Problema con saldatrice OXYTECH Welding 140 A salda per circa 30-40 secondi poi perde totalmente la potenza

[maxastuto]

Salve, un mio amico mi ha chiesto di riparargli questa saldatrice ( ad elettrodo rutilico )   come da titolo, avente il seguente difetto: dopo qualche decina  di secondi di saldatura ,  inizia a perdere potenza fino a fare delle piccole scintille come un accendino per sigaretta.Mi riferisce che inizialmente saldava benissimo. I dati di targa sono questi:

Model n° IGBT 140N

x% 60 a 140A con U2V  25,6 V      x% 100 a 108 A con U2V 24,3 Volt

20A/ 20,8V      140A 25,6V

Detto questo, l'ho aperta e ho notato subito che in zona dei 4 IGBT FGH40N60SFD  vi erano 2 resistenze (R 53 ed  R 54 da 22 ohm 3 watt  con un reoforo tagliato in prossimità dell'anello colore. Queste 2 resistenze fanno parte  delle 4 resistenze  a 2 coppie contrapposte  che sono collegate con i 4 IGBT).Anzi la R 54 è collegata all'emettitore di un IGBT mentre le altre 3 sono collegate al Collettore ( Strano!)  (Vedi foto). Mi ha detto che non è mai stata aperta e difatti il moncherino  dei reofori presenta la tipica deformazione piatta a "scalpello" che pratica una tronchesina quando trancia  ( solitamente quando si spezza per traumi  meccanici un reoforo è perfettamente circolare) quindi non so se è stato una correzione di fabbrica in sede di CQ:  comunque le ho ripristinate saldando un pezzo di reoforo recuperato da altri componenti. Credendo che fosse quello il problema, ho provato a saldare: con un tipo di elettrodo di colore rosso mattone  ho riscontrato in effetti  i problemi lamentati, effettuando una saldatura a più riprese accendendo e spegnendo la saldatrice perchè presentava il problema. Con un altro elettrodo grigio  invece in linea di massima ho fatto un cordolo di circa 8 cm e poi ho anche tappato un buco (vedi foto). Premetto che non sono un saldatore   e non ne capisco di elettrodi o di tecniche di saldatura nè tanto meno di duty cicle  di saldatura ( vedi  i dati di targa) ma posso dire che per queste prove ho regolato  la potenza al massimo a 140A proprio per testare la piena potenza della saldatrice. Ho testato la tensione ai capi senza carica e ho riscontrato una 50 di Volt. Siccome, come dicevo, con quel tipo di elettrodo rossiccio mi ha lasciato  il dubbio, ho chiesto al mio amico che tipo di elettrodo fosse dato che me ne ha lasciati diversi per prova : mi ha confermato che sono elettrodi che già ha utilizzato  (sia il rosso che il grigio e di stare tranquillo che non erano per saldatrici più potenti. Dunque mi ha confermato che se con quel elettrodo rosso si comporta cosi il problema allora ancora persiste.

A questo punto ho controllato tutti gli IGBT con un tester ( prova sia con  tester  analogico  che con il led) e rispondevano come funzionanti, anche con il test  innesco d'interdizione  e saturazione da gate tra  collettore ed emettitore,  salvo che il tempo di "apertura" in uno dei 4 era troppo, anzi restava con la resistenza ( con segnale di test con tensione inversa) tra Gate e Collettore  non infinita, ma presente  all'ordine  di 500Kohm. Gli altri 3 idem ma con resistenze differenti ma sempre intorno ai 300 - 400Kohm. Credendo che fossero in perdita , ho acquistato altri 4 IGBT compatibili della stessa serie perche gli originali sono fuori produzione, ma più potenti aventi identici parametri ( Vge e Vce) se non differenti la Ic massima  i (FGH60N60SFDTU)  sono da 60 A e non da 40A. Inoltre con l'occasione ho acquistato anche un Tester per  semiconduttori il Peak Atlas DCA 75: e sorpresa misurandoli sia in test che con il software tracciacurve  non risultano guasti!

