Procesul de sudare (fără a furniza un gaz inert sau catalitic) constă în crearea condițiilor pentru formarea unui arc electric la tensiunea de 50 V între electrodul 80 și piesele sudate și menținerea în continuare a tensiunii arcului la 25, 18. Pentru a topi materialul și piesele de electrozi. Acest lucru necesită o sursă de curent la așa-numitul „cădere“ a curent-tensiune caracteristică [1].
În Fig. 1 prezintă o caracteristică statică tipică I-V a unui arc. Atunci când se aplică la ea ieșirea VAC transformatorului de sudură este ușor de văzut că menține un punct stabil al arcului este punctul A, creșterea prăvăliș de „cădere“ a caracteristicilor transformatorului de sudură conduce la stabilizarea suplimentară a arcului.
Faceți clic pe imagine pentru a mări
În rețeaua monofazată aparatele AC acționate, arcul trebuie să aibă loc pentru fiecare jumătate de ciclu a tensiunii de alimentare, ceea ce face ca cerințe mai stricte pe mașină și materialul electrodului decât la sudarea prin DC sau trei faze.
În fabricarea mașinii de sudură cu arc, se încearcă adesea să se copieze eșantioane industriale, care, pentru a asigura caracteristicile de cădere, sunt în mare parte realizate pe baza unui circuit magnetic cu dispersie magnetică mărită sau un șoc [1, 2]. Condițiile de laborator acasă pe aceste principii este dificil de a crea un aparat cu parametri de bună-dimensionale în masă, în plus, nu este în măsură să funcționeze în mod satisfăcător în modul de sudare de contact [2], care este de mare interes pentru radioamatorii.
Există un principiu de formare de „cădere“ metoda de a controla codul CVC tensiune sinusoidală unghi cut-off, care permite să rezolve problemele de reducere a greutății dispozitivului, precum și pentru a extinde posibilitățile de aplicare a acesteia. În Fig. 2 este o diagramă bloc a aparatului de sudură care funcționează conform acestui principiu. U2 Tensiunea secundară înfășurarea transformatorului T1 atunci când comutatorul S1 de închidere de contact de curent vine la electrodul de sudură. Dacă închideți contactele de comutare în a doua jumătate a ciclului de alimentare jumătate (în timpul TD, Fig. 3a), nivelul inițial de tensiune Uț furnizează arc electric și care se încadrează caracteristică este o consecință a modificărilor tensiunii instantanee Un sinusoidală.
Faceți clic pe imagine pentru a mări
Pentru dispozitivele care funcționează la valori scăzute ale curentului de sudură, este necesar să se asigure o caracteristică foarte scăzută. Aceasta se realizează prin alegerea numărului de rotații ale înfășurării secundare. În Fig. 3.b arată modul în care puteți modifica panta caracteristică la aceeași tensiune de arc de aprindere. Astfel, în aparatul cu comandă a unghiului de tensiune secundară secundară, există toate condițiile pentru formarea unui arc electric și posibilitatea de control al puterii.
Faceți clic pe imagine pentru a mări
O altă cerință pentru aparat este aceea de a asigura timpul necesar pentru restabilirea tensiunii de aprindere după închiderea circuitului componentelor electrodului (picături de topitură etc.) - nu mai mult de 50 ms. În aparatul cu structura descrisă, această cerință este îndeplinită automat la viteza mare a comutatorului S1. Optimizarea procesului pentru un anumit diametru al electrodului, materialul unei părți etc. este realizat prin alegerea momentului de închidere a contactelor comutatorului S1 (t3 din figura 3a).
Atunci când se construiește o mașină de sudură, este de preferat să se utilizeze un miez magnetic toroidal cu dimensiuni minime și un câmp de împrăștiere. Prin variația timpului td de comutare poate fi tradus într-un mod de unitate de ieșire caracteristică rigidă, pe care-l transforma într-o puternică sursă de tensiune alternativă sau rectificate, care poate funcționa, de exemplu, un încărcător, sau pentru a instala sudare.
