Зварювальні апарати, типи, опис, обладнання

Апарат для зварювання серед усього розмаїття стройоборудованія займає особливе місце. Адже без нього не може обійтися жодне будівництво - іншого такого надійного способу з'єднання металевих конструкцій і труб просто не існує. Промисловістю випускається декілька різних конструкцій і типів зварювальних апаратів: трансформатори, інвертори, випрямлячі, генератори, напівавтомати. За допомогою інформації, викладеної в даній статті, вам стане простіше розбиратися у всьому цьому різноманітті.

зварювальний трансформатор

Завдання даного пристрою полягає в зниженні напруги з електромережі до необхідних показників (менше 141 V) і, крім того, регулювання зварювального струму до необхідних значень. Конструкція будь-якого трансформатора включає в себе сердечник (сталевий магнітопровід), а також дві обмотки в ізоляції (первинна обмотка підключається до мережі, а вторинна - з'єднується з тримачем, об'єктом зварювання). Якщо говорити про найбільш популярної серії трансформаторів ТДМ, то тут первинна обмотка жорстко об'єднана з сердечником, котушки ж первинної обмотки віддалені від котушок вторинної на певну дистанцію. Запалювання дуги потребує напрузі на вторинній обмотці в межах 55 V -60 V. для більшості застосовуваних при ручному зварюванні електродів досить 50 V.

Обертання гвинта виконується за допомогою ручки. При цьому котушки вторинної обмотки, об'єднані з сердечником, переміщаються по вертикалі. Так відбувається налаштування зварювального струму до необхідних параметрів. При наближенні обмоток (обертають рукоять по ходу годинникової стрілки) індуктивний опір зменшується, магнітний потік розсіюється. При цьому зварювальний струм зростає. Якщо буде виконуватися зворотне обертання, то зварювальний струм буде зменшуватися. Діапазон регулювання струму:

при послідовному типі з'єднання котушок в двох обмотках - 40А-180А,

при паралельному типі з'єднання - 65А-460А.

Розташована на кришці трансформатора рукоятка призначається для перемикання діапазону струму.

Коли даний трансформатор підключають до мережі змінного струму, в ньому відбувається наступний процес. Змінний струм надходить в первинну обмотку, що викликає намагнічування сердечника. Магнітний потік сердечника при проходженні через вторинну обмотку синтезує в ній змінний струм з більш низькою напругою, ніж той, що надходить на первинну обмотку. Якщо кількість витків буде більше, то напруга на вторинній обмотці буде більш високим, якщо менше - то напрузі нижче.

Рівень величини зварювального струму регулюють за допомогою керованого індуктивного опору, яке змінює потоки магнітного розсіювання. Існує два способи його зміни:

за допомогою переміщуються котушок, магнітні шунти або ступеневу (виткове) регулювання,

за допомогою доповнення конструкції трансформатора реактивної подушкою.

На вибір способу регулювання впливає магнітне розсіювання певного трансформатора: в разі підвищеного розсіювання застосовують перший спосіб регулювання, в разі нормального розсіювання - другий.

Вага трансформаторів для зварювання досить значний, а ось ККД при цьому невисокий (рідко перевищує 80%). При проведенні робіт цим обладнанням складно виконати шов високої якості, хіба що застосовувати особливі стабілізуючі електроди, які здатні поліпшити зварений шов. Проте, недоліки агрегатів компенсуються їх невибагливістю і невисокою ціною (від 6000руб.).

зварювальний випрямляч

Даний агрегат потребує підключення до мережі постійного струму. До складу конструкції випрямляча входить трансформатор, блок вентилів і дросель (в окремих моделях). Найпоширенішими є багатофазовий випрямлячі. У порівнянні з трансформаторами, вони більш мініатюрні, тому їх зручніше використовувати для зварювальних робіт. Вентилі випрямлювачів можуть бути селеновими або крем'яними. Другий тип вентилів має меншими габаритами, проте потребує додаткового охолодженні. ККД селенових вентилів менше, ніж ККД кремнієвих, проте вони більш стійкі до перевантажень.

Струм зварювання у випрямлячі можна регулювати трьома способами:

зменшенням / збільшенням дистанції між обмотками,

за допомогою дроселя насичення,

за допомогою розділених на секції обмоток трансформатора.

Випрямлячі збирають за такими схемами: трифазна мостова; однофазная бруківка двухполуперіодного випрямлення. Більш поширеною є збірка по першій схемі. Пояснюється це тим, що конструкція створеного по ній випрямляча містить меншу кількість вентилів. І при цьому зварювальний дуга горить набагато стійкіше.

