Hovedtyper av sveisemaskiner

Festing av deler ved sveising og lodding er basert på ett prinsipp: å helle elementene som skal sammenføyes med smeltede metaller. Bare ved lodding brukes lavtsmeltende bly-tinn loddemidler, og ved sveising de samme metallene som de sveisede strukturene er laget av.

Fysiske lover som fungerer i sveising

For å overføre et metall fra en normal fast tilstand til en flytende tilstand, må det varmes opp til en svært høy temperatur, høyere enn smeltepunktet. Elektriske sveisemaskiner fungerer etter prinsippet om å generere varme i en ledning når en elektrisk strøm passerer gjennom den.

I første halvdel av 1800-tallet ble dette fenomenet beskrevet samtidig av to fysikere: engelskmannen James Joule og russeren Emil Lenz. De beviste at mengden varme som genereres i en leder er direkte proporsjonal med:

1. produktet av kvadratet av den passerende strømmen;

2. elektrisk motstand av kretsen;

3. eksponeringstid.

For å skape mengden varme som er i stand til å smelte metalldeler med en strøm, er det nødvendig å påvirke den med ett av disse tre kriteriene (I, R, t).

Alle sveisemaskiner bruker lysbuekontroll ved å endre verdien av strømmen som flyter. De resterende to parameterne er klassifisert som tillegg.

Strømtyper for sveisemaskiner

Ideelt sett er en elektrisk strøm med konstant tid, som kan genereres fra kilder som oppladbare batterier eller kjemiske batterier eller spesielle generatorer, best egnet for jevn oppvarming av delene og sømområdet.

Ordningen vist på bildet blir imidlertid aldri brukt i praksis. Det har vist seg å vise en stabil strøm som kan treffe en jevn, perfekt bue.

Elektriske sveisemaskiner opererer på vekselstrøm med en industriell frekvens på 50 hertz. Samtidig er de alle skapt for langsiktig, sikkert arbeid av sveiseren, som krever installasjon av en minimumspotensialforskjell mellom de sveisede delene.

For pålitelig tenning av lysbuen er det imidlertid nødvendig å opprettholde et spenningsnivå på 60 ÷ 70 volt. Denne verdien tas som startverdi for arbeidskretsen mens 220 eller 380 V tilføres sveisemaskinens inngang.

Vekselstrøm for sveising

For å redusere forsyningsspenningen til den elektriske installasjonen til arbeidsverdien for sveising, brukes kraftige nedtrappingstransformatorer med evne til å justere strømverdien. Ved utgangen skaper de den samme sinusformen som i kraftnettet. Og den harmoniske amplituden for lysbuebrenning skapes mye høyere.

Utformingen av sveisetransformatorer må oppfylle to betingelser:

1.begrensning av kortslutningsstrømmer i sekundærkretsen, som i henhold til driftsforholdene forekommer ganske ofte;

2. stabil brenning av den antente lysbuen nødvendig for drift.

Til dette formålet er de utformet med en ekstern volt-ampere karakteristikk (VAC) som har et bratt fall. Dette gjøres ved å øke spredningen av elektromagnetisk energi eller ved å inkludere en choke - en spole med induktiv motstand - i kretsen.

I eldre design av sveisetransformatorer brukes metoden for å bytte antall omdreininger i primær- eller sekundærviklingen for å justere sveisestrømmen. Denne arbeidskrevende og kostbare metoden har overlevd sin nytte og brukes ikke i moderne enheter.

I utgangspunktet er transformatoren satt til å levere maksimal effekt, noe som er angitt i den tekniske dokumentasjonen og på eskens navneskilt. Deretter, for å justere driftsstrømmen til lysbuen, reduseres den på en av følgende måter:

• koble en induktiv motstand til sekundærkretsen. Samtidig øker hellingen til I - V-karakteristikken og amplituden til sveisestrømmen reduseres, som vist på bildet ovenfor;

• endring i tilstanden til den magnetiske kretsen;

• tyristorkrets.

Metoder for å justere sveisestrømmen ved å innføre induktiv motstand i sekundærkretsen

Sveisetransformatorerdisse verkene etter dette prinsippet er av to typer:

1. med et jevnt strømkontrollsystem på grunn av den gradvise endringen av luftgapet inne i den induktive magnetiske ledningen;

2. med trinnvis veksling av antall viklinger.

I den første metoden er den induktive magnetiske kretsen laget av to deler: en stasjonær og en bevegelig, som beveges ved rotasjon av kontrollhåndtaket.