A questo punto sono passato a controllare il ponte di diodi sulla scheda primaria di alimentazione con tester e Peak DCA 75 ed è risultato buono. I 3 condensatori elettrolitici da 470 uF 400V con capacimetro  e Peak Atlas 70 per verificare l' ESR , sono risultati buoni. Poi ho misurato i driver dei 4 IGBT ( dei mosfet IRFZ e sono risultati buoni) :  infine ho pensato che i problema fosse nella scheda del  secondario dove c'è il grosso toroide e i 6 doppi diodi veloci rettificatori (D92-02). Per smontare questi ho dovuto riscaldare abbastanza i pad essendo a doppia traccia. Misurandone  subito uno quindi caldissimo,  ho notato che la giunzione inversa tra anodi e catodo ( centrale e laterali)  segnava un valore di resistenza  abbastanza basso per essere una giunzione inversa  che solitamente è quasi  infinita. Segnava circa 10Kohm: ecco!  ho pensato che era in perdita invece poi rimisurando quel valore era sparito e non segnava più nulla se non un minimo accenno all'ordine di oltre 1 megaohm. A questo punto ho pensato che forse sottoposti ad alta temperatura la giunzione  inversa invece di non condurre conduce, anche se ad alta resistenza e difatti riscaldando un doppio diodo nuovo con un mio amico tecnico (a cui ho chiesto se fosse successo anche a lui una cosa del genere) abbiamo avuto riscontro che misurando un doppio diodo rettificatore la giunzione inversa tra anodi e catodo quando è caldissimo ha un valore di resistenza sospetto e presente per essere una  giunzione a tensione  inversa! Difatti lasciando i puntali del tester su catodo e anodi e  componente caldissimo, si è verificato che proporzionalmente al processo di  raffreddamento, la resistenza aumentava sempre di più fino a fermarsi  all'ordine di oltre 1 Mohm.Testati con il peak atlas DCA 75 anche la giunzione Pn risulta ottima e con il tracciacurve tutti e 6 risultano buoni anzi nel confronto, le 6 curve sono quasi sovrapposte ciò ad evidenziare che sono anche uguali e non vi sono diversità di tolleranza tra di loro.

La scheda  controller della regolazione degli ampere funziona e regola , per  cui non so a questo punto dove possa essere questo guasto. Cambiare i 6 doppi diodi mi sembra superfluo e oneroso e senza risultato ( già ho acquistato i 4 IGBT ma non credo che montandoli cambi qualcosa,  Oppure   potrebbe essere che con alcuni elettrodi non vadi bene e che il ciclo di lavoro non sia cosi lungo come saldatrici professionali. Purtroppo non so se una saldatrice di questi potenza e tecnologia per quanti minuti e a che Amperaggio massimo  possa saldare un cordolo e di che lunghezza. e su quale spessore sul metallo da saldare.Dovrei sapere i parametri di saldatura intesi come spessore del metallo, ampere e minuti max di saldatura  per capire se in effetti non ha nulla e si pretende oppure ha veramente qualcosa di difetto che si manifesta nella sessione di saldatura dopo un tot di secondi

Ho chiesto al mio amico se fosse sicuro che riesce a saldare per diversi minuti senza sosta, ma risponde di si , per  cui credo che ora se lamenta che salda per meno di un minuto  sia vero;  prima di scendere di potenza credo che inizialmente funzionava diversamente.

Chiedo lumi su cosa possa essere il problema  ( vedi foto allegate)

[Livio Orsini]

Da come descrivi il problema sembra ci sia uno o più componenti che si riscaldino e facciano intervenire le protezioni.

Io ti suggerirei come prima verifica di stabilire se è intervenuto il circuito di limitazione di corrente, oppure se già l'inverter che si blocca.

Dovresti anche tenere sotto controllo la tensione sul dc bus,ovvero sul grosso condensatore dopo il ponte, che non ci siano cali di tensione vistosi.

Poi prova anche a fare una ricerca in rete per lo schema.

Son tutti simili, quindi se fai una ricerca in questa sezione trovi altre discussioni su questo tema ed in alcune ci sono anche schemi. però se riesci a risalire allo schema di questa saldatrice  meglio perchè in questo caso i particolari sono iportanti. Anche per capire se i resitori tagliati sono stati una manomissione o altro. Non vorrei che qualcuno avesse tagliato i resistori per aumentare la soglia di limitazione di corrente.