Trebuie notat faptul că calculul exact al circuitului magnetic al transformatorului nu este recomandat, deoarece în condiții de amator trebuie să fii mulțumit de ceea ce este. Mai mult decât atât, de obicei nu este cunoscut nici brandul, nici tehnologia de rulare a oțelului electric al circuitului magnetic și este suficientă o permeabilitate magnetică (care în general nu este dificil de determinat). Este posibil să se recomande următoarea metodă de calcul aproximativ al transformatorului.
Mai întâi găsiți puterea necesară. Principalul criteriu aici este diametrul maxim al electrodului, care determină valoarea efectivă aproximativă a curentului de sudură. Astfel, pentru un electrod de 1,5 mm diametru curent de sudare trebuie să fie în 40 25. 2 mm - 60. 70 A pentru 3-100 140 4 - transformator 160. 200. Wattage este = FFR 25Icv, unde Ic- este curentul de sudare în amperi.
În plus, secțiunea transversală a circuitului magnetic în cm este determinată: S> 0,015 * P (unde P este în wați). Pentru miezurile magnetice, altele decât toroidale, secțiunea transversală trebuie mărită cu 1,3. De 1,5 ori.
Acum, condițiile pentru umplerea geamului magnetic cu înfășurări sunt calculate în mod obișnuit. Aici relațiile nu sunt date; să ne amintim doar necesitatea de a acorda o atenție deosebită la calcul, nu uitați să ia în considerare grosimea straturilor de izolație.
Faceți clic pe imagine pentru a mări
Faceți clic pe imagine pentru a mări
Având în vedere cele de mai sus, s-au dezvoltat două variante ale unei mașini de sudura cu o putere mai mică și mai mare, care diferă de transformatoarele de rețea, schemele cărora sunt prezentate în fig. 4, a și b, respectiv. Înfășurarea primară a ambelor transformatoare este proiectată astfel încât să poată varia numărul de viraje incluse în rețea. Caracteristicile de înfășurare ale transformatoarelor sunt prezentate în tabel.
Transformator de rețea
Este permisă utilizarea oricărui fir din această secțiune cu o izolație care are o rezistență la căldură de cel puțin +80 ° C
Astfel, tensiunea de rețea de 220 V la prima transformatoarelor (. Figura 4a), pot fi aduse la 210, 220, 230 sau 240 de la bobinele de înfășurare primară, în timp ce a doua (Figura 4.6.) - la 115, 135, 155, 165 sau 185 de virajuri. Aceasta permite o gamă destul de largă și modifica coeficientul de transformare, împreună cu comutate III-VII (III- IX) de curent înalt înfășurări selectați condițiile optime de sudură. Pentru sudarea cu arc electric înfășurări de curent mare sunt conectate în serie, iar pentru contact - în paralel.
În transformatorul de rețea al unui aparat cu putere mai mică, în loc de firul PVZ (GOST 6323-79), se poate utiliza un altul care poate funcționa la o temperatură de până la +80 ° C și are o secțiune transversală specificată. Linia magnetică este utilizată de la transformatorul LATR-9 fără nicio modificare. Înfășurarea primară este izolată cu o bandă din lac sau, în cazuri extreme, cu o bandă de pânză neagră. La sudarea cu electrozi cu un diametru de până la 2 mm, este posibilă conectarea acestui aparat la o rețea de alimentare de uz casnic de 220 V.
Aparatul cu putere mai mare este destinat sudării cu electrozi cu un diametru de până la 4 mm cu puterea corespunzătoare a rețelei de alimentare. Conducta magnetică este alcătuită din două transformatoare LATR-9, al căror diametru interior este mărit la 80 mm - unele dintre rasușirile benzii de oțel sunt îndepărtate - pentru a permite înfășurările. Cele două bucăți de oțel îndepărtate sunt înfășurate pe miezurile magnetice și fixate în exterior.
