Основные неисправности сварочных инверторов и методы их устранения

Множество домашних мастерских укомплектовано сварочным оборудованием на основе инверторного блока питания. Такие изделия обладают множеством преимуществ. Однако, время от времени любая техника ломается и может потребоваться ремонт сварочных инверторов.

Подобная операция легко выполнима в домашних условиях, поскольку внутренняя компоновка инверторной установки для розжига дуги хорошо поддается диагностике и обслуживанию. Успешность исправления неисправностей инверторной сварки зависит, прежде всего, от навыков и знаний мастера-ремонтника.

Особенности сварочных инверторов и их ремонт

Сварочный полуавтомат инверторного типа обладает рядом особенностей и преимуществ.
Большинство пользователей подобных сварочных устройств отмечают:

• высокую мощность установки;
• мобильность аппарата;
• простоту обслуживания;
• надежность конструкции инвертора;
• минимальное потребление электрической энергии при выполнении работ по свариванию металлических изделий.

Характерной особенностью инверторных устройств для сварки служит более сложная электротехническая схема, по сравнению с трансформаторными или выпрямительными сварками.

Ремонт инверторных сварочных аппаратов следует начинать с проверки следующих элементов:

• транзисторы;
• диодный мост;
• система охлаждения.

Перед тем, как отремонтировать сварочные аппараты своими руками необходимо провести диагностику основных компонентов. Как правило, неисправные детали, например, транзисторы или диоды, можно легко определить по существенном изменении геометрии.

Если такие детали удается выявить визуально, то восстановление аппарата для сварки своими руками сведется к банальной замене неисправных электротехнических элементов при помощи паяльника и припоя.

Ремонт сварочных полуавтоматов своими руками должен производится мастерами, имеющими хотя бы базовые познания в электронике и умеющими пользоваться такими устройствами, как мультиметр, вольтметр и осциллограф.

Большинство моделей инверторных аппаратов для сварки комплектуются инструкциями. Проводить обслуживание данных устройств проще по схемам, имеющимся в соответствующем разделе документации.

Плюсы и минусы инверторной сварки

Инверторные устройства показывают КПД в пределах 85 – 95%, надо сказать, что это высокий показатель среди электронной аппаратуры. Используемая схема позволяет выполнять регулировку уровня сварочного тока от нескольких ампер, до сотен, а то и тысяч.

Например, инвертор марки ММА, он составляет 20 – 220 А. Инверторы могут работать длительное время. Управление источником питания можно выполнять дистанционно. К несомненным преимуществам инверторов можно отнести их малые габаритно-весовые характеристики, позволяющие перемещать устройство на месте выполнения сварки. В конструкции аппаратов использована двойная изоляция, обеспечивающая электрическую безопасность.

Технологические достоинства

Применение инверторов позволяет использовать электроды любой марки, которые работают и с постоянным и переменным током. Устройства этого типа могут быть использованы для сварки с неплавящимся электродом в среде защитного газа. Кроме того, конструкция этого оборудования позволяет легко автоматизировать сварочные процессы.

Сварка может быть выполнена с применением короткой дуги, таким образом, снижаются энергопотери и повышается качество сварного шва, в частности, на поверхности свариваемых деталей практически не образуются брызги от выполнения сварки. Кстати, применение инверторов позволяет получать швы в любой пространственной конфигурации.

Микропроцессор

В управлении современными сварочными инверторами применяют микропроцессоры, и это обеспечивает стабильную связь между напряжением, током.

Минусы, которым обладают инверторы

Инверторы ремонтировать несколько сложнее, чем традиционные трансформаторные агрегаты. Если из строя выйдут некоторые элементы управления, размещенные на плате, то ремонт может встать примерно в треть от стоимости нового сварочного инвертора.

Инверторы, в отличие от оборудованиях других типов, очень боится пыли. То есть такие аппараты должны чаще обслуживаться. Работа инверторным сварочным аппаратом ограничена и низкими температурами. Кроме того, существуют некоторые ограничения на хранение инвертора при минусовых температурах. Это чревато образованием конденсата, который может привести к короткому замыканию на плате.

Диагностика неисправностей инверторов

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

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

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

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

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

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

Типичные причины выхода из строя инвертора представлены:

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

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

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

Назначение оборудования и особенности его конструкции

Основным назначением любого инвертора является формирование постоянного сварочного тока, который получают путем выпрямления высокочастотного переменного. Использование именно высокочастотного переменного тока, преобразованного посредством специального инверторного модуля из выпрямленного сетевого, обусловлено тем, что силу такого тока можно эффективно увеличивать до требуемой величины при помощи компактного трансформатора. Именно данный принцип, положенный в работу инвертора, позволяет такому оборудованию иметь компактные размеры при высокой эффективности.

Функциональная схема работы сварочного инвертора

Схема сварочного инвертора, которая определяет его технические характеристики, включает в себя следующие основные элементы:

• первичный выпрямительный блок, основу которого составляет диодный мост (в задачу такого блока входит выпрямление переменного тока, поступающего из стандартной электрической сети);
• инверторный блок, основным элементом которого является транзисторная сборка (именно при помощи данного блока постоянный ток, поступающий на его вход, преобразуется в переменный, частота которого составляет 50–100 кГц);
• высокочастотный понижающий трансформатор, на котором за счет понижения входящего напряжения значительно повышается сила выходящего тока (благодаря принципу высокочастотной трансформации на выходе такого устройства может быть сформирован ток, сила которого доходит до 200–250 А);
• выходной выпрямитель, собранный на базе силовых диодов (в задачу данного блока инвертора входит выпрямление переменного высокочастотного тока, что необходимо для выполнения сварочных работ).

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

Как работает инвертор

Ниже приведена схема, которая наглядно показывает принцип работы сварочного инвертора.

Итак, принцип действия данного модуля сварочного аппарата заключается в следующем. На первичный выпрямитель инвертора поступает напряжение из бытовой электрической сети или от генераторов, бензиновых или дизельных. Входящий ток является переменным, но, проходя через диодный блок, становится постоянным. Выпрямленный ток поступает на инвертор, где проходит обратное преобразование в переменный, но уже с измененными характеристиками по частоте, то есть становится высокочастотным. Далее, высокочастотное напряжение понижается трансформатором до 60-70 В с одновременным повышением силы тока. На следующем этапе ток снова попадает в выпрямитель, где преобразуется в постоянный, после чего подается на выходные клеммы агрегата. Все преобразования тока контролируются микропроцессорным блоком управления.

Технические параметры устройств

Сварочные инверторы имеют ряд определенных характеристик, по которым можно судить о его технологических свойствах. К ним относят следующие параметры:

Конструкция сварочного инвертора

1. Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.
2. Размер напряжения, которое используется для электроснабжения. Производители выпускают изделия, которые работают от 380 и от 220 в. Первые применяют для профессиональной сварки, вторые для работы в домашних условиях.
3. Размер тока, этот параметр оказывает прямое влияние на размер электрода, который будет использоваться для выполнения сварки.

Технические параметры сварочного инвертора

1. Мощность агрегата, этот параметр дает информацию о том, ток, какой силы будет формировать сварочную дугу.
2. Напряжение на холостом ходу, этот параметр показывает, как быстро будет получена сварочная дуга.
3. Диапазон размеров электродов, которые будут использованы для производства сварки.
4. Габаритно-весовые характеристики инверторного сварочного аппарата и размер сварочного тока на выходе. Чем ниже последний показатель, тем меньше аппарат, но и соответственно такое устройство обладает меньшими эксплуатационными характеристиками.

Основные виды поломок и их устранение

Прежде чем рассмотреть основные виды неисправностей инверторных устройств следует ознакомиться с устройством инвертора.

Большинство популярных моделей состоит из:

• блока питания;
• блока управления;
• силового блока.

Неисправности и ремонт сварочных аппаратов в большинстве случаев связаны с поломкой силового блока, состоящего из:

1. Первичного и вторичного выпрямителей. В состав блока входят два диодных моста различной мощности. Первый мост способен выдерживать до 40 ампер ток и до 250 вольт напряжение. Второй диодный мост собран из более мощных элементов и способен поддерживать силу тока 250 ампер при напряжении порядка 100 вольт. Возможные ошибки данного модуля связаны с аварией диодов первичного или вторичного моста.
2. Инверторного преобразователя. Поломка силового транзистора инверторного преобразователя часто является ответом на вопрос почему сварочный аппарат не варит. Ремонт инвертора можно произвести путем замены транзистора на аналог с параметрами силы тока 32 ампера и напряжением 400 вольт.
3. Высокочастотного трансформатора. Как правило, трансформатор состоит из нескольких обмоток, повышающих силу тока до 250 ампер при напряжении до 40 вольт. Большинство инверторного оборудования имеет две обмотки, выполненные при помощи медной проволоки или ленты.

Перед тем, как отремонтировать сварочные аппараты своими руками следует внимательно продиагностировать прибор и четко определить, какой из элементов неисправен.

Не стоит даже пытаться самостоятельно отремонтировать инвертор из корпуса которого повалил плотный белый дым. В таких случаях самым правильным решением будет обращение в квалифицированный ремонтный центр.

Ремонт сварочного полуавтомата с инверторным источником может понадобиться при возникновении следующих неисправностей:

1. Нестабильное горение раскаленной дуги или сильное разбрызгивание материала электрода. Неисправность в большинстве случаев связана с неправильным выбором рабочего тока. В инструкции по эксплуатации сказано, что на 1 миллиметр диаметра электрода должна приходится сила тока от 20 до 40 ампер.
2. Прилипания сварки к металлу. Такое поведение характерно для устройств, работающих при недостаточном напряжении. Подобные неисправности и способы их устранения четко описаны в сопроводительной документации. При прилипании электрода к свариваемому материалу следует очистить контакты клемм, к которым подключаются модули инверторного устройства. Кроме этого, не лишним будет замерить напряжение в электрической сети.
3. Отсутствие дуги при включении аппаратуры. Дефект зачастую связан с банальным перегревом устройства или повреждением силовых кабелей кабелей в процессе длительной эксплуатации при повышенных температурах.
4. Аварийное отключение инвертора. Если в процессе проведения работ аппарат внезапно отключился, то наверняка сработала защита от короткого замыкания между проводами и корпусом. Ремонт устройства в случае возникновения подобного дефекта состоит в нахождении и замене поврежденных элементов силовой цепи инвертора.
5. Огромное потребление электрического тока при холостой работе. Типичная неисправность, возникающая вследствие замыкания витков на токопроводящих катушках. Восстановление работоспособности устройства после такой неисправности состоит в полной перемотке катушек и наложении слоя дополнительной изоляции.
6. Отключение сварочного оборудования через определенный промежуток времени. Подобное поведение характерно для перегревающихся инверторных электроприборов. Если сварка внезапно выключилась, то нужно дать ей остыть и через 30-40 минут можно продолжить работу.
7. Посторонние звуки при работе блока питания. Устранение дефекта заключается в затягивании болтов, стягивающих элементы магниторовода. Помимо этого, неисправность может быть связана с дефектом в крепеже сердечника или замыканием между кабелями.

Важно отметить, что большинство видов работ следует выполнять с использованием паяльника, укомплектованного специальным отсосом. Такой инструмент существенно облегчает работу по нанесению и удалению припоя на посадочные места радиотехнических элементов.

Залипание электрода (прерывание дуги)

Причиной залипания электрода и прерывания дуги может быть снижение напряжения из-за короткого замыкания в обмотках трансформатора, неисправности диодов или ослабления соединительных контактов. Также возможен пробой конденсаторного фильтра или замыкания отдельных деталей на корпус сварочного аппарата.

К причинам организационного характера, вследствие которых аппарат не варит как надо, можно отнести чрезмерную длину сварочных проводов (более 30 метров).

Если залипание сопровождается сильным гудением трансформатора – это также свидетельствует о перегрузке в нагрузочных цепях прибора или замыкании в сварочных проводах.

Одним из вариантов ремонта с устранением этих эффектов может стать восстановление изоляции соединительных кабелей, а также подтяжка ослабевших контактов и клеммников.

Рекомендации по самостоятельному ремонту

1. При возникновении неисправности, нужно немедленно отключить электрический прибор от сети, дать ему остыть и лишь после этого следует открывать металлических кожух.
2. Диагностику необходимо начинать с визуального осмотра электротехнических компонентов инвертора. Нередки случаи, когда ремонт инверторного сварочного аппарата заключается в простейшей замене поврежденных деталей или пропайке токопроводящих контактов. Визуально увеличившиеся конденсаторы или треснувшие транзисторы нужно заменять в первую очередь.
3. Если при визуальном осмотре не удалось определить причину неисправности сварочного аппарата, необходимо перейти к проверке параметров деталей при помощи мультиметра, вольтметра и осциллографа. Наиболее частые поломки силовых блоков связаны с нарушением работы транзисторов.
4. После замены электротехнических элементов стоит перейти к проверке печатных проводников, расположенных на плате инвертора. При обнаружении оторванных или поврежденных дорожек на печатной плате сварочного инструмента нужно немедленно устранить дефект путем запаивания перемычек или восстановления дорожек при помощи медной проволоки необходимого сечения.
5. По завершению работы с дорожками имеет смысл перейти к обслуживанию разъемов. Если инверторный прибор переставал работать постепенно, то возможно имеет место быть плохой контакт в соединительных разъемах. В таком случае достаточно промерять все контакты при помощи мультиметра и зачистить разъемы обыкновенным бытовым ластиком.
6. Несмотря на то, что неисправности сварочного инвертора редко бывают связаны с диодными мостами, будет не лишним проверить и их работоспособность. Проводить диагностику данного электротехнического элемента лучше в выпаянном виде. Если все ножки моста прозваниваются накоротко, то следует выполнить поиск неисправного диода и произвести его замену.
7. Последним этапом в ремонте инвертора служит проверка платы и пультов управления. Диагностика всех компонентов платы должна производиться при помощи высокоразрешающего осциллографа.

Если диагностика проведена, но обнаружить что сломалось в сварочном аппарате не удалось, следует прекратить самостоятельный ремонт и обратиться в специализированные мастерские.

При выполнении самостоятельных ремонтных работ следует не забывать о правилах безопасности:

• нельзя использовать электрические приборы без защитного верхнего кожуха;
• проведение всех диагностических и ремонтных работ следует осуществлять на полностью обесточенном оборудовании;
• удаление скопившейся пыли и грязи безопаснее всего проводить при помощи воздушного потока, формируемого компрессором или баллоном с сжатым газом;
• очистку печатных плат необходимо производить с использованием нейтральных растворителей, нанесенных на специальную кисточку;
• длительное хранение электрических приборов нужно производить в сухих помещениях в полностью выключенном состоянии.

Большинство инверторных электроприборов поставляется в комплекте с сопроводительной документацией. В этих бумагах можно отыскать описание наиболее типичных неисправностей и методов ремонта. Поэтому, при возникновении неисправностей следует внимательно изучить документацию и лишь потом приступать к ремонтным работам.

Самопроизвольное отключение

В некоторых случаях ремонт можно провести самостоятельно, если аппарат начал самопроизвольно отключаться. Большинство моделей сварочных аппаратов оснащено защитной схемой (автоматом), срабатывающей в критической ситуации, сопровождающейся отклонением от нормальной работы. Один из вариантов такой защиты предполагает блокировку работы устройства при отключении вентиляционного модуля.

После самопроизвольного отключения сварочного аппарата, прежде всего, следует проверить состояние защиты и попытаться возвратить этот элемент в рабочее состояние.

При повторном срабатывании защитного узла необходимо перейти к поиску неисправности по одной из описанных выше методик, связанных с замыканиями или неисправностью отдельных деталей.

В этой ситуации в первую очередь следует убедиться в том, что узел охлаждения агрегата работает нормально, и что перегрев внутренних пространств исключён.

При отсутствии внутренней защиты предохранительный автомат может быть установлен в электрическом щитке. Для поддержания нормального функционирования сварочного агрегата его настройки должны соответствовать выбранным режимам.

Так, некоторые модели таких аппаратов (сварочный инвертор, в частности) в соответствии с инструкцией должны работать по графику, предполагающему перерыв на 3-4 минуты после 7-8-ми минут непрерывной сварки.