[maxastuto]

Ciao Livio grazie per le info, purtroppo non ho lo schema  come appunto mi suggerisci di rintracciare. Questa saldatrice ha 3 schede principali tutte con componenti standard ( senza SMD): una prima scheda è   di alimentazione.  Qua ho testato a tappeto tutto: ponte di diodi, i 3 condensatori elettrolitici da 470uF 400Volt ( sia la capacità con il capacimentro specifico  che L'ESR con lo strumento Peak Atlas ESR70  e sono buoni. La resistenza ceramica di potenza 10 w ed è pure buona per cui non c'è altro. Poi c'è la scheda switching dove ho controllato i 4 IGBT i mosfet driver i condensatori e tutta la componentistica discreta ( tranne la scheda di controllo della regolazione  perche la ci sono due integrati serie TL e dovrei provarli. Poi C'è una terza scheda che è quella della DC: la c'è il toroide,  4 resistenze da 100 ohm e 6 doppi diodi ultra fast safety:   ho controllato le resistenze, i doppi diodi ( come dicevo nel precedente post) ed il toroide potrei anche misurarlo con l'induttanzimetro,  ma non ho il valore di riferimento sullo schema .Ci vorrebe quello strumento Ring blu tester che trova le interruzioni nelle bobine,  ma non lo ho , se c'è qualche spira che a causa  surriscaldamento ha perso l'isolamento e fa  corto con un'altra  spira    siamo fritti:

PS posso provare a saldare disabilitando ( per prova ovviamente) il sensore di temperatura posto sul  dissipatore  in alluminio?

Modificato: 5 maggio 2022 da maxastuto

[Peper]

2 ore fa, maxastuto ha scritto:

PS posso provare a saldare disabilitando ( per prova ovviamente) il sensore di temperatura posto sul  dissipatore  in alluminio?

Non hai modo di misurare la temperatura sui vari componenti? 

Non ci hai detto come gira la ventola.

Per gli elettrodi conta il diametro; per una saldatrice da 140A vanno benissimo elettrodi fino 2.5mm, con elettrodi da 3mm incomincia a essere gravoso per quella saldatrice.

Modificato: 5 maggio 2022 da Peper

[Livio Orsini]

12 ore fa, maxastuto ha scritto:

posso provare a saldare disabilitando ( per prova ovviamente) il sensore di temperatura posto sul  dissipatore  in alluminio?

 

No, anzi è un componente che può darti indicazioni utili.

Fare misure a tappeto sui componenti serve a poco.

Le misure vanno fatte con logica.

 

hHai misurato le tensioni prima e dopo il funzionamento anomalo? Hai trovato differenze?

 

Individua che tipo di sensore è quel sensore sul dissipatore: PTC, Clixon, NTC. Individua in quale circuito è inserito, misura se c'è tensione ai suoi capi in condizioni normali e quando la saldatrice limita la corrente.

 

Disponi di unoscilloscopio?

[maxastuto]

Livio rispondo al tuo precedente post: le  2 resistenze le ho trovate tagliate proprio in prossimità del corpo stesso del componente e presentavao i classici segni di una tranciatura da tronchesina. Poi non saprei dirti, Il proprietario dice che non ha toccato nulla poi... la mano sul fuoco non la metterei. Piuttosto potrebbe anche darsi che in fase di produzione erano previste e saldate ,poi al controllo di qualità si sono resi conto di un qualcosa da settare e le hanno tagliate  per escluderle (può  anche essere non è da escludere) certo nella catena di produzione gli costano e non vedo il  motivo di sprecarle, però chi lo sa? Solo con lo schema si può sapere e magari può anche darsi che lo schema sia in sintonia con la fase progettuale , poi al controllo di qualità faranno l'errata corrige???Bho??  in tutti modi è una saldatrice sicuramente cinese guarda qui

https://www.weldingmachine-andy.com/products/3-pcb-igbt-inverter-mma-welder-with-ce-igbt-120n-140n-160n-180n-200n/

( ha solo la cover verde ma è identica)

oppure qui c'è in vendita la scheda switching identica!!! https://it.aliexpress.com/item/4000097088862.html?_randl_currency=EUR&_randl_shipto=IT&src=google&src=google&albch=shopping&acnt=631-313-3945&slnk=&plac=&mtctp=&albbt=Google_7_shopping&albagn=888888&isSmbActive=false&isSmbAutoCall=false&needSmbHouyi=false&albcp=15227477917&albag=128383491046&trgt=296681130889&crea=it4000097088862&netw=u&device=c&albpg=296681130889&albpd=it4000097088862&gclid=EAIaIQobChMIycTGuJDL9wIVvQMGAB2OfgRpEAkYAyABEgIHp_D_BwE&gclsrc=aw.ds&aff_fcid=e499a2961ac6476f83a1c538401171b6-1651848843729-06931-UneMJZVf&aff_fsk=UneMJZVf&aff_platform=aaf&sk=UneMJZVf&aff_trace_key=e499a2961ac6476f83a1c538401171b6-1651848843729-06931-UneMJZVf&terminal_id=68b0445a945e4f86a0a8d59233dee29a&afSmartRedirect=y

Comunque è la prima volta che riparo una sadatrice e solitamente non avendo schema si parte e si  controllano quei componenti li. Ho un oscilloscopio e anche trasformatore separatore di rete nonchè la sonda differenziale attiva però non ho fatto prove durante  l'utilizzo. Gli elettrodi mi sembrano di sezione di  3 mm anche se comuque sono elettrodi forniti dal proprietario che mia ha detto di averli utilizzati gia in passato egregiamente.

[Livio Orsini]

Con l'oscilloscopio pui verificare il pilotaggio dei mosfet.

Risali da gate al driver che sarà un oppurtuno integrato. Verifica se è a potenziale 0V cone riferimento, quindi misuri cosa c'è in ingresso dell'integrato che fa da driver; se c'è un segnale impulsivo con un duty cycle tra 25% e 80% ti dice che probabilmente tutta la parte di regolazione funziona, quindi il problema è a valle.

A questo punto misura sui gates dei mosfet. facendo attenzione a come sono collegati i source: se sono a zero volt, non c'è problema, altrimenti la misura è meglo farla con la sonda differenziale.

 

Ovviamente queste misure van fatte quando la macchina non riesce a saldare. Meglio ancora sarebbe farle anche a macchina funzionante, così da avere il riferimento per la comparazione.

Modificato: 6 maggio 2022 da Livio Orsini

[maxastuto]

Grazie Livio delle info e del tempo che mi stai dedicando  (ringrazio anche gli altri intervenuti): se avessi avuto lo schema sarebbe stato tutto più facile! Metti in conto che devo saldare e  misurare al momento in cui si ripresenta il problema! Ora vedo il datasheet degl integrati sulla scheda di controllo quella verticale  (   sono un UC3864 e l'altro è un TL 084CN) mentre sulla scheda principale vi è un  UC3848 ed un altro TL 084CN.

Il piccolo UC3848 da 8 pin Dip il datasheet dice questo ed è interessante:

L'UTC UC3848 è: un  HIGH PERFORMANCE CURRENT MODE CONTROLLER 

progettato per fornire diversi miglioramenti speciali per soddisfare le esigenze: Modalità di risparmio energetico per bassa potenza in standby, protezione da sovracorrente (OCP), protezione da sovratensione (OVP), protezione da sovraccarico (OLP), protezione da sovratemperatura (OTP) ecc. L'IC si spegnerà quando si verificherà una delle protezioni e potrà riavviarsi automaticamente. UVLO con corrente di avvio tipica 20μA e V CC(ON) 12,6V, VCC(OFF) 8,1V. Abbassare la corrente di funzionamento tipica Icc 3,7 mA a uscita inattiva. Lo stadio di uscita, adatto per pilotare MOSFET a canale N, può funzionare con cicli di lavoro prossimi al 70%. Gli UC3848 sono completamente compatibili pin-to-pin con UC3842 tranne V REF-pin e NC-pin. V Applicazione del pin REF come circuiti applicativi. Pin FB con un resistore pull up da 4kΩ alla tensione di riferimento interna. L'UC3848 ha anche la funzione di avvio graduale che evita l'overshoot e il tempo di fronte di salita dell'uscita del driver controllato tR per basse EMI

 

I due TL084CN (da 16 pin DIP)invece sono degli amplificatori operazionali a Jfet:

