Для какого вида сварки используются сварочные трансформаторы: Сварочные трансформаторы: устройство, виды, применение

Содержание

Сварочные трансформаторы: устройство, виды, применение

Сварочные трансформаторы незаменимы для ручной дуговой и некоторых видов промышленной сварки.

Это устройства, предназначенные для преобразования напряжения из общегородской сети в оптимальное для сварочного аппарата.

Трансформатор для сварки понижает напряжение до напряжения холостого хода и обеспечивает бесперебойную работу такого аппарата.

Конструкция сварочного трансформатора

Принцип работы сварочного трансформатора заключается в постепенном понижении напряжения до 60-80В, повышении силы тока до 40-500А (или больших значений в профессиональных моделях) и подержании переменного тока.

В основе этого процесса лежит простейший принцип электромагнитной индукции: разница между количеством витков в первичной и вторичной обмотке определяет коэффициент преобразования, а возможность управления рассеиванием магнитного поля путем перемещения подвижных частей прибора позволяет регулировать выходное напряжение.

Проходящий по магнитопроводу ток создает переменное напряжение в каждом витке катушки, которое на выходе суммируется в оптимальное напряжение.

Для быстрого проведения сложных сварочных работ профессионалы используют плазменную технологию сварки. Сварка плазмой достаточно сложный процесс, требующий соответствующих навыков и умений.

Для качественного проведения сварочных работ важно правильно подобрать расходные материалы. Читайте здесь о том, как выбрать проволоку сварочную нержавеющую.

Конструкция сварочного трансформатора довольно проста, поэтому многие любители предпочитают не покупать, а сделать сварочный аппарат для дома:

  1. Центральная часть – сердечник (магнитопровод), состоящий нескольких стальных пластин, изолированных друг от друга. Для самодельных сварочных аппаратов его советуют набирать из пластин электротехнической стали, взятых из «донорской» техники.
  2. На сердечнике размещают одну или несколько обмоток изолированным проводом. Первичная обмотка всегда одна, на нее подается ток из сети, остальные обмотки – вторичные.
  3. Регулировка выходного напряжения в разных конструкциях достигается за счет движения ходового винта, проходящего через магнитопровод и обмотку, и движения подвижных обмоток (в большинстве конструкций неподвижной является сетевая обмотка).
  4. Корпус защищает устройство от повреждений.
  5. Дополнительные элементы (вентиляция, ручки, колеса для удобного перемещения тяжелых моделей).

Самодельные конструкции

В самодельных конструкциях первичную (сетевую) обмотку обычно делают из специального обмоточного медного провода, требования к вторичной обмотке ниже, для нее часто берется многожильный сварочный кабель (с сечением 25-35 мм).

На любительских аппаратах выводы обмоток делаются просто на медные клеммы, фабричные варианты снабжены более надежными переключателями.

Подробная схема сварочного трансформатора зависит от типа сердечника (стержневой или тороидальный) и имеющихся в распоряжении мастера материалов.

Более сложное устройство имеет трансформатор для сварочного инвертора, отличие – в наличие нескольких преобразователей, на которых переменный ток преобразуется на первом этапе в постоянный, а затем – в переменный, но заданного напряжения. Кроме того, конструкция усложнена добавлением электроники, позволяющей более точно контролировать процесс.

Вес сварочного трансформатора переменного тока зависит от модели, самые легкие весят от 3 кг, но чаще на рынке можно встретить модели с весом от 10 кг.

Виды и характеристики сварочного трансформатора

Назначение сварочного трансформатора во многом определяет его конструкцию:

  1. Мощность сварочного трансформатора промышленных моделей достаточна для обеспечения нескольких рабочих мест, это многопостные приборы со сложным устройством.
  2. В быту используются однопостные модели.

Разделение по фазовому регулированию:

  1. Однофазные модели работают только при напряжении 220В. Силы тока на выходе подобных устройств достаточно для бытовых нужд.
  2. Трехфазные сварочные трансформаторы работают при напряжении в сети 380В, они дают на выходе большую силу тока, позволяющую сваривать металл большей толщины. Существуют модели, которые рассчитаны на работу как при напряжении 220В, так и при напряжении 380В.

Во время сварки мягких металлов есть опасность прожечь их насквозь. Сварка алюминия инвертором должна проводиться очень осторожно и с использованием соответствующих расходных материалов.

Простые гаражные сварочные работы можно проводить даже самостоятельно. Узнайте по этой ссылке, как работать полуавтоматической сваркой.

А если у вас нет соответствующего сварочного аппарата, можно воспользоваться холодной сваркой. Например, читайте тут можно ли холодной сваркой заварить глушитель.

По конструкции устройства выделяют:

  1. Модели с номинальным магнитным рассеиванием. Они состоят из двух частей: трансформатора и дросселя для регулировки напряжения.
  2. Изделия с увеличенным магнитным рассеиванием имеют более сложную конструкцию из нескольких подвижных обмоток, конденсатора или импульсного стабилизатора и других элементов.
  3. Тиристорные модели – сравнительно новый тип подобных устройств. Они состоят из силового трансформатора и тиристорного фазорегулятора. Тиристорные модели имеют меньший вес по сравнению с другими типами.

Принцип действия

Принцип действия сварочного трансформатора универсален, но сложность конструкции и требования к характеристикам устройства зависят от назначения конкретного прибора.

Трансформатор для точечной сварки должен выдавать на выходе ток силой в 5-10 кА у маломощных моделей и до 500 кА – у мощных моделей, поэтому вторичная обмотка выполняется в одним виток.

Трансформатор для контактной сварки должен обладать высоким коэффициентов преобразования, а прерывающие устройства – надежностью и довольно сложным устройством, в противном случае качество сварки будет страдать.

Трансформатор для сварки проводов, напротив, представляет собой очень компактное и дешевое устройство, заменяющее дорогой сварочный инвертор. Требования к характеристикам будут не самыми жесткими: номинальное напряжение около 9-40В. Подобное устройство может собрать даже любитель.

При изготовлении и покупке такого прибора следует обращать внимание на базовые характеристики:

  • Напряжение сети – от него зависит количество фаз, в которых работает прибор.
  • Номинальный сварочный ток – у бытовых моделей он находится около отметки 100А, профессиональные изделия могут давать до 1000А.
  • Широкие пределы регулирования сварочного тока позволяют использовать электроды разного диаметра. Для бытовых моделей характеры значения около 50-200А.
  • Номинальное рабочее напряжение – напряжение на выходе из устройства. Для дуговой сварки достаточно 30-70В.
  • Номинальный режим работы определяет, сколько прибор может проработать непрерывно.
  • Напряжение холостого хода – важная характеристика для дуговой сварки. По правилам безопасности она не может превышать 80В, но чем ближе напряжение холостого хода к этой границе, тем проще вызвать дугу.
  • Потребляемая мощность и мощность на выходе позволяют рассчитать КПД устройства. Чем он выше, тем эффективнее работает прибор.

Подбираете универсальный сварочный аппарат для работы с разными видами металлов? Воспользуйтесь сварочным полуавтоматом. Узнайте о том, как работать с горелкой для сварочного полуавтомата для проведения качественной сварки.

Для каждого вида сварочных работ придуманы разные типы сварочных аппаратов, детальнее в этой публикации.

Во время проведения сварочных работ не забывайте о защите. Читайте по адресу, о преимуществах использования щитков сварщика хамелеон.

Возможные неполадки в работе трансформатора для сварки

Как купленное, так и сделанное самостоятельно устройство может перестать работать по одной из множества причин. В большинстве случаев ремонт изделия по силам осуществить даже любителю (исключая сложные промышленные модели).

Самая частая причина неполадок – замыкание в цепи между элементами устройства, что может вызывать отключение прибора.

Для устранения этой неисправности сварочного трансформатора следует разобрать устройство и заменить неисправный элемент, если причина замыкания очевидна (часто источником неприятностей является клеммная колодка и обмотка возле нее).

Еще одна часто встречающаяся проблема – чрезмерный нагрев. Его вызывает установка тока большего, чем рекомендовано, значения.

Постоянный чрезмерный нагрев может привести к тому, что выйдет из строя ключевой элемент устройства – может потребоваться перемотка сварочного трансформатора полностью или частично проводом того же сечения.

Сильное гудение говорит о том, что внутри корпуса разболтались болт или гайка. Для исправления нужно просто разобрать изделие и подтянуть все соединения.

После ремонта нужно провести испытание сварочного трансформатора, если устройство работает в нормальном режиме, можно продолжать его использовать.

Устройство сварочного трансформатора отличается простой, а сам прибор – надежностью и доступностью.

Сварочные трансформаторы широко применяются любителями для дуговой сварки, с их помощью можно соединить тонкие листы металла и выполнить практически любой необходимый непрофессионалу ремонт металлических деталей.

Читайте также:

  • Термокарандаш для сварки Сварочный карандаш по внешнему виду представляет трубку или стержень, который туго заполнен сухим спрессованным горючем веществом, вещество при […]
  • Сварочные выпрямители
    Так как источником тока для сварочных инверторов является переменный ток, то для преобразования переменного тока в постоянный или высокочастотный […]

Сварочные трансформаторы: устройство и принцип работы

Сварочные трансформаторы представляют собой оборудование для преобразования переменного тока для оптимального уровня сварки. Для обеспечения равномерной работы аппарат снижает входное напряжение до 60-75 Вольт.

Оборудование применяется в быту и промышленности, способно работать в тяжелых условиях.

Устройство и принцип работы электрооборудования, какие виды бывают, конструктивные особенности рассмотрим ниже.

В чем состоит принцип устройства?

Из чего состоит трансформатор для сварки и как он устроен? Однофазное устройство имеет простую структуру, состоящую из:

  • магнитного привода;
  • начальной и вторичной обмоток;
  • металлического корпуса;
  • рукоятки;
  • системы охлаждения;
  • зажима для проводов;
  • крышки корпуса;
  • ходовой гайки;
  • вертикального винта с ленточной резьбой.

Коэффициент преобразования определяет количество витков в обмотках. Проходящий переменный ток через сердечник из ферримагнитного сплава с замкнутым контуром, создает внутренне напряжение в каждом витке обмотки, оптимизируя выходное напряжение.

Начальная обмотка соединена с центральной сетью, вторичная – с массой и держателем электродов, который и осуществляет сварку. Контур теряет сопротивление, а связь электромагнитов повышается. Баланс переменного тока осуществляется с помощью регулятора.

Конструктивная особенность каждого вида сварочного трансформатора зависит от параметров:

  • формы и типа сердечника, обмоток;
  • типа и мощности преобразования тока;
  • характеристик охлаждения обмоток;
  • параметров изоляции;
  • места установки оборудования;
  • необходимых требований к массе и сопротивляемости обмоток.

Некоторые модели сварочных трансформаторов оснащены определенными узлами. Дополнительные элементы: конденсаторы, дополнительные обмотки, вентиляция, стабилизаторы, совершенствуют работу аппаратов.

Смотрите познавательно-обучающее видео про устройство сварочного трансформатора:

Какие виды сварочных трансформаторов существуют?

В зависимости от конструкции электрического устройства и метода его регулирования классифицируют на три основные группы.

  1. Аппараты амплитудного регулирования с номинальным магнитным рассеиванием. Конструкция состоит из корпуса трансформатора с дроссельным механизмом регулирования выходного напряжения, дополнительной катушки. Дроссель находится на магнитопроводе. В этих моделях обмотки медные или алюминиевые.
  2. Трансформаторы амплитудного регулирования с повышенным магнитным рассеиванием. Отличительные особенности данного вида заключаются в конструкции шунтов и обмоток. При небольшом весе оборудования рабочие характеристики заключаются в повышенном коэффициенте мощности.
  3. Тиристорные приборы. Оснащены фазорегулятором, расположенным на цепи, которая соединена с тиристорами и системой управления.

По количеству фаз сварочное оборудование бывает однофазным и трехфазным.

Первые модели работают при входящем напряжении 220 Вольт. Такие аппараты используют в основном в домашних условиях.

Трехфазные приборы работают от сети с напряжением 380 Вольт, их применяют в промышленности. Увеличенная сила тока позволяет сваривать металлические изделия большей толщины.

Существуют аппараты, способные работать от сети напряжением 220 Вольт и 380 Вольт повсеместно.

В этом видео рассказывается, в чём разница между трёхфазным и однофазным сварочным:

Как работает сварочный трансформатор?

Основная задача устройства – преобразовать высокое входящее напряжение в низкое, оптимальное для работы. Это свойство дает возможность увеличить силу тока в обмотке, и как следствие происходит плавление металла.

Трансформаторная сварка производится поэтапно:

  • ток попадает на первичную обмотку высоковольтного напряжения, затем возникает магнитное поле переменного характера;
  • магнитный поток попадает в сердечник, который передает его на вторую обмотку, минимизируя индукционные потери;
  • магнитная индукция создает электродвижущую силу, вращая электроны металла, возникает постоянный электрический ток;
  • из-за большего количество витков во вторичной намотке, напряжение падает, а сила тока повышается;
  • во время замыкания металла с электродом создается равномерная электрическая дуга, которая переносит частички металла на свариваемые детали.

Во время работы сварочный агрегат находится под постоянной нагрузкой. Но его преимущество заключается в возможности работы в режиме холостого хода.

В процессе сваривания деталей под напряжением происходит замыкание между заготовкой и электродом, образуется сварочный шов. Металлические изделия соединяются, благодаря электричеству.

После образования шва цепь размыкается. Оборудование переходит в режим ожидания (холостой ход).

Электродвижущие силы замыкаются в воздушных зазорах между витками. Именно они создают напряжение холостого хода. Такая работа аппарата считается безопасной. Показатели холостого хода достигают 48-70 Вольт. Они не должны превышать допустимые нормы.

В таких случаях применяют ограничители, которые автоматически срабатывают по окончанию процесса сварки. Для безопасной работы оборудование должно быть оснащено заземлением.

Важно! Проводить работы с электрооборудованием нужно в защищенном от влаги месте. Попадание воды на технику может вывести ее из строя.

На этом видео показан принцип работы трансформатора:

По какому принципу рассчитать сварочный трансформатор?

Сварочные аппараты бывают разной мощности. Их выбор будет зависеть от того, для какого вида сварки они используются. Основной расчет производится, исходя из количества витков в намотке и диапазона выдаваемого тока.

По назначению электроприборы делятся на:

  • бытовые трансформаторы – для сварки металлических изделий, толщиной не более 6мм, применяются для бытовых нужд в доме, гараже;
  • профессиональные аппараты – применяются в промышленных сферах, обеспечивая бесперебойную работу нескольких точек;
  • полупрофессиональные приборы – сваривают изделия до 8 мм толщиной, используются как в быту, так и в промышленности.

Отличия трансформаторов от инверторов

Отличие в процессе сварки трансформатором заключается в нестабильности электрической дуги. Сварочный шов изменяется в параметрах при малейшем колебании тока.

Инвертор имеет сложную конструкцию, состоящую из несколько узлов, управляемых блоком. Это дает возможность обеспечивать плавную регулировку тока.

Трансформаторы имеют более простую конструкцию в отличие от инверторов. Поэтому их стоимость значительно ниже, чем у современных инверторов.

Простота конструкции сводит к минимуму возможность поломки. Если оборудование вышло из строя, ремонт не потребует больших затрат.

Правила выбора оборудования

Сварочные трансформаторы выбирают в зависимости от назначения и места эксплуатации.