Faceți clic pe imagine pentru a mări
Schema schematică a unității de comandă a mașinii de sudat este prezentată în fig. 5. Tensiunea alternativă care vine din înfășurarea transformatorului de rețea II reîncarcă condensatorul C1 în fiecare jumătate de ciclu cu o constantă de timp determinată de rezistența rezistențelor R1, R2. Un circuit de serie constând dintr-o punte diodă VD5 și tranziții de control ale trinistoarelor VS1 și VS2 cu diode de decuplare VD3, VD4 este conectat la terminalele condensatorului C1. Pe tranzistoarele VT1, VT3, se asamblează un prag cu un prag rezistiv reglabil de reglare R6.
După ce tensiunea pe condensatorul C1 (pus în plus pe partea de sus a plăcii a diagramei) va crește și atinge un nivel de prag, dispozitivul este declanșat și descărcările condensatorului prin trecerea podului și un trinistor VS2 de control VD5. Pe acest tranzistor în jumătatea ciclului curent este o tensiune directă, așa că se deschide, permițând curgerea curentului la locul unde apare arcul de sudură. Diodele VD4 și VD2 sunt închise în jumătatea ciclului curent.
În următorul semestru, polaritatea inversă a tensiunii pe condensatorul C1 este inversată. Prin urmare, după următoarea funcționare a dispozitivului de prag, dioda VD3 va fi închisă și tri-tranzistorul VS1 va deschide impulsul de descărcare a condensatorului. Astfel, arcul de sudură va fi aprins de impulsuri de aceeași polaritate.
Așa cum am menționat deja, pragul de preluare poate fi ajustat prin rezistența R6. Când pragul este mărit, puterea deschiderii impulsului tranzistoarelor crește, ceea ce poate fi necesar atunci când aparatul funcționează la o temperatură ambiantă mai scăzută.
Rezistorul variabil R2 permite modificarea timpului de încărcare al condensatorului C1 de la începutul semicercului până în momentul de funcționare a dispozitivului de prag, adică pentru reglarea înclinării caracteristicilor aparatului.
Rezistorul R3 limitează curentul de descărcare al condensatorului C1 și determină durata impulsurilor de deschidere a trinistoarelor VS1, VS2; Condensatorul C2 contribuie la formarea frontului și la degradarea impulsurilor. Dioda VD6 protejează joncțiunea emițător a tranzistorului VT3 de supraîncărcare în momentul degradării pulsului. Tranzistorul VT2 joacă rolul unui stabilitron cu curent scăzut.
Comutatorul de comutare SA1 este montat pe panoul de comandă al dispozitivului. Pentru sudarea prin contact, acest comutator de comutare este recomandabil să se replice cu un pedală. La sudarea în masă a pieselor foi subțiri, dispozitivul poate fi pornit și oprit de contactele executive ale releului de timp conectat în paralel cu comutatorul SA1.
Dacă schimbarea nu necesită acționarea, VT1VT3 prag dispozitiv prag poate înlocui un circuit serie rezistor de 51 ohmi și 0,5 wați dynistor KN102B conectate la punctele A și B. Rezistorul servește ca un limitator de curent condensator de descărcare C1.
În unitatea de comandă a aparatului, condensatorul C1 - MBM sau orice hârtie pentru o tensiune nominală de 160 V și mai mare; condensator C2 - KM-6. Rezistor variabil R2 - PPB-2 cu caracteristica A; Trim R6 - SP5-16BA. Comută întrerupătorul SA1-МТ-1.
Diodele D237A pot fi înlocuite cu oricare dintre cele care suportă impulsuri actuale de 1 A. Același criteriu determină alegerea punții diodice VD5. În loc de KD513A, potrivit pentru orice silicon cu putere redusă, cu un curent invers mic.
Diodele VD1 și VD2 trebuie să aibă un curent de curent maxim admisibil de cel puțin valoarea curentului de sudură pentru proiectul selectat. Același lucru este valabil și pentru alegerea trinistorilor VS1 și VS2.
In schimb KT807B orice adecvat n-p-n tranzistor, rezista val colector curent nu este mai mică de 1 A, atunci când tensiunea colector-emitor de cel puțin 40V, și în schimb este orice KT502V, structura p-n-p pe curentul de colector de cel puțin 0,35 A pentru aceeași tensiune colector.
