Источники питания дуги при электродуговой сварке: Источники питания переменного тока для дуговой сварки

Источники питания переменного тока для дуговой сварки

Источники питания переменного тока для дуговой сварки

При дуговой сварке применяют переменный и постоянный ток и в соответствии с этим разнообразные источники питания: для переменного тока — сварочные трансформаторы, для постоянного тока — сварочные агрегаты, преобразователи и выпрямители.

Наиболее распространенным источником питания при ручной дуговой варке являются сварочные трансформаторы.

Падающая внешняя характеристика сварочных трансформаторов достигается включением в сварочную цепь реактора (регулятора), обладающего достаточным индуктивным сопротивлением. Реакторы выполняются в виде отдельных агрегатов или в комбинации с трансформатором, имеющем общий сердечник (рис. 18.40). Первичные обмотки трансформаторов изготавливают из голой меди на стандартное напряжение 220 и 3S0 В или с переключателями витков на 220/380 В.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рис 18. 40. Соединения трансформатора и регулятора:
1 — сеть; 2 — трансформатор; 3 — емкостный фильтр; 4 — регулятор; 5 — электрододержатель; 6,7 — свариваемые изделия

Промышленностью выпускаются несколько типов сварочных трансформаторов.

Сварочные трансформаторы типа ТСП. Переносные однопостовые трансформаторы, выпускаемые в двух исполнениях, предназначены для питания дуги при ручной дуговой сварке.

Трансформатор ТСП-1 имеет повышенную индуктивность рассеяния, необходимую для получения падающей внешней характеристики. Первичная и вторичная обмотки расположены надвухстержневом магнитопроводе, причем первичная обмотка имеется только на одном стержне. Особенностью трансформатора является то, что он не имеет подвижных частей в магнитопроводе. Регулировка сварочного тока производится переключением витков вторичной обмотки. Охлаждение трансформатора — естественное, воздушное.

Трансформатор ТСП-2 выполнен с подвижными катушками, поэтому регулирование сварочного тока производится изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. Оба трансформатора имеют однокорпусную конструкцию.

Сварочные трансформаторы типа ТС имеют большую мощность, но также являются однопо-стовыми. Сердечники трансформаторов стержневого типа. Катушки первичной обмотки неподвижны, а вторичной обмотки могут перемешаться с помощью ходового винта. Рукоятка этого винта выведена на крышку кожуха. Там же расположена шкала силы тока.

Сварочные трансформаторы типа СТЭ. Одно-постовые трансформаторы этого типа являются наиболее распространенными. Благодаря последовательно включенным регуляторам (реакторам) трансформаторы имеют падающие характеристики. Они имеют двухкорпусное исполнение и состоят из собственного однофазного понизительного трансформатора и регулятора, служащего для плавного регулирования силы сварочного тока и создания падающей характеристики. Регулятор, имеющий небольшую относительную массу, может легко перемещаться сварщиком, что обеспечивает удобство эксплуатации. Регулятор имеет одну обмотку из голой меди прямоугольного сечения.

Он снабжен механическим токоуказателем, шкала которого проградуирована в амперах, обеспечивающим погрешность показаний в пределах ±10%. Конструкция кожухов обеспечивает защиту от осадков, поэтому трансформаторы могут работать и на открытом воздухе.

Сварочный трансформатор ТД-500. Однопос-товой сварочный трансформатор предназначен для питания электрической дуги при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов переменным током частотой 50 Гц.

У него два диапазона регулирования тока. Для диапазона малых токов (85—240 А) напряжение холостого хода увеличено до 76 В, что обеспечивает хорошее зажигание и стабильное горение дуги при сварке электродами диаметром 3—5 мм. Обмотки трансформатора выполнены с теплостойкой и влагостойкой изоляцией. Трансформатор-регулятор собирается на общем магнито-проводе.

Подъем (увеличение сварочного тока) и опускание пакета (уменьшение сварочного тока) осуществляются электродвигателем мощностью 0,25 кВт через систему передач, которая включается двумя магнитными пускателями, управляемыми двумя пусковыми импульсными кнопками. Точная регулировка силы тока должна производиться по амперметру пульта управления автомата.

Сварочные трансформаторы ТДФ-1001 и ТДФ-1601 являются более мощными однопостовыми трансформаторами, предназначены для питания дуги однофазным переменным током частотой 50 Гц при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом. Регулирование тока осуществляется подмагничиванием магнитного шунта. Схема управления обеспечивает стабилизацию сварочного режима.

Трансформаторы выполняются в однокорпус-ном исполнении.

Источники питания сварочной дуги

При электродуговой ручной сварке применяют переменный и постоянный ток. Для питания аппаратов электродуговой сварки на переменном токе используют сварочные трансформаторы в одно- и двухкорпусном исполнении (табл. 13).

Для питания аппаратов электродуговой сварки на постоянном токе применяют сварочные машины (преобразователи, сварочные агрегаты с приводом от двигателя внутреннего сгорания), приведенные в табл. 