  1. Напряжение сети. От требуемого напряжения зависит тип аппарата. Перед покупкой оборудования, нужно выяснить какое напряжение будет в месте работы 220 В или 380 В. Несоответствие этих параметров приведет к поломке техники.
  2. Напряжение холостого хода. Появление сварной дуги зависит от напряжения холостого хода. Чем выше его показатель, тем легче создать стабильность горения дуги.
  3. Количество рабочих мест. Если для работы потребуются несколько сварщиков, то бытовые модели для таких целей не подходят.
  4. Мощность. При выборе оборудования обращают внимание на два показателя мощности – входную и выходную. Между этими показателями должен быть минимальный порог.
  5. Продолжительность работы. От этого показателя зависит степень производительности аппарата. Чем выше показатель времени работы электрооборудования, тем выше производительность.
  6. Размеры и масса, мобильность. Габариты сварочного оборудования влияют на показатель производительности. Оснащение аппарата колесами делает его удобным в эксплуатации. Можно выбрать компактный или, наоборот, громоздкий вариант техники. Это будет зависеть от его предназначения.

Важно! Выбирая модель, нужно обратить внимание на защитные функции от перегрева. Это обезопасит сварщика от серьезных последствий во время работы.

Полезное видео, особенности выбора сварочных инверторов и трансформаторов:

Заключение

Что такое сварочный трансформатор и как с ним работать, рассмотрели в данной статье. Соблюдая рекомендации по эксплуатации оборудования для сварки можно избежать существенных проблем.

Правильно выбранный вариант техники обеспечит надежной и долговечной работой в процессе эксплуатации. А результат работы будет виден в качественном сварном шве.

Сварочный выпрямитель

Самое интересное

Инверторный дизельный генератор

Для чего используется дизельные генераторы, ...


Трехфазные дизельные генераторы

Наиболее мощные дизельные генераторы всегда ...



Данное устройство преобразует переменный электрический ток в постоянный, который используется впоследствии для питания сварочной дуги. При этом ток не меняет своей величины и направления. Функционирование сварочных выпрямителей основано на использовании полупроводниковых элементов, как правило, селеновых или кремниевых. Первая разновидность особенно востребована в силу ее низкой стоимости и отменной перегрузочной способности.

Особенности сварочных выпрямителей

Такие приборы служат для сваривания изделий, выполненных из высоколегированной или низкоуглеродистой стали, а также цветных металлов и их сплавов. Они же позволяют выполнять сварку обратной полярности. Как правило, сварочный выпрямитель включает в себя блок управления и понижающий трансформатор. Конструктивно выпрямительный блок может быть исполнен по однофазной либо трехфазной схеме. Последняя разновидность более популярна, поскольку обладает лучшими технологическими параметрами, отличается экономичностью.

Надо сказать, что в процессе сваривания могут быть использованы разные по типу электроды. Если сварка производится в среде защитных газов, то допустимо применение неплавящихся элементов.

Выпрямители могут быть профессиональными (сверх 300А), полупрофессиональными (до 300А), бытовыми (до 200А).

В зависимости от конструктивных особенностей силовой части рассматриваемые агрегаты могут относиться к одному из видов:

  • тиристорные;
  • инверторные;
  • регулируемые трансформатором;
  • устройства с дросселем насыщения;
  • приборы с транзисторным регулятором.
Кроме того, такие аппараты в зависимости от вольтамперных параметров могут быть устройствами с жесткими, пологопадающими, крутопадающими характеристиками.

О свойствах сварочных выпрямителей

Обычно сварочный выпрямитель обладает следующими преимуществами перед аналогами другого вида:
  • высоким КПД;
  • отменной надежностью и эксплуатационной простотой;
  • низким уровнем разбрызгивания металла;
  • глубоким проваром;
  • небольшим весом;
  • равномерной нагрузкой фаз при функционировании.
Минусами подобных устройств служат:
  • чувствительность к перепадам напряжения;
  • относительно высокая цена;
  • восприимчивость к длительным коротким замыканиям.
Рабочий сварочный выпрямитель полезно время от времени осматривать, устраняя мелкие неполадки. При этом следует проверить контакты, оценить функционирование вентилятора (работая на двух фазах, он способен быстро выйти из строя). Выпрямитель нужно оберегать от сырости. Можно раз в месяц очищать аппарат, продувая его чистым, сухим воздухом.
  • Техническое обслуживание сварочного выпрямителя

    Как и когда необходимо обслуживать сварочные выпрямители. Какого регламента при этом необходимо придерживаться.


  • Принцип работы и принцип действия сварочного выпрямителя

    Какие основные принципы функционирования выпрямителей использующихся для сварочного тока необходимо знать, чтобы правильно их использовать, вы узнаете из этой статьи.


  • Однопостовые сварочные выпрямители

    Для каких целей используются однопостовые выпрямители сварочного тока, а так-же их основные достоинства и недостатки, вы узнаете из этой статьи.


  • Назначение сварочного выпрямителя

    Где и для чего используется выпрямитель электрического тока в сварочном аппарате, вы узнаете из этой статьи.


  • Самодельный сварочный выпрямитель своими руками

    Что нужно знать и уметь, а так-же какие компоненты необходимо приобрести для сборки выпрямителя для сварочного аппарата самостоятельно, вы узнаете из этой статьи.


  • Выпрямитель для сварочного аппарата

    Для чего нужен выпрямитель в устройстве сварочных аппаратов и сварочных трансформаторов вы узнаете из этой статьи.


  • Инверторный сварочный выпрямитель

    Для каких целей используется сварочный выпрямитель, работающий на инверторном принципе, в чем его достоинства и недостатки вы узнаете из этой статьи.


  • Многопостовые сварочные выпрямители

    Какие сварочные аппараты используются для одновременных сварочных работ несколькими сварщиками одновременно, и какие параметры необходимо учитывать при выборе данных аппаратов.


  • Устройство сварочного выпрямителя

    Базовые схемы устройства выпрямителей, используемых для сварки могут существенно различаться, но при этом сохраняется базовый принцип их организации.


  • Схема сварочного выпрямителя

    Для правильного выбора и применения сварочного выпрямителя, необходимо представлять принципиальную схему данного устройства.


В чем разница между сваркой переменным и постоянным током? – Всё для сварки

Если вы уже работали со сваркой или хотя бы немного знакомы с ней, то, скорее всего, слышали термины “AC” и “DC”. AC и DC - это различные типы токов, которые используются в процессе сварки. Поскольку при сварке используется электрическая дуга, создающая тепло, необходимое для расплавления металла, ей необходим стабильный ток с различной полярностью, которая зависит от свариваемого материала.

Чтобы сделать качественный сварной шов, для начала нужно понять, что означают эти два тока на сварочном аппарате, а также на электродах.

Но сначала: в чем разница между сваркой переменным и постоянным током?

Сварка DC и AC относится к полярности тока, проходящего через электрод аппарата. AC означает переменный ток, а DC - постоянный. Прочность и качество сварного шва будут зависеть от полярности электрода.

Что такое полярность?

Скорее всего, вы знакомы с термином "полярность".

Электрические цепи имеют полюса - отрицательный и положительный. В цепи с постоянным током (DC) движение электронов идет в одном направлении от плюса к минусу. Применительно к сварке отрицательный полюс получает меньше тепловой нагрузки.

Переменный ток (AC), как следует из названия, меняется в направлении, в котором он идет. Половину времени он идет в одном направлении, а другую половину - в противоположном. Переменный ток меняет свою полярность примерно 120 раз в секунду при токе 60 Гц.

Прямая полярность при сварке постоянным током дает более глубокое проплавление металла. А обратная полярность отлично подходит для сварки тонколистовых заготовок за счет меньшего тепловложения.

Покрытые электроды иногда могут использовать любую полярность, в то время как некоторые будут работать только на одной.

Качественный сварной шов предполагает правильное проплавление и равномерное наплавление валика, а для этого необходимо использовать правильную полярность. При неправильной полярности вы не только получаете плохое проплавление и неравномерное образование валика, но и чрезмерное разбрызгивание и перегрев, а в некоторых случаях можно даже потерять контроль над дугой.

Электрод также может быстро сгореть.

Большинство сварочных аппаратов для дуговой сваркиимеют обозначенные клеммы или направления, чтобы сварщики точно знали, как настроить сварочный аппарат на переменный или постоянный ток. Некоторые сварочные аппараты также используют переключатели для изменения полярности, а некоторые требуют переподключение клемм кабеля.

Сварка различными токами

Различные типы сварных швов требуют разного вида токов из-за природы их возникновения и оказываемого ими воздействия.

Сварка переменным током

Сварка переменным током считается уступающей сварке постоянным током и поэтому используется редко. Сварочные аппараты переменного тока чаще всего используются только при отсутствии аппаратов постоянного тока.

Сварку переменным током чаще всего используют для соединения толстолистового металла, быстрой наплавки и TIG-сварки с высокой частотой, хотя иногда она также используется для устранения проблем, связанных со сварочной дугой. Проблемы с дугой возникают, когда она прерывает сварное соединение, которое должно свариваться при более высоких уровнях тока, что происходит в основном при работе с электродами, имеющими большой диаметр.

Сварка переменным током также может использоваться для намагниченных металлов, что невозможно при сварке постоянным током. Постоянное изменение направления тока при сварке переменным током означает, что намагниченный металл не будет влиять на электрическую дугу.

Переменный ток также лучше подходит при работе с высокими температурами. Так как он обеспечивает высокий уровень тока, что создает глубокий провар, и поэтому используется для сварки при строительстве кораблей.

Сварка переменным током хорошо подходит для ремонта оборудования, так как многие из них имеют намагниченные поля и участки, подвергшиеся ржавчине.

Однако, нестабильность направления при сварке переменным током также может быть недостатком в том, что процесс имеет меньшую производительность, чем при сварке постоянным током.

Сварка постоянным током

Сварка постоянным током, как и сварка переменным током, имеет свои преимущества, и используется в случаях, когда сварка переменным током не может обеспечить должного результата, например, вертикальная сварка, пайка одним припоем или TIG-сварка нержавеющей стали.

Сварка на постоянном токе имеет более высокую скорость осаждения, она лучше всего подходит для сварщиков, которым требуются большие размеры наплавленного слоя. Несмотря на то, что сварка переменным током обеспечивает лучшее проплавление, она имеет более низкую скорость осаждения, что может быть непригодно.

При сварке постоянным током образуется также меньше брызг, чем при сварке переменным током, что делает сварочный шов более равномерным и гладким. Постоянный ток также является более надежным, и поэтому с ним легче работать, так как электрическая дуга остается стабильной.

Сварка постоянным током часто используется для сварки тонких металлов. Оборудование, работающее с этим типом тока, также дешевле, что помогает сократить расходы.

Однако, несмотря на то, что само оборудование имеет более низкую стоимость, процесс фактического использования постоянного тока немного дороже.

Это происходит из-за того, что необходимо специальное оборудование для преобразования переменного тока на постоянный, потому что это не предусмотрено электрической сетью. Однако, поскольку постоянный ток лучше подходит для большинства видов сварочных процессов, эти затраты считаются необходимыми.

Хотя сварка постоянным током лучше для многих металлов, она не рекомендуется при работе с алюминием, так как для этого требуется выделение тепла высокой интенсивности, что невозможно при использовании постоянного тока. Кроме того, если при работе с постоянным током будет создаваться магнитное поле, то возрастет риск дугового разряда, что может быть опасно.

Какой электрод использовать?

Так как вид используемого тока влияет на полярность на электроде, надо учитывать используемый электрод.

Для сварки методом TIG чаще применяют постоянный ток прямой полярности. Иногда также используют ток обратной полярности или переменный ток. В этих случаях применяют вольфрамовые электроды с легирующими добавками для улучшения стабильности дуги.

Например, используют:

  • WP - вольфрамовые электроды для сварки на переменном токе;
  • WL-20 и WL-15 - легированные вольфрамовые электроды для сварки на постоянном и переменном токах.

Для ММА сварки в основном использую покрытые плавящиеся электроды.

В настоящее время производители выпускают электроды с четырьмя видами обмазки:

  • Кислое (маркировка “А”). В его составе железо и марганец в довольно большом объеме. Можно сваривать неочищенный металл.
  • Основное (маркировка “Б”). Эти электроды можно использовать для работы на переменном токе, но из-за малого потенциала ионизации не рекомендуется этого делать.
  • Рутиловое (маркировка “Р”). Лучше всего подходит для работы на переменном токе. Небольшое разбрызгивание металла и хорошее качество шва.
  • Целлюлозное (маркировка “Ц/С”). Подходит для работы на переменном и постоянном токе, но выдает много брызг металла.

Существует несколько различных видов электродов для сварки переменным током, но многие из них могут использоваться как для сварки переменным током, так и для сварки постоянным током.

Выбор правильной полярности и тока, а также правильного электрода может иметь решающее значение для выполнения хорошего сварного шва.

Сварочный трансформатор: расчет, устройство и схема

Для выполнения электродуговой сварки необходим определенный набор оборудования, в него входит сварочный трансформатор. На рынке существуют производственные и бытовые аппараты, они различаются техническими характеристиками.

Трансформатор для электродуговой сварки

Главная задача трансформатора –преобразование подаваемого электричества до требуемых параметров.

Взаимодействие компонентов входящих в состав сварочного трансформатора, в результате, приводит генерации сварной дуги, которая располагается между рабочим инструментом и заготовкой.

Устройство сварочного трансформатора и характеристики

Для возникновения дуги, обеспечивающей разогрев и расплавление кромок заготовки, требуется изменить характеристики электричества подаваемого из сети.
Сварочный трансформатор преобразует поступающее электричество следующим образом:

  • напряжение снижает;
  • силу тока поднимает.

В преобразовании электричества принимают участие следующие узлы:

Устройство сварочного трансформатора

  • магнитопровод;
  • первая обмотка, собираемая из изолированного кабеля;
  • перемещающейся второй обмотки. Ее выполняют из провода без изоляции, это необходимо для повышения тепловой отдачи;
  • винтовая пара;
  • штурвал для управления винтовой парой;
  • клеммники для сварных кабелей.

В состав сварочных агрегатов включают дополнительные компоненты, которые предназначены для совершенствования их работы.

Устройство пускового механизма

Пусковое устройство включает в свой состав – магнитопровод, две обмотки и клеммы. Переключатели изменяют напряжение и общее число обмоток подключаемых к выпрямителю. В первичную цепь устанавливают регулятор, собранный на основе полупроводников (тиристоров). Вторая обмотка, подключаемая к выпрямительному мосту, обеспечивает подачу двух уровней изменяемого напряжения.

Устройство пускового механизма трансформатора

Для работы пускового устройства требуется напряжение в 220 В. Ток лежит в диапазоне от 0 до 120 А, а напряжение достигает 70 В случае самостоятельного изготовления устройства, за основу принимают стержневой трансформатор, на его первой обмотке накручено 230 витков, на второй 32. Пульт управления полупроводниками монтируют над дросселем. Для охлаждения всей системы используют принудительную вентиляцию.

Устройство магнитопровода

Ключевыми деталями магнитопровода, являются пластинки или листы, произведенные из электромагнитной стали. К конструктивным деталям относят крепеж, корпус и пр. Магнитопроводы сварочных трансформаторов разделяют на стержневые и броневые. В устройствах стержневого типа все сегменты магнитной цепи обладают одинаковым сечением. В магнитопроводах броневого типа полным сечением обладает только средний стержень, на который устанавливают обмотки.