Questi amplificatori operazionali di ingresso JFET a basso costo combinano due tecnologie lineari all'avanguardia su un unico circuito integrato monolitico. Ogni amplificatore operazionale compensato internamente ha dispositivi di ingresso JFET ad alta tensione ben abbinati per una bassa tensione di offset in ingresso. La tecnologia BIFET fornisce ampie larghezze di banda e velocità di risposta elevate con correnti di polarizzazione in ingresso basse, correnti di offset in ingresso e correnti di alimentazione. Questi dispositivi sono disponibili in modalità operativa singola, doppia e quadrupla amplificatori compatibili con i pin con lo standard industriale MC1741, MC1458 e i prodotti bipolari MC3403/LM324

UC 3864 invece è : un Resonant-Mode Power Supply Controllers

La famiglia di circuiti integrati UC1861-1868 è ottimizzata per il controllo di convertitori quasi risonanti commutati a corrente zero e commutati a tensione zero. Le differenze tra i membri di questa famiglia di dispositivi derivano dalle varie combinazioni di soglie UVLO e opzioni di uscita. Inoltre, la logica di guida a impulsi one-shot è configurata per programmare il tempo di attivazione per i sistemi ZCS (UC1865-1868) o il tempo di disattivazione per le applicazioni ZVS (UC1861-1864). I blocchi di controllo primari implementati includono un amplificatore di errore per compensare l'intero circuito del sistema e per pilotare un oscillatore controllato in tensione (VCO), con frequenze minime e massime programmabili. Attivato dal VCO, il one-shot genera impulsi di ampiezza massima programmata, che possono essere modulati dal comparatore Zero Detection. Questo circuito facilita la "vera" corrente zero o la commutazione di tensione su vari cambiamenti di linea, carico e temperatura ed è anche in grado di adattarsi alle tolleranze iniziali dei componenti risonanti. Il blocco di sottotensione è incorporato per facilitare l'avvio sicuro all'accensione. La corrente di alimentazione durante il periodo di blocco per sottotensione è in genere inferiore a 150μA e le uscite sono attivamente forzate allo stato basso. Le soglie UVLO per UC1861/62/65/66 sono 16,5 V (ON) e 10,5 V (OFF), mentre l'UC1863/64/67/68 le soglie sono 8V (ON) e 7V (OFF). Dopo che VCC ha superato la soglia UVLO, viene abilitato un generatore di 5 V che fornisce una polarizzazione per i circuiti interni e fino a 10 mA per l'uso esterno. Un comparatore di guasti serve per rilevare condizioni di guasto e impostare un latch forzando al minimo i driver di uscita. Il pin Soft-Ref svolge tre funzioni: fornire l'avvio graduale, il ritardo di riavvio e il riferimento interno del sistema. Ogni dispositivo è dotato di doppia uscita totem di picco da 1 Amp driver per l'interfaccia diretta per alimentare i MOSFET. Le uscite sono programmato per alternarsi nei dispositivi UC1861/63/65/67. Le uscite UC1862/64/66/68 funzionano all'unisono consentendo una corrente di picco di 2 Amp.

[Livio Orsini]

3 ore fa, maxastuto ha scritto:

Il piccolo UC3848 da 8 pin Dip il datasheet dice questo ed è interessante:

 

Questo integrato èil regolatore dell'inverter. Da esso esce il segnale PWM che servirà a pilotare il mosfet che, tramite il trasformatore HF, da energia all'elettrodo. se osservi lo schema applicativo nel data sheet capisci come funziona.

 

Ma le verifiche che ti hi suggerito le ha effettuate? Se si con quali risultati?

[maxastuto]

 

