Выпрямитель сварочного трансформатора
Сварочные трансформаторы, генераторы, выпрямители
СВАРКА, РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
Сварочные трансформаторы подключаются к сети переменного тока. Их назначение — питание сварочной дуги и регулирование сварочного тока. Основные области применения — ручная сварка и автоматическая сварка под флюсом. Упрощенная электрическая схема трансформатора такова: на сердечнике из трансформаторной стали размещены первичная и вторичная обмотки. Ток из сети идет сначала через первичную обмотку, намагничивает сердечник, создавая в нем переменный магнитный поток, который, в свою очередь, индуктирует ток во вторичной обмотке.
Вторичная обмотка 3, также состоящая из двух катушек, расположена на значительном расстоянии от первичной. Катушки как первичной, так и вторичной обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка, жестко соединенная с плитой 1, перемещается по сердечнику с помощью винта 6, с которым она связана, и рукоятки 5, находящейся на крышке кожуха трансформатора.
Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. При вращении рукоятки 5 по часовой стрелке вторичная обмотка приближается к первичной, магнитный поток рассеяния и индуктивное сопротивление уменьшаются, сварочный ток возрастает. При вращении рукоятки против часовой стрелки вторичная обмотка удаляется от первичной, индуктивное сопротивление и магнитный поток рассеяния растут и сварочный ток уменьшается. Ток со вторичной обмотки поступает на выход 7.
Пределы регулирования сварочного тока 165—650 А. Для повышения коэффициента мощности сварочный трансформатор ТСК - 500 имеет в первичной цепи конденсатор большой мощности.
Сварочные генераторы DENYO — это в принципе те же генераторы постоянного тока, но благодаря своим специальным характеристикам могут обеспечить устойчивость горения сварочной дуги. Это достигается тем, что магнитный поток генератора изменяется в зависимости от величины сварочного тока. В сварочных генераторах съем напряжения для питания электрической дуги осуществляется непосредственно с зажимов угольных щеток на коллекторе. Сварочные агрегаты приводятся в движение двигателями внутреннего сгорания, а в сварочных преобразователях генератор приводится в движение электродвигателем.
Сварочные выпрямители представляют собой соединение сварочного трансформатора (с регулирующим устройством) и блока выпрямителей. Помимо этого в комплект выпрямителя может быть подключен и дроссель. Его цель — получение внешней падающей характеристики. В принципе действие сварочных выпрямителей основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении. Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники.
В сварочных выпрямителях используют трехфазную мостовую схему выпрямления, дающую меньшую имиульсацию выпрямленного напряжения, более равномерную загрузку питающей сети переменного тока и лучшее использование трансформатора, питающего выпрямитель (рис. 7).
Отсутствие вращающихся частей делает установки более простыми и надежными в эксплуатации, чем генераторы постоянного тока.
Охарактеризуем вкратце некоторые типы выпрямителей.
|
Рис. 7. Схема подключения трехфазного выпрямителя. 1 — понижающий трансформатор; 2 — блок кремниевых (селеновых) выпря - мителей; 3 — электрод; 4 — свариваемый металл |
Выпрямители типа ВДГ применяют для механизированной сварки в углекислом газе. Они имеют дистанционное переключение режимов сварки.
Универсальные сварочные выпрямители типа ДДУ предназначены для однопостовой механизированной сварки в углекислом газе и под флюсом. Их используют также для ручной дуговой сварки электродами.
Выпрямители типа ВДГИ служат для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах.
Многопостовые сварочные выпрямители типа ВКСМ, ВДМ, ВДУМ рассчитаны на номинальные длительные токи 1000—5000 А. Число постов определяют по номинальной силе тока одного поста и коэффициенту одновременности нагрузки, равному 0,6— 0,7. Например, выпрямитель ВДУМ-4Х401УЗ используют для питания четырех сварочных постов при механизированной сварке в углекислом газе и ручной дуговой сварке.
Электроды для сварки
Для ручной дуговой сварки применяют стержни сварочной проволоки, на которые наносится покрытие — вещество для усиления процесса ионизации. В состав такого покрытия входят:
ишакообразующие компоненты, представляющие собой руды (титановые и марганцевые) и различные минералы (полевой шпат, гранит, кремнозем, плавиковый шпат);
газообразующив — неорганические (мрамор СаСОз, магнезит MgC03 и др.) и органические (крахмал, древесная мука и т. п.) вещества;
легирующие элементы и элементы-раскислители — кремний, марганец, титан и другие, а также сплавы этих элементов с железом, алюминий как раскислитель вводится в покрытие в виде порошка-пудры;
связующие компоненты — водные растворы силикатов натрия и калия, называемые жидким стеклом;
формовочные добавки — вещества, придающие покрытию лучшие пластические свойства (бетонит, каолин, декстрин, слюда и др.).
Для устойчивого горения дуги в покрытие вводят вещества, содержащие элементы с низким потенциалом ионизации (соли щелочных металлов, калиевое и натриевое жидкое стекло и др.).
С целью повышения производительности сварки в покрытие добавляют железный порошок, содержание которого может составлять до 60 % массы покрытия.
Все электроды для ручной сварки можно разделить на следующие группы:
В — для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами — 49 типов;
J1 — для сварки легированных конструкционных сталей с вре-
менным сопротивлением разрыву свыше 600 МПа - пять типов (Э70, Э85, Э100, Э125, Э150);
Т — для сварки легированных теплоустойчивых сталей — девять типов;
У — для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву; *
Н — для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами — 44 типа.
Цифры в обозначениях типов электродов для сварки конструкционных сталей означают гарантируемый предел прочности металла шва.
Ниже дана таблица применения электродов.
| Электроды для дуговой сварки
|
Примечание. Для электродов тина Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 механические свойства указаны после термообработки.
Физические основы магнитной дефектоскопии. Магнитные методы контроля основаны на обнаружении магнитных потоков рассеяния, возникающих при наличии различных дефектов, в намагниченных изделиях из ферромагнитных материалов (железа, никеля, кобальта и некоторых сплавов). …
Получение и свойства ультразвуковых колебаний. Акустическими вшпама называются механические колебания, рзспро - страняющиеся в упругих средах. Если частота акустических колебаний превышает 20 кГц (т. е. выше порога слышимости для человеческого …
Природа рентгеновского и гамма-излучения. Как и видимый свет, рентгеновское и гамма-излучения представляют собой электромагнитные излучения. Они отличаются длиной волны: длина волны видимого света (4—7)в10‘7м, рентгеновского излучения 6 •Ю13— 10*9 м, …
msd.com.ua
7.4 Устройство и работа сварочного трансформатора и выпрямителя
Для питания электрической дуги применяются источники переменного тока - сварочные трансформаторы и постоянного тока - сварочные выпрямители и генераторы (преобразователи), инверторные источники (Приложение 4,5). Для обеспечения устойчивого процесса сварки источники питания дуги должны удовлетворять следующим требованиям:
Напряжения холостого хода должно быть достаточным для легкого возбуждения дуги и в тоже время не должно превышать норм техники безопасности. Для однопостовых сварочных генераторов напряжение холостого хода не более 80В, а для многопостовых – не более 60В. Для сварочных трансформаторов напряжение 70В при токе 200А и напряжение 100В при токе меньше 100А.
Напряжение горение дуги должно быстро устанавливаться и изменяется в зависимости от длины дуги обеспечивая устойчивое горение сварочной дуги. С увеличением длины дуги напряжение должно быстро возрастать, а с уменьшением быстро падать (время восстановления рабочего напряжения от 0 до 30В должно быть менее 0,05сек).
Величина тока короткого замыкания не должна превышать сварочный ток более чем на 40-50%. При этом источник тока должен выдерживать продолжительные короткие замыкания сварочной дуги.
Сварочный трансформатор состоит из понижающего силового трансформатора и специального устройства (дросселя, шунта, подвижной катушки), предназначенного для регулирования силы сварочного тока, напряжения, и обеспечения, чаще всего, падающей вольтамперной характеристики. Сварочные трансформаторы могут быть с нормальным и повышенным магнитным рассеянием, механическим и электрическим регулированием сварочного тока и напряжения.
Наиболее широко применяются сварочные трансформаторы с повышенным магнитным рассеянием. По способу изменения магнитного рассеяния и индуктивного сопротивления они могут быть с магнитным шунтом, подвижными катушками и витковым (ступенчатым) регулированием. У трансформаторов с подвижным магнитным шунтом типа СТШ (рис.7.3) он конструктивно выполнен из двух половин, расходящихся в противоположные стороны.
Сила сварочного тока регулируется изменением положения шунта в магнитном сердечнике. Когда шунт полностью вдвинут в сердечник, магнитный поток рассеяния и реактивная ЭДС рассеяния максимальны, а сварочный ток минимален.
Рис.7.3 Электрическая схема сварочного трансформатора типа СТШ 500-80
У трансформаторов с подвижными катушками типа ТС, ТСК, ТД (рис.7.4) магнитное рассеяние регулируется изменением расстояния между неподвижной первичной 1 и подвижной вторичной 2 обмотками. Это изменение осуществляется поворотом рукоятки 3 и винта, связанного с подвижной отмоткой.
| | Рис.7.4 Сварочный трансформатор типа ТСК-500 |
Сила сварочного тока увеличивается при сближении обмоток и уменьшается при увеличении расстояния между ними. Напряжение холостого хода при сдвинутых катушках больше, а при раздвинутых - меньше. У трансформаторов типа ТСК конденсаторы, включенные параллельно первичной обмотке, обеспечивают повышение коэффициента мощности.
В трансформаторах типа ТД (рис.7.5) применено двухдиапазонное плавное регулирование тока: в диапазоне малых токов катушки первичной и вторичной обмоток включается последовательно, а больших — параллельно. Включение и отключение катушек производится переключателем, смонтированным внутри трансформаторов.
Рис.7.5. Электрическая схема трансформатора ТД-500
Сварочные выпрямители и генераторы выпускаются с падающими и жесткими внешними характеристиками. Выпрямители с падающими внешними характеристиками типа ВД предназначены для ручной дуговой сварки, резки, наплавки, автоматической дуговой сварки под флюсом, а с жесткими внешними характеристиками типов ВС, ВДГ, ВМ и универсальные ВДУ, ВСУ - для дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах и под флюсом.
Универсальный сварочный выпрямитель ВДУ-506У3 (см. Приложение 6,7) предназначен для механизированной сварки в углекислом газе и под слоем флюса, а также для ручной дуговой сварке электродами.
Выпрямитель состоит из силового трансформатора, силового блока тиристоров, уравнительного реактора, дросселя в сварочной цепи, силового автоматического выключателя, блока управления, электродвигателя с вентилятором. Все составные части выпрямителя смонтированы на тележке и защищены кожухом.
Выпрямитель является универсальным и имеет крутопадающие, жесткие (пологопадающие), внешние характеристики. Вид внешних характеристик приведен в Приложении 8.
Питание выпрямителя производится от промышленной трехфазной сети переменного тока. Плавное регулирование сварочного тока (при падающей) и напряжения (при жестких внешних характеристиках) осуществляется резистором на блоке управления (местное регулирование), а также с полуавтомата (дистанционное регулирование) (см. Приложение 6).
Каждый источник питания дуги рассчитан на определенную (номинальную) нагрузку, при которой он работает, не перегреваясь выше допустимой температуры (по паспорту). Обычно режим работы источников питания при дуговой сварке обозначают: ПН - продолжительность нагрузки; ПР - продолжительность работы; ПВ — продолжительность включения. Режим работы характеризуется отношением времени сварки к сумме времени сварки и холостого хода.
(7.1)
где tсв — время сварки; tп— время пауз.
Различие между ПН, ПР, ПВ состоит в том, что в режимах ПН и ПР источники питания (трансформаторы) во время паузы не отключаются от сети и при разомкнутой сварочной цепи работают на холостом ходу, а в режиме ПВ (выпрямители) полностью отключаются от сети.
За номинальный режим работы однопостовых сварочных трансформаторов, выпрямителей, генераторов принят режим ПН = 20, 35 или 60%, а у многопостовых и установок тока для автоматической сварки - ПН = 100%.
7.5. Выбор режима сварки. Режим обусловливает характер протекания процесса сварки и обеспечивает получение сварного шва заданной формы и размеров. Все определяется диаметром, типом и маркой электрода, коэффициентом наплавки, родом, полярностью и силой тока, напряжением дуги, скоростью сварки, углом наклона и движения электрода, массой наплавленного металла.
Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла. При сварке в нижнем положении для выбора диаметра можно пользоваться табл.7.1.
Таблица 7.1
Выбор диаметра стержня электрода по толщине свариваемого металла
| Толщина S свариваемого металла, мм | до 1,5 | 2 | 3 | 4-5 | 6-8 | 9-12 | 13-15 | 16-20 | св. 20 |
| Диаметр d стержня электрода, мм | 1; 1,6 | 2 | 3 | 3-4 | 4; 5 | 4; 5 | 5 | 5; 6 | 6;8 |
При сварке горизонтальных, вертикальных и потолочных швов независимо от толщины свариваемого металла применяют электроды диаметром dэ
studfiles.net
Сварочный выпрямитель, трансформатор, полуавтомат
Сварочный трансформатор
Сварочный трансформатор состоит из первичной и вторичной обмоток и дросселя. Трансформатор подключается к сети своей первичной обмоткой. Переменный ток высокого напряжения в процессе прохождении по обмотке формирует переменное магнитное поле, действующее вокруг магнитного провода. Под действием магнитного поля во вторичной обмотке индуктируется переменный ток низкого напряжения. При всём этом обмотка дросселя включается в сварочную цепь последовательно вторичной обмотке.
Величина сварочного тока может регулироваться изменением воздушного зазора между подвижной и неподвижной частями магнитопровода. Если воздушный зазор минимален, либо отсутствует, то величина сварочного тока минимальна. Таким способом сварочный трансформатор позволяет выполнять плавную регулировку режимов сварки. Если магнитный провод дросселя выполнен неразъемным, то сварочный трансформатор имеет возможность изменять величину сварочного тока только ступенчатым методом.
Сварочный выпрямитель
Сварочный выпрямитель - это устройство, преобразующее переменный промышленный ток в пульсирующий постоянный с помощью полупроводниковых вентилей. Сварочный выпрямитель состоит из сварочного трансформатора (см. выше) с устройством для регулирования сварочного тока и выпрямительного блока, обычно собранного по трехфазной мостовой схеме, которая обеспечивает гораздо большую устойчивость горения сварочной дуги при меньшем количестве используемых вентилей. Сварочный ток регулируют с помощью секционированных обмоток трансформатора, специальным дросселем насыщения, либо изменением расстояния между обмотками. Сварочные выпрямители в отличии от трансформаторов обладают лучшими показателями по весу и экономии электроэнергии, имеют более высокий коэффициент полезного действия и просты в обслуживании.
Сварочный выпрямитель по внешним характеристикам подразделяется на: с крутопадающими характеристиками, с жесткими характеристиками, комбинированный. Наибольшее распространение получили универсальные сварочные выпрямители (комбинированные). Сварочное оборудование с таким выпрямителем дает возможность получения как жестких, так и падающих внешних характеристик. Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками, как правило применяются для ручной сварки, сварки плавящимся электродом в защитных газах (углекислота), сварки порошковой проволокой, а также могут использоваться для сварки под флюсом при условии постоянной скорости подачи сварочной проволоки.
Сварочный полуавтомат
Сварочный полуавтомат предназначается для сварки и наплавки металла плавящимся электродом в среде углекислого газа, либо порошковой защитной сварочной проволокой, которая позволяет выполнять сварочные работы без использования газов. Сварочная проволока подается с помощью подающего устройства, которое установливается на аппарате, либо на тележке. На тележке также может быть установлен модуль управления, блок подключения гибких шлангов и баллон с углекислотой. Эти моменты обеспечивают полуавтомат высокой мобильностью.
Полуавтоматы применяется для любых ответственных работ, позволяют получать сварные швы в любых пространственных положениях, в том числе и потолочные швы. Вариации каналов роликов для подачи сварочной проволоки позволяют использовать различный ее диаметр и вести сварные работы при толщине металла от 1 до 25 мм. Защита зоны дуги и сварочной ванны производится с помощью активных или инертных газов, а также их смесями.
Преимущества перед другими видами сварки:
1. Возможность выбора режима сварки - длинные и короткие швы;
2. Осуществление управления подачей газовой смеси, подающим механизмом сварочной проволоки и источником сварочного тока автоматически, с помощью одной кнопкой на горелке;
3. Гарантированная стабильность подачи сварочной проволоки при изгибах шлейфа горелки;
4. Продувка углекислотой как до начала сварки, так и после;
5. Сведение к минимуму брызг, окалины и расплавленного металла;
6. Высокая производительностьпри высоком качество сварного шва.
7. Использование полуавтомата, не снижает коррозионную стойкость и прочность тонких листов металла. Шов не нуждается в очистке от окалины и флюса, поэтому этот вид сварки наиболее широко используется в автосервисах.8. Полуавтомат является самым универсальным и высокопроизводительным оборудованием среди средств дуговой сварки.
Так же имеются и недостатки в использовании полуавтомата:1. Сложность производства работ на открытом воздухе - углекислота может сдуваться с горелки;
2. Постоянная потребность в использовании газовых баллонов (которые требуют заправки), но, углекислота может быть заменена на порошковую сварочную проволоку, где роль защитного газа играет флюс, находящийся внутри сварочной проволоки. Единственный минус этого варианта это существенное удорожание процесса.
ptk-spb.ru