Виды магнитопроводов трансформатора

Сечения остальных участков магнитной цепи почти в два раза меньше. По ним происходит замыкание магнитного потока. На участках магнитопровода имеющего Т-образную форму, каждый имеет свое сечение. При этом его размер составляет в три раза меньший размер, чем собственно сам стержень. По каждому из участков происходит замыкание третьей части потока.
Пластины, входящие в пакеты покрывают специальным составом, который называют оксидной изоляцией.
Принцип работы сварочного трансформатора
Аппаратура для сварки работает по алгоритму:

  1. Питание подается на первую обмотку. В ней генерируется магнитный поток, замыкающийся на сердечнике.
  2. Затем питание направляется на вторую обмотку.
  3. Магнитопровод, который собран из ферромагнитов, генерирует постоянное магнитное поле. Индуцирующий поток производит ЭДС.
  4. Разность в числе витков допускает колебание тока с требуемыми для выполнения сварки параметрами. Эти же показатели учитывают при расчетах аппаратуры для сварки.

Существует связь числа витков на второй катушке и напряжением на выходе. То есть для повышения тока количество витков необходимо увеличить. Но так как, сварочный трансформатор – это понижающий тип, то число витков на второй обмотке будет ниже, чем на первой.
Устройство и принцип действия сварочного трансформатора обеспечивает настройку величины тока. Этого достигают уменьшая или увеличивая пространство между катушками.
Для этого в сварочном оборудовании установлены движущиеся компоненты. Расстояние между обмотками изменяет сопротивление и это дает возможность выбирать именно тот ток, который нужен для сварки.

Холостой ход

Аппаратура для сварки работает в двух режимах – рабочем и холостом. Во время сварки вторая обмотка замыкается между рабочим инструментом и деталью. Ток расплавляет кромки заготовок и в результате получается надежное соединение деталей. После того, как сварщик закончит работы, цепь прерывается и трансформатор переключается на холостой ход.
ЭДС в первой обмотке появляются из-за наличия:

  • магнитного потока;
  • его рассеивания.

Холостой ход трансформатора

Эти силы отпочковываются от направления потока в магнитопроводе и замыкаются между катушками в воздухе. Именно эти силы и являются основой работы в холостую.
Работа на холостом ходу не должна представлять опасность для рабочего — сварщика и окружающих людей. То есть оно не должно быть больше чем 46 В. Но отдельные модели сварочного оборудования, имеют большие значения, например, 60 – 70 В. В этом случае в конструкции сварочного устройства устанавливают ограничитель параметров холостого хода. Скорость его срабатывания не превышает одну секунду с момента разрыва цепи и окончания работы. В целях дополнительной защиты сварщика, корпус трансформатора необходимо заземлять.

Это позволяет напряжению, которое может появиться на корпусе в результате повреждения изоляции, уйти в землю, не нанеся ни какого вреда рабочему – сварщику.

Схема сварочного трансформатора и ее модификации

Аппаратура для сварки состоит из:

  • трансформатора;
  • приборы для изменения размера тока.

Для розжига и поддержания дуги необходимо обеспечить наличие индуктивного сопротивления второй обмотки.
Подъем индуктивного сопротивления ведет к тому, что изменяется наклон статистических параметров источника энергии. В результате приводит к постоянству всей системы «источник тока – дуга».

Электрическая схема сварочного трансформатора типа ТДМ

У сварочных аппаратов, работающих под нагрузкой, количество мощности в разы больше, чем потери, которые они несут при работе в холостую.

Сварочная аппаратура с шунтом

Настройка рассеивания магнитного поля осуществляется переменой геометрических параметров пространства между составными частями магнитопровода. В виду того, что магнитная проницаемость железа выше чем у воздуха то придвижении шунта изменяется сопротивление потока, который проходит по воздуху. Если шунт введен целиком, то индуктивное сопротивление определяется, зазорами между ним и элементами магнитопровода.

Сварочная аппаратура с шунтом

Трансформаторы этого типа изготавливают для решения производственных задач.

Сварочные трансформаторы с секционными обмотками

Такая аппаратура производилось в ХХ века для решения производственных и бытовых задач. В них реализовано несколько степеней настройки количества витков в обеих катушках.

Секционная обмотка трансформатора

Тиристорные сварочные трансформаторы

Для настройки напряжения и тока применяют фазовый сдвиг тиристора. При этом происходит изменение среднего значения напряжения.

Для работы однофазной сети нужны два тиристора, включенных навстречу друг другу. Причем их настройка должно быть синхронной и симметричной. Трансформаторы на основании полупроводников (тиристоров) обладают жесткой статической характеристикой. Ее регулировка производится по напряжению при помощи тиристоров.

Тиристоры хороши для настойки напряжения и тока в электрических цепях переменного характера, дело в том, что закрытие происходит при изменении полярности.

В схемах с постоянным током для закрытия тиристоров применяют резонансные схемы. Но это сложно, дорого и накладывает определенные сложности на возможность регулирования.

Тиристорные сварочные трансформаторы

В полупроводниковых трансформаторах тиристоры монтируют в первой обмотке, тому есть две причины:

  1. Вторичные токи в сварочных источниках значительно больше, чем предельный ток тиристоров, он достигает 800 А.
  2. Высокий КПД так как потери на падении напряжения в открытых вентилях в первой обмотке в отношении рабочего ниже в несколько раз.

В современных устройствах используют обмотки из алюминия, для повышения надежности конструкции к ним на концах приварены медные накладки.

Отличия и разновидности оборудования

На производстве применяют следующие виды сварочных аппаратов:

Разновидности сварочного оборудования

  • трансформаторы;
  • выпрямители;
  • инверторы.

Ещё выделяют:

  • полуавтоматы;
  • генераторы — сварочные аппараты с бензиновым или дизельным электрогенератором;
  • и прочие промышленные аппараты.

Сварочные трансформаторы

Так называют устройство, которое предназначено для преобразования переменного тока получаемого из сети в напряжение необходимо для выполнения электрической сварки.

Сварочный трансформатор

Ключевым узлом этого устройства является трансформатор, который понижает сетевое напряжение до уровня холостого хода.

Достоинства и недостатки сварочных трансформаторов

К несомненным преимуществам этого оборудования относят довольной высокий КПД от 70 до 90%, простоту работы и высокую ремонтопригодность. Кроме этого аппараты этого класса отличает невысокая стоимость.
Вместе с тем, аппараты этого типа иногда не в состоянии обеспечить постоянство горения дуги. Это обусловлено характеристиками переменного тока. Для получения качественной сварки целесообразно применять электроды, адаптированные для работы с переменным током. Кроме того, на качестве сварки отрицательно сказываются и колебания напряжения на входе.

Аппараты этого типа нельзя применять для работы с нержавейкой и цветными металлами. Высокий вес аппарата и его габариты вызывают ряд сложностей при его транспортировке с места на место.
Но надо отметить, что сварочный трансформатор – это не плохой выбор для домашних нужд.

Сварочные выпрямители

Аппаратура, которое преобразует переменное напряжение, поступающее из сети питания в постоянное, необходимое для выполнения электросварочных работ.
На практике применяют несколько схем выпрямителей, в которых реализованы разные методы получения выходных параметров напряжения и тока. Применяют разные способы регулировки параметров тока и вольт-амперной характеристики.

Сварочные выпрямители

В эти способы входят:
Изменение настроек трансформатора, применение дросселя, настройка с помощью полупроводников (тиристоров и транзисторов). В самых простых аппаратах для регулирования тока применяют трансформатор, а для его выпрямления диодные схемы. В силовую часть такого оборудования входят трансформатор, выпрямитель, дроссель.

Достоинства и недостатки сварочных выпрямителей

Главное достоинство выпрямителей, если сравнивать их с трансформаторами, заключено в том что, для сварки применяют постоянный ток. Это обеспечивает качество розжига и поддержания параметров дуги и это соответственно приводит к качеству сварного шва. Применение выпрямителя позволяет сваривать не только обыкновенные стали, но обрабатывать нержавейку и цветные металлы. Кроме того, надо учесть и то, что сваривание с применением выпрямителя обеспечивает малое количество брызг.

По сути, описанные достоинства дают однозначный ответ на вопрос – какой аппарат выбрать трансформатор или выпрямитель, но разумеется нельзя забывать и стоимости этого оборудования.
Выпрямители имеют и отдельные недочеты – большой вес конструкции, потеря мощности, падение напряжения в сети во время проведения сварочных работ. Кстати, все сказанное в полной мере относится и к трансформаторам.

Сварочные инверторы

Аппаратура этого типа предназначено для преобразования постоянного тока в переменный. Инвертор работает следующим образом. Ток, с частотой в 50 Гц, попадает на выпрямитель. На нем он, пройдя, через фильтр сглаживается и преобразуется в переменный. Частота такого тока оставляет несколько килогерц. Современные схемы позволяют получать ток с частотой 100 Гц. Этот этап преобразования, является самым важным в работе инвертора и это позволяет добиться существенных преимуществ в сравнении с другими моделями сварочного оборудования.

После этого, полученное высокочастотное напряжение роняют до значения холостого хода. А ток вырастает до размеров достаточных для выполнения сварочных работ, то есть до величины 100 – 200 А.
Схема инвертора и комплектующие используемые в работе позволяют создавать сварочные аппараты с малым весом и высокими техническими характеристиками.
Предприятия – производители выпускают аппараты для выполнения сварки:

  • в ручном режиме;
  • неплавящимся электродом в аргонной среде;
  • в полуавтоматическом режиме под защитой газов и многие другие.

К несомненным достоинствам этого класса оборудования можно отнести – малый вес и габариты. Это позволяет передвигать инвертор на строительной или производственной площадке без особых сложностей.
В составе инвертора нет трансформатора и это позволило избежать потерь на нагрев обмоток и перемагничивания сердечника и получить высокий КПД. При сварке электродом в диаметр 3 мм, от сети потребляется все 4 кВт мощности, показатель сварочного трансформатора или выпрямителя составляет 6 – 7 кВт.

Схема инверторного сварочного аппарата

Схемы применяемые в инверторах позволяют генерировать практически все параметры вольт-амперных характеристик – это говорит о том, что аппараты этого типа допустимы для применения во всех видах сварочных работ. Кроме того, инверторы обеспечивают работу с легированными, нержавеющими сталями и цветными металлами.

Инверторная схема не нуждается в частых и длительных перерывах в работе.

Конструкция инвертора позволяет выполнять плавную регулировку режимов сварки во всем диапазоне токов и напряжений, необходимых для выполнения сварочных работ. Инвертор обладает широким диапазоном токов от нескольких единиц до сотен тысяч. В быту применяют аппараты, которые позволяют варить металл относительно тонкими электродами до 3 мм. Применение аппаратов такого уровня позволяет формировать шов в различных положениях и обеспечить минимальное количество брызг расплавленного металла, возникающих при сварочных работах.

Инверторные сварочные аппараты

Инверторные сварочные аппараты, производимые в наши дни, по большей части имеют микропроцессорное управление. Оно позволяет:

  • обеспечить рост тока при розжиге дуги;
  • минимизировать залипание электрода и детали и еще ряд функций облегчающих работу сварщика.

После выполнения сварки с помощью трансформатора или выпрямителя, работа с инвертором может с полным основанием считаться праздником.
Между тем инверторы обладают рядом недостатков. В частности, ремонт инвертора может обойтись в копеечку. Кроме того, у аппаратов инверторного типа повышенные требования к условиям хранения. Это обусловлено тем что, в инверторах содержится много элементов микроэлектроники.

На что обращать внимание при выборе

Надо понимать, что выбор сварочного оборудования это непростая задача и решают ее в несколько этапов.

  1. Необходимо знать марку свариваемых материалов и вид требуемого шва. Так, для обработки стали или нержавейки достаточно аппарата обеспечивающего ручную дуговую сварку. Для сварки обыкновенной стали можно использовать аппараты с переменным и постоянным током. Для работы с нержавеющей сталью необходимо использовать аппараты постоянного тока. Рабочие характеристики сварочного трансформатора позволяют работать с разными материалами.

  1. В зависимости от размера тока, аппараты в 200 А, относят к бытовым, а в 300 к профессиональным.
  2. В зависимости от типа работы – полуавтоматы, обладающие сложной конструкцией и довольно высокой стоимостью, показывают высокую производительность и простоту в управлении.
  3. Инверторы обладают малыми габаритами и весом и широкой возможностью настроек.
  4. Немаловажное значение имеет место выполнения работ, в частности, климатические условия.
  5. Само собой, принимая решение о выборе аппарата необходимо обращать внимание на компанию – производителя.

Возможные неисправности и ремонт

Сварочная  аппаратура, как и любое техническое устройство, всегда может выйти из строя. Существуют некоторые признаки, по которым можно определить возникшие неисправности.

Возможные неисправности

Например, при проведении сварки, постоянно происходит залипание электрода. Это может быть вызвано низким напряжением, неправильной настройкой тока, неправильным выбором электрода и рядом других причин.
Отсутствие дуги может быть вызвано перебитым кабелем, перегревом сварочного оборудования и множеством других причин.

Для ремонта сварочного трансформатора необходимо обладать определенными знаниями, то есть необходимо умение читать принципиальные электрические схемы и навык выполнения электромонтажных работ. Именно поэтому имеет смысл при возникновении неисправностей  обращаться в мастерскую по их ремонту и обслуживанию.

Как правильно смонтировать трансформатор

Сварочную аппаратуру необходимо надежно заземлить. Для облегчения жизни, на трансформаторов устанавливают специальные болтовые зажимы с сопроводительной надписью «ЗЕМЛЯ».
Классификация по различным признакам
Сварочная аппаратура классифицируется по следующим признакам – по фазам, по применяемости.
На практике применяют одно и трехфазные сварочные аппараты. Однофазные аппараты, по большей части применяют для выполнения сварочных работ переменным током. Трехфазные применяют на строительных и производственных.

К однофазным относятся аппараты марки ТД. По сути, это трансформаторы с хорошим магнитным рассеиванием и перемещающимися обмотками. Их снабжают механическими регуляторами, выполненными в виде винтовых.
Трехфазные аппараты применяют для сварки трехфазной дугой. Такой способ повышает производительность сварки, позволяет экономить электроэнергии, производит выравнивание нагрузки между фазами.

Трехфазный сварочный трансформатор

Трехфазные аппараты применяют для организации многопостовой сварки. В частности, использование такого оборудования позволяет использовать как минимум два электрода одновременно. В конструкцию аппарата вносят некритичные изменения. Такое применение аппаратуры позволяет поднять экономический эффект от сварочных работ.

Устройство сварочного трансформатора ТДМ

Трансформатор ТДМ включает в свой состав следующие части:

Устройство сварочного трансформатора ТДМ

  • металлический корпус;
  • клеммы для сварочных;
  • штурвал для настройки аппарата;
  • магнитопровод;
  • первая обмотка;
  • вторая обмотка;
  • винтовую пару для перемещения частей обмоток.

Принцип работы трансформатора ТДМ

Как уже отмечалось в конструкцию аппарата ТДМ входит магнитопровод, представленный в виде набор стальных пластин и изолированных обмоток. Ток, подаваемый из сети электропитания, попадает на первичную обмотку. В это время вторая обмотка, которая является перемещаемой, должна быть подключена к сварочному электроду и обрабатываемой деталью.

Между обмотками существует зазор, который и определяет параметры сварочного тока и напряжения. Чем больше размер зазора, тем больше сварочный ток. Это достигается за счет рассеивания магнитного поля.

Сварочный трансформатор своими руками

Для изготовления сварочного аппарата своими руками надо понимать его базовые принципы работ. Первым делом необходимо определиться с параметром мощности тока. Для сварки массивных заготовок будет востребована высокая мощность генерируемого тока.