Ved det maksimale luftgapet skapes den største motstanden mot den elektromagnetiske strømmen og den minste induktive motstanden, som gir den maksimale verdien av sveisestrømmen.

Full tilnærming av den bevegelige delen av den magnetiske kretsen til den stasjonære reduserer sveisestrømmen til lavest mulig verdi.

Trinnregulering er basert på bruk av en bevegelig kontakt for å bytte et visst antall viklinger i trinn.

For disse induktansene er den magnetiske kretsen gjort hel, uadskillelig, noe som forenkler den generelle designen litt.

En metode for strømregulering basert på å endre geometrien til den magnetiske kretsen til sveisetransformatoren

Denne teknikken utføres ved å bruke en av følgende metoder:

1. ved å flytte delen av bevegelige spoler i en annen avstand fra de stasjonære monterte spolene;

2. Ved å justere posisjonen til den magnetiske shunten inne i den magnetiske kretsen.

I det første tilfellet er sveisetransformatoren skapt med økt induktansspredning på grunn av muligheten for å endre avstanden mellom viklingene til primærkretsen, stasjonære i området av det nedre åket, og den bevegelige sekundære viklingen.

Den beveger seg på grunn av manuell rotasjon av justeringsakselens håndtak, som fungerer etter prinsippet om en blyskrue med en mutter. I dette tilfellet overføres posisjonen til strømspolen ved hjelp av et enkelt kinematisk diagram til en mekanisk indikator, som er gradert i divisjoner av sveisestrømmen. Nøyaktigheten er omtrent 7,5%.For bedre målinger er en strømtransformator med amperemeter innebygd i sekundærkretsen.

Ved minste avstand mellom spolene genereres den høyeste sveisestrømmen. For å redusere det, er det nødvendig å flytte den bevegelige spolen til siden.

Slike konstruksjoner av sveisetransformatorer skaper store radiointerferens under drift. Derfor inkluderer deres elektriske krets kapasitive filtre som reduserer elektromagnetisk støy.

Hvordan slå på den bevegelige magnetiske shunten

En av versjonene av magnetkretsen til en slik transformator er vist på bildet nedenfor.

Prinsippet for driften er basert på manøvrering av en viss del av den magnetiske fluksen i kjernen på grunn av inkluderingen av et justeringslegeme med en blyskrue.

Sveisetransformatorer kontrollert av de beskrevne metodene er laget med magnetiske kjerner laget av elektriske stålplater og spoler av kobber eller aluminiumtråder med varmebestandig isolasjon. Men for langsiktig drift er de skapt med mulighet for god luftutveksling for å fjerne den genererte varmen i den omkringliggende atmosfæren, derfor har de stor vekt og dimensjoner.

I alle tilfeller har sveisestrømmen som strømmer gjennom elektroden en variabel verdi, noe som reduserer jevnheten og kvaliteten på lysbuen.

Likestrøm for sveising

Tyristorkretser

Hvis to motsatt tilkoblede tyristorer eller en triac kobles til etter sekundærviklingen av sveisetransformatoren, gjennom kontrollelektrodene, hvorfra kontrollkretsen brukes til å justere åpningsfasen for hver halvsyklus av harmonikken, blir det mulig å redusere den maksimale strømmen til strømkretsen til verdien som kreves for spesifikke sveiseforhold.

Hver tyristor passerer bare den positive halvbølgen av strømmen fra anoden til katoden og blokkerer passasjen av dens negative halvdel. Tilbakemelding lar deg kontrollere begge halvbølgene.

Reguleringslegemet i kontrollkretsen setter tidsintervallet t1 hvor tyristoren fortsatt er lukket og ikke passerer sin halvbølge. Når en strøm tilføres kretsen til kontrollelektroden på tidspunktet t2, åpnes tyristoren og en del av den positive halvbølgen, merket med et «+»-tegn, går gjennom den.

Når sinusoiden går gjennom en nullverdi, lukkes tyristoren, den vil ikke føre strøm gjennom seg selv før en positiv halvbølge nærmer seg anoden sin og kontrollkretsen til faseforskyvningsblokken gir en kommando til kontrollelektroden.

I øyeblikket t3 og T4 fungerer tyristoren koblet til telleren i henhold til den allerede beskrevne algoritmen. Således, i sveisetransformatoren som bruker en tyristorkrets, blir en del av strømenergien avbrutt på tidspunktene t1 og t3 (det opprettes en pause uten strøm), og strømmene som flyter i intervallene t2 og t4 brukes til sveising.

Disse halvlederne kan også installeres i en primær sløyfe i stedet for i den elektriske kretsen. Dette tillater bruk av tyristorer med lavere effekt.Men i dette tilfellet vil transformatoren konvertere de kuttede delene av halvbølgene til sinusbølgen, merket med tegnene «+» og «-«.

Tilstedeværelsen av en pause uten strøm i periodene med avbrudd av en del av strømharmoniene er en mangel ved kretsen, som påvirker kvaliteten på lysbuebrenning. Bruken av spesielle elektroder og noen andre tiltak gjør det mulig å med hell bruke tyristorkretsen for sveising, som har funnet ganske bred anvendelse i strukturer kalt sveiselikerettere.

Diodekretser

Laveffekt enfase sveiselikerettere har et brokoblingsskjema satt sammen av fire dioder.

Det skaper en form for likerettet strøm som tar form av kontinuerlig vekslende positive halvbølger. I denne kretsen endrer ikke sveisestrømmen retning, men svinger bare i størrelse, og skaper krusninger. Denne formen opprettholder sveisebuen bedre enn en tyristorform.

Slike enheter kan ha ekstra viklinger koblet til driftsviklingene til strømreguleringstransformatoren. Verdien bestemmes av et amperemeter koblet til en likerettet krets gjennom en shunt eller sinusformet - gjennom en strømtransformator.

Larionovs broopplegg

Den er designet for trefasesystemer og fungerer godt med sveiselikerettere.

Inkluderingen av dioder i henhold til skjemaet til denne broen gjør det mulig å legge spenningsvektorer til lasten på en slik måte at de skaper en sluttspenning U ut, som er preget av små krusninger og, i henhold til Ohms lov, danner en bue strøm av lignende form på sveiseelektroden. Det er mye nærmere den ideelle formen for likestrøm.

Funksjoner ved bruk av sveiselikerettere

Rettet strøm tillater i de fleste tilfeller:

• det er tryggere å tenne lysbuen;

• sikrer stabil forbrenning;

• skaper mindre sprut av smeltet metall enn sveisetransformatorer.

Dette utvider mulighetene for sveising, lar deg koble sammen rustfrie stållegeringer og ikke-jernholdige metaller.

Inverterstrøm for sveising

Sveisevekselrettere er enheter som utfører trinn-for-trinn-konvertering av elektrisitet i henhold til følgende algoritme:

1. industriell elektrisitet 220 eller 380 volt endres av en likeretter;

2. de oppståtte teknologiske støyene jevnes ut ved hjelp av innebygde filtre;

3. den stabiliserte energien inverteres til en høyfrekvent strøm (10 til 100 kHz);

4. høyfrekvenstransformatoren reduserer spenningen til den verdien som er nødvendig for stabil tenning av elektrodebuen (60 V);

5. Høyfrekvenslikeretteren omdanner elektrisiteten til likestrøm for sveising.

Hvert av de fem trinnene til omformeren styres automatisk av en spesiell transistormodul i IGBT-serien i tilbakemeldingsmodus. Kontrollsystemet basert på denne modulen tilhører det mest komplekse og kostbare elementet i sveiseomformeren.

Formen på den likerettede strømmen skapt for lysbuen av omformeren er praktisk talt nær en perfekt rett linje. Den lar deg utføre flere typer sveising på forskjellige metaller.

Takket være mikroprosessorkontrollen av de teknologiske prosessene som foregår i omformeren, blir sveiserens arbeid betydelig forenklet ved innføring av maskinvarefunksjoner:

• varmstart (varmstartmodus) ved automatisk å øke strømmen ved begynnelsen av sveising for å lette start av lysbuen;

• anti-stick (Anti Stick Mode), når når elektroden berører delene som skal sveises, synker verdien av sveisestrømmen til verdier som ikke får metallet til å smelte og feste seg til elektroden;

• arc forcering (Arc force mode) når store dråper smeltet metall skilles fra elektroden når lysbuelengden er forkortet og det er mulighet for å feste seg.

Disse funksjonene lar selv nybegynnere lage kvalitetssveiser. Inverter sveisemaskiner arbeider pålitelig med store svingninger i inngangsnettspenningen.

Inverterenheter krever forsiktig håndtering og beskyttelse mot støv, som, hvis de påføres elektroniske komponenter, kan forstyrre driften, føre til forringelse av varmeavledning og overoppheting av strukturen.

Ved lave temperaturer kan det oppstå kondens på panelene til modulene. Dette vil forårsake skade og funksjonsfeil. Derfor lagres omformere i oppvarmede rom og fungerer ikke med dem under frost eller nedbør.