зварювальний генератор

Цей пристрій складається з двох головних елементів, встановлених в одному корпусі - асинхронного двигуна і генератора постійного струму. Ротор двигуна і якір генератора змонтовані на одному загальному валу.

Генератори виконують за кількома схемами. З них найбільш поширеними є дві:

Обмотка збудження незалежна і розмагнічування здійснюється через послідовну обмотку. Такий генератор харчується за допомогою випрямляча з вентилями селеновими від мережі змінного струму. В результаті створюється магнітний потік, який на щітках генератора индуктирует напруга, це викликає збудження дуги. При зміні (перемиканні) на послідовній обмотці числа витків, оператор зварювання здійснює регулювання зварювального струму до необхідних характеристик.

Обмотка збудження є паралельною, обмотка розмагнічування - послідовної. Магнітні полюси даних генераторів вимагають феромагнітної сталі, тому що у них повинен бути залишковий магнетизм. Джерелом живлення служить дизельний (бензиновий) двигун.

Дані агрегати за своїми характеристиками далеко не ідеальні, оскільки вони досить дорогі (в середньому дорожче 50 000руб.), Володіють складною конструкцією, невисоким ККД (близько 70%), потребують високого витраті електроенергії (на 1 кг розплавленого металу 5кВт / год). Однак в польових умовах неможливо без них обійтися. Адже при відсутності електромережі тільки дизельні (бензинові) генератори здатні забезпечити запалювання, а також стійкість дуги.

Зварювальний інвертор

Даний агрегат виконаний на транзисторних схемах. На відміну від інших типів зварювальних пристроїв, вУкаіни ГОСТ на робочі параметри і пристрій зварювальних інвертерів не розроблений - кожним виробником розробляються власні ТУ.

Принцип його роботи наступний. Змінний струм надходить з електромережі в випрямляч. По дорозі він перетворюється в постійний струм. Потім він надходить в силовий модуль, де знову стає змінним, проте вже більш високої частоти. Наступним етапом є високочастотний трансформатор - від нього випрямлена напруга надходить на зварювальну дугу.

Конструктивно инвертер відрізняється від пристрою зварювальних випрямлячів і трансформаторів - в ньому відсутній силовий трансформатор. Робота інвертера грунтується на інверсії (тобто фазовому зсуві) напруги. Збільшення сили струму здійснюється каскадом і управляється за допомогою мікропроцесора. Отриманий в результаті струм має практично ідеальним значенням, що якісно впливає на зварювальні роботи. Електроблок силових схем інвертерів виконані на транзисторах IGBT (біполярний транзистор, ізольований затвор) або MOSFET (МОП-метал / оксид / напівпровідник).

Невеликі габарити і вага (не перевищує 10кг),

Високий ККД (від 85% до 90%),

Завдяки процесору відслідковуються найменші зміни в напрузі і струмі (в процесі зварювання залипання електрода повністю виключається),

Можливість здійснення «тонкої» регулювання зварювального струму в досить широкому діапазоні.

Висока чутливість до часток пилу,

Висока чутливість до зварювальних перевантажень (наприклад, якщо намагатися розрізати метал значної товщини),

Висока вартість (більше 9000руб.).

Зварювальний напівавтомат

Конструкція даного напівавтомата складається з блоку управління; джерела живлення (як правило, зварювальний випрямляч або інвертор); механізму подачі; зварювального дроту діаметром від 0,6 мм до 2 мм; балона, що містить активний газ (аргон при MIG -зварювання або вуглекислий газ при MAG -зварювання). При роботі на даному апараті електроди і утримувач електродів не використовують. Тут як робочий інструмент служить пальник, через яку подається дріт.

Говорячи про дріт, яка застосовується для напівавтоматів, слід сказати, що тут застосовуються сталеві, нержавіючі, флюсові і алюмінієві дроту (відмінно, якщо з обмедненной). Флюсових дріт також виготовляють зі сталі, але виконувати з нею сварку можна без створення атмосфери захисного газу.

Подача до об'єкта зварювання захисного газу дозволяє витіснити кисень. При цьому шов не окислюється, що значно покращує характеристики зварювання.

Досягається міцний шов довжиною близько декількох метрів,

Безпека і простота зварювання тонких металів (будь-яких сплавів алюмінію і марок сталі),

Завдяки блоку управління можна зберігати задані режими зварювання і їх наступною активацією.