Кроме того, нельзя забывать и о том, что этот параметр жестко связан с тем, какие электроды будут использоваться во время работы. Для работы с металлом от 3 до 5 мм, необходимо использовать электроды 3 – 4 мм. Если толщина металла менее 2 мм, то вполне достаточно электродов 1,5 – 3 мм.

Другими словами, если планируется использование электродов толщиной 4 мм, то сила тока должна составлять 150 – 200 А, а электроды в 2 мм, сила тока должна составлять 50 – 70 А.
Дуга формируется за счет использования трансформатора, состоящего из обмоток и магнитопровода.

Расчет сварочного трансформатора

У каждого типа сварки свои требования к трансформационным устройствам. Базовый расчет выполняют на основании разности количества витков на первичной и вторичной обмотке. Для понижающего оборудования работает следующее правило – если существует необходимость снижения напряжения в 10 раз, то количество витков на вторичной обмотке должно быть в 10 раз меньше. Надо отметить, что это правило имеет обратную силу.

У каждого трансформатора имеется так называемый коэффициент трансформации. Он показывает размер масштаба силы тока при переходе с первичной обмотки на вторичную. Руководствуясь этим принципом можно выполнить расчет сварочного трансформатора пригодного для любого типа сварки.

Источники питания сварочной дуги

Источники питания сварочной дуги

При электродуговой ручной сварке применяют переменный и постоянный ток. Для питания аппаратов электродуговой сварки на переменном токе используют сварочные трансформаторы в одно- и двухкорпусном исполнении (табл. 13).

Для питания аппаратов электродуговой сварки на постоянном токе применяют сварочные машины (преобразователи, сварочные агрегаты с приводом от двигателя внутреннего сгорания), приведенные в табл. 14, а также сварочные выпрямители. Сварочные машины постоянного тока подразделяются по количеству питаемых постов (однопостовые и многопостовые), по способу установки (стационарные и передвижные), по роду привода (генераторы с электрическим приводом и генераторы с двигателем внутреннего сгорания).

Выпрямительные сварочные установки собирают из полупроводниковых элементов, которые обладают "свойством проводить ток только в одном направлении. В обратном направлении полупроводники практически не пропускают электрический ток. Наибольшее применение в сварочных выпрямительных установках получили селеновые полупроводниковые элементы. В СССР выпускаются выпрямительные сварочные установки ВС, ВСУ, ВСС, ВСК, ВКС и ВКСМ с селеновыми, кремниевыми и германиевыми выпрямительными блоками. Питание выпрямительных блоков осуществляется от трехфазного сварочного трансформатора, вмонтированного в установки.


Таблица 13
Техническая характеристика сварочных трансформаторов
Марка трансформатора Номинальная МОЩНОСТЬ, кет Номинальный сварочный ток при ПР-65%, а Предел регулирования сварочного тока, а Напряжение, в Вес, кг
номинальное сварочное холостого хода
ТС-120 9 120 50—160 25 68 90
ТС-300 20 300 110—385 30 63 185
ТС-500 32 500 165—650 30 60 250
ТСП-1 12 160 105-180 25 70 35
ТСК-500 32 500 165-650 30 60 280
ТСД-500 42 500 200—600 45 800 445
ТСД-1000-3 76 1000 400—1200 42 69—78 540
ТСД-2000-3 180 . 2000 800—2200 53 77-86 670

Примечание. Трансформаторы марок ТС, ТСК, ТСП применяют для ручной электродуговой сварки, а марки ТСД — для автоматической и полуавтоматической дуговой сварки под слоем флюса при ПР-20% (ПР — продолжительность рабочего периода).


Таблица 14
Техническая характеристика сварочных машин постоянного тока
Тип машины Генератор Двигатель Вес, кг
номинальный сварочный
ток при ПР-65%, а
номинальное
напряжение, В
предел регулирования
сварочного тока, а
тип мощность
ПСО-300
ПСО-500-3
ПСО-800
ПСГ-350
ПСГ-500
ПСУ-500
ПСМ-1000-2
АСБ-300-7
АСД-300
АСД-3-1
АСДМ-200
АСДП-500
АСДП-500Г

АСДП-1000Г
АСДП-2×300Г

300
500
800
350
500
500
1000
300
300
500
200
500
500

1000
300 а на каждом

30
40
45
30
40
35
60
30
30
40
30
40
40
60
30
75—320
420—600
200-800
50-350
50—500
120—500
75-320
75-320
120—500
50—200
120—600
15-300
на каждом
300—1100
100—300
на каждом
Электрический
То же
»
»
»
»
»
Газ-МКА
5П4-4Г-8.5/П
ЯАЗ—М20—4Г
Г495/11
Г495/11
Г495/11

1Д6—150
ЯАЗ—М20—4Г

14 квт.
28 »
55 »
14 »
28 »
28 »
75 »
30 л. с.
20 »
60 »
17 »
60 »
60 »

60 »
60 »

400
430
1040
400
500
550
1600
850
980
2500
700
5000
4900

6000
2500

Примечание: агрегаты АСБ- АСД и АСДМ смонтированы на рамах без колес, а АСДП —на двухосных прицепах.

1. Какие основные типы сварочных трансформаторов применяют для ручной электродуговой сварки трубопроводов?

2. Какие основные типы сварочных машин используют для ручной электродуговой сварки трубопроводов?

3. Назовите типы выпрямительных установок. Каково их назначение?


Все материалы раздела «Сварка труб» :

● Способы сварки трубопроводов и виды сварных соединений

● Подготовка труб под сварку

● Технология газовой сварки и резки

● Кислородно-флюсовая и дуговая резка

● Технология ручной электродуговой сварки, электроды

● Источники питания сварочной дуги

● Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом

● Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах

● Сварка трубопроводов из легированной стали

● Сварка трубопроводов высокого давления, термообработка сварных соединений

● Сварка трубопроводов из алюминия и его сплавов, из меди и ее сплавов

● Пайка трубопроводов, дефекты сварных швов

● Контроль качества сварных швов

● Виды сварки и применяемое оборудование

● Сварка и склеивание винипластовых труб

● Сварка полиэтиленовых трубопроводов

● Правила техники безопасности при резке и сварке трубопроводов


Сварочный трансформатор — устройство и принцип работы

Сварочный трансформатор для выполнения дуговой ручной сварки, а также некоторых типов промышленной сварки считается незаменимым инструментом. Такие аппараты преобразовывают необходимое для них напряжение из общегородской электросети.

Такое оборудование способно понижать напряжение под напряжение холостого хода сварочного трансформатора, обеспечивая тем самым его бесперебойную эксплуатацию.

Разновидности трансформаторной сварки

Сегодня существуют разные виды сварочных трансформаторов, которые отличаются конструктивно, принципом работы. Самым востребованным на рынке среди них, который можно сделать самостоятельно считается трансформатор сварочный для дуговой и контактной сварки.

Трансформатор дуговой сварки

Широкое распространение среди домашних умельцев имеют трансформаторы для дуговой сварки. Этому есть несколько причин:

  • надежная и довольно простая конструкция инструмента;
  • мобильность;
  • довольно обширный рабочий диапазон;
  • простота управления;
  • хорошая производительность.

Конечно же, кроме многочисленных достоинст, в дуговая ручная сварка постоянного тока обладает и рядом недочетов:

  • низкий показатель КПД;
  • качество сварного шва полностью зависит от уровня профессионализма самого сварщика.

Трансформатор для ручной сварки обычно используется в процессе проведения разноплановых строительных или ремонтных работ, производства конструкций из металла, соединения отдельных металлических образцов, а также соединения трубопроводных коммуникаций. При помощи дуговой ручной сварки можно осуществлять и резку металла, и его сварку, при этом разной толщины.

Подобного типа инструменты имеют довольно простую конструкцию. Сварочный агрегат включает:

  • непосредственно сам трансформатор;
  • электродный держатель;
  • регулятор тока;
  • зажим для массы.

Нужно выделить основной элемент аппарата – трансформатор, который может иметь разную конструкцию. Самыми популярными на сегодняшний день являются самодельные инструменты, оснащенные магнитопроводом П-образной, тороидальной конфигурации.

Вокруг магнитопровода размещаются две обмотки проволоки из алюминия или меди. Толщина проволоки на обмотках зависит от рабочих характеристик агрегата, и количества выполненных витков.

Трансформатор точечной сварки

Подобный тип сварки также называется контактной сваркой. Трансформатор ТС имеет характерные отличия от инструмента, предназначенного под дуговую сварку. Ключевое из них – это технология сваривания металлических образцов. К примеру, плавление дуговой сваркой осуществляется электрической дугой, которая формируется между электродом и свариваемым изделием, то в случае с контактной сваркой производится точечный нагрев свариваемого участка электричеством (для чего используются два заточенных электрода из меди), соединение деталей происходит под воздействием высокого давления (таким образом, металл свариваемых образцов плавится в точке соединения, после чего сливается в одно целое).

Точечная сварка широко используется в автомобилестроении, строительной сфере, для соединения тонких алюминиевых листов, медных образцов, нержавеющей стали, для сварки скруток, создания из арматура каркаса ЖБ конструкций, прочих металлов, для соединения которых необходимо создавать специальные условия.

Конструкция

Каждый домашний мастер старается обеспечить себя самым разнообразным инструментом, в особенности сварочным агрегатом, который является просто незаменимым помощником в хозяйственной деятельности. При этом не исключается возможность собрать такой аппарат самостоятельно. Устройство сварочного трансформатора, сделанного в домашних условиях, может быть самым разнообразным. Такой прибор может использоваться для дуговой, точечной сварки разнотипных металлических изделий.

Автолюбители из трансформатора ТД 500 могут соорудить споттер, который позволит осуществлять в любое время ремонт автомобильного кузова.

У всех сварочных устройств, изготовленных на основе стандартного трансформатора принцип работы идентичный, они отличаются только конструктивными характеристиками. Сварочный полуавтомат имеет настолько простую конструкцию, что его можно сделать даже из обыкновенной микроволновки. Такой инструмент способен функционировать при использовании переменного, постоянного токов, качественные характеристики шва при этом не пострадают.

Схема сварочного полуавтомата включает несколько обязательных деталей, которые точно есть на хозяйстве любого бытового мастера.

Схема трансформатора

Делая самостоятельно трансформатор (споттер), необходимо обязательно сделать расчет. Какие детали включает схема сварочного трансформатора? Любой подобного типа инструмент включает в конструкцию проволоку из меди, намотанную на сердечнике. Число медных проводов для основного аппарата не имеет значения, его можно сделать даже из микроволновой печки.

Общая схема трансформатора должна включать диодный мост. При предназначении агрегата для точечной сварки схема немного сложнее. Здесь, кроме проволоки из меди, диодного моста обязательно наличие конденсаторов, тиристоров, диодов. Эти дополнительные элементы позволят максимально точно осуществлять регулировку тока, плюс качество шва будет намного лучше.

Трансформатор для сварки точечного варианта имеет сложную схему и конструкцию. Какой больше подойдет сварочный инструмент в домашних условиях, конечно же, каждый решает самостоятельно. Главное — точно знать его функциональные обязанности.

В любом варианте трансформатора постоянного тока обязательно предусмотрен сердечник, проволочная обмотка. Эти компоненты несут ответственность за технические характеристики инструмента.

Чтобы верно выполнить требуемые расчеты, нужно первое что сделать – это определиться с показателями: напряжения обмоток, сварного тока.

Расчет трансформатора

Как выполняется расчет сварочного трансформатора?

Как говорилось ранее, сварочные трансформаторы переменного тока включают две обмотки, сердечник, которые несут ответственность за ключевые технические характеристики инструмента. Заранее предполагая напряжение обмоток, силу тока, прочие дополнительные параметры, производятся расчеты сердечника, обмоток, сечения медной проволоки.

При произведении расчетов основанием являются такие параметры:

  • U1 – напряжение первичной обмотки, в качестве которого выступает сетевое напряжение, от какого сварка и будет работать (220В/380В).
  • U2 – напряжение вторичной обмотки (не более 80В). Напряжение электричества, создаваемое после понижения. Оно необходимо для возбуждения сварочной дуги;
  • I – сила тока вторичной обмотки (рассчитывается в зависимости от предполагаемых для выполнения работ электродов, толщины свариваемого металла).
  • Sc – площадь сечения сердечника (берется в пределах 45-55 см²). Этот параметр влияет на качество и надежность работы инструмента.
  • So – площадь окна сердечника (берется в пределах 80-110 см²). Параметр берется из расчета отвода избыточного тепла, качественного магнитного рассеяния, удобства намотки медной проволоки.
  • Рт – плотность тока обмотки (2,5-3A/мм2 – для самодельных трансформаторов). довольно значимый параметр, который отвечает за электрические потери на обмотках инструмента.

Сварочный инструмент своими руками

Чем отличается самодельный трансформатор?

Первичную обмотку самодельных сварочных инструментов обычно изготавливают из медной проволоки, специально для этого предназначенной. К вторичной обмотке требования минимальные, поэтому чаще используется кабель многожильный (берется сечение в пределах 2,5-3,5 см).

На самодельном бытовом агрегате для сварки обмотка выводится стандартно – на медные клеммы, варианты заводского производства, конечно же, имеют более надежные переключатели. Детальная схема сварки постоянного тока, предназначенного для ручной сварки, зависит от разновидности сердечника (тороидальный, стержневой), наличия у домашнего мастера подручных деталей.

Трансформаторы для инвертора отличаются сложностью сборки. В данном случае используется несколько преобразователей для преобразования тока сначала в переменный ток, далее в постоянный ток, но установленного напряжения. Также устройство инструмента усложнено наличием электроники, которая предоставляет возможность намного точнее контролировать сварочный процесс.

Масса трансформатора для сварки переменного тока будет зависеть от марки. Минимальная масса такого инструмента может составлять 3 кг, но на рынке электротехники чаще всего можно встретить аппараты массой не менее 10 кг.

Урок 1 - Основы дуговой сварки

Урок 1 - Основы дуговой сварки © АВТОРСКИЕ ПРАВА 1999 УРОК ГРУППЫ ЭСАБ, ИНК. I, ЧАСТЬ B 1.9.3.1.1 Трансформатор типа производят только переменный ток. Они обычно называется «Сварочные трансформаторы»." Все типы переменного тока используют однофазное первичное питание и имеют тип постоянного тока. 1.9.3.1.2 Выпрямитель типы обычно называются «Сварочные выпрямители» и производят DC или, AC и Сварочный ток постоянного тока. Они могут использовать как однофазные, так и трехфазные входная мощность. Они содержат трансформатор, но исправляют переменный или постоянный ток с помощью селена выпрямители, кремниевые диоды или кремний управляемые выпрямители. Доступен либо в константе ток или постоянное напряжение, некоторые производители предлагают устройства, которые представляют собой комбинацию оба и могут использоваться для сварки покрытым электродом, сварки неплавящимся электродом и для сварки твердым телом или флюсом порошковая проволока.1.9.3.2 Вращающийся Типы - Источники питания вращающегося типа можно разделить на две классификации: 1. Мотор-генераторы 2. Двигатель Управляемый 1.9.3.2.1 Мотор-генератор типы состоят из электродвигателя, соединенного с генератором или генератор, который производит желаемый мощность сварки. Эти машины давали отличные сварные швы, но из-за движущихся частей требовал значительного обслуживания. Мало, если любые, сейчас построен сегодня. 1.9.3.2.2 Двигатель приводные типы состоят из бензинового или дизельного двигателя, соединенного с генератором или генератор, который производит желаемый мощность сварки.Они широко используются в других сферах. коммерческие линии электропередач, а также мобильные ремонтные предприятия. Оба вращающихся типа может доставить либо Сварочная мощность на переменном или постоянном токе или их комбинация. Доступны оба типа как постоянный ток или постоянное напряжение модели. 1.9.4 Мощность Управление источниками - источники сварочного тока различаются также в методе контроля выходной ток или напряжение. Производительностью можно управлять механически как в машинах, имеющих реактор с отводом, подвижный шунт или дивертер, или подвижная катушка.Электро- три типа управления, например, магнитное усилители или насыщаемые реакторы, также используются и самые современные типы, содержащие выпрямители с кремниевым управлением, дают точные электронное управление. 1.9.4.1 А подробное обсуждение многих типов источников сварочного тока на рынке сегодня слишком длинная тема для этого курса, хотя дополнительная информация о типе Источники питания для различных сварочных процессов будут рассмотрены в Уроке II.1.9.4.2 Отлично литературу можно получить у производителей источников питания, и следует проконсультироваться для получения дополнительной информации.

Что такое отводы на сварочном трансформаторе?

Сварочные трансформаторы - это жизненно важная часть оборудования, используемая для снижения напряжения от источника электроэнергии. Устройство переключает переменный ток (AC) из линии питания на высокий и низкий ток, пригодный для сварки.

На сварочном трансформаторе отводы первичной и вторичной обмоток используются для макрорегулировки сварочного тока и напряжения. Глубокое понимание принципа действия обмоточных трансформаторов важно для знания функции ответвлений.

Итак, давайте копнем глубже, чтобы узнать, что такое ответвления на обмотке трансформатора.

Каков принцип работы сварочного трансформатора?

Сварочные трансформаторы используются для регулировки напряжения источника питания до напряжения, необходимого для образования сварочной дуги.Время, необходимое для повышения напряжения от нуля до желаемого напряжения, необходимого для сварки дуги, известно как время восстановления дуги.

Время восстановления дуги должно быть минимальным, чтобы дуга оставалась стабильной. Это важно, иначе катод может стать холодным, что предотвратит генерацию достаточного количества ионов и электронов для создания и поддержания дуги.

Одним из способов сокращения времени является увеличение напряжения цепи источника питания. Время восстановления дуги значительно меньше при более низком пиковом значении напряжения.Сварочная цепь должна иметь индуктивность, обеспечивающую разность фаз между переходными процессами тока и напряжением в диапазоне от 0 до 35 и от 0 до 45.

Отводы помогают регулировать напряжение для создания желаемой дуги. Отводы помогают увеличить ток при низком напряжении. Низкое напряжение предотвращает создание желаемой дуги из-за потери тепла катодом.

Дуга легко образуется при силе тока до 250 ампер. Для этого требуется напряжение около 60 вольт.Если сила тока ниже 70 ампер, напряжение можно увеличить до 80 вольт. Но повышение напряжения создает угрозу безопасности, а также ухудшает соотношение между напряжением дуги и холостого хода сварочного трансформатора. Отводы оказываются неоценимыми в этой ситуации, поскольку они помогают поддерживать напряжение в пределах ограничений, тем самым предотвращая любые повреждения.

Конструкция отводов на обмоточных трансформаторах

Ответвители имеются во вторичных обмотках и подключены к сильноточным выключателям или штепсельным розеткам.Они используются для понижения напряжения обычно от 15 до 45 вольт. Одна сторона вторичной обмотки соединена с электродом, а другой конец присоединен к сварным деталям.

Отводы на обмотках трансформаторов помогают снизить напряжение, тем самым предотвращая проблемы с нагревом. Для изменения сварочного тока можно прикрепить точки на вторичной обмотке. В некоторых сварочных трансформаторах ответвители подключаются к вторичной обмотке катушки для обеспечения правильного напряжения. Эти ответвители обеспечивают полную мощность на клеммах.

Большинство больших сварочных трансформаторов имеют многофазные входы, а меньшие - однофазные. При большом токе выделяется много тепла из-за сопротивления между свариваемыми деталями и электродом во вторичных обмотках.

Импеданс сварочных трансформаторов обычно выше, чем у обычных трансформаторов. Высокое сопротивление приводит к возникновению дуги. Ток остается синусоидальным, а напряжение в сварочном токе искажается.

Расположение отводов

Отводы могут быть расположены в другом месте вторичной обмотки. Основной метод выполнения отводов - стыковка последнего слоя катушки. Слой катушки расположен далеко от финишной черты. В большинстве случаев между отводами номер четыре и пять на участке отвода есть разрывы. Кроме того, для катушки предусмотрена перемычка, которая помогает выбрать желаемое напряжение на конкретной паспортной табличке.

Другая конфигурация ответвлений состоит в том, чтобы присоединить петлю к концу вторичной обмотки без разрыва между ответвлениями.Последний кран, который обычно является краном номер семь, расположен рядом с финишной чертой. В этой конфигурации соединение звездой или треугольником на стороне входа закрыто на отводе в зависимости от паспортной таблички. Такая конфигурация ответвлений называется «линейными ответвителями или концом ответвлений катушки».

Перемычки ответвлений соединяют две клеммы ответвлений катушки сварочного трансформатора. В другой конфигурации перемычки ответвлений соединяют только одну клемму с соответствующей фазной клеммой. Расположение ответвителя на фазном выводе соответствует желаемому напряжению.

Конструкция кранов для сварочных трансформаторов

Конструкции сварочного трансформатора различаются в зависимости от конфигурации отводов. Но самый низкий ответвление всегда подключается к максимальному циклу включения трансформатора. Это приводит к созданию самого низкого напряжения для передачи. Низкое напряжение снижает ток и мощность, вырабатываемую сварочным аппаратом. Отводы других конфигураций обеспечивают более высокое напряжение и ток для контактной сварки.

Клеммы отводов могут быть сварными паяными или петлевыми.Провод катушки для ловушек контура обычно лишен изоляции, чтобы сформировать контур, соответствующий размеру оборудования. Клеммные отводы припаиваются к катушке в соответствующем месте.

Связанные вопросы

Как отводы помогают регулировать напряжение?

Отводы используются в сварочном трансформаторе для регулировки напряжения и тока. Они подключены к вторичной обмотке в разных конфигурациях. Эти отводы позволяют сварщику регулировать нормальное напряжение до требуемого для устройства.Вывод отводов подключается к клемме или нескольким клеммам.

Отводы неоценимы, когда линейное напряжение ниже или выше, чем напряжение, необходимое для создания дуги. Они обеспечивают источник вторичного напряжения с более высоким или низким уровнем в зависимости от напряжения в сети. Соотношение напряжений трансформатора изменяется при использовании ответвлений.

На больших силовых трансформаторах ответвления помогают компенсировать колебания напряжения. Соединения ответвлений обычно устанавливаются по умолчанию для сетевого напряжения.Сварщик может менять отводы, чтобы получить желаемое напряжение.

Например, трансформатор с одной обмоткой, рассчитанный на 480–120 В с входным линейным напряжением 456 В, будет иметь вторичное напряжение, рассчитанное на 114 В. Значение вторичного напряжения получается путем деления большего значения напряжения на меньшее. Здесь коэффициент вторичного напряжения равен 4, что получается путем деления 480 на 420. В результате вторичное напряжение для входного перехода 456 В составляет 114 В или 456, деленное на 4. Та же самая передача, имеющая 400 В, будет иметь вторичное напряжение. напряжение 100 В.

Большие трансформаторы допускают всего несколько оборотов. В этой ситуации отводы не могут быть размещены на точном точном напряжении. Большой трансформатор обычно имеет 5 В на виток, из-за чего 2 ½ ответвления на обмотке с напряжением 480 В допускают 2,4 витка. Поскольку ответвления возможны только на целые витки, обычно ответвление располагается на 2 витках на 10 В.

Что такое переключатели и поворотники?

Большинство сварочных трансформаторов имеют переключатель ответвлений. Переключатель позволяет сварщику изменять коэффициент трансформации трансформатора.Сварщик может увеличивать или уменьшать выходное напряжение, поворачивая кран.

При изменении выходного напряжения также изменяется способность увеличивать доступный ток для различных частей. Более высокое напряжение приводит к большему току, подаваемому на разные части.

Между ответвлениями важно целое количество оборотов. Это очень важно, иначе кран не будет повернут для установки желаемого напряжения. Например, отключение обмотки невозможно при 7 ¼ и 12 витках. Для правильной работы оборотов должно быть 7 или 12.

Предположим, что у нас есть трансформатор на 480 В с 960 витками. Отвод будет 24 витка в случае 2 витков для вольта. Напротив, при 2 ½ процента, низкий отвод приведет к снижению напряжения примерно на 12 В или 0,025 раза по сравнению с нормальным отводом 480 В.

Число витков на вольт можно изменить. Большинство значений напряжения отводов имеют маркировку для обеспечения точной регулировки напряжения. Напряжения ответвлений обычно указываются на паспортных табличках трансформатора.

Как определить наилучшую настройку крана?

Сварка на переменном токе обычно выделяет много тепла.Вот почему для достижения оптимальных результатов необходимо минимизировать время простоя во время каждого цикла. График сварки следует оптимизировать для конкретного применения. В случае очень высокой или низкой настройки отвода ток будет недостаточным, из-за чего не будет производиться необходимое тепло.

Для оптимальной настройки отводов общее практическое правило состоит в том, чтобы использовать отвод трансформатора с самым низким отводом при максимальном токе в процентах в течение минимального времени. Это приведет к выработке желаемого тока, необходимого для стабильного и качественного шва.Установка метчика обеспечивает наилучшую термическую и механическую сварку.

При оптимальной настройке крана получается тепло, идеально подходящее для сварки. Слишком большой или малый сварочный ток может повредить сварочный аппарат. Низкое время тока может привести к недостаточному нагреву, в то время как высокий ток может привести к слишком большому нагреву. Следуя общему практическому правилу, вы получите желаемый ток и тепло для создания оптимального сварного шва.

Подобные сообщения:

Великая дискуссия: трансформаторы или инверторы

Если вы хотите начать гражданскую войну в сварке, просто спросите группу сварщиков, что лучше: инвертор или трансформатор.Краткий ответ на этот вопрос: «Это зависит от обстоятельств». Однако длинный ответ - это оживленные дискуссии о плюсах, минусах и конкретных областях применения машин.

Первые трансформаторы были разработаны, когда электричество стало обычным явлением в конце 1800-х годов. Вскоре после этого, в начале 1900-х годов, было обнаружено, что трансформаторы можно использовать в процессе дуговой сварки, который в то время находился в зачаточном состоянии. Потребовалось несколько лет, чтобы проработать различные электрические конструкции, чтобы иметь возможность управлять дугой, что также привело к необходимости создания покрытых (или покрытых) электродов для дуговой сварки, процесса, который обычно называют дуговой сваркой в ​​среде защитного металла ( SMAW) или сваркой штучной сваркой.

Во время Первой мировой войны сварка подверглась значительным исследованиям и разработкам из-за того, что она широко использовалась в стальном судостроении и танкостроении. Учтите, что перед сваркой сталь соединяли заклепками, ковкой и газовой сваркой. В течение 1920-х и 1930-х годов источники питания для дуговой и трансформаторной сварки стали обычным явлением, и по мере роста энергосистемы росла и дуговая сварка. К концу Второй мировой войны США переживали бум сварки и производства. С 1930-х по 1980-е годы почти все производимые аппараты для дуговой сварки были трансформаторными, что дало инженерам и производителям более 50 лет на совершенствование конструкции и создание невероятно надежных аппаратов для дуговой сварки.

80-е годы ознаменовали собой новую эру технологий, в центре которой была электроника, что совпало с ростом популярности персональных компьютеров. По мере роста индустрии электроники и программного обеспечения инженеры вскоре поняли, что инверторы с программным управлением можно использовать для сварки, открывая новый мир возможностей. Как и в случае с большинством новых технологий, инверторные источники сварочного тока в 1990-е годы стали вызывать проблемы. Многие ранние машины страдали от проблем с надежностью и были в центре горячих споров относительно пользовательских интерфейсов, элементов управления, рассеивания тепла и влажности.Эти вопросы по-прежнему находятся в центре дискуссии о внедрении инверторов. Но к началу 2000-х годов эти устройства стали популярными благодаря своей универсальности и способности управлять дугой.

Где резина встречает дорогу

Итак, как именно трансформаторы и инверторы сочетаются друг с другом? Конечно, в настоящее время инверторы, безусловно, считаются отраслевым стандартом, но некоторые сварщики по-прежнему предпочитают трансформаторы. Давайте сравним.

Надежность. Это горячо обсуждаемый вопрос для тех, кто участвует в спорах между трансформатором и инвертором.В течение почти столетия трансформаторные машины подвергались обширным исследованиям и разработкам, чтобы создать надежные и прочные машины. Для сравнения, инверторные машины имели лишь небольшую часть этого времени - примерно 30 лет, плюс-минус. Можно утверждать, что трансформаторные машины более надежны, чем лучшие инверторные машины, но стоит отметить, что за последние годы разрыв между ними значительно сократился. Прошли те времена 90-х, когда отказы инверторов были кошмаром.

Универсальность. Было время, когда трансформаторная технология сочеталась с инверторной технологией, чтобы создать то, что считалось самым совершенным сварочным аппаратом. Однако эта технология была слишком сложной и дорогой. Вскоре инженерам стало очевидно, что достижения в области программного обеспечения и электроники открывают новую задачу в мире сварки. Если у вас есть какие-либо сомнения по этому поводу, подумайте о своем первом компьютере или мобильном телефоне и сравните его с тем, что у вас есть сегодня. Такой же переход произошел в эволюции сварочных аппаратов.Теперь вы можете купить инверторные сварочные аппараты, на которых вы можете регулировать практически любую электрическую переменную, которую только можно вообразить с помощью программного обеспечения, чтобы обеспечить непревзойденную универсальность. Инверторные машины также намного легче и портативнее, чем трансформаторные машины. Преимущество инверторов в универсальности.

Качество дуги. Говоря о сварочных машинах, мы не можем игнорировать характеристики дуги и полученные сварные швы. Если вы относитесь к тому типу сварщиков, который весь день, каждый день сваривает только низкоуглеродистую сталь, вам не нужно смотреть мимо трансформаторной машины.Однако мы живем в мире сварки, который требует идеальной сварки в любом положении и на любом материале. В этом требовательном мире инверторы действительно сияют.

Поскольку инверторы могут быть запрограммированы на выполнение чего угодно, теперь мы видим, как усовершенствованная импульсная газовая дуговая сварка (GMAW), а также высококвалифицированная газовая сварка вольфрамовым электродом (GTAW). Перед нами открывается мир программного обеспечения и передовой электроники, которые действительно изменили возможности сварочного аппарата. Иногда даже такой посредственный сварщик, как я, выглядит неплохо.Я высоко оцениваю качество сварки и инновации в инверторных машинах, но я все же предпочитаю, чтобы для стали все было просто.

Стоимость. Последняя обычно обсуждаемая переменная - цена. В прошлом инверторные машины были невероятно дорогими. Высокая цена была обусловлена ​​стоимостью компонентов, затратами на специализированное производство и инженерными затратами. Эти затраты сильно изменились за последние 15 лет, поскольку инверторы вошли в мир массового производства электроники. Инверторы начинают становиться дешевле, чем машины на базе трансформаторов, хотя они значительно сложнее.

Инверторный источник питания - один из важнейших в сварочной отрасли. технологические достижения последних двух десятилетий. Но до этого правила сварка трансформаторными машинами. Итак, как они сравниваются? Есть ли еще место старому среди нового?

При рассмотрении стоимости машины обязательно учитывайте следующее:

  • Первоначальная стоимость покупки. В настоящее время первоначальные инвестиции, вероятно, примерно равны.
  • Power (потребление электроэнергии). Как правило, инверторы потребляют меньше электроэнергии, чем трансформаторы.
  • Расходы на техническое обслуживание. По истечении гарантийного срока обслуживание инвертора обходится дороже, чем трансформатора.
  • Время простоя. Это вызывает споры, потому что эти затраты действительно зависят от того, как используется машина. Определенные приложения и среды более проблематичны для инверторных машин и способствуют отказу машин или необходимости ремонта.Например, строжка с помощью инвертора, хотя и возможна, обычно не рекомендуется и создает значительную нагрузку на определенные компоненты инвертора, что может вызвать сбои. Грязная, пыльная и влажная среда также может стать причиной выхода из строя платы инвертора. Хотя определенные производственные и конструктивные изменения помогают инверторам работать в неоптимальных условиях, они все же не так надежны, как трансформаторные машины для определенных применений.
  • Стоимость сварных швов. Ведутся споры о том, реальны ли некоторые улучшения качества и производительности, приписываемые инверторным машинам.Например, многие утверждают, что пульсация повышает производительность, но другие утверждают, что пульсация может привести к недостатку плавления. Обе стороны дискуссии правдивы. Некоторые утверждают, что импульсная сварка в среде защитного газа может заменить GTAW, и, возможно, это верно для определенных приложений, но высококвалифицированный сварщик TIG по-прежнему является золотым стандартом для высококачественной сварки. Во многих случаях программное обеспечение и количество переменных, которые могут быть изменены с помощью инверторных машин, опережают общие знания в области сварки и способы наилучшего внедрения технологических улучшений.

Все сводится к тому, трансформаторные машины или инверторные машины больше подходят для конкретного применения. Следующая диаграмма представляет собой обобщенное мнение, основанное на опыте и многочисленных обсуждениях.

Инверторные сварочные аппараты сильно изменились за последние 15 лет. Их производительность и стоимость продолжают улучшаться, но это не означает, что нам нужно копать могилу для сварочных машин для трансформаторов, поскольку они по-прежнему занимают важное место в нашей отрасли. В конце концов, все сводится к личному взвешенному решению, основанному на многих факторах.В конце концов, выбор за вами.

Фотографии любезно предоставлены Forney Industries, Fort Collins, Colo.

Инвертор и трансформаторные сварочные аппараты

Если вы хотите начать гражданскую войну в сварке, вы спросите группу экспертов по сварке, что лучше: инвертор или трансформатор?

Мне часто задают этот вопрос, и краткий ответ - «это зависит от обстоятельств». Длинный ответ - это оживленные дискуссии о плюсах, минусах и конкретных областях применения машин.

История трансформаторов

Давайте начнем с понимания истории трансформаторов. Первые трансформаторы были созданы, когда электричество стало обычным явлением в конце 1800-х годов. Вскоре было обнаружено, что трансформаторы можно использовать в процессе дуговой сварки, который в начале 1900-х годов только зарождался. Потребовалось несколько лет, чтобы проработать различные электрические конструкции машин, чтобы иметь возможность управлять дугой. Это также привело к необходимости создания покрытых (или покрытых) электродов для дуговой сварки, обычно называемых сваркой штучной сваркой.

Во время Первой мировой войны сварка пережила значительный этап исследований и разработок, связанных с постройкой стальных кораблей и первых танков. Помните, что до этого времени соединение стали в основном выполнялось заклепками, ковкой и газовой сваркой. Между 1920-ми и 1930-ми годами стали распространяться источники питания для дуговой сварки и трансформаторной сварки. По мере роста энергосистемы росла и дуговая сварка. К концу Второй мировой войны США переживали бум сварки и производства. С 1930-х по 1980-е годы почти все производимые аппараты для дуговой сварки основывались на трансформаторе, что дало инженерам и производителю более 50 лет на совершенствование конструкции и создание невероятно надежных аппаратов для дуговой сварки.

История инверторов

Следующая эра началась в 1980-х годах с взрывом электроники, который совпал с появлением персональных компьютеров. По мере роста индустрии электроники и программного обеспечения инженеры вскоре поняли, что для сварки можно использовать инверторы с программным управлением; это открыло новый мир возможностей. Проблемы роста инверторов произошли примерно в 1990-х годах, и многие ранние инверторные сварочные аппараты страдали от проблем с надежностью. В начале 2000-х годов инверторные сварочные аппараты стали популярными благодаря своей универсальности и способности управлять дугой.Первые инверторные машины прошли через обычные инженерные проблемы роста, которые состояли из горячо обсуждаемых тем, связанных с пользовательским интерфейсом, элементами управления, рассеиванием тепла, проблемами влажности и многими другими проблемами. Эти вопросы по-прежнему находятся в центре дискуссии о внедрении инверторов.

Дебаты

Это подводит меня к вопросу надежности, о котором так много людей любят спорить. В течение почти столетия трансформаторные машины подвергались обширным исследованиям и разработкам для создания надежных и прочных машин, в то время как инверторным машинам уделялось аналогичное внимание только 30 лет.Я по-прежнему считаю трансформаторные машины более надежными, чем лучшие инверторные машины, но за последние годы разрыв значительно сократился. Прошли те времена 90-х, когда отказы инверторов были кошмаром.

Универсальность

Следующий спорный момент - универсальность. Был момент, когда трансформаторная технология смешивалась с инверторной технологией для создания совершенного сварочного аппарата, но этот путь стал слишком сложным и дорогим.Вскоре инженерам стало очевидно, что достижения в области программного обеспечения и электроники открывают новую задачу в мире сварки. Если у вас есть какие-либо сомнения по этому поводу, подумайте о первых компьютерах и сотовых телефонах по сравнению с тем, что у вас есть сегодня. Такой же переход произошел в эволюции сварочных аппаратов. Теперь вы можете купить инверторные сварочные аппараты, где вы можете регулировать практически любую электрическую переменную, которую только можно себе представить, с помощью программного обеспечения, чтобы обеспечить непревзойденную универсальность. Инверторные машины также намного легче и портативнее, чем трансформаторные машины.Я должен был бы дать инверторам преимущество в универсальности.

Произведено сварных швов

Учитывая, что мы обсуждаем сварочные аппараты, мы, возможно, захотим коснуться сути сварки и обсудить дугу и производимые сварные швы. Если бы я был сварщиком, который сваривает только низкоуглеродистую сталь весь день, каждый день, мне не нужно было бы смотреть мимо трансформаторной машины. Однако мы живем в мире сварки, который требует идеальной сварки в любом положении и на любом материале.В этом требовательном мире инверторы начинают сиять. Поскольку инверторы можно запрограммировать на выполнение чего угодно, теперь мы видим усовершенствованную импульсную сварку MIG, а также высококвалифицированную сварку TIG. Перед нами открывается мир программного обеспечения и передовой электроники, который действительно изменил возможности сварочного аппарата. Иногда даже такой посредственный сварщик, как я, выглядит неплохо. Я хочу поблагодарить инверторные машины за качество сварки и инновации, но я все же предпочитаю, чтобы для стали все было просто.

Цена

Последний комментарий, который обычно обсуждают, касается цены. Было время, когда инверторные машины были невероятно дорогими. Высокая стоимость была обусловлена ​​стоимостью компонентов, затратами на специализированное производство и инженерными затратами. Эти затраты сильно изменились за последние 15 лет, поскольку инверторы вошли в мир массового производства электроники. Теперь я бы сказал, что инверторы начинают становиться дешевле, чем машины на основе трансформаторов, хотя они значительно сложнее.

При рассмотрении «стоимости», я думаю, следует учитывать ряд сопутствующих затрат:

  • Первоначальная стоимость покупки, вероятно, примерно равная.
  • Стоимость мощности (потребления электроэнергии) меньше с инверторами.
  • Затраты на техническое обслуживание инверторов по истечении гарантийного срока выше.
  • Затраты на простои, которые спорны.
  • Затраты на качество сварного шва тоже спорны.

Все это сводится к обсуждению, основанному на применении, и тому, что лучше - трансформаторные машины или инверторные машины.Следующая диаграмма представляет собой обобщенное мнение, основанное на опыте и многочисленных обсуждениях.

Инвертор, вероятно, лучше : Трансформатор, вероятно, лучше:
Я хочу выполнять сварку методом приклеивания, сварки MIG и TIG, но мне нужен только один аппарат. Я свариваю по одному процессу каждый день в течение всего дня.
Я ношу сварочный аппарат везде, где мне нужно сваривать. Сварочные работы я приношу на сварочный аппарат.
Я свариваю несколько типов основного металла. Я делаю одну и ту же работу изо дня в день.
Я свариваю в помещении в контролируемой среде. Я свариваю в грязной пыльной среде.
Мне нравятся сенсорные экраны и множество параметров, которые нужно настраивать. Мне нравится одна или две простые ручки.
Мне нравится, что сварочный аппарат помогает мне выбирать правильные настройки. Я знаю, где нужно установить мою машину.
Я никогда не знаю, какая мощность будет у меня, когда я нахожусь на стройплощадке. Сварочная зона подключена к электросети, и я не перемещаю свой аппарат.
Я технарь. Я олдскульный.
Мне нравится настраивать блок управления двигателем на своей машине. Я ценю старые маслкары.

Я могу с уверенностью сказать, что инверторные сварочные аппараты сильно изменились за последние 15 лет. Их производительность и стоимость продолжают улучшаться, но это не означает, что нам нужно копать могилу для сварочных машин для трансформаторов, поскольку они по-прежнему занимают важное место в нашей отрасли.

Заключение

В конце концов, все сводится к личному взвешенному решению, основанному на многих факторах. Я знаю, что 20 лет назад я держался подальше от инверторных машин и до сих пор люблю характеристики дуги некоторых высокопроизводительных трансформаторных машин. Однако управление дугой на инверторных машинах позволяет мне определить любую характеристику дуги. Я также ценю легкий вес инверторной машины. Я могу честно сказать, что я больше не устойчив к инверторам, но с радостью принимаю сварочные аппараты на базе инвертора так же, как аппараты на базе трансформатора.В конце концов, выбор за вами

Джейсон Махью, технический директор, Forney Industries


Посетите Forney In The News или щелкните здесь, чтобы увидеть нашу статью в журнале Practical Welding Today.

Узнайте больше о наших машинах или нажмите кнопку ниже, чтобы купить наши сварочные изделия:

Этот пост был первоначально опубликован 29 марта 2017 года.

видов сварки | Дуговая сварка, приварка шпилек, контактная сварка Руководство

Существует множество типов сварки , которые мы используем для соединения металлов вместе, некоторые современные, а некоторые древние по их созданию.От кузнечной сварки молотками в средние века до открытия угольной дуговой сварки в 1800-х годах и до более современных видов сварки, таких как дуговая сварка, контактная сварка, сварка твердым телом и приварка шпилек, было много достижения в этой области.

Типы сварки

Прочтите, чтобы узнать больше о многих типах сварки, а также о том, как они различаются по функциям и областям применения, в нашем вводном руководстве:

Дуговая сварка

Дуговая сварка - один из самых известных видов сварки .Процессы дуги включают использование концентрированного тепла электрической дуги для соединения металлических материалов. Эти процессы в целом делятся на две категории: методы с плавящимся электродом и методы с использованием неплавящегося электрода. Это различие определяет, включает ли процесс плавление электрода и его превращение в часть сварного соединения или не плавление, а только в качестве проводника дуги.

Еще одна переменная в дуговой сварке - это использование тока; некоторые методы требуют определенного типа тока, тогда как другие более универсальны.Кроме того, для некоторых процессов дуговой сварки требуется защитный газ, а для других - нет. Узнайте больше о некоторых наиболее распространенных типах дуговой сварки:

Дуговая сварка экранированным металлом (сварка электродом)

Дуговая сварка экранированных металлов (неофициально известная как сварка электродом), разработанная в 1950-х годах, использует расходные детали с флюсовым покрытием. электрод с источником питания переменного или постоянного тока для создания электрической дуги между материалом электрода и заготовкой. Дуга плавит деталь и электрод в ванну расплава, которая при охлаждении образует соединение.Этот тип сварки также называют дуговой сваркой под защитным флюсом из-за того, что флюсовое покрытие электрода распадается на защитный газ во время нагрева.

Газовая дуговая сварка металла (MIG Welding)

Газовая дуговая сварка металла также создает электрическую дугу, но между плавящимся проволочным электродом и материалами заготовки. Сварочная горелка пропускает через электрод и защитный газ для защиты от загрязнений. В результате заготовка плавится и материалы соединяются. Подтипами дуговой сварки металлическим электродом в газе являются сварка MIG (металл в инертном газе) и MAG (металл в активном газе).Первоначально этот процесс был разработан для цветных металлов, таких как алюминий, но в конечном итоге стал наиболее распространенным процессом для ряда материалов, включая сталь.

Дуговая сварка порошковой проволокой - это процесс, аналогичный сварке MIG, но, как правило, вместо защитного газа используется полая электродная проволока, наполненная флюсом.

Газовая дуговая сварка вольфрамом (TIG-сварка)

Этот процесс сварки широко известен как сварка TIG (TIG - вольфрам в инертном газе).Для газовой вольфрамовой дуговой сварки требуется неплавящийся вольфрамовый электрод, источник постоянного тока и инертный защитный газ для создания плазменной дуги (которая состоит из паров металла и сильно ионизированного газа). Этот процесс обеспечивает больший контроль оператора, чем сварка палкой или MIG, что делает его пригодным для сварки тонких секций нержавеющей стали и цветных металлов. С другой стороны, это более медленная и более сложная с технической точки зрения процедура.

Плазменная дуговая сварка - это родственный тип сварки, но в этом случае плазменная дуга отделяется от защитного газа путем помещения в корпус сварочной горелки, выходящего с более высокой скоростью через медное сопло.

Дуговая сварка под флюсом

Дуговая сварка под флюсом создает электрическую дугу под слоем порошкового флюса, который обеспечивает защитные газы и шлак, а также легирующие элементы для ванны расплава. Слой флюса значительно снижает потери тепла и работает как автоматизированный или полуавтоматический процесс. Бункер перерабатывает излишки флюса, а слои шлака удаляются после сварки.

Электрошлаковая сварка

В этом процессе проволока подается в зону сварки и добавляется флюс в электрическую дугу до тех пор, пока расплавленный шлак не достигнет кончика электрода и не погаснет дугу.Операторы электрошлаковой сварки используют источник постоянного тока и, как правило, работают с толстыми материалами заготовок, такими как пластины из низкоуглеродистой стали и алюминиевые шины. Электрогазовая сварка - процесс, аналогичный электрошлаковой сварке, но дуга остается на протяжении всей процедуры.

Сварка атомарным водородом

Сварка атомарным водородом (также известная как дуговая атомная сварка), разработанная в 1926 году Ирвингом Ленгмюром, создает дугу между двумя вольфрамовыми электродами с водородом в качестве защитного газа.Возникающая дуга сохраняется независимо от заготовки. Несмотря на то, что сегодня сварка MIG редко используется для большинства применений, поскольку сварка MIG стала предпочтительным процессом, сварка атомарным водородом оказалась бесценной для сварки подъемных цепей.

Углеродная сварка

Дуговая сварка началась с процесса сварки угольной дугой, который был запатентован в 1881 году. При этом методе между угольным электродом и заготовкой образуется электрическая дуга. Двухуглеродная дуговая сварка - это создание дуги между двумя угольными электродами.При этом выделяется значительное количество тепла и очень яркий свет, тогда как более современные методы намного безопаснее и удобнее для сварщиков.

Сварка сопротивлением

Процессы контактной сварки включают приложение силы и пропускание тока через металлические заготовки для их нагрева и плавления в областях, определяемых электродами и / или заготовками. Известные типы сварки сопротивлением включают:

Точечная сварка

Сварщики используют точечную сварку для соединения листов металла внахлест в проектах, где прочность и долговечность не являются насущными проблемами.Медные электроды удерживают детали вместе с силой, а электрический ток нагревает их до температуры сварки. Этот процесс более экономичен, чем большинство методов дуговой сварки. Однако он имеет меньше применений и имеет тенденцию к упрочнению и деформации материалов заготовок. В этом руководстве мы расскажем о различиях между точечной сваркой и приваркой шпилек.

Сварка с выступом

В качестве модификации точечной сварки сварка с выступом включает локальный нагрев и сварку выступов (выступов) на одной или нескольких заготовках.

Стыковая сварка

Стыковая сварка соединяет вместе толстые металлические стержни или пластины путем зажима электродов на заготовках и приложения противодействующих сил. Нагрев происходит, но плавления часто не происходит, образуя твердотельный сварной шов.

Шовная сварка

Этот тип контактной сварки соединяет листовые металлы в швах за счет приложения противоположных сил с помощью электродных колес. Вращающиеся колеса работают, чтобы локализовать ток и выделяемое тепло.

Сварка оплавлением

При сварке оплавлением материалы заготовок размещаются на заданном расстоянии друг от друга, и подается ток, создавая сопротивление в зазоре между материалами и дугу для плавления.По достижении нужной температуры две детали прессуются и склеиваются.

Кислородно-ацетиленовая сварка

В США также известна как кислородно-топливная сварка, кислородная сварка и газовая сварка. В кислородно-ацетиленовой сварке с горелкой используются горючие газы и чистый кислород для повышения температуры пламени для локального плавления детали. Инженеры Эдмон Фуше и Шарль Пикард разработали метод кислородно-ацетиленовой сварки в 1903 году, и с тех пор он в значительной степени устарел из-за процессов дуговой сварки.Однако этот процесс по-прежнему популярен для художественных работ и домашнего использования.

Сварка в твердом состоянии

Сварка в твердом состоянии характеризуется использованием температур ниже точек плавления основных материалов. В отличие от контактной сварки, здесь не всегда требуется давление. В зависимости от используемого процесса сварка в твердом состоянии может длиться от миллисекунд до часов. Существует много типов сварки в твердом состоянии, в том числе:

  • Кузнечная сварка : детали из низкоуглеродистой стали нагреваются и скалываются.
  • Холодная сварка : при высоком давлении при комнатной температуре коалесцирует очень чистые металлы.
  • Сварка горячим давлением : нагрев и давление макродеформируют основной материал.
  • Сварка валков : валки вызывают тепловую деформацию и деформацию под давлением (вместо молотков).
  • Сварка трением : механическое скользящее движение притирает материалы друг к другу.
  • Ультразвуковая сварка : преобразователь излучает высокочастотные колебания для соединения материалов.
  • Магнитно-импульсная сварка : магнитные силы сваривают детали вместе.
  • Сварка взрывом : управляемая детонация соединяет вместе быстро движущиеся части.
  • Диффузионная сварка : соединение тугоплавких металлов без изменения их металлургических свойств.

Электронно-лучевая сварка

Электронно-лучевая сварка использует пучок высокоскоростных электронов в условиях вакуума для создания прочных сварных швов.Электроны превращаются из кинетической энергии в тепло, когда они ударяются о материалы заготовки, плавя их вместе.

Лазерная сварка

В процессе лазерной сварки используется высококонцентрированный лазерный источник тепла для узких и глубоких сварных швов. Сварщики могут использовать непрерывный или импульсный лазерный луч, первый для глубоких сварных швов, а второй - для тонких материалов.

Приварка шпилек

Приварка шпилек - это специализированный и высокоэффективный метод соединения шпилек и других крепежных деталей с листовым металлом.Этот тип сварки позволяет избежать ошибок, присущих многим другим процессам соединения шпилек, таких как ослабление заготовки, ослабление шпилек, растрескивание и образование пятен. Сварка шпилек выполняется быстро и обеспечивает прочный сварной шов без обратной маркировки или отверстий. Типы приварки шпилек включают:

Приварка шпилек разряда конденсаторов

Конденсаторы заряжаются до заданного напряжения в зависимости от сварочного диаметра. Шпилька соприкасается с листом, а затем конденсаторы запускают свою энергию, чтобы произвести дугу и расплавить трубку.Возвратное давление выковывает стержень к расплавленной поверхности листа для полного сплавления. Приварка шпилек CD очень рентабельна и идеально подходит для обработки тонких материалов. Однако поверхность листа должна быть чистой и ровной.

Сварка шпилек по вытяжной дуге

В процессе дуговой сварки запускается вспомогательная дуга, когда шпилька поднимается на заданную высоту. Дуга плавит сварной конец шпильки, образуя ванну расплава. Возвратное давление выковывает шпильку в бассейн, а прилагаемое кольцо формирует галтель.Приварка шпилек DA - лучший способ прикрепления шпилек к более толстым материалам от 0,7 мм и более, так как при этом получаются прочные сварные швы. Он дороже, чем компакт-диск, и требует использования наконечников, но допускает неровные поверхности и дефекты.

Приварка шпилек коротким циклом

Процесс короткого цикла имеет сходство с приваркой шпилек CD и DA. Подобно привариванию шпилек CD, при сварке шпилек с коротким циклом не требуются наконечники и могут использоваться те же шпильки; Как и приварка шпилек DA, метод SC более устойчив к неровным и грязным поверхностям.Однако он обеспечивает более глубокие сварные швы, чем CD, и стоит меньше, чем DA.

Taylor Studwelding - ведущий производитель и поставщик аппаратов для приварки шпилек, которые могут выполнять сварочные процессы типа CD, DA и SC. Мы тщательно протестировали все наше оборудование, чтобы обеспечить самые прочные и эффективные сварные швы на различных металлах. Для получения дополнительной информации просмотрите наши машины в Интернете, прочтите наше полное руководство по приварке шпилек или свяжитесь с нами, чтобы узнать, что приварка шпилек может сделать для вас.

Машины для контактной сварки - обзор

11.2 Контактная сварка

Контактная сварка - один из старейших видов техники сварки. Различные методы, как правило, бывают быстрыми, эффективными и экологически безопасными. Никаких присадочных материалов не требуется. К недостаткам можно отнести высокие капитальные затраты и несколько ограниченный диапазон применения. Каждый тип стойкой сварки обычно может использоваться только для одного типа сварки. Оборудование для контактной сварки также относительно дорогое.В результате доля общих затрат по отношению к стоимости оборудования намного выше, чем при дуговой сварке.

В процессе работы тепло генерируется за счет прохождения электрического тока через сопротивление, образованное контактом между двумя металлическими поверхностями. Плотность тока настолько высока, что образуется локальная лужа расплавленного металла, соединяющая две части. Сила тока часто находится в диапазоне 1 000–100 000 А, а напряжение - в диапазоне 1–30 В.

Для соединения сварочные аппараты сопротивлением должны пройти три основных этапа:

1.

Сжатие или сжатие деталей вместе с определенной механической силой и удержание их в правильном положении.

2.

Пропускание необходимого тока через заготовку.

3.

Регулирование времени сварки по мере необходимости.

В зависимости от расположения электродных рычагов существует два различных типа станков: станки с качающимся рычагом , в которых верхний рычаг поддерживается подшипником в раме, и станки с направляющей шиной , в которых верхний электрод линейно управляется пневматическим цилиндром, как показано на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1. Аппараты для контактной сварки поворотных рычагов и направляющих рельсов.

Важно, чтобы электродные рычаги могли быстро перемещаться, чтобы приспособиться к перемещению, поскольку заготовка размягчается под действием тепла и перемещается вместе: в противном случае существует риск разбрызгивания от сварного шва. Механическая или пневматическая пружина может поддерживать давление на электрод, когда материал «схлопывается», тем самым снижая риск разбрызгивания.

Размер машины и длина выступающих рычагов в первую очередь зависят от размера и формы свариваемых деталей.При сварке на переменном токе рычаги не должны быть длиннее, чем необходимо, учитывая электрическое реактивное сопротивление контура, заключенного между рычагами, то есть площадь, ограниченную рычагами и рамой. (Это, конечно, применимо только при сварке на переменном токе.) Большая площадь окна позволяет сваривать более крупные предметы, но также увеличивает реактивное сопротивление. По этой причине рычаги на большинстве аппаратов для контактной сварки являются регулируемыми, хотя это не относится к сварке выступами.

Устройство РПН на сварочном трансформаторе обеспечивает базовое (или грубое) управление напряжением и током.Тогда точное управление обеспечивается тиристорным контактором, который управляет переключением сварочного тока.

Сварка постоянным током

Сварочные аппараты постоянным током с выпрямителем на вторичной стороне трансформатора более дороги, но невосприимчивы к индуктивному падению напряжения. Они также подходят для трехфазных источников питания, что обеспечивает более сбалансированную нагрузку на сеть и позволяет получать более высокие мощности. В настоящее время также принято обеспечивать питание постоянного тока с помощью среднечастотного инвертора.Принцип для этого тот же, что и для инверторов, используемых для дуговой сварки: см. Стр. 56. Это уменьшает размер трансформатора и обеспечивает более быстрое регулирование тока и, следовательно, лучшее управление процессом сварки. Также несколько снижается износ электродов. Сварка сопротивлением использует среднюю / высокую частоту около 1–4 кГц. Более высокая частота (10–20 кГц) может использоваться для дальнейшего снижения веса портативных пистолетов для точечной сварки. Поскольку сварочный аппарат постоянного тока не страдает от падения реактивного напряжения, общая потребляемая мощность от сети снижается.

Использование инверторной технологии в сочетании с интеллектуальной технологией в источнике питания позволяет точно контролировать сварочный ток и время в режиме реального времени, обеспечивая лучший общий результат.

Если блок давления управляется серводвигателями, а не пневматически, время цикла может быть сокращено, например в роботизированной сварке.

Таблица 11.1. Примеры применения ряда методов контактной сварки.

Изделие Метод сварки
Точечный Выступ Шов Вспышка
Раковины из нержавеющей стали лотки и т. д.
Детали мебели, стулья, столы
Трубы, втулки, ниппели Инструменты
Локеры
Верхняя и нижняя части баков
Кузова автомобиля 9070
Глушители
Трубы и секции
905 905 902
Несущие балки

Обычно мы различаем пять разных типов контактной сварки:

точечная сварка

шовная сварка

контактная стыковая сварка

оплавление

Точечная сварка

Точечная сварка - это самый известный метод контактной сварки.Применяется для соединения тонких листовых материалов (до 3 + 3 мм) внахлест, и широко применяется, например, в автомобильной промышленности. Типичный автомобиль может иметь до 5 000 сварных швов.

Высокий ток в сочетании с коротким временем нагрева означает, что тепловая энергия используется эффективно: очень мало отводится к окружающему металлу. Таким образом, точечная сварка имеет несколько преимуществ по сравнению с другими методами сварки листового металла, например:

Небольшая деформация детали, поскольку тепловая энергия более или менее ограничена непосредственной близостью сварного шва.

Очень высокая производительность для механизированных процессов. Точечная сварка листа 1 + 1 мм, например, занимает 0,20 с.

Легко автоматизировать, с высокой стабильностью, что делает метод пригодным для массового производства.

Низкое энергопотребление и незначительное загрязнение, не требуются наполнители. Таким образом, этот метод оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем сварка дугой.

Требуется небольшая подготовка.

Два электрода сжимают два металлических листа со значительным усилием, пропуская через металл большой ток. Тепловая энергия вырабатывается, когда ток проходит через электрическое контактное сопротивление между двумя листами, как указано по формуле:

Q = I2⋅R⋅t

, где Q = количество тепловой энергии (Вт)

I = ток (A)

R = сопротивление сварного шва (Ом)

t = продолжительность сварки (с)

Общее сопротивление между электродами (см. рисунок 11.2) состоит из:

Рисунок 11.2. Принцип точечной сварки.

2r1 + 2r2 + r3

где r 1 = контактное сопротивление между каждым электродом и заготовкой

r 2 = сопротивление через металл каждой соединяемой детали

r 3 = контактное сопротивление между двумя металлическими частями.

Контактное сопротивление между электродами и заготовкой, и в частности контактное сопротивление между двумя соединяемыми металлическими частями, значительно выше, чем сопротивление проводящего пути через металл.Незначительные неровности поверхности металла означают, что ток концентрируется в нескольких точках контакта, в результате чего наибольший нагрев происходит на контактных поверхностях. Изменение усилия зажима может изменить сопротивление контакта и, следовательно, нагрев металла.

В начале сварки контактное сопротивление очень высокое. Первоначальное прохождение тока через поверхностные слои приводит к быстрому падению контактного сопротивления. Большая часть тепла, образующегося на контакте между электродами и заготовкой, отводится через электроды с водяным охлаждением.Однако это не относится к теплу, выделяемому в контактном сопротивлении между двумя листами заготовки. Температура здесь повышается до тех пор, пока не будет достигнута температура плавления металла, в то время как поверхности продолжают прижиматься друг к другу за счет усилия зажима, так что в зоне контакта образуется сварочный шов.

Электроды должны быть из материала с высокой твердостью, низким электрическим сопротивлением и высокой теплопроводностью. Охлаждение имеет решающее значение для их срока службы. Износ и деформация увеличивают эффективный контактный размер электродов, что снижает плотность тока и, соответственно, прочность сварных швов.Срок службы электрода обычно составляет около 5 000–10 000 сварных швов: при сварке оцинкованной стали этот срок службы сокращается примерно до 500–2 000 сварных швов. Повязка наконечника с помощью специального инструмента восстанавливает форму наконечника электрода.

Процесс точечной сварки включает ряд параметров или переменных, которые можно регулировать для достижения оптимальных характеристик сварки. Были составлены таблицы оптимальных значений, но также необходимо оптимизировать процесс методом проб и ошибок.

Сварочный ток - это ток, протекающий через заготовку.Из всех параметров это имеет наибольшее влияние на прочность и качество сварного шва, поскольку количество выделяемого тепла пропорционально квадрату сварочного тока. Следовательно, сварочный ток должен быть тщательно отрегулирован: слишком высокий ток приводит к сварке с плохой прочностью, со слишком большим углублением кратера, разбрызгиванием и некоторой деформацией. Это также означает, что электроды изношены без надобности. С другой стороны, слишком низкий ток также дает сварной шов ограниченной прочности, но на этот раз со слишком малой площадью сварного шва.

Время сжатия - это время, необходимое для создания зажимного усилия. Он меняется в зависимости от толщины металла и точности посадки, а также зависит от конструкции губок электрода.

Сила зажима - это сила, с которой электроды прижимают листы друг к другу (кН). Важно, чтобы это тщательно контролировалось, так как слишком низкое усилие зажима приводит к высокому контактному сопротивлению, сопровождающемуся разбрызгиванием и приводящему к плохой прочности сварного шва, в то время как слишком высокое усилие приводит к слишком маленькому сварному шву, опять же с плохой прочностью. , но сопровождается ненужным износом электродов и слишком большим углублением кратера.

Время сварки - это время, в течение которого ток течет через заготовку, и измеряется циклами, то есть время прохождения переменного тока через один цикл. В Европе частота сети составляет 50 Гц, что означает, что один цикл занимает 1/50 = 0,02 с.

Время удержания - это время от момента прерывания тока до момента, когда может быть снято зажимное усилие. Пластины должны удерживаться вместе до тех пор, пока сварочная ванна не затвердеет, чтобы можно было переместить соединение или электроды в следующее положение сварки.

Площадь электрода определяет размер области, через которую проходит сварочный ток, то есть плотность тока. Диаметр электрода (d) определяется в зависимости от толщины металла (t) по следующей формуле:

d = 5⋅t

Параметры сварки могут потребовать корректировки при сварке высокопрочных сталей, чтобы чтобы избежать риска образования микротрещин или пор.

Область на диаграмме (см. Рисунок 11.3), в пределах которой может быть произведена приемлемая точечная сварка, называется полем допуска или выступом свариваемости.Слишком высокий ток приводит к разбрызгиванию, а слишком низкий ток или слишком короткое время сварки приводит к неадекватному сварному шву или даже к его отсутствию.

Рисунок 11.3. Область смачиваемости, где можно получить приемлемую точечную сварку.

Шовная сварка

Шовная сварка используется так же, как точечная сварка, и действует по существу по тому же принципу. Разница в том, что используются два электрода в форме колеса, которые катят (и обычно подают) заготовку (см. Рисунок 11.4).

Рисунок 11.4. Принцип шовной сварки.

Два колеса должны быть одинакового размера, чтобы предотвратить отклонение детали в сторону одного из них. Фактический контактный профиль может быть спроектирован несколькими способами, чтобы соответствовать форме свариваемой детали. Ток может течь непрерывно во время сварки или периодически, создавая серию точек, расположенных так близко друг к другу, что дает единый непрерывный сварной шов. Неизбежной проблемой шовной сварки является то, что часть тока «утекает» через завершенный шов.

Поскольку электродные ролики вращаются, их не нужно поднимать между каждой точкой, как при точечной сварке. Если сварной шов не обязательно должен быть непрерывным, можно использовать шовную сварку, чтобы расположить точки на одинаковом расстоянии друг от друга. Это означает, что шовную сварку можно выполнять быстрее, чем обычную точечную сварку.

Сварка выступом

Как и в случае шовной и точечной сварки, сварка выступом используется для соединения двух перекрывающихся листов относительно тонкого металла. Процесс включает в себя вдавливание нескольких `` ямок '' на одной из пластин и одновременную сварку двух пластин (см. Рисунок 11.5).

Рисунок 11.5. Принцип выступающей сварки.

Этот метод также можно использовать для приваривания металлического листа к концам стержней, стержней или труб или для приваривания гаек к листам. Проволочные сетки (то есть точки пересечения проводов) также особенно подходят для сварки выступами.

Преимущество этого процесса по сравнению с точечной сваркой состоит в том, что электроды имеют меньший износ из-за большей площади контакта.

Стыковая контактная сварка

Стыковая контактная сварка используется для стыковой сварки стержней или проволоки, например.грамм. при сварке проволочных корзин, тележек для покупок или решеток для использования в духовках. Стыковая сварка может использоваться для сварки стали, меди, алюминия и его сплавов, а также золота, серебра и цинка.

Концы материала прижимаются друг к другу, и через них пропускается ток (см. Рисунок 11.6). Температура на контактном сопротивлении становится настолько высокой, что металл размягчается до пластического состояния, и две части могут быть соединены вместе. Максимальная площадь контакта обычно составляет около 150 мм 2 .Верхний предел определяется способностью сварочного аппарата обеспечивать равномерное распределение тепла по всем частям соединения. Нижний предел определяется практичностью обращения с материалом: для стальной проволоки наименьший размер обычно считается диаметром около 0,2 мм.

Рисунок 11.6. Стыковая контактная сварка.

Сварка оплавлением

Как и стыковая сварка, сварка оплавлением представляет собой метод, при котором концы заготовки прижимаются друг к другу и свариваются.Он используется для сварки более толстых деталей, таких как тяжелые якорные цепи, рельсы и трубы. Этот процесс чаще всего используется для сварки стали, а также никелевых, алюминиевых и титановых сплавов.

Процесс начинается с предварительного нагрева компонентов. Это достигается путем перемещения частей вперед и назад, в контакт друг с другом и из контакта друг с другом несколько раз во время прохождения тока. Когда температура достаточно высока, процесс переходит к следующему этапу, известному как мигание .Детали медленно сводятся вместе и плотно прижимаются к контакту, что вызывает быстрое плавление и газификацию с впечатляющим выбросом расплавленного материала в виде дождя искр. Расплавленный металл двух поверхностей соединяется, и процесс продолжается с приложением давления ковки, так что расплавленный материал и любые захваченные оксиды или загрязнения выдавливаются из соединения в окружающее кольцо или высаживаются.

Дуговая сварка постоянным током: Maine Welding Company

Источник питания - это сердце всего процесса дуговой сварки.Два основных типа источников питания выражаются их вольт-амперными выходными характеристиками. В этом параграфе рассматривается машина постоянного тока. Другой источник питания, машина постоянного напряжения, обсуждается в параграфе 10-3. Кривая статической выходной характеристики, полученная обоими источниками, показана на рисунке 10-1. Характеристическая кривая сварочного аппарата получается путем измерения и построения графика выходного напряжения и выходного тока при статической загрузке аппарата.

а.Обычная машина известна как машина постоянного тока (CC) или тип переменного напряжения. Аппарат CC имеет характеристическую падающую вольт-амперную кривую (рис. 10-1) и много лет используется для дуговой сварки экранированного металла. Аппарат для дуговой сварки постоянным током - это аппарат, который имеет средства регулировки тока дуги. Он также имеет статическую вольтамперную кривую, которая дает относительно постоянный выходной ток. Напряжение дуги при заданном сварочном токе зависит от скорости подачи плавящегося электрода в дугу.Когда используется неплавящийся электрод, напряжение дуги зависит от расстояния от электрода до изделия. Аппарат для дуговой сварки постоянным током обычно используется в сварочных процессах, в которых используются электроды, удерживаемые вручную, плавящиеся электроды с непрерывной подачей или неплавящиеся электроды. Если длина дуги изменяется из-за внешних воздействий и возникают незначительные изменения напряжения дуги, сварочный ток остается постоянным.

г. Источник питания обычного или постоянного тока (CC) может иметь выход постоянного или переменного тока.Он используется для дуговой сварки в среде защитного металла, дуговой сварки и строжки углем, дуговой сварки газом вольфрамом и плазменной дуговой сварки. Он используется для приварки шпилек и может использоваться для процессов непрерывной проволоки, когда используются относительно большие электродные проволоки.

г. Есть две системы управления для сварочных аппаратов на постоянном токе: аппарат с одним управлением и аппарат с двойным управлением.

(1) Машина с одним управлением имеет одну регулировку, которая изменяет выходной ток с минимального на максимальный, который обычно превышает номинальную мощность машины.Характеристическая вольт-амперная кривая показана на рисунке 10-2. Заштрихованная область - это нормальный диапазон напряжения дуги. Регулируя текущий контроль, можно получить большое количество выходных кривых. Пунктирными линиями показаны промежуточные регулировки машины. Для кранов или съемных машин количество крышек будет соответствовать количеству доступных смесителей или вставных комбинаций. Большинство трансформаторных и трансформаторно-выпрямительных аппаратов - это сварочные аппараты с одним управлением.

(2) Машины с двойным управлением имеют регуляторы как по току, так и по напряжению.У них есть две регулировки: одна для управления грубым током, а другая - для точного управления током, которая также действует как регулировка напряжения холостого хода. Генераторные сварочные аппараты обычно имеют двойное управление. Они предлагают сварщику максимальную гибкость для различных требований к сварке. Эти машины по своей сути имеют контроль наклона. Наклон характеристической кривой может быть изменен с пологого на крутой в соответствии с требованиями сварки. На рис. 10-3 показаны некоторые из различных кривых, которые можно получить.Остальные кривые получены при промежуточных настройках напряжения холостого хода. Наклон изменяется путем изменения напряжения холостого хода с помощью ручки регулировки точного тока. Грубая настройка устанавливает выходной ток машины ступенчато от минимального до максимального тока. Регулятор точного тока изменяет напряжение холостого хода примерно с 55 до 85 вольт. Однако при сварке эта регулировка не влияет на напряжение дуги. Напряжение дуги контролируется сварщиком путем изменения длины сварочной дуги.Напряжение холостого хода влияет на возможность зажигания дуги. Если напряжение холостого хода намного ниже 60 вольт, дугу сложно зажечь.

(a) Различные наклоны, возможные для машины с двойным управлением, имеют важное влияние на сварочные характеристики дуги. Длина дуги может варьироваться в зависимости от техники сварки. Короткая дуга имеет более низкое напряжение, а длинная - более высокое. При короткой дуге (более низкое напряжение) источник питания вырабатывает больший ток, а при более длинной дуге (более высокое напряжение) источник питания обеспечивает меньший сварочный ток.Это показано на рисунке 10-4, на котором показаны три кривые дуги и две характеристические кривые сварочного аппарата с двойным управлением. Три дуговые кривые предназначены для длинной дуги, нормальной дуги, а нижняя кривая - для короткой дуги. Пересечение кривой дуги и характеристической кривой сварочного аппарата называется рабочей точкой. Рабочая точка постоянно меняется во время сварки. Во время сварки и без изменения управления на аппарате сварщик может удлинять или укорачивать дугу и изменять напряжение дуги с 35 до 25 вольт.При одинаковых настройках машины короткая дуга (более низкое напряжение) является сильноточной. И наоборот, длинная дуга (высокое напряжение) - это дуга с меньшим током. Это позволяет сварщику контролировать размер лужи расплава во время сварки. Когда сварщик намеренно и ненадолго удлиняет дугу, сила тока уменьшается, дуга расширяется, и лужа замерзает быстрее. Количество расплавленного металла уменьшается, что обеспечивает контроль, необходимый для работы вне рабочего места. Этот тип управления встроен в обычные машины постоянного тока, одно- или двойное управление, переменного или постоянного тока.

(b) С помощью аппарата с двойным управлением сварщик может настроить аппарат для большего или меньшего изменения тока при заданном изменении напряжения дуги. Обе кривые на рисунке 10-4 получены на машине с двойным управлением путем регулировки ручки точного управления. Верхняя кривая показывает напряжение холостого хода 80 В, а нижняя кривая показывает напряжение холостого хода 60 В. При любой настройке соотношение напряжения и тока останется на той же кривой или линии. Рассмотрим сначала 80-вольтовую кривую холостого хода, которая дает более крутой наклон.Когда дуга длинная с 35 вольт и сокращается до 25 вольт, ток увеличивается. Это делается, не касаясь управления машиной. Сварщик манипулирует дугой. При более пологой кривой холостого хода 60 вольт, когда дуга сокращается с 35 вольт до 25 вольт, сварочный ток увеличивается почти вдвое больше, чем при следовании кривой холостого хода 80 вольт. Более пологая кривая наклона обеспечивает дугу копания, при которой одинаковое изменение напряжения дуги вызывает большее изменение тока дуги.Кривая с более крутым наклоном имеет меньшее изменение тока при таком же изменении длины дуги и обеспечивает более мягкую дугу. Между кривыми напряжения холостого хода 80 и 60 имеется множество характеристических кривых, каждая из которых допускает различное изменение тока для одного и того же изменения напряжения дуги. В этом заключается преимущество сварочного аппарата с двойным управлением перед сварочным аппаратом с одним управлением, поскольку наклон кривой в диапазоне напряжения дуги регулируется только на аппарате с двойным управлением. Сварочный генератор с двойным управлением является наиболее гибким из всех типов источников сварочного тока, поскольку он позволяет сварщику переключаться на более сильноточную дугу для глубокого проплавления или на более низкотоковую и менее проникающую дугу путем изменения длины дуги. .Эта способность управлять током дуги в довольно широком диапазоне чрезвычайно полезна при сварке труб. d. Выпрямительный сварочный аппарат, технически известный как трансформатор-выпрямитель, вырабатывает постоянный ток для сварки. Эти машины по существу представляют собой машины с одним управлением и имеют статическую кривую выходной характеристики вольт-ампер, аналогичную показанной на рис.

рисунок 10-4 выше. Эти машины, хотя и не такие гибкие, как двигатель-генератор с двойным управлением, могут использоваться для всех типов дуговой сварки в экранированном металле, где требуется постоянный ток.Наклон вольт-амперной кривой в диапазоне сварки обычно находится посередине между максимумом и минимумом для аппарата с двойным управлением. E. Переменный ток для сварки обычно вырабатывается сварочным аппаратом трансформаторного типа, хотя сварочные машины с генератором переменного тока с приводом от двигателя доступны для портативного использования. Статическая вольт-амперная характеристика источника переменного тока такая же, как показано на рисунке 10-4 выше. Некоторые источники сварочного тока с трансформатором имеют ручки точной и грубой регулировки, но это не машины с двойным управлением, если только напряжение холостого хода не изменяется заметно.Разница между сваркой на переменном и постоянном токе заключается в том, что напряжение и ток проходят через ноль 100 или 120 раз в секунду, в зависимости от частоты сети или при каждом изменении направления тока. Реактивное сопротивление, заложенное в машину, вызывает сдвиг фаз между напряжением и током, так что они оба не проходят через ноль в один и тот же момент. Когда ток проходит через ноль, дуга гаснет, но из-за разницы фаз присутствует напряжение, которое помогает быстро восстановить дугу.Степень ионизации дуги влияет на напряжение, необходимое для восстановления дуги, и на общую стабильность дуги. Стабилизаторы дуги (ионизаторы) включены в покрытия электродов, предназначенных для сварки на переменном токе, чтобы обеспечить стабильную дугу.

ф. Сварочный аппарат постоянного тока может использоваться для некоторых автоматических сварочных процессов. Механизм подачи проволоки и устройство управления должны дублировать движения сварщика для запуска и поддержания дуги. Это требует сложной системы с обратной связью по напряжению дуги для компенсации изменений длины дуги.Источники питания постоянного тока редко используются для сварки электродной проволокой очень малых размеров.

г. Машины для дуговой сварки были разработаны с истинными вольт-амперными статическими характеристиками постоянного тока в диапазоне напряжения дуги, как показано на рисунке 10-5. Сварщик, использующий этот тип аппарата, практически не может контролировать сварочный ток путем укорачивания или удлинения дуги, поскольку сварочный ток остается неизменным независимо от того, короткая или длинная дуга. Это большое преимущество для газо-вольфрамового тока за счет укорачивания или удлинения дуги, поскольку сварочный ток остается неизменным независимо от того, короткая или длинная дуга.Это большое преимущество для дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе, поскольку длина рабочей дуги вольфрамовой дуги ограничена. При дуговой сварке с защитным слоем металла для обеспечения контроля сварочной ванны необходимо иметь возможность изменять уровень тока во время сварки. Это делается с помощью аппарата, который можно запрограммировать на периодическое переключение с высокого тока (HC) на низкий (LC), известного как импульсная сварка. При сварке импульсным током существует два уровня тока: большой ток и слабый ток, иногда называемый фоновым током.При программировании схемы управления выход машины постоянно переключается с высокого на низкий ток, как показано на рисунке 10-6. Уровень высокого и низкого тока регулируется. Кроме того, регулируется длительность импульсов высокого и низкого тока.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *