Типы приладів для зварювання електричним струмом

Типы приладів для зварювання електричним током

Существует багато засобів і технологій зварювання, об'єднаних єдиною спільною принципом: на місці сполуки деталі розплавляють, що зумовлює освіті шва. І тому застосовують електричну, механічну і хімічну енергію чи їх поєднання. Для зварювання металів з допомогою електричного струму створено низку приборов:

сварочные трансформатори;

инверторы;

установки для дугового зварювання;

машины для контактно-точечной зварювання;

сварочные выпрямители;

сварочные генератори (зварювальні агрегати);

сварочные напівавтомати.

Сварочные генераторы

Это складні електромеханічні устрою, які представляють об'єднані на загальної базі двигун внутрішнього згоряння з необхідними системами гарантування роботи. До того ж потужний генератор відносини із своїми електронними системами і приладами контролю. Суть його роботи проста. Механічна енергія обертання колінчатого валу двигуна перетвориться генератором постійно електричний струм з показниками, підтримують стійке горіння зварювальної дуги. Такі зварювальні генератори називають зварювальними агрегатами. Якщо функціями двигуна виконує однофазний чи трифазний електричний двигун, таке пристрій називають зварювальним перетворювачем. Через війну наступної стабілізації, регулювання постійного електричного струму і подача його за дротах до металевим деталей відбувається їх нагрівання і поєднання. У зварювальних агрегатів є унікальна, притаманна тільки їм особливість. Завдяки з того що електрику виробляє сам генератор, цей апарат можна залучити до тих місцях, куди електрику ще проведено. Найголовніший його нестача — надзвичайна громіздкість, велику вагу і складнощі у обслуговуванні. Через це попит на зварювальні генератори, застосовувані у побуті, невисокий, й використовують їх дуже ограниченно.

Сварочные трансформаторы

Это найпростіші, дешеві і поширені апарати із усіх виділені на ручний электродуговой зварювання. Призначення зварювальних трансформаторів — перетворення електричного струму, його регулювання і харчування зварювальної дуги. Спрощена електрична схема вони така. На сердечнике-магнитопроводе, зроблене з спеціальної трансформаторній стали, розміщені дві обмотки — первинна і вторинна. У простих апаратах обидві вони нерухомі. У «просунутих «одна обмотка закріплена статично, а друга пересувається щодо першої по сердечнику. Саме цим переміщенням і здійснюється регулювання сили тока.

Переменный струм, проходячи через первинну обмотку трансформатора, намагничивает сердечник, створюючи у ньому перемінний магнітний потік, який, перетинаючи витки вторинної обмотки, індукує у ній перемінний струм зниженого напряжения.

Считается, що апарати, здатні забезпечити струм понад 300 А, — це професійні трансформатори, до 300 А — напівпрофесійні. Для вдома цілком підходять ті, у яких зварювальний струм до 140−200 При 20%-ном робочому цикле.

В продажу є і зварювальні напівавтомати, виконані з урахуванням зварювальних трансформаторів. Їх особливістю і те, що зварювання металів здійснюється не електродами, а спеціальної дротом, яка автоматично надходить по рукаву до точки зварювання. У цій ж рукаву разом з дротом подається і вуглекислий газ. Отже, процес зварювання іде у газової середовищі. Шов при напівавтоматичного зварюванні виходить рівним і більше захищеною від корозії, аніж за інших видах зварювання. З іншого боку, з допомогою таких апаратів можна ювелірно зварювати дуже тонке метал. Саме тому напівавтомати, щоб забезпечити зварювання металу у вуглекислої середовищі і звані в народі «кислушками », отримали застосування ремонту автомобилей.

Положительные особливості зварювальних трансформаторів — простота конструкції, отже, і його надійність, легкість в обслуговуванні і низька ціна. Негативним по відношення до зварювальним выпрямителям є значна питома вага та великі габарити. Найістотніше недолік зварювального трансформатора полягає у тому, що зварювання виробляється змінним струмом, але це негативно б'є по ролі зварного шва. До того ж є складнощі у утриманні оптимальної дуги під час роботи. Найнаочніше виявляється у новачків за відсутності необхідних навичок і опыта.

