Основные типы сварочных аппаратов

Основные типы сварочных аппаратов

Скрепление деталей сваркой и пайкой основано на одном принципе: заливке соединяемых элементов расплавленными металлами. Только при пайке используют легкоплавкие свинцово-оловянные припои, а при сварке — те же металлы, из которых сделаны свариваемые конструкции.

Физические законы, действующие при сварке

Чтобы перевести металл из обычного твердого состояния в жидкую стадию, его необходимо разогреть до очень высокой температуры, большей значения его плавления. Электрические сварочные аппараты работают по принципу выделения тепла в проводнике при прохождении по нему электрического тока.

Это явление в первой половине XIX века одновременно описали два физика: англичанин Джеймс Джоуль и россиянин Эмиль Ленц. Они доказали, что величина выделяемой теплоты в проводнике прямо пропорциональна:

1. произведению квадрата проходящего тока;

2. электрическому сопротивлению цепи;

3. времени воздействия.

Чтобы создать количество теплоты, способное расплавить металлические детали током необходимо влиять на нее одним из этих трех критериев (I, R, t).

Во всех сварочных аппаратах используется регулирование дуги за счет изменения величины протекающего тока. Остальные два параметра отнесены в разряд дополнительных.

Виды тока для сварочных аппаратов

В идеальном случае для равномерного прогрева деталей и места шва лучше всего подходит постоянный по времени электрический ток, который могут создать такие источники, как аккумуляторные или химические батареи либо специальные генераторы.

Однако, схема, которая показана на картинке, никогда не используется на практике. Она приведена для показа стабильного по величине тока, способного зажечь ровную, идеальную дугу.

Электрические сварочные аппараты работают от переменного тока промышленной частоты 50 герц. При этом все они создаются для длительной, безопасной работы сварщика, что требует установки минимальной разности потенциалов между свариваемыми деталями.

Однако, для надежного зажигания дуги требуется поддерживать уровень напряжения в 60÷70 вольт. Эта величина взята за исходную для рабочей цепи, в то время, как на вход сварочного аппарата подается 220 либо 380 В.

Переменный ток для сварки

Для понижения подводимого напряжения электроустановки до рабочего значения сварки используются мощные понижающие трансформаторы с возможностью регулирования величины тока. Они на выходе создают такую же по форме синусоиду, как и в питающей сети. А амплитуда гармоники для горения дуги создается значительно большей.

Конструкции сварочных трансформаторов должны отвечать двум условиям:

1. ограничению токов коротких замыканий во вторичной цепи, которые по условиям работы происходят довольно часто;

2. устойчивому горению зажженной дуги, необходимой для работы.

С этой целью их создают с внешней вольтамперной характеристикой (ВАХ), обладающей резкой крутизной падения. Делается это за счет увеличенного рассеивания электромагнитной энергии либо включением в схему дросселя — катушки с индуктивным сопротивлением.

В старых конструкциях сварочных трансформаторов для выставления тока сварки использовался метод переключения числа витков в первичной или вторичной обмотке. Этот трудоемкий затратный способ изжил себя и в современных аппаратах он не применяется.

Первоначально трансформатор настроен на выдачу максимальной мощности, которая указана в технической документации и на табличке корпуса. Затем для выставления рабочего тока дуги она снижается одним из следующих способов:

подключением индуктивного сопротивления во вторичную цепь. При этом увеличивается крутизна ВАХ и уменьшается амплитуда сварочного тока, как показано на картинке выше;

изменением состояния магнитопровода;

Способы регулирования сварочного тока вводом индуктивного сопротивления во вторичную цепь

Сварочные трансформаторы, работающие по этому принципу, бывают двух видов:

1. с плавной системой регулирования тока за счет постепенного изменения воздушного зазора внутри магнитотпровода индуктивности;

2. со ступенчатым переключением числа витков обмотки.

При первом способе магнитопровод индуктивности делается из двух частей: стационарной и подвижной, которая сдвигается от вращения рукоятки управления.

При максимальном воздушном зазоре создается наибольшее магнитное сопротивление для электромагнитного потока и наименьшее индуктивное сопротивление, которое обеспечивает максимальное значение тока сварки.

Полное же приближение подвижной части магнитопровода к неподвижной снижает сварочный ток до минимально возможной величины.

Ступенчатое регулирование основано на использовании передвигающегося контакта для поэтапной коммутации определенного числа витков обмотки.

У этих индуктивностей магнитопровод делают целым, неразъемным, что немного упрощает общую конструкцию.

Способ регулирования тока на основе изменения геометрии магнитопровода сварочного трансформатора

Этот технический прием выполняется одним из методов:

1. перемещением секции из подвижных катушек на различное удаление от стационарно установленных обмоток;

2. регулированием положения магнитного шунта внутри магнитопровода.

В первом случае сварочный трансформатор создается с повышенным рассеиванием индуктивности за счет возможности изменения расстояния между стационарно закрепленными в районе нижнего ярма катушками первичной цепи и подвижной вторичной обмоткой.

Она перемещается за счет ручного вращения рукоятки регулировочного вала, работающего по принципу ходового винта с гайкой. При этом положение силовой обмотки переносится простой кинематической схемой на механический указатель, который проградуирован в делениях сварочного тока. Его точность составляет порядка 7,5%. Для более качественных замеров во вторичную цепь встраивают трансформатор тока с амперметром.

При минимальном расстоянии между катушками создается наибольшая величина сварочного тока. Для его уменьшения необходимо отодвигать подвижную обмотку.

Подобные конструкции сварочных трансформаторов создают при работе большие радиопомехи. Поэтому в их электрическую схему включают емкостные фильтры, снижающие электромагнитные шумы.

Способ включения подвижного магнитного шунта

Один из вариантов исполнения магнитопровода такого трансформатора показан на картинке ниже.

Принцип его работы основан на шунтировании определенной части магнитного потока в сердечнике за счет включения регулировочного органа с ходовым винтом.

Сварочные трансформаторы, управляемые по описанным способам, выполняются с магнитопроводами из листов электротехнической стали и обмотками из медных или алюминиевых проводов с термостойкой изоляцией. Однако, с целью длительной работы они создаются с возможностью хорошего воздухообмена для отвода выделяемой теплоты в окружающую атмосферу, поэтому обладают большим весом и габаритами.

Во всех рассмотренных случаях сварочный ток, протекающий через электрод, имеет знакопеременную величину, снижающую равномерность и качество дуги.

Выпрямленный ток для сварки

Если после вторичной обмотки сварочного трансформатора подключить два встречно соединенных тиристора или один симистор, через управляющие электроды которых схемой управления регулировать фазу открытия каждого полупериода гармоники, то появляется возможность снижать максимальный ток силовой цепи до величины, необходимой для конкретных условий сварки.

Каждый тиристор пропускает только положительную полуволну тока от анода к катоду и блокирует прохождение его отрицательной половины. Встречное включение позволяет управлять обеими полуволнами.

Регулировочным органом в схеме управления задается промежуток времени t1, в течение которого тиристор еще закрыт и не пропускает свою полуволну. При подаче тока внутрь цепи управляющего электрода в момент времени t2 тиристор открывается и через него проходит часть положительной полуволны, помеченная знаком «+».

Когда синусоида переходит через нулевое значение, тиристор закрывается, он не будет пропускать через себя ток до тех пор, пока к его аноду не подойдет положительная полуволна и схема управления фазосдвигающим блоком не даст команду на управляющий электрод.

В момент времени t3 и T4 работает встречно включенный тиристор по уже описанному алгоритму. Таким образом, у сварочного трансформатора с помощью тиристорной схемы срезается часть энергии тока в периоды времени t1 и t3 (создается бестоковая пауза), а для сварки используются токи, протекающие в промежутки t2 и t4.

Также эти полупроводники можно устанавливать в первичную цепь, а не силовую. Это позволяет использовать тиристоры меньшей мощности. Но в этом случае трансформатор будет преобразовывать обрезанные части полуволн синусоиды, помеченные знаками «+» и «-».

Наличие бестоковой паузы в периоды отсечки части гармоник тока является недостатком схемы, влияющим на качество горения дуги. Однако использование специальных электродов и некоторые другие меры позволяют успешно использовать тиристорную схему для сварки, которая нашла довольно широкое применение в конструкциях, называемых сварочными выпрямителями.

У маломощных однофазных сварочных выпрямителей встречается схема подключения моста , собранного из четырех диодов.

Она создает форму выпрямленного тока, который имеет вид непрерывно чередующихся положительных полуволн. У этой схемы сварочный ток не изменяет свое направление, а только колеблется по величине, создавая пульсации. Эта форма лучше поддерживает сварочную дугу, чем тиристорная.

В таких устройствах могут быть дополнительные обмотки, подключаемые к рабочим катушкам трансформатора для регулирования тока. Его величину определяют по амперметру, подключенному к выпрямленной цепи через шунт или синусоидальной — через трансформатор тока.

Мостовая схема Ларионова

Она предназначена для трехфазных систем и хорошо работает у сварочных выпрямителей.

Включение диодов по схеме этого моста позволяет складывать на нагрузке вектора напряжений таким образом, что они создают итоговое напряжение U вып, которое характеризуется небольшими пульсациями и по закону Ома формирует на сварочном электроде ток дуги аналогичной формы. Он значительно приближен к идеальному виду постоянного тока.

Особенности использования сварочных выпрямителей

Выпрямленный ток в большинстве случаев позволяет:

надежнее зажигать дугу;

обеспечивает ее устойчивое горение;

создавать меньшее количество брызг расплавленных металлов, чем у сварочных трансформаторов.

Это расширяет возможности сварки, позволяет надежно соединять нержавеющие стальные сплавы и цветные металлы.

Инверторный ток для сварки

Сварочными инверторами называют устройства, которые осуществляют поэтапное преобразование электричества по следующему алгоритму:

1. промышленная электроэнергия 220 или 380 вольт видоизменяется выпрямителем;

2. возникающие технологические шумы сглаживаются встроенными фильтрами;

3. стабилизированная энергия инвертируется в ток высокой частоты (от 10 до 100 кГц);

4. высокочастотный трансформатор снижает напряжение до величины, необходимой для устойчивого зажигания дуги электрода (60 V);

5. высокочастотный выпрямитель преобразовывает электроэнергию в постоянный ток для сварки.

Каждый из пяти этапов работы инвертора происходит под автоматическим управлением специального транзисторного модуля серии IGBT в режиме обратной связи. Система управления, построенная на этом модуле, относится к самому сложному и дорогому элементу сварочного инвертора.

Форма выпрямленного тока, созданного для дуги инвертором, практически близка к идеальной прямой линии. Она позволяет выполнять многочисленные виды сварок различных металлов.

Благодаря микропроцессорному управлению технологических процессов, происходящих внутри инвертора, работа сварщика значительно облегчается введением аппаратных функций:

горячего старта (режим Hot Start) за счет автоматического возрастания тока при начале сварки для облегчения запуска дуги;

анти-залипания (режим Anti Stick), когда при касании электродом свариваемых деталей величина сварочного тока снижается до значений, не вызывающих расплавление металла электрода и его прилипание;

форсирования дуги (режим Arc Force) при отделении больших капель расплавленного металла от электрода, когда сокращается длина дуги и появляется возможность его залипания.

Эти функции позволяют даже новичкам качественно выполнять сварные швы. Сварочные инверторные аппараты надежно работают при больших колебаниях входного напряжения сети.

Инверторные аппараты требуют бережного обращения и защиты от пыли, которая в случае оседания на электронных компонентах может нарушить их работу, привести к ухудшению теплосъема и перегреву конструкции.

При отрицательных температурах на платах модулей возможно появление конденсата. Он станет причиной поломок и неисправностей. Поэтому инверторы хранят в обогреваемых помещениях и не работают с ними при морозе или атмосферных осадках.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Как регулировать ток дуги сварочного аппарата

Всех приветствую. Продолжаем разбирать наш сварочный дневник, и сегодня хочу обсудить такую важную тему для новичков в сварке, а как правильно выставлять сварочный ток? Потому что это один из самых главных слагаемых получения нормального провара соединяемых деталей. Начну с плохих новостей. Многие из наших бытовых сварочных инверторов выдают меньше сварочного тока, чем это заявлено в инструкции, к сожалению это так. Так что поставив крутилку тока 100 ампер, по факту там будет меньше. Из этого следует простой вывод — не нужно ориентироваться при выставлении тока на таблицы и регулятор ( крутилку!) вашего аппарата.

Так что же делать? Как выставлять сварочный ток, тем более когда опыта маловато? Будем добиваться этого методом научного тыка! Предположим, что вам нужно сварить две железки, и у вас имеются электроды определенного диаметра. Первым делом нам понадобиться ненужная тренировочная железяка такой же толщины, что и свариваемая. Сначала выставим на аппарате заведомо маленький ток — пусть условно возьмем 30 — 40 ампер, и попробуем на тренировочной железке поварить. Электрод липнет и плохо варит, шов не получается. Добавляем за раз по 10 ампер и пробуем верить швы, пока ток не будет слишком сильным и не начнутся прожеги, естественно все это делаем на тренировочной железяке. Не забываем смотреть нужную полярность ваших электродов, она указана на пачке. Когда будете наваривать швы на тренировочной железяке, то не варите их рядом друг с другом — наоборот каждый следующий шов нужно делать подальше от предыдущего, потому что металл рядом со швом сильно разогревается и можем получить неадекватный вывод.

Как только начались сильные прожеги на большом токе, смело убавляйте также по 10 ампер, и вы теперь быстро подберете как раз нужный ток, и чтобы электрод не лип и не было сильных прожегов. Тут и должен начать получаться нормальный шов.
Ребята, только так методом самостоятельного подбора можно выставить оптимальный сварочный ток для ваших целей. Хочу привести в пример прикольное видео с ютуб канала MastakSvarka, где человек выставляет сварочный ток по таблице и что из этого выходит.

Сварочный аппарат постоянного тока: как регулировать ток дуги?

В заголовке не принято ставить знак вопроса. Но я вынужден поступить иначе: нужно спросить совет у знающих людей, нуждаюсь в технической подсказке. Дело в том, что я опубликовал на сайте статью, где описал оригинальный сварочный аппарат постоянного тока, изготовленный своими руками. Ее читают и задают вопросы. Схема управления выглядит следующим образом. Один сварщик из Магадана по имени Павел попросил помочь ему с конструкций сварочного аппарата, в котором можно регулировать ток дуги. Он работает в аварийной бригаде, занимается ликвидацией мест прорыва газа из газопровода. Место и время аварии непредсказуемо. Добираются на гусеничном вездеходе, но подъехать близко он часто не может: сопки и болотистая местность. Тащить сварочный генератор в 100 килограмм несколько сотен метров по болоту — еще то занятие…А в это время рация разрывается, газ выходит через свищ… Приспособился Павел на первое время хватать аккумуляторы с вездехода под мышки, бежать к месту аварии. Собирает на месте батарею 36 вольт, подключает шланги и работает. Варить приходится очень короткими участками: ток дуги высокий. Благодаря мастерству свищ ликвидирует, а затем уже тащит генератор к месту прорыва и доводит швы до нормального вида. Все это изложено в комментариях к статье, а еще мы дополнительно общаемся в ВК. Он мне вопрос: можно ли моей тиристорной схемой регулировать ток дуги от аккумуляторов. Я объяснил, что так поступать нельзя: я работаю с выпрямленным током, образованным пульсациями от полугармоник синусоиды. Тиристор открывается в момент подачи тока по цепочке управляющего электрода, а закрывается, когда нисходящая ветвь гармоники доходит до нуля. Открыть тиристор в цепи постоянного тока не сложно, а регулировать величину нагрузки — невозможно. Исходные данные для расчета конструкции Напряжение АКБ достаточно 36 вольт, хотя Павел экспериментировал и с 48: ток еще больше, варить труднее. Дуга от его электродов зажигается нормально. Ток сварки нужен в пределах 70-110 ампер. Температуру электролита аккумуляторов я ему предложил контролировать электроникой: уже был взрыв банки из-за закипевших паров. Мы рассмотрели три варианта регулировки: 1. электронной схемой на базе биполярных транзисторов; 2. подключением балластных сопротивлений; 3. схемой инвентирования постоянного тока в переменный 220 вольт и подключением сварочного инвертора. Схема на биполярных транзисторах Вариант снижения тока дуги за счет уменьшения напряжения должен подойти, но реализовать его для заданных параметров затруднительно. Ни один транзистор не выдержит такой ток, а паять и налаживать схему из составных для сварщика без навыков работы с электроникой — занятие не перспективное. Есть у меня в старом запасе несколько советских транзисторов ТК-152-100 на 100 ампер, но они предназначены для работы в импульсном режиме. Вряд ли подойдут для сварки. От этого варианта отказались. Ограничение тока балластным сопротивлением Здесь надо понимать, что реостата на 100 ампер нет, а если его делать, то даже теоретических вопросов много. Один вес чего стоить будет, да и материал подходящий не найти. Конструкция водяного реостата как-то не вызывает доверия… Остановились на одиночном балластном сопротивлении. Павел что-то нашел подходящее, поэкспериментировал: ток немного снизился, результат чуть улучшился, но не особо радует. Инвертор Подобрали в Китае на Али инвертор, выдающий чистый синус на 220 вольт с мощностью 4 квт. Должно хватить. У Павла есть сварочный инвертор, которому вполне этого достаточно. Однако там только электронная схема на КМОП транзисторах, а для преобразования синусоиды нужно подключать трансформатор 36 или 24 на 220. И еще дроссель к нему нужен. Вот и набирается опять дополнительный вес. Намотать трансформатор не сложно. Я эту технологию, включая расчет магнитопровода и проводов, описал в статье о самодельном паяльнике Момент. Кое что добавил в ответах на вопросы в комментариях. Их там уже больше 140 набралось. У Павла желания мотать трансформатор и дроссель нет. Ему нужно готовое решение. Поэтому и спрашиваю: может быть знаете, как помочь Павлу решить его проблему: создать легкий сварочный аппарат постоянного тока, работающий от автомобильных аккумуляторов? Он нужен для аварийного устранения свищей на газопроводе. Прошу свои соображения высказывать в разделе комментариев на канале или сайте. Буду благодарен за помощь. Если не знаете точных ответов, но есть желание помочь, то просто поделитесь статьей с друзьями в соц сетях. Среди них могут найтись специалисты.
Источник

Доступно о сварочных аппаратах и сварке.

Самостоятельно сделать прочную конструкцию из металлического уголка или швеллера: шкафчик для инструмента или для газовых баллонов, каркас скамейки или парника, ворота или калитку, отремонтировать садовый инвентарь удобнее всего с помощью сварки. Обычно при упоминании этого процесса возникают следующие ассоциации: громоздкий сварочный аппарат на колесах и яркие вспышки со снопом искр, от взгляда на которые в глазах «прыгают зайчики».

При необходимости приобрести сварочный аппарат, многих смущают внушительные габариты и другие неудобства в использовании этого «монстра» в домашнем хозяйстве. Вряд ли кому-нибудь доставит особое удовольствие пользоваться сварочным аппаратом «Сварис», перенося его за две металлические ручки по бокам, при весе 35 кг и размерах 310x280x510 мм.

В последнее время в продаже появились бытовые сварочные аппараты, которые настолько меньше промышленных по весу и размерам, что кажутся почти игрушечными. Их можно переносить за специальную ручку или на ремне через плечо без особых усилий. У вас не будет проблем при выделении места для постоянного хранения такого аппарата. Работа же с ним настолько проста, что каждый желающий может овладеть искусством сварки.

Процесс дуговой сварки основан на явлении электрической дуги, при котором кромки свариваемых металлических частей расплавляются дуговым разрядом между электродом и металлом в месте соединения. При постепенном перемещении электрода вдоль свариваемой кромки двух деталей, отдельные точки сварки сливаются в шов. При этом необходимо поддерживать определенный зазор между электродом и свариваемыми кромками, поскольку при их касании происходит короткое замыкание, а при слишком большом зазоре дуга гаснет.

В быту наибольшее распространение получила ручная дуговая сварка или сокращенно РДС. Она сопровождается плавлением электрода в форме металлического стержня со специальным покрытием при использовании переменного или постоянного тока. В России ее еще называют сваркой плавящимся одиночным электродом, а за рубежом — сокращенно ММА. Ручной сварку называют потому, что зажигание дуги и поддержание ее стабильной длины, перемещение электрода по мере расплавления на соединяемые детали с образованием шва полностью осуществляет сам сварщик. В этой статье мы ограничимся рассмотрением малогабаритных сварочных аппаратов весом до 20 кг (это делает доступным перенос их одной рукой), рассчитанных на работу от электросети напряжением 220 В, которая имеется в каждом доме.

Температура в зоне дуги обычно доходит до 6000

7000 градусов и определяется силой сварочного тока, которая при ограниченном весе сварочного аппарата не превышает 160-200 А. Для достижения такой силы тока напряжение на выходе сварочного аппарата снижают до 48-90 В (напряжение холостого хода Uхх), этого достаточно для зажигания дуги и безопасно для жизни сварщика. Напряжение снижают с помощью понижающего трансформатора, являющегося неотъемлемой частью сварочного аппарата. Чем больше сила тока при достаточном Uхх, тем больше может быть диаметр электрода, а чем больше диаметр электрода, тем массивнее могут быть свариваемые детали. Ниже приведены примерные соотношения между толщиной свариваемого металла, диаметром электродов и силой сварочного тока.

Чтобы обеспечить такую силу тока, сердечник трансформатора делают массивным, а провод вторичной обмотки — толстым (с площадью сечения более 10 кв. мм). Силу тока при сварке разных материалов приходится подбирать из приведенных в таблице диапазонов, вот почему должно быть предусмотрено устройство для изменения силы тока, а для исключения перегрева встраивают один или несколько вентиляторов. Все это увеличивает вес бытового сварочного аппарата, поэтому производителям приходится придумывать способы его снижения.

Самый простой способ — ограничение времени работы трансформатора. Специальный показатель ПН — продолжительность нагрузки, измеряется в % по отношению к циклу сварки (в России этот цикл — 5 минут, а в Европе — 10 минут). Например, при ПН=60%, процесс осуществляется следующим образом: 3 минуты — сварка, 2 минуты — остывание трансформатора, затем цикл сварки повторяется, а при ПН=20% — 1 минута сварка, а 4 минуты остывание трансформатора. Этот показатель должен быть приведен в любом паспорте на сварочный аппарат, причем при максимальной силе сварочного тока для каждого аппарата ПН=20-60%, а при наименьшей силе тока ПН=100% и обеспечивает непрерывную сварку.

Однако, стремясь уменьшить время простоя трансформатора, нельзя забывать, что прерывание процесса иногда просто необходимо. Во-первых, для периодической установки в электрододержатель нового электрода вместо использованного, а, во-вторых, после 3-5 минут непрерывной сварки обычно возникает необходимость подготовки деталей для дальнейшей работы. При продолжительной же сварке, например, изгороди из сетки «рабица» с уголковым каркасом, эти перерывы мешают. Чтобы мастер не увлекся сваркой и не сжег трансформатор, многие аппараты оснащены устройством термозащиты для автоматического отключения от электросети в случае перегрева.

Гораздо проще осуществляется дуговая сварка на постоянном токе, поскольку в этом случае на дугу меньше влияет частота напряжения сети. Для преобразования тока из переменного в постоянный после трансформатора устанавливается полупроводниковый выпрямитель, к которому добавлены элементы для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. Все это значительно увеличивает вес и снижает надежность аппарата. Но есть и свои преимущества: в сварном шве присутствует больше «родного» металла деталей, чем присадочного металла электродов, в результате чего уменьшается количество окалины и, как следствие, обеспечивается более качественное соединение по сравнению с РДС на переменном токе. Сокращается также стоимость работ и расход электродов. Такой аппарат называют сварочным выпрямителем. Им проще работать, но стоит он дороже сварочного трансформатора в 1,5-4 раза.

Все более широкое распространение находят инверторные сварочные выпрямители (инверторы), в которых перед усилением сначала повышают частоту переменного тока до 10-90 кГц. Вес и размеры высокочастотных трансформаторов существенно меньше, чем у их 50-герцевых собратьев. Эта особенность позволяет значительно уменьшить габариты всего инверторного аппарата по сравнению с обычными сварочными трансформаторами и выпрямителями. Ток после инвертора практически постоянный и не зависит от колебаний длины дуги и напряжения, поэтому его силу можно регулировать плавно и подбирать довольно точно. Дугу также можно подбирать от самой «мягкой», которая легко «тянется», до «грубой», которую обычно используют при резке металла. Это позволяет даже непрофессионалу легко освоить сварку, в том числе «капризных» алюминиевых и медных сплавов, или высоколегированной, например, нержавеющей стали.