Ambele dispozitive au un design similar. În Fig. 6 prezintă schematic un aparat al unui aparat de putere inferioară. Baza lui este cadrul 1 este asamblat din benzi duraluminiu profil unghiular sau, în cazuri extreme, ale benzilor de lemn din colțurile duraluminiu întărite. În partea inferioară a cadrului, transformatorul de rețea 3 este fixat în carcasa transformatorului LATR. Pe rama raft dreapta izolație pad 2 este fixat cu cleme pentru a conecta aparatul la rețea, pe stâlpul din stânga - caseta 4 cu ansamblul electronic și organismelor de conducere - rezistor variabil R2 și SA1 vert.
Faceți clic pe imagine pentru a mări
Înfășurările secundare ale transformatorului este pornit improvizată bloc textolit solid 5. sudat „furtunuri“ este conectat fie la bornele flexibile conectate împreună diode VD1 VD2 - unul - și SCR VS1,-VS2 altele, lootvodam direct-or-ktep 8 (pentru așa-numitul modul de contact maximă sudare este necesar să se asigure o scădere minimă de tensiune pe conductorii de alimentare). SCR de mare putere și diode 7 6 (VD1, VS1 și VD2, VS2) au izolat două chiuvete de căldură 8 de cel puțin 100 cm2 fiecare. Într-un aparat puternic, chiuvetele de căldură sunt instalate pe șine transversale suplimentare. Pentru protejarea transformatorului împotriva deteriorării mecanice și pentru a atinge detaliul curentilor-duschim este prevăzută o carcasă cilindrică comună din tablă de oțel, atașat pe cadrul de susținere (în figură nu este prezentat).
Masina de forjare vine la setarea valorii amplitudinii impulsului de tensiune de deschidere suficientă pentru a deschide SCRs, o rezistență variabilă R6 (aproximativ 20. 30 V). Pentru a monitoriza amplitudinea pulsului, osciloscopul este conectat la punctele A și B (fig.3, a). Când sincronizarea osciloscop pe rețea poate fi verificată și unghiul limitelor definite reglarea cutoff (Fig. 3a), având în vedere faptul că o creștere a valorilor nominale R1, R2, C1 și creșterea amplitudinii impulsului de deschidere crește timpul Ts. Optimizați rezistorul variabil al modului de sudare R2, limitați unghiul de decuplare poate fi o selecție a rezistenței R1.
În concluzie, vă vom informa că dispozitivele oferă două moduri de sudare a contactului - maxim și reglabil (conectarea pieselor subțiri). În modul maxim, nodul electronic este exclus din funcționare. Furtunurile de sudură sunt segmente ale unui cablu flexibil, izolat cu mai multe fire, cu o secțiune transversală de 10. 15 mm 2. în funcție de valoarea curentului de sudură.
Conform principiului de funcționare, dispozitivele pot fi menționate și la redresoare reglabile, ceea ce le permite să fie utilizate ca surse puternice de tensiune DC. Tensiunea de ieșire poate fi reglată într-un interval larg (4,60 V) prin selectarea numărului de înfășurări secundare care trebuie conectate și prin modificarea unghiului de oprire. Dispozitivul de putere mai mică poate fi folosit ca încărcător pentru bateriile de motociclete sau auto și un dispozitiv de putere mai mare este capabil să asigure pornirea motorului mașinii atunci când lucrează împreună cu o baterie.
Tehnologia de sudare cu arc electric este bine acoperită în literatură, de exemplu în [1, 2], trebuie notat doar că în diagrama prezentată în Fig. 5 de conectare a piesei și a electrodului este mai bine pentru a suda produse subțiri, și masive - cu polaritatea inversă a conexiunii.
1. Titov OI Manual al sudorului electric de sudare manuală. - editura de carte Novosibirsk, 1989.
2. Ghidul sudorului. Ed. Stepanova V. V. - M.Medical Engineering, 1983.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: