурной защиты;
  8. проникновение влаги внутрь корпуса;
  9. несоблюдение режима продолжительности нагрузки.

Если все вышеперечисленные причины отсутствуют, а оборудование не работает, то придётся вскрывать корпус. Следующим этапом ремонта сварочного инвертора своими руками является внешний осмотр, который, возможно, позволит локализовать неисправность.

На платах могут быть обнаружены следы подгорания дорожек, указывающие на выход из строя сопротивлений, ёмкостей или полупроводниковых элементов. Здесь для замены необходимо воспользоваться паяльником, и не исключено, что причиной выхода из строя деталей является пробой последующих по схеме полупроводников. В этом случае вам понадобится мультиметр с режимом измерения сопротивлений.

Сопротивление деталей замеряется при выключенном питании и потребуется отпаять силовой диод или транзистор, для более точного и надёжного результата.

Нулевое или бесконечное значение сопротивления говорит о его неисправности и необходимости замены. Выпаивать транзисторы нужно очень осторожно предварительно, открутив их от радиатора и обеспечив целостность токопроводящих дорожек на плате. Некоторые виды неисправностей довольно сложно определить, поскольку выход из строя одного элемента схемотехнического решения, ведёт за собой нарушение работы других деталей.

Поэтому диагностика и ремонт сварочных инверторов своими руками требует хороших знаний и навыков. Для более точного определения причин неработоспособности понадобится использование двухлучевого осциллографа. Он нужен для локализации неисправного блока путём исследования амплитуды и формы входного и выходного напряжения.

Методы ремонта сварочных инверторов

Надёжность полупроводниковых элементов сварочного аппарата и эффективность работы защитных систем практически исключает их выход из строя. Но если это всё же произошло, то, скорее всего, причиной послужило попадание влаги в прибор или же посторонние металлические предметы вызвали замыкание. В этом случае ремонт сварочного инвертора заключается в диагностике поломки, просушки аппарата и удалении посторонних предметов, а также замены неисправных деталей.

Для ремонта вам понадобятся следующие инструменты и оборудование, а именно:

  • отвёртка и гаечные ключи;
  • паяльник, припой, флюс или канифоль;
  • устройство отсоса лишнего припоя;
  • мультиметр с режимом измерения сопротивления, тока и напряжения;
  • осциллограф двухлучевой для диагностики и окончательной настройки;
  • электрическая схема неисправного изделия или аналогичная;
  • теплопроводящая паста;
  • средство для промывки контактов, токопроводящих дорожек и радиаторов;
  • доска из непроводящего материала для удобства диагностики плат при включенном сетевом напряжении.

Важно учесть, что выход из строя силовых элементов аппарата, влечёт за собой возможное выгорание и неисправность соседствующих ёмкостей, сопротивлений и стабилизаторов, а также управляющих микросхем.

После выявления неисправности силовых элементов или схем управления, следует отсоединить детали от радиаторов и отпаять их от плат. При этом нужно пользоваться устройством отсоса излишнего припоя, чтобы облегчить демонтаж элемента и сохранить дорожки платы от деформации. Иначе придётся монтировать дополнительные шины, что не улучшает работоспособность платы. Затем необходимо очистить место демонтажа от флюса и окалины, а радиаторы от остатков старой термопасты и возможного нагара. Убедится в исправности ближайших по схеме компонентов и при необходимости заменить их.

После установки и монтажа новых полупроводниковых или иных деталей, нужно быть уверенным в целостности токопроводящих дорожек, а в случае их повреждения принять меры к устранению недостатков. На очищенные радиаторы нанести новый слой термопасты и закрепить силовые радиодетали. Затем, с помощью тестера, убедиться в исправности подсоединения и включить электропитание инвертора.

Используя осциллограф, проверить корректность работы отдельных узлов, при подключении аппарата к нагрузочному элементу с индикацией и сравнением входных и выходных сигналов. При нормальных характеристиках завершаем ремонт.

Подводим итог

Таким образом, при наличии определённой квалификации, произвести ремонт сварочных инверторов своими руками вполне возможно. Это позволит вам сберечь время и немалые денежные средства. Но в случае возникновения затруднений, нужно всегда обращаться к справочной литературе и к консультации профессионалов. Совместные усилия всегда обеспечат положительный результат.