Необхідність використання громіздких балонів з газом,

Високий рівень витрат інертного газу (при MIG -зварювання середня витрата аргону становить 9 л / хв.).

Середня їх вартість становить 20 000руб. (380 V) і 11 000руб. (220 V).

Створення зварювального апарату своїми руками

Щоб зробити такий агрегат самостійно, необхідно володіти певними навичками і мати специфічні матеріали. Проте, найпростіше пристрій, призначений для зварювання в побуті, може бути влаштовано навіть без знання електротехніки - будуть потрібні тільки звичайні автомобільні акумулятори (підійдуть і колишні у вживанні).

Отже, два 24-вольтів акумулятора або чотири 12-вольтів послідовно з'єднують за допомогою електричних кабелів з зажімамі- «крокодилами». При цьому до мінуса крайнього акумулятора під'єднують кабель з тримачем електродів, а плюс іншого крайнього акумулятора під'єднують через затиск і кабель зі зварюваної деталлю. І все - досить ефективно і просто!

Таке саморобний пристрій володіє декількома перевагами:

Рівний шов (оскільки відсутні скачки напруги),

Процес зварювання не залежить від електромережі.

Акумулятори по завершенні робіт можна застосовувати за прямим призначенням. Пояснюється це тим, що 3-х міліметровий електрод потребує струмі силою 90А-120А, тобто буде використано лише 60% штатної навантаження акумулятора.

Щоб постійно використовувати зварювальний апарат з акумуляторів, буде потрібно 54-вольтової зарядний пристрій (коли акумуляторів чотири штуки) і зарядний струм силою 5А (якщо ємність акумуляторів становить 55 Ah). При використанні саморобного пристрою з акумуляторів в літній період, потрібно періодично додавати в акумуляторні банки дистильованої води (ні в якому разі не водопровідну!), Тому що її рівень через випаровування буде знижуватися.

Як правильно підібрати зварювальний апарат

Насамперед не треба покладатися на значну масу пропонованого пристрою. Сучасні моделі апаратів в порівнянні з «важкими» трансформаторами мають в три рази меншою вагою. Кілограми, які складають вага пристрою, будуть особливо відчутні при частих переміщеннях від об'єкта до об'єкта. Якщо таке переміщення планується, то краще підібрати легкий зварювальний прилад.

Яка мережа буде живити апарат? В умовах виробництва це найчастіше 380 V. а в побуті - 220 V. Відразу ж варто відзначити, що якщо напруга в мережі скаче, краще віддати перевагу инвертору, оскільки будь-яке інше зварювальне пристрій просто згорить.

Які метали будуть зварюватись? Для чавуну або кольорових металів потрібен генератор або випрямляч, оскільки тут потрібен постійний струм. Якщо ж передбачається зварювати тонкий метал кузова автомобіля краще підходить напівавтомат. Для зварювання чорного металу можна використовувати трансформатор.

При підборі конкретної моделі необхідно звернути увагу, скільки даний агрегат здатний працювати без загрози перегріву. Ці дані вказують в паспорті пристрою під абревіатурою «ПВР» (тривалість часу роботи) або «ПВ» (тривалість включення). У СНД іУкаіни еталоном є п'ять хвилин, в країнах Європи - десять хвилин. Таким чином, значення «ПВ» в 20% для вітчизняних зварювальних пристроїв означає, що з ним можна працювати 5х20%, тобто 1 хвилину. Потім апарату знадобиться перерву в чотири хвилини. Якщо ж мова йде про імпортний приладі, то ті ж 20% означають наступне: 10х20% = 2 хв. роботи, після чого потрібні 8 хв. «Відпочинку». Чим сила зварювального струму менше, тим значення «ПВ» вище, тому що прилад перегрівається в меншій мірі. І навпаки. Оптимальними значеннями «ПВ» будуть: 15% -20% в побуті і 60% на виробництві.

Чим вище будуть показники вихідного струму і напруги, тим з більш товстими металами апарат може працювати. Але з іншого боку високі параметри викликають швидке нагрівання його обмотки, тобто вбудований термостат його швидше відключить. У зв'язку з цим буде менше фактичних робочих циклів і більше простоїв. Найкраще тут зупинитися на зварювальному пристрої, що володіє вихідними параметрами, які перевищують необхідні на 30%.

устаткування

Схожі статті

Попередня ◈ Наступна