Сварочные выпрямители

Представляют собою джерело харчування, що з трансформатора з регулюючим пристроєм та Північноатлантичного блоку напівпровідникових выпрямителей. Принцип його дії грунтується на харчуванні дуги постійним струмом, протекающим по ланцюга вторинної обмотки і выпрямленным блоком селеновых чи кремнієвих выпрямителей. Для отримання потрібної характеристики ці устрою часто оснащують додатковим дросселем. Дуга в апаратах дуже стабільна, не прерывающаяся. Це дає можливості виробляти якісну зварювання, не маючи будь-яких початкових навичок. Ще однією примітною особливістю мають зварювальні апарати постійного тока.

При укомплектуванні їх додатковим устаткуванням можуть зварювати чавун, і навіть кольорові метали. Дуже перспективні зварювальні апарати підвищеної частоти — інвертори. Високочастотна складова дозволяє істотно підвищити ККД джерела харчування, знизити його габарити і ваги. З іншого боку, апарати з підвищеної частотою забезпечують хороші технологічні властивості широкий межа регулювання. Дуга вони мають дуже стійка, а зварної шов ровный.

Электрическая дуга

Наиболее часто для нагріву застосовують електричну дугу, расплавляющую матеріали, а зварювальний шов заповнюють присадкою (металом електрода чи дроту). Якість, продуктивність і ефективності роботи великою мірою залежить від засобів захисту й переносу розплаву, тобто не від використовуваного методу. Розглянемо найбільш важливі поняття, пов’язані технологією электродуговой зварювання металів.

Электрическая дуга займає одне з чільних місць серед різних видів зварювання плавленням. Вона виникає з допомогою дугового розряду між електродом і свариваемым металом і підтримується джерелом постійного чи змінного струму. Під впливом доданої енергії метал по крайкам свариваемых частин оплавляется і змішується з рідким металом інший крайки, створюючи зварювальну ванну, яка, вихолодаючи, кристалізується і формує зварювальний шов. Через війну на метал елементарні частки свариваемых деталей зближуються настільки, що ними починають діяти межатомные зв’язку, щоб забезпечити механічну міцність сполуки. Усі операції з запалюванню дуги, підтримці її довжини і переміщенню вздовж лінії шва зварювальник здійснює вручну. Дуговая зварювання виконується, як плавящимся, і неплавящимся електродом за прямої чи зворотної полярности.

Сила струму, викликаного в газовому проміжку, залежить від різниці потенціалів з його кінцях і його лінійних розмірів. Оскільки тепловиділення повністю визначається саме зварювальним струмом, то тут для забезпечення необхідного режиму кращої роботи необхідно з достатньої точністю підтримання його величину. Чим товщі і глибше шов, тим більший струм необхідний і навпаки. Іноді регулюють його поточне значення, інколи ж, навпаки, жорстко фиксируют.

Главная проблема, актуальна всіх способів зварювання, — стабільність дуги. У час її розжига і потухания часто виникають дефекти шва. Зробити «горіння «максимально стійким — найважливіше завдання, яку вирішують різними способами.

Разумеется, під час подачі на електрод змінного струму важко досягти результатів, навіть вдаючись до усіляким «хитрощів ». Практично всі матеріали краще «варяться «постійним струмом, виняток складають лише алюміній та її сплави. Оксидная плівка з їхньої поверхні перешкоджає освіті міцного з'єднання та ефективно руйнується лише за «перемінному «воздействии.

Важную роль відіграє й захисна середовище, у якій відбувається процес зварювання. Її спеціально створюють і підтримують у робітничій області. При різні методи на захисну середу покладають різні завдання: стабілізація дуги, захист металу, зміна фізичних властивостей (наприклад, легирование).

Штучный электрод

Кроме трансформатора для зварювання металу потрібно присадочный матеріал, наприклад плавящиеся електроди марки МР 3, призначені для ручний дугового ел. зварювання, сталей з низьким змістом вуглецю переважають у всіх просторових положеннях. Електроди складаються з металевого стрижня, покликаного забезпечити проведення ел. струму та формування зварювального шва, і покриття, покликаного забезпечити захисту шва від впливів довкілля, стабільного горіння дуги розкиснення розплавленого металу зварювальної ванни, легування металу, для зв’язування складових покриття і гуманітарної освіти шлаку, який має мати певними фіз., хім. даними.

Штучный електрод дозволяє створити захисну середу без залучення додаткових технічних засобів. Необхідні до роботи гази виділяються при випаровуванні зовнішнього покриття чи порошкового флюсу. Існує дві типу подібних материалов:

Электроды з целлюлозным покриттям. Вирізняють дуже багато газу, що захищає метал і зварювальну ванну.

С ними можна працювати на «довгою дузі «(3−6 мм) з великою глибиною проплавления (до 2,5 мм). Такі електроди часто застосовують у поєднані із апаратами, мають крутопадающую вольтамперную характеристику (далі ВАХ). У нашій країні вони отримали поширення, тоді як у Заході використовуються повсеместно.

Электроды із головною типом покриття. Мають кальций-фтористое покриття (чи близький до нього як рутиловое). При расплавлении такі електроди утворюють флюс, що обволікає краплі металу. От і виконує головну захисну функцію, а гази є лише ионизаторами і стабілізаторами. Роботи виробляють лише з «короткій дузі «(2−3 мм) з відносно невеликою глибиною проплавления (0,5−2,5 мм). Електроди із головною типом покриття дають шов високої якості, добре захищений від водню — головного ворога трещиностойкости.

В электродном виробництві дріт, поставлену металургійної промисловістю, правлять, розрізають за довжиною на дротики, і очищають від різних поверхневих забруднень. Стабільність покриття повинна забезпечуватися його досить однаковою кількістю, на одиниці довгі електрода і рівномірністю складу у зв’язку з тим, що покриття є сумішшю різних порошкоподібних матеріалів, скріплених між собою і з стрижнем склеивающим сполучних.

Необходимо прагнути, щоб заміс покриття в останній момент нанесення на стрижень виявився досить однорідним, цього, певне, можна досягти достатньої дисперсности тих порошків, які використані шихті, і усреднением складу як порошкової шихти, і замісу зі сполучною. Измельченности порошків має значення але тільки щодо можливості усереднення, вирівнювання складу покриття у його обсязі, а й б'є по кінетиці шлакообразования, газовыделения та інших важливих характеристиках.

Действительно: якщо газова захист створюється, наприклад, розпадом карбонадов, не потрібна їхня значна питома поверхню — окремі частки повинні прагнути бути дрібними. Температура плавлення шлаку мусить бути невідь що високої, а температура плавлення які його складають в поверхні може бути більш високої. Щодо легкоплавким є шлак з сумішей, розчинів, комплексних сполук і эвтектик, освіту здійснюється легше й швидше за хорошого контакту елементарних окислів по значної поверхні, і малому обсязі малої частки, тобто. знову за досить подрібнених материалах.

Преобразователь напряжения

Преобразователь напруги — переважна більшість будь-якого зварювального апарату. Перетворювач необхідний зниження «мережного «напруження і збільшення з допомогою цього струму не вдома. Для чого слід звернути увагу:

Тип вольтамперной характеристики (ВАХ). Пологопадающая зручна до роботи на «короткій дузі «основним електродом. Для зварювання на «довгою дузі «в газозащитной середовищі більше підходить крутопадающая. Напівавтомати вимагають «жорсткої «ВАХ (однакове напруга — різний струм).

Напруга холостого ходу. Від неї залежить «легкість «старту. Тут правило просте: ніж напруга більше, краще.

Тривалість включення (далі ПВ). Це ставлення часу безупинної роботи вчасно «відпочинку », певне для 10-хвилинного циклу. У апаратів індустріального класу при робочому значенні струму ПВ становить чи менш 50%.

Функція «гарячий старт ». Так називається короткочасний імпульс підвищеного напруги в останній момент розжига, який полегшує старт.

Функція «форсування дуги ». Вона відпо-відає різке зростання струму в момент короткого замикання. Тим самим було запобігається «залипание «електрода і збільшується проплавление.

Стабільність з харчування (несприйнятливість до стрибків напруги у мережі).

Список литературы

1. Вересів Р. П. Електроживлення побутової РЭА. М., 1983.

2. Белопольский І. І., Пикалова Л. Р. Розрахунок трансформаторів і дросселей малої потужності. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 272с.

3. Сидоров І. М., Кушнірів З. У. Трансформатори побутової РЭА. М.: Радіо і зв’язок, 1994. — 367с.

4. Каретників До. А. Розрахунок трансформаторів і дросселей. М., 1973. — 272с.

5. Эраносян З. А. Мережні блоки харчування з высокочастотным перетворенням. Л.:Энергоатомиздат, 1991.

6. А. З. 1 317 420 СРСР, МКІ 05 1/569 Джерело харчування з бестрансформаторным входом.

7. Простаків У. Р. Відкриття, винаходи. 1987. N22.

8. Петров А. Ефективний імпульсний стабілізатор напруги. Радіоаматор. N1, 1993, з. 29,.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.