Главне врсте апарата за заваривање

Причвршћивање делова заваривањем и лемљењем заснива се на једном принципу: наливање елемената који се спајају растопљеним металима. Само при лемљењу користе се нискотопљиви оловно-калајни лемови, а при заваривању исти метали од којих се израђују заварене конструкције.

Физички закони који делују у заваривању

Да би метал прешао из нормалног чврстог стања у течно стање, он мора бити загрејан на веома високу температуру, већу од тачке топљења. Електричне машине за заваривање раде на принципу стварања топлоте у жици када кроз њу пролази електрична струја.

У првој половини 19. века овај феномен су истовремено описали два физичара: Енглез Џејмс Џоул и Рус Емил Ленц. Они су доказали да је количина топлоте која се ствара у проводнику директно пропорционална:

1. производ квадрата струје која пролази;

2. електрични отпор кола;

3. време експозиције.

Да би се створила количина топлоте способна да струјом отопи металне делове, потребно је на њу утицати једним од ова три критеријума (И, Р, т).

Све машине за заваривање користе контролу лука променом вредности струје која тече. Преостала два параметра су класификована као додатна.

Врсте струје за апарате за заваривање

У идеалном случају, електрична струја са константним временом, која се може генерисати из извора као што су пуњиве батерије или хемијске батерије или специјални генератори, је најпогоднија за равномерно загревање делова и подручја шава.

Међутим, шема приказана на фотографији се никада не користи у пракси. Показало се да показује стабилну струју која може да удари глатки, савршени лук.

Електричне машине за заваривање раде на наизменичну струју индустријске фреквенције од 50 херца. Истовремено, сви су створени за дуготрајан, безбедан рад заваривача, који захтева уградњу минималне потенцијалне разлике између заварених делова.

Међутим, за поуздано паљење лука потребно је одржавати ниво напона од 60 ÷ 70 волти. Ова вредност се узима као почетна вредност радног кола док се на улаз апарата за заваривање доводи 220 или 380 В.

Наизменична струја за заваривање

Да би се напон напајања електричне инсталације свео на радну вредност заваривања, користе се моћни опадајући трансформатори са могућношћу подешавања тренутне вредности. На излазу стварају исти синусоидни облик као у електроенергетској мрежи. А амплитуда хармоника за сагоревање лука ствара се много већа.

Дизајн трансформатора за заваривање мора испунити два услова:

1.ограничење струја кратког споја у секундарном колу, које се, према условима рада, јављају прилично често;

2. стабилно сагоревање упаљеног лука неопходног за рад.

У ту сврху су пројектовани са екстерном волт-ампер карактеристиком (ВАЦ) која има стрм пад. Ово се постиже повећањем дисипације електромагнетне енергије или укључивањем пригушнице - намотаја индуктивног отпора - у коло.

У старијим изведбама трансформатора за заваривање, за подешавање струје заваривања користи се метод пребацивања броја завоја у примарном или секундарном намотају. Овај напоран и скуп метод је наџивео своју корист и не користи се у савременим уређајима.

У почетку је трансформатор подешен да испоручује максималну снагу, што је назначено у техничкој документацији и на натписној плочици кутије. Затим, да бисте подесили радну струју лука, она се смањује на један од следећих начина:

• повезивање индуктивног отпора на секундарно коло. Истовремено, нагиб И — В карактеристике се повећава и амплитуда струје заваривања се смањује, као што је приказано на слици изнад;

• промена стања магнетног кола;

• тиристорско коло.

Методе подешавања струје заваривања увођењем индуктивног отпора у секундарно коло

Трансформатори за заваривањеови радови на овом принципу су два типа:

1. са глатким системом контроле струје због постепене промене ваздушног зазора унутар индуктивне магнетне жице;

2. са степенастим пребацивањем броја намотаја.

У првој методи, индуктивно магнетно коло је направљено из два дела: стационарног и покретног, који се помера ротацијом контролне ручке.

