De vigtigste typer svejsemaskiner

Fastgørelsen af ​​dele ved svejsning og lodning er baseret på et princip: at hælde de elementer, der skal sammenføjes, med smeltede metaller. Kun ved lodning anvendes lavtsmeltende bly-tin-loddemidler, og ved svejsning de samme metaller, som de svejsede strukturer er lavet af.

Fysiske love, der virker ved svejsning

For at overføre et metal fra en normal fast tilstand til en flydende tilstand skal det opvarmes til en meget høj temperatur, højere end dets smeltepunkt. Elektriske svejsemaskiner arbejder efter princippet om at generere varme i en ledning, når en elektrisk strøm passerer gennem den.

I første halvdel af det 19. århundrede blev dette fænomen beskrevet samtidigt af to fysikere: englænderen James Joule og russeren Emil Lenz. De beviste, at mængden af ​​varme, der genereres i en leder, er direkte proportional med:

1. produktet af kvadratet af den passerende strøm;

2. kredsløbets elektriske modstand;

3. eksponeringstid.

For at skabe den mængde varme, der er i stand til at smelte metaldele med en strøm, er det nødvendigt at påvirke det med et af disse tre kriterier (I, R, t).

Alle svejsemaskiner bruger lysbuekontrol ved at ændre værdien af ​​den strøm, der flyder. De resterende to parametre er klassificeret som yderligere.

Strømtyper til svejsemaskiner

Ideelt set er en elektrisk strøm med konstant tid, som kan genereres fra kilder som genopladelige batterier eller kemiske batterier eller specielle generatorer, bedst egnet til jævnt at opvarme delene og sømområdet.

Ordningen vist på billedet bliver dog aldrig brugt i praksis. Det har vist sig at vise en stabil strøm, der kan ramme en jævn, perfekt bue.

Elektriske svejsemaskiner arbejder på vekselstrøm med en industriel frekvens på 50 hertz. Samtidig er de alle skabt til langsigtet, sikkert arbejde af svejseren, hvilket kræver installation af en minimal potentialforskel mellem de svejste dele.

Men for pålidelig tænding af lysbuen er det nødvendigt at opretholde et spændingsniveau på 60 ÷ 70 volt. Denne værdi tages som startværdi for arbejdskredsløbet, mens der tilføres 220 eller 380 V til svejsemaskinens indgang.

Vekselstrøm til svejsning

For at reducere den elektriske installations forsyningsspænding til arbejdsværdien af ​​svejsning, bruges kraftfulde nedtrapningstransformere med mulighed for at justere den aktuelle værdi. Ved udgangen skaber de den samme sinusform som i strømnettet. Og den harmoniske amplitude til lysbuebrænding er skabt meget højere.

Designet af svejsetransformatorer skal opfylde to betingelser:

1.begrænsning af kortslutningsstrømme i det sekundære kredsløb, som ifølge driftsforholdene forekommer ret ofte;

2. stabil afbrænding af den antændte lysbue nødvendig for drift.

Til dette formål er de designet med en ekstern volt-ampere karakteristik (VAC), der har et stejlt fald. Dette gøres ved at øge spredningen af ​​elektromagnetisk energi eller ved at inkludere en drossel - en spole med induktiv modstand - i kredsløbet.

I ældre designs af svejsetransformatorer bruges metoden til at skifte antallet af omdrejninger i den primære eller sekundære vikling til at justere svejsestrømmen. Denne besværlige og dyre metode har overlevet sin anvendelighed og bruges ikke i moderne enheder.

I første omgang er transformatoren indstillet til at levere maksimal effekt, hvilket er angivet i den tekniske dokumentation og på boksens typeskilt. Derefter, for at justere lysbuens driftsstrøm, reduceres den på en af ​​følgende måder:

• forbinder en induktiv modstand til det sekundære kredsløb. Samtidig stiger hældningen af ​​I - V-karakteristikken, og amplituden af ​​svejsestrømmen falder, som vist på billedet ovenfor;

• ændring i tilstanden af ​​det magnetiske kredsløb;

• tyristorkredsløb.

Metoder til justering af svejsestrømmen ved at indføre induktiv modstand i det sekundære kredsløb

Svejsetransformatorerdisse værker efter dette princip er af to typer:

1. med et jævnt strømstyringssystem på grund af den gradvise ændring af luftgabet inde i den induktive magnetiske ledning;

2. med trinvis omskiftning af antallet af viklinger.

I den første metode er det induktive magnetiske kredsløb lavet af to dele: en stationær og en bevægelig, som bevæges ved drejning af kontrolhåndtaget.

Ved den maksimale luftspalte skabes den største modstand mod det elektromagnetiske flow og den mindste induktive modstand, som giver den maksimale værdi af svejsestrømmen.

Den fulde tilgang af den bevægelige del af det magnetiske kredsløb til den stationære reducerer svejsestrømmen til den lavest mulige værdi.

Trinregulering er baseret på brugen af ​​en bevægelig kontakt til at skifte et bestemt antal viklinger i trin.

For disse induktanser er det magnetiske kredsløb gjort hel, uadskilleligt, hvilket forenkler det overordnede design en smule.

En metode til strømregulering baseret på ændring af geometrien af ​​svejsetransformatorens magnetiske kredsløb

Denne teknik udføres ved hjælp af en af ​​følgende metoder:

1. ved at flytte sektionen af ​​bevægelige spoler i en anden afstand fra de stationært monterede spoler;

2. Ved at justere positionen af ​​den magnetiske shunt inde i det magnetiske kredsløb.

I det første tilfælde er svejsetransformatoren skabt med øget induktansspredning på grund af muligheden for at ændre afstanden mellem viklingerne i det primære kredsløb, stationært i området af det nedre åg, og den bevægelige sekundære vikling.

Den bevæger sig på grund af manuel drejning af justeringsakselhåndtaget, som fungerer efter princippet om en blyskrue med en møtrik. I dette tilfælde overføres strømspolens position ved hjælp af et simpelt kinematisk diagram til en mekanisk indikator, som er graderet i divisioner af svejsestrømmen. Dens nøjagtighed er omkring 7,5%.For bedre målinger er en strømtransformer med et amperemeter indbygget i det sekundære kredsløb.

Ved minimumsafstanden mellem spolerne genereres den højeste svejsestrøm. For at reducere det er det nødvendigt at flytte den bevægelige spole til siden.

Sådanne konstruktioner af svejsetransformatorer skaber stor radiointerferens under drift. Derfor omfatter deres elektriske kredsløb kapacitive filtre, der reducerer elektromagnetisk støj.

Sådan tændes den bevægelige magnetiske shunt

En af versionerne af det magnetiske kredsløb af en sådan transformer er vist på billedet nedenfor.

Princippet for dets drift er baseret på manøvrering af en vis del af den magnetiske flux i kernen på grund af inkorporeringen af ​​et justeringslegeme med en blyskrue.

Svejsetransformatorer styret af de beskrevne metoder er lavet med magnetiske kerner lavet af elektriske stålplader og spoler af kobber eller aluminiumtråde med varmebestandig isolering. Men med henblik på langtidsdrift er de skabt med mulighed for god luftudveksling for at fjerne den genererede varme i den omgivende atmosfære, derfor har de en stor vægt og dimensioner.

I alle betragtede tilfælde har svejsestrømmen, der strømmer gennem elektroden, en variabel værdi, hvilket reducerer ensartetheden og kvaliteten af ​​lysbuen.

Jævnstrøm til svejsning

Thyristor kredsløb

Hvis to modsat forbundne tyristorer eller en triac forbindes efter sekundærviklingen af ​​svejsetransformatoren gennem styreelektroderne, hvorfra styrekredsløbet bruges til at justere åbningsfasen for hver halvcyklus af harmoniske, så bliver det muligt at reducere den maksimale strøm i strømkredsløbet til den værdi, der kræves til specifikke svejseforhold.

Hver tyristor passerer kun den positive halvbølge af strømmen fra anoden til katoden og blokerer passagen af ​​dens negative halvdel. Feedback giver dig mulighed for at kontrollere begge halvbølger.

Reguleringslegemet i styrekredsløbet indstiller tidsintervallet t1, i hvilket tyristoren stadig er lukket og ikke passerer sin halvbølge. Når der tilføres en strøm til styreelektrodens kredsløb på tidspunktet t2, åbner tyristoren, og en del af den positive halvbølge, markeret med et «+»-tegn, passerer gennem den.

Når sinusoiden passerer gennem en nulværdi, lukker tyristoren, den vil ikke føre strøm gennem sig selv, før en positiv halvbølge nærmer sig dens anode, og faseforskydningsblokkens styrekreds giver en kommando til styreelektroden.

I øjeblikket t3 og T4 fungerer tyristoren forbundet med tælleren i henhold til den allerede beskrevne algoritme. I svejsetransformatoren, der anvender et tyristorkredsløb, bliver en del af strømenergien således afbrudt på tidspunkterne t1 og t3 (der skabes en pause uden strøm), og strømmene, der flyder i intervallerne t2 og t4, bruges til svejsning.

Disse halvledere kan også installeres i en primær sløjfe i stedet for i det elektriske kredsløb. Dette tillader brugen af ​​tyristorer med lavere effekt.Men i dette tilfælde vil transformeren konvertere de afskårne dele af sinusbølgens halvbølger, markeret med tegnene «+» og «-«.

Tilstedeværelsen af ​​en pause uden strøm i perioder med afbrydelse af en del af de nuværende harmoniske er en mangel ved kredsløbet, som påvirker kvaliteten af ​​lysbuebrænding. Brugen af ​​specielle elektroder og nogle andre foranstaltninger gør det muligt med succes at bruge tyristorkredsløbet til svejsning, som har fundet ret bred anvendelse i strukturer kaldet svejseensrettere.

Diode kredsløb

Laveffekt enfasede svejseensrettere har et broforbindelsesdiagram samlet af fire dioder.

Det skaber en form for ensrettet strøm, der tager form af kontinuerligt vekslende positive halvbølger. I dette kredsløb ændrer svejsestrømmen ikke sin retning, men svinger kun i størrelse, hvilket skaber krusninger. Denne form bevarer svejsebuen bedre end en tyristorform.

Sådanne enheder kan have yderligere viklinger forbundet til driftsviklingerne af den strømregulerende transformator. Dens værdi bestemmes af et amperemeter forbundet til et ensrettet kredsløb gennem en shunt eller sinusformet - gennem en strømtransformator.

Larionovs broplan

Den er designet til trefasede systemer og fungerer godt sammen med svejseensrettere.

Inkluderingen af ​​dioder i henhold til skemaet for denne bro gør det muligt at tilføje spændingsvektorer til belastningen på en sådan måde, at de skaber en endelig spænding U ud, som er karakteriseret ved små krusninger og ifølge Ohms lov danner en bue strøm af lignende form på svejseelektroden. Det er meget tættere på den ideelle form for jævnstrøm.

Funktioner ved brugen af ​​svejseensrettere

Ensrettet strøm tillader i de fleste tilfælde:

• det er mere sikkert at antænde lysbuen;

• sikrer dens stabile forbrænding;

• skabe mindre smeltet metalsprøjt end svejsetransformatorer.

Dette udvider mulighederne for svejsning, giver dig mulighed for pålideligt at forbinde rustfri stållegeringer og ikke-jernholdige metaller.

Inverterstrøm til svejsning

Svejseinvertere er enheder, der udfører trin-for-trin konvertering af elektricitet i henhold til følgende algoritme:

1. Industriel elektricitet 220 eller 380 volt ændres af en ensretter;

2. de opståede teknologiske støj udjævnes ved hjælp af indbyggede filtre;

3. den stabiliserede energi inverteres til en højfrekvent strøm (10 til 100 kHz);

4. højfrekvenstransformeren reducerer spændingen til den værdi, der er nødvendig for stabil tænding af elektrodebuen (60 V);

5. Højfrekvensensretteren omdanner elektriciteten til jævnstrøm til svejsning.

Hvert af inverterens fem trin styres automatisk af et specielt transistormodul i IGBT-serien i feedback-tilstand. Styresystemet baseret på dette modul hører til det mest komplekse og dyre element i svejseomformeren.

Formen af ​​den ensrettede strøm, der skabes til lysbuen af ​​inverteren, er praktisk talt tæt på en perfekt lige linje. Det giver dig mulighed for at udføre flere typer svejsning på forskellige metaller.

Takket være mikroprocessorstyringen af ​​de teknologiske processer, der finder sted i inverteren, er svejserens arbejde meget lettet ved indførelse af hardwarefunktioner:

• varm start (hot start mode) ved automatisk at øge strømmen i begyndelsen af ​​svejsningen for at lette start af lysbuen;

• anti-stick (Anti Stick Mode), når når elektroden rører ved delene, der skal svejses, falder værdien af ​​svejsestrømmen til værdier, der ikke får metallet til at smelte og klæbe til elektroden;

• arc forcering (Arc force mode), når store dråber af smeltet metal adskilles fra elektroden, når lysbuelængden er forkortet og der er mulighed for at klæbe.

Disse funktioner giver selv begyndere mulighed for at lave kvalitetssvejsninger. Inverter svejsemaskiner arbejder pålideligt med store udsving i netspændingen.

Inverter-enheder kræver omhyggelig håndtering og beskyttelse mod støv, som, hvis de påføres elektroniske komponenter, kan forstyrre deres drift, føre til forringelse af varmeafledning og overophedning af strukturen.

Ved lave temperaturer kan der forekomme kondens på modulernes plader. Dette vil forårsage skader og funktionsfejl. Derfor opbevares invertere i opvarmede rum og arbejder ikke med dem under frost eller nedbør.