Существуют инверторы небольшого размера и весом до 10 кг, их можно носить на ремне через плечо и подключать в общую электрическую сеть через предохранитель на 16 А, конечно, с обязательным заземлением корпуса. Но стоимость их самая высокая: в 4-9 раз выше, чем сварочных трансформаторов. На российском рынке можно найти все перечисленные виды сварочных аппаратов для РДС французской фирмы SAF, финской KEMPPI, австрийской FRONIUS, итальянских CEBORA, TELWIN, DECA, шведской ESAB, американской MILLER, а также российских производителей ООО «ЭВМА», ТОО «Линкор», ООО «ТОР», АО «Невская электрическая компания».

Экономичность работы аппарата характеризуют коэффициентом полезного действия (КПД) в % (чем он ближе к 100%, тем дешевле обходится сварка), и коэффициентом мощности («косинус фи», он должен быть как можно ближе к 1). Следует отметить, что эти параметры характеризуют тщательность проработки конструкции сварочного аппарата, поэтому не все фирмы приводят эти значения в паспорте на аппарат.

Для регулирования силы сварочного тока используют устройства с органами управления и со шкалой на панели аппарата, проградуированной либо в амперах, либо в номерах диапазонов (1,2,3. ), либо в диаметрах электрода. В наиболее простых моделях силу тока можно менять переключателем только ступенчато, а в более сложных — плавно, с помощью поворачивающейся рукоятки.

Ряд моделей имеют устройства плавноступенчатого регулирования силы тока: сначала устанавливают соответствующий диапазон изменения силы тока переключателем, а затем более точно подбирают нужную его величину в пределах этого диапазона поворачивающейся рукояткой. Такие устройства увеличивают стоимость сварочного аппарата на 15-20%. Иногда на панели устанавливают амперметр для фиксации точной величины сварочного тока.

Ресурс работы бытовых сварочных аппаратов рассчитан на 250-350 часов работы, после чего обычно необходим профилактический ремонт (перемотка или замена сгоревшего трансформатора, замена выключателя или регулятора сварочного тока и т. д.). Промышленные переносные аппараты (Transpocket 1400, Master 1500, Caddy 130) прослужат без ремонта намного дольше, но они существенно дороже бытовых.

Для наглядности вышесказанного сравним сварочный трансформатор «Сварис» со сварочным выпрямителем «Терминатор». «Терминатор» обеспечивает более высокую силу сварочного тока при габаритах в 3,5 раза и весе почти в 3 раза меньших, чем у «Свариса», при этом сохраняет возможность запуска двигателя автомобиля, но стоит такой аппарат почти в 2 раза дороже.

Сварочные электроды

Наиболее ходовыми являются универсальные сварочные электроды соответствующего диаметра с рутиловым покрытием марок АНО-3, АНО-4, МР-3, МР-4, ОЗС-3, ОЗС-4. Они подходят для сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей переменным и постоянным током. Для сварки высоколегированных сталей (нержавеющей, жаростойкой), алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов используют не только специальные электроды, предназначенные для сварки постоянным током, но и соблюдают определенную полярность их включения, указанную на упаковке, — прямую или обратную. Если вы не исключаете возможность сваривать эти материалы в домашнем хозяйстве, то при покупке сварочного аппарата поинтересуйтесь, предусмотрено ли для него использование соответствующих электродов.

Рекомендации по использованию сварочных аппаратов

В инструкциях по использованию некоторых сварочных аппаратов вместо показателя ПН приведен показатель ПВ—продолжительность включения. Пусть это вас не смущает: его значение полностью совпадает со значением показателя ПН.

Инверторы более чувствительны к уменьшению напряжения в сети, чем сварочные трансформаторы и выпрямители: при снижении напряжения на 15% такой аппарат просто не запускается.

Любой аппарат следует обязательно периодически использовать (хотя бы раз в 3 месяца), поскольку при отсутствии тока в его отдельных элементах, например в конденсаторах, происходят процессы, снижающие работоспособность аппарата. При преимущественном использовании электродов одного диаметра, например 3 мм, лучше приобрести сварочный аппарат, у которого для них ПН=100%.

Установите предохранитель, рассчитанный на ток не менее 16(25) А, и подводящий провод с сечением не менее 2,5 кв. мм при максимальной силе сварочного тока до 140 А, или отдельный щиток с электросчетчиком, рассчитанным на ток не менее 40 А, например модели СО-И-446М, и подводящим проводом с сечением не менее 6 кв. мм при максимальной силе сварочного тока от 160 до 300 А.

При выборе места для щитка учтите, что длина соединительного кабеля от этого щитка к сварочному аппарату должна быть ограничена. Она обязательно указывается в паспорте на аппарат и составляет обычно от 5 до 15 м.

Рекомендации по ведению сварки

Яркость дуги примерно в 10 тысяч раз выше приемлемой для человеческого глаза яркости света, поэтому при сварке используют защитное стекло, что делает неудобным наблюдение за процессом и, особенно, в момент зажигания дуги. Современная маска сварщика оснащена защитным стеклом-«хамелеоном» с сенсорным эффектом: степень пропускания им света резко уменьшается при зажигании дуги, причем эту степень пропускания можно отрегулировать самому.

Сварочный ток зависит от напряжения сети и при падении последнего до 180-200 В следует перейти на сварку электродом меньшего диаметра.

При наличии амперметра на панели управления сварочным аппаратом можно запомнить точное значение подобранного тока при сварке какого-либо металла и в дальнейшем сразу устанавливать это значение при подобных работах, сократив этим время на подбор режима.

При подготовке статьи использованы сведения из ГОСТ 95-77, ГОСТ 304-82, ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 9467-75.

Как выполнить регулировку тока сварочного аппарата?

• 03-03-2015
• 42
• 2949

На сегодняшний день регулировка тока сварочного аппарата может выполняться различными методами. Однако чаще всего используется метод регулировки тока при помощи предусмотренного на выходе повторной обмотки балластного сопротивления. Данный метод не только надежен и прост в реализации, но и эффективен, так как таким образом можно улучшить внешнюю характеристику трансформаторного аппарата и увеличить крутизну падения. В исключительных случаях подобные сопротивления используются только для того, чтобы исправить жесткую характеристику устройства для сварки.

Сварочный аппарат – одно из самых необходимых устройств в домашней мастерской.

Элементы, которые понадобятся для изготовления регулятора тока сварочного аппарата:

• шнур;
• стальная пружинка;
• нихромовая проволока;
• резисторы;
• переключатель;
• катушка;
• схема регулятора тока сварочного аппарата.

Использование балластного сопротивления в качестве регулятора тока

Схема регулятора тока.

Величина балластного сопротивления для регулятора тока сварки составляет приблизительно 0,001 Ом. Данная величина чаще всего подбирается экспериментальным путем. Для получения балластного сопротивления часто используются сопротивления проволок большой мощности, которые применяются в подъемных приспособлениях и троллейбусах. Также данные элементы используются для отрезки спиралей ТЭНа и элементов высокоомной проволоки большой толщины. Уменьшить ток можно даже при помощи растянутой стальной пружинки для двери. Подобное сопротивление можно включить стационарно или таким образом, чтобы в дальнейшем возможно было сравнительно легко регулировать ток сварки. Один конец данного сопротивления нужно подключить к выходу трансформаторной конструкции, другой конец провода сварки следует оборудовать отдельными приспособлениями для зажима, которые смогут перекидываться по длине спирали сопротивления для выбора необходимого тока.

Можно использовать нихромовую проволоку диаметром 4 мм и длиной 8 м в качестве балластного сопротивления. Проволока может иметь и небольшой диаметр, в таком случае длина тоже должна быть соответствующей. Однако чем меньше длина, тем больше проволока нагревается. Обязательно следует это учитывать.

В качестве балластного сопротивления можно использовать нихромовую проволоку.

Большая часть резисторов из проволок высокой мощности изготавливается в виде открытых спиралей, которые смонтированы на каркас длиной до 0,5 м. В таких случаях в спирали сматываются и проволоки из ТЭНа. Если резисторный элемент, изготовленный из магнитных сплавов, скомпоновать со спиралью или с какими-нибудь элементами из стали, в процессе прохождения значительных токов спираль начнет чрезмерно вибрировать. Следует понимать, что спираль является тем же соленоидом, а существенные токи сварки создают магнитные поля большой мощности. Снизить воздействие вибраций возможно путем растягивания спирали и закрепления ее на прочном основании.

Проволоку можно согнуть и змейкой, чтобы уменьшить размеры изготовленного резисторного элемента. Сечение материала резистора, который проводит ток, нужно подбирать большое, потому что в процессе работы оборудование будет сильно нагреваться. Проволока недостаточной толщины будет сильно раскаляться, однако использовать ее для регулировки тока аппарата для сварки можно достаточно эффективно. Следует понимать, что в процессе нагревания свойства материала могут сильно измениться, потому сложно судить о значении сопротивления подобного резистора из проволоки.

Использование реактивного сопротивления для регулировки тока

Основные части сварочного аппарата.

В промышленных устройствах для сварки регулировка тока при помощи использования активных сопротивлений не пользуется популярностью в связи с громоздкостью и перегревом используемых элементов. Однако достаточно часто применяется реактивное сопротивление – использование дросселя во вторичной цепочке. Дроссели могут иметь различную конструкцию. Часто они объединяются с магнитным проводом трансформаторной конструкции в единое целое. Однако они изготовлены так, что их индуктивность и сопротивление можно регулировать путем перемещения элементов магнитного провода. В данном случае дроссель также будет улучшать процесс горения дуги.

Регулировка тока во второстепенной цепочке трансформаторной конструкции для сварки связана с некоторыми проблемами. Через приспособление для регулировки будут проходить значительные токи, что может привести к громоздкости. Другим недостатком является переключение. Для второстепенной цепочки достаточно сложно подобрать распространенные переключатели подходящей мощности, которые смогут выдерживать ток до 200 А. В цепочке начальной обмотки токи приблизительно в 5 раз меньше, поэтому переключатели для них подобрать довольно просто. Последовательно с начальной обмоткой можно будет включить балластные сопротивления. Однако в данном случае сопротивление резисторных элементов должно быть намного большим, чем в цепочке повторной обмотки.

В качестве источников питания для сварочного аппарата используются специальные аккумуляторы.

Следует знать, что батарейка сопротивлением 8 Ом из нескольких приспособлений ПЭВ-50 100, которые соединены друг с другом параллельно, сможет снизить выходной ток в 2-3 раза. В этом случае все будет зависеть от трансформаторной конструкции. Можно подготовить несколько батареек и смонтировать переключатель. Если в наличии нет переключательного элемента большой мощности, то можно использовать несколько выключателей.

В процессе включения балластного сопротивления в начальной цепочке будет утеряна выгода, которую придаст сопротивление во второстепенной цепочке. Улучшения падающего параметра трансформаторной конструкции не произойдет. Однако при этом к негативным последствиям в горении дуги резисторы, которые включены по высокому напряжению, не приведут. Если трансформаторная конструкция хорошо сваривает без них, то она будет варить и с дополнительным сопротивлением в начальной обмотке.

При работе на холостом ходу трансформаторное устройство потребляет маленький ток, следовательно его обмотка имеет существенное сопротивление. Поэтому 2-5 Ом не будут сказываться на выходном напряжении холостого хода.

Установка дросселя для регулировки тока

Схема сварочного аппарата.

Вместо резисторных элементов, которые могут перегреваться в процессе работы, в цепочку начальной обмотки можно смонтировать реактивное сопротивление – дроссель. Данная схема может использоваться исключительно в том случае, если нет других приспособлений для снижения мощности. Включение подобного сопротивления в цепочку высокого напряжения сильно снизит напряжение холостого хода трансформаторной конструкции. Падение напряжения происходит у регулирующих устройств со сравнительно большим током холостого хода – 2-4 А. В случае небольшого использования тока падения напряжения происходить не будет. Дроссель, который включен в начальную обмотку трансформаторного устройства, приведет к незначительному ухудшению параметров сварки трансформаторной конструкции, однако его все равно можно будет использовать. В данном случае все будет зависеть от свойств используемого трансформаторного устройства. На некоторых устройствах сварки встраивание дросселя в основную цепочку трансформаторной конструкции сказываться не будет.

В качестве дросселя устройства, для того чтобы регулировать ток, можно применить повторную обмотку имеющейся трансформаторной конструкции, которая рассчитывается на выход порядка 40 В. Мощность приспособления должна составлять приблизительно 250-300 Вт. В таком случае ничего изменять не нужно будет. Однако рекомендуется изготовить дроссель самостоятельно. Для этого нужно намотать шнур на каркас от трансформаторной конструкции мощностью 250-300 Вт. Через каждые 50-60 витков нужно делать отводы, которые подключаются к основному переключателю. Для изготовления дросселя подойдет элемент от телевизора.

Как сделать дроссель своими руками?

Дроссель может заменить резисторные элементы.

Дроссель можно изготовить самому и на прямом сердечнике. Это актуально в случае, если имеется прямая катушка с большим количеством витков подходящего шнура. Внутрь катушки надо будет просунуть пакет прямых пластинок из железа от трансформатора. Нужное реактивное сопротивление можно выставить путем подбора толщины пакета. Ориентироваться нужно по сварке трансформаторного устройства.

Пример конструкции: дроссель, который сделан из катушки с 400 витками шнура диаметром 1,4 мм, набивается пакетом железа с сечением 4,5 см². Длина провода равняется длине катушки. В таком случае ток трансформаторного устройства 120 А можно будет уменьшить на 50%. Подобный дроссель может быть изготовлен с регулируемым сопротивлением. Для этого нужно будет изменить глубину вхождения стержня сердечника в катушку. Без данного элемента катушка имеет небольшое сопротивление, однако в случае полного введения в нее стержня сопротивление будет максимальным. Дроссель, который намотан подходящим шнуром, практически не будет нагреваться, но сердечник будет сильно вибрировать. Этот момент нужно учитывать в процессе стяжки и закрепления набора железных пластинок.

Если аккуратно снять корпус со сварочного аппарата, можно увидеть его основные детали.

Для самодельных устройств в процессе намотки обмоток нужно делать отводы и изменять количество витков. Так можно будет контролировать ток. Однако использовать данный метод можно исключительно для подстройки тока, регулировать его в широком диапазоне не получится. Для уменьшения тока в 2-3 раза понадобится сильно увеличить число витков начальной обмотки. В результате произойдет снижение напряжения во второстепенной цепочке. Можно нарастить витки катушек, но это приведет к увеличению расхода шнура, размеров и веса трансформаторной конструкции.

Чтобы выполнять более точную регулировку тока в меньшую сторону, понадобится использовать индуктивность кабеля сварки.

Шнур нужно укладывать кольцами. Однако не следует увлекаться, так как шнур будет сильно греться.

Использование тиристорной и симисторной схемы

С недавних пор начали использоваться тиристорные и симисторные схемы регулировки тока. В процессе подачи на вывод для управления элементом напряжения конкретной величины стабилизатор откроется и быстро пропустит через себя ток. В схеме регулировки тока, функционирующей от изменяемого напряжения, импульсы для управления чаще всего поступают на половине каждого периода. Регулятор будет открываться в конкретные моменты времени, в результате будет обрезаться начало каждого полупериода синусоиды тока и уменьшится суммарная мощность подходящего сигнала электричества.

При работе со сварочным аппаратом необходимо соблюдать меры безопасности.

Ток и напряжение в таком случае не будут иметь формы синусоиды. Подобная схема регулятора позволяет выполнять регулировку мощности в широком диапазоне. Человек, который разбирается в радиоэлектронике, сможет сделать такие схемы. При использовании регуляторов подобного типа процесс горения дуги может ухудшаться. В случае снижения мощности дуга будет гореть отдельными вспышками. В большей части схем тиристорных приспособлений имеются нелинейные шкалы, калибровка будет меняться вместе с изменением напряжения электросети. Ток будет постепенно увеличиваться в процессе работы из-за того, что нагреваются элементы схемы. Чаще всего сильно уменьшается мощность на выходе, даже в случае максимального положения регулятора. Следует знать, что трансформаторные устройства крайне чувствительны к этому. Данный метод регулировки сварочного тока не пользуется популярностью, так как он ненадежен, а реализовать его очень сложно.

Чтобы измерить большой ток, нужно подготовить токоизмерительные клещи. Силу тока можно будет измерять на расстоянии, при этом не надо будет к нему прикасаться. У аппарата есть разводящийся контур, которым будет охватываться кабель с током. Электрическое магнитное поле тока, который протекает в данном шнуре, наведет ток в замкнутом контуре. Его и можно будет измерить.

Регулятор тока сделать своими руками несложно, нужно лишь знать технологию изготовления и учитывать все существующие нюансы.

Делаем редуктор для регулировки тока сварочного инвертора сами — инструкция, схема, настройка

Для создания точного шва, важно правильно и точно настроить варочный ток, который будет соответствовать работе.

Мастера с опытом часто сталкиваются с варкой металла разной толщины, поэтому, иногда, стандартной настройки на минимум и максимум порой не хватает, чтобы качественно работать.

Тогда необходимо настраивать электроток поэтапно, достигая нужного ампеража. Для решения этой задачи подключают к цепи вспомогательный прибор — регулятор напряжения.

Это позволяет регулировать напряжение по энергии преобразованного переменного тока, а также по энергии преобразуемого переменного тока. Каждый метод настройки преобразователя энергии для варки различается, все тонкости надо принимать во внимание.

Поговорим, как регулировать электроток в инверторах. Рассмотрим схемы аппаратов регулировки для полуавтоматических инверторов. Подскажем, как подбирать регулятор по преобразуемому переменному току для варочного преобразователя энергии.

Методы настройки

Есть разнообразные методы настройки напряжения, ранее мы рассказывали об энергии преобразованного переменного тока и преобразуемого.

В действительности, это слишком обширное разделение, потому что настройка еще имеет подвиды. У нас не получится детально рассказать о подвидах в этой статье, поэтому обсудим более популярные.

Основной в работе метод настройки регулятора тока для сварочного аппарата — это прибавление баластника на выходе энергии преобразованного переменного тока.

Такой метод считают безопасным и выносливым, баластник просто сделать самостоятельно и применять для работы без вспомогательных аппаратов. В основном, баластник применяют только для понижения напряжения.

Мы уже детально рассказывали о тонкостях работы и использовании баластника для полуавтоматического инвертора. Там есть важные рекомендации по изготовлению электроприбора дома и способах его применения для работы.

Кроме достоинств, способ настройки по энергии преобразованного переменного тока, используемый вместе с преобразователем энергии. Для варки бывает не таким удобным, тем более неопытным мастерам.

Во-первых, баластник достаточного большого размера — до 1 м длиной. В основном, такое электроустройство размещают под ногами, он может сильно нагреться, что нарушает правила безопасности.

Если вас не устраивают такие качества, то лучше выбрать способ, включающий в себя настройку варочного напряжения по энергии преобразуемого переменного тока.

Для этого часто применяют электрический регулятор тока для сварочного аппарата, который легко смастерить самостоятельно. Такой прибор легко настроить по энергии преобразуемого переменного тока и будет удобен для мастера в работе.

Электрический регулятор тока для сварочного аппарата будет первым помощником в работе на даче, где зачастую электроснабжение подается с перебоями.

Бывает, что в домах невозможно применение электрических приборов больше 4 кВт, что делает выполнение работ ограниченным.

С прибором регулировки возможно отрегулировать прибор так, что он будет работать безостановочно при отсутствии достойного напряжения.

Еще одним плюсом регулятора тока для сварочного аппарата выступает то, что с ним просто работать, когда надо часто менять место для выполнения работы. Устройство регулятор нет надобности брать с собой, как баластник, оно не будет вас травмировать.

Поговорим о самостоятельном изготовлении электрического прибора регулировки из тиристоров.

Чертеж регулирующего прибора из тиристоров

Показываем вам чертеж простого регулирующего прибора и пары тиристоров с минимальным набором общедоступных элементов.

Можно изготовить регулятор тока для сварочного аппарата на симисторе, но по опыту известно, что прибор регулировки напряжения на тиристорах работает дольше и без перебоев.

Метод сборки прост и вы можете быстро сконструировать устройство настройки, для которого необходим минимальный опыт варки.

Основа работы этого регулирующего прибора тоже простая. Берем цепь энергии преобразуемого переменного тока, куда подключаем регулирующий аппарат. Само устройство включает в себя транзисторы VS1 и VS2.

RC-цепочка вычисляет точку открытия тиристоров, что меняет сопротивление R7. В конце получается возможным менять напряжение по энергии преобразуемого переменного тока в преобразователе энергии.

После этого, изменяется и по энергии преобразованного переменного тока.

Внимание! Устройство регулирования настраивают под напряжением, что важно помнить. Чтобы избежать серьезных проблем и не травмироваться, важно отделить все радиоэлементы.

Можно применять радиоэлементы старого типа. Это позволит излишне не потратиться, потому что такие радиоэлементы доступны в комиссионке приборов.

Помните, что такие радиоэлементы используются на подаче тока более 500 В. В случае необходимости, можно поставить динисторы на место филдистора и резистеров, изображенных на чертеже.

В данном случае, денисторы не использовались, потому что в этом случае, они не дают стабильной работы. В общем, этот чертеж устройства по регулированию напряжения варки на тиристорах дал хорошие результаты.

По нему изготовили много устройств регулировки, работающих без перебоев и справляющихся со своей задачей.

Если вы заметили, на рынке устройство регулирования контактной сварки РКС-801 и устройство регулирования контактной сварки РКС 15-1.

Их лучше не делать своими руками, потому что на это придется потратить много времени и результат получиться дорогим, но, при желании, можно собрать РКС 801. Дальше изображен чертеж устройства регулирования и чертеж его присоединения к инвертору.

Замер напряжения для сварки

После изготовления и настройки устройства регулирования, его можно применять в работе. При этом необходим еще одно устройство, которое будет делать замеры напряжения для сварки. Жаль, но не будет возможности применять домашние амперметры.

Они не могут применяться в работе с полуавтоматическими инверторами мощностью больше 250 А. Поэтому, лучше применять клещи, измеряющие напряжение. Это достаточно дешевый и простой способ определить силу тока, управлять клещами просто и понятно.

Такое приспособление в верхней зоне оборудования прикрепляются к фидеру и меряют напряжение. На каркасе оборудования есть тумблер предельного значения тока.

Исходя из модели и стоимости, изготовители выпускают клещи для измерения напряжения. Они могут работать при 150-550 А. Необходимо подбирать устройство с идентичными параметрами инвертора.

Клещи, измеряющие ток — хороший вариант, когда надо срочно померять показатели напряжения, что не повлияет на цепь и не требует подключать к нему вспомогательные элементы.

Есть одно отрицательное качество: они вообще не подходят для измерения значений при постоянном токе. Это происходит по причине, что постоянный ток не делает переменное электромагнитное поле, и устройство просто не распознает его.

При работе с переменным током, такое устройство-регулятор справляется отлично.

Есть еще один метод, измеряющий напряжение, он радикальнее. В цепь полуавтоматического инвертора присоединить индустриальный измеритель ампер, который может измерить высокие показатели напряжения.

Также допустимо не надолго присоединять амперметр в разрыв цепи варочных фидеров. Предоставляем вам чертеж такого устройства, который поможет вам его соорудить.

Это недорогой и действенный метод определения значений тока, но применение амперметра при работе инвертором имеет свои тонкости.

В цепь присоединяют не сам прибор измерения ампер, а его варистор или проводник, одновременно с этим, указатель в виде стрелок подключается к варистору или проводнику.

При отклонении от очередности, устройство может не работать или еще хуже — выйти из строя.

Заключение

Настройка регулятора тока для сварочного аппарата не полуавтоматическом инверторе — задача несложная, как кажется сначала.

При наличии небольшой практики с электрической техникой, можно легко соорудить устройство регулирования электротока инвертора самостоятельно при помощи тримисторов, не покупая готовый прибор.

Устройства регулирования тока для сварочного аппарата, сделанные своими руками, иногда необходимы мастерам, работающим дома, которые не хотят тратиться на лишний прибор.

Поделитесь своим опытом сборки и примененеия устройства регулирования напряжения в отзывах и расскажите об этой статье в соцсетях. Успеха в работе!