При максималном ваздушном зазору ствара се највећи отпор електромагнетном струјању и најмањи индуктивни отпор, што обезбеђује максималну вредност струје заваривања.

Пуним приближавањем покретног дела магнетног кола стационарном се струја заваривања смањује на најнижу могућу вредност.

Степен регулације се заснива на употреби покретног контакта за пребацивање одређеног броја намотаја у фазама.

За ове индуктивности, магнетно коло је направљено целим, неодвојивим, што мало поједностављује укупни дизајн.

Метода регулације струје заснована на промени геометрије магнетног кола трансформатора за заваривање

Ова техника се изводи помоћу једне од следећих метода:

1. померањем пресека покретних калемова на различитом растојању од стационарно монтираних калемова;

2. Подешавањем положаја магнетног шанта унутар магнетног кола.

У првом случају, трансформатор за заваривање се ствара са повећаном дисипацијом индуктивности због могућности промене растојања између намотаја примарног кола, стационарног у пределу доњег јарма, и покретног секундарног намотаја.

Помера се услед ручног окретања ручке осовине за подешавање која ради на принципу оловног завртња са навртком. У овом случају, положај намотаја се преноси једноставним кинематичким дијаграмом на механички индикатор, који се градуира у поделама струје заваривања. Његова тачност је око 7,5%.За боља мерења, струјни трансформатор са амперметром је уграђен у секундарно коло.

На минималном растојању између намотаја, ствара се највећа струја заваривања. Да бисте га смањили, потребно је померити покретни калем у страну.

Такве конструкције трансформатора за заваривање стварају велике радио сметње током рада. Стога, њихово електрично коло укључује капацитивне филтере који смањују електромагнетни шум.

Како укључити покретни магнетни шант

Једна од верзија магнетног кола таквог трансформатора приказана је на фотографији испод.

Принцип његовог рада заснива се на маневрисању одређеног дела магнетног флукса у језгру због укључивања тела за подешавање са водећим завртњем.

Трансформатори за заваривање контролисани описаним методама израђују се од магнетних језгара од електро челичних лимова и намотаја од бакарних или алуминијумских жица са изолацијом отпорном на топлоту. Међутим, у сврху дуготрајног рада, креирани су са могућношћу добре размене ваздуха за одвођење генерисане топлоте у околној атмосфери, стога имају велику тежину и димензије.

У свим разматраним случајевима, струја заваривања која тече кроз електроду има променљиву вредност, што смањује уједначеност и квалитет лука.

Једносмерна струја за заваривање

Тиристорска кола

Ако се након секундарног намотаја трансформатора за заваривање, преко контролних електрода, од којих се управљачко коло користи за подешавање фазе отварања сваког полу-циклуса хармоника, споје два супротно повезана тиристора или један триак, онда постаје могуће смањити максималну струју струјног кола на вредност потребну за специфичне услове заваривања.

Сваки тиристор пропушта само позитивни полуталас струје од аноде до катоде и блокира пролаз своје негативне половине. Повратна информација вам омогућава да контролишете оба полуталаса.

Регулационо тело у управљачком колу поставља временски интервал т1 током којег је тиристор још увек затворен и не прође свој полуталас. Када се струја доводи у коло контролне електроде у тренутку т2, тиристор се отвара и кроз њега пролази део позитивног полуталаса, означеног знаком «+».

Када синусоида прође кроз нулту вредност, тиристор се затвара, неће пропуштати струју кроз себе све док се позитивни полуталас не приближи његовој аноди и управљачко коло блока за померање фазе не да команду контролној електроди.

У тренутку т3 и Т4 тиристор прикључен на бројач ради по већ описаном алгоритму. Дакле, у трансформатору за заваривање помоћу тиристорског кола, део струје струје се прекида у временима т1 и т3 (ствара се пауза без струје), а струје које теку у интервалима т2 и т4 користе се за заваривање.

Такође, ови полупроводници се могу инсталирати у примарну петљу, а не у електрично коло. Ово омогућава употребу тиристора мање снаге.Али у овом случају, трансформатор ће претворити исечене делове полуталаса синусног таласа, означене знаковима «+» и «-».

Присуство паузе без струје у периодима прекида дела струјних хармоника је недостатак кола, што утиче на квалитет сагоревања лука. Употреба специјалних електрода и неких других мера омогућавају успешно коришћење тиристорског кола за заваривање, које је нашло прилично широку примену у конструкцијама тзв. исправљачи за заваривање.

Диодна кола

Монофазни исправљачи за заваривање мале снаге имају дијаграм повезивања моста састављен од четири диоде.

Он ствара облик исправљене струје која има облик континуирано наизменичних позитивних полуталаса. У овом колу, струја заваривања не мења свој правац, већ само флуктуира у величини, стварајући таласе. Овај облик одржава лук заваривања боље од облика тиристора.

Такви уређаји могу имати додатне намотаје повезане са радним намотајима струјног регулационог трансформатора. Његову вредност одређује амперметар повезан са исправљеним колом преко шанта или синусоидног — преко струјног трансформатора.

Ларионовљева шема моста

Дизајниран је за трофазне системе и добро ради са исправљачима за заваривање.

Укључивање диода према шеми овог моста омогућава додавање вектора напона на оптерећење на начин да стварају коначни напон У оут, који се одликује малим таласима и, према Охмовом закону, формира лук. струја сличног облика на електроди за заваривање. Много је ближи идеалном облику једносмерне струје.

Особине употребе исправљача за заваривање

Исправљена струја у већини случајева омогућава:

• сигурније је запалити лук;

• обезбеђује његово стабилно сагоревање;

• стварају мање прскања растопљеног метала од трансформатора за заваривање.

Ово проширује могућности заваривања, омогућава вам поуздано повезивање легура нерђајућег челика и обојених метала.

Инвертер струје за заваривање

Инвертори за заваривање су уређаји који врше конверзију електричне енергије корак по корак према следећем алгоритму:

1. индустријска струја 220 или 380 волти мења се исправљачем;

2. настајуће технолошке буке углађују се помоћу уграђених филтера;

3. стабилизована енергија се инвертује у струју високе фреквенције (10 до 100 кХз);

4. високофреквентни трансформатор смањује напон на вредност неопходну за стабилно паљење електродног лука (60 В);

5. Високофреквентни исправљач претвара електричну енергију у једносмерну струју за заваривање.

Сваки од пет степена претварача се аутоматски контролише посебним транзисторским модулом ИГБТ серије у режиму повратне спреге. Управљачки систем заснован на овом модулу спада у најсложенији и најскупљи елемент инвертера за заваривање.

Облик исправљене струје коју претварач ствара за лук је практично близу савршеној правој линији. Омогућава вам да извршите више врста заваривања на различитим металима.

Захваљујући микропроцесорској контроли технолошких процеса који се одвијају у претварачу, рад заваривача је у великој мери олакшан увођењем хардверских функција:

• врући старт (Хот старт моде) аутоматским повећањем струје на почетку заваривања како би се олакшало покретање лука;

• анти-стицк (Анти Стицк Моде), када електрода додирне делове који се заварују, вредност струје заваривања се смањује на вредности које не узрокују топљење метала и лепљење за електроду;

• форсирање лука (Арц форце моде) када се велике капљице растопљеног метала одвајају од електроде када се дужина лука скрати и постоји могућност лепљења.

Ове карактеристике омогућавају чак и почетницима да направе квалитетне заварене спојеве. Инвертерске машине за заваривање раде поуздано са великим флуктуацијама улазног мрежног напона.

Инвертерски уређаји захтевају пажљиво руковање и заштиту од прашине, која, ако се примени на електронске компоненте, може пореметити њихов рад, довести до погоршања одвођења топлоте и прегревања конструкције.

На ниским температурама може се појавити кондензација на плочама модула. То ће узроковати штету и кварове. Због тога се претварачи чувају у загрејаним просторијама и не раде са њима током мраза или падавина.