Salve sig. Livio innanzitutto la ringrazio per le celeri risposte e mi scuso più  volte per aver risposto solo ora:  la saldatrice non aveva NULLA per  cui ritengo di dare indicazioni utili ad altri nel  forum   perchè altri tecnici elettronici ma ignoranti in saldatura come me  sappiano cosa mi è successo e non incappino nello stesso problema !!!! Me ne sono accorto dopo 1000 prove e dopo aver cambiato a spese del mio amico i mosfet con quelli equivalenti ma da 60A indicatomi dal produttore dei mosfet originali, ho cambiato l'IC UC 3848 e ho provato nuovi anche i doppi diodi di potenza. Risultato al test ( fatto con voltmetro digitale , amperometro e termometro) : ho i miei 60 Volt  invece che 140 A massimi, ottenevo fino a 145 A e temperatura dei mosfet e dei doppi diodi nello standard ma il problema ancora era presente. Quasi arreso ormai, ad un cento punto  mi viene in mente di provare alcuni elettrodi  datomi in dotazione con la mia  saldatrice della LIDL... Sorpresa!!!! la saldatrice saldava con gli elettrodi come il burro anzi ad una velocità tale che scrivevo quasi!!! Ho saldato per circa  3 minuti interrotti due pezzi di ferro da 6 mm. Rimetto gli elettrodi datomi in prova  dal mio amico e... "a ridaglie" salda a tratti e poi si ferma facendo  le scintille neanche come se  fosse  un accendino ma come una pietra focaia!!Rimetto immediatamente un mio elettrodo e malgrado la saldatrice si ancora calda reduce dei 3 minuti di saldatura, riprende a saldare  a tutta forza. A questo punto leggo le scritte in numeri sui miei elettrodi E 6013,  ne misuro il diametro e mi consulto con un mio amico saldatore professionista ,  venendo a conoscenza che:

i miei erano degli elettrodi di tipo "rutilico"  mentre i suoi di tipo " Basico"  E7018 i miei erano da 1,8 mm i suoi erano da 3,2 mm. Ma  il principale problema era che i rutilici sono indicati per le saldatrici economiche da pochi ampere come questa in oggetto da 140 A inoltre sono elettrodi alla portata dei principianti, mentre i basici sono per semi e professionisti in quanto l'innesco in partenza  è particolare poi hanno un particolare verso di avanzamento che può essere verticale  o per avanzamento in avanti oppure per trascinamento verso dietrodipende dai materiali e dal tipo di saldatura se interna agli angoli o esterna o lineare  ecc. . In caso di interruzione della saldatura ( tipo una telefonata improovvisa tanto per esempio) per riprendere a saldare  con il basico si riparte in una particolare  modalità. Inoltre se si sbriciola la parte esterna va limato il metallo  interno fino ad arrivare allo stesso livello della  parte esterna. Ma i problemi principali oltre alla mia inesperienza in saldatura , (malgrado con i rutilici vado benino) è lo STOCCAGGIO! Gli elettrodi dopo un pò di tempo anche se tenuti in cassetto, scadono specialmente  se prendono umidità e solo i basici possono essere ripresi ma mettendoli a seccare in un modo particolare che conoscono i saldatori professionisti. Il mio amico mi ha confessato che quelli datomi per prova erano degli elettrodi datogli da un suo amico un paio di anni prima per cui STAGIONATI!!!!Gli ho detto che la  prossima volta invece di fare l'accattone e prendere per buono ciò che gli regalano (perche evidentemente non erano già da allora  buoni), di andare  a comprare   degli elettrodi nuovi, di marca e di diametri compatibili con la sua  piccola saldatrice, non che di non  raccontarmi più (nei suoi sogni) che in precedenza prima del  guasto saldava  putrelle di acciaio da 12 mm con quel giocattolino!!!  Sig Livio e  gli altri amici grazie per le vs risposte e spero che questa esperienza sia utile per altri tecnici nell a ricerca di un guasto inesistente  ma dovuto  ad un uso con accessoristica non solo impropria ma scaduta 

[3kek1]

Io quelle resistenze le cambierei, in una c'è un buco e quelli che pensi erano stati tagliati mi sa che erano reofori esplosi fuori

[Livio Orsini]

12 ore fa, maxastuto ha scritto:

per  cui ritengo di dare indicazioni utili ad altri nel  forum

 

Questa è un'ottima cosa, proprio nello spirito di condivisione delle conoscenze che sta alla base del forum.

 

Curioso il fatto degli elettrodi, ne parlerò con mio fratello che, pur non essendo un professionista, è molto abile nelle saldature sia con elettrodo sia con l'ossiacetilene.

[Peper]

13 ore fa, maxastuto ha scritto:

  la saldatrice non aveva NULLA per  cui ritengo di dare indicazioni utili ad altri nel  forum

Un altro fattore (molto importante) a somma di quelli che hai menzionato e' la polarità degli elettrodi.

Con elettrodi rutilici il positivo va connesso  a massa, con i basici va invertito il collegamento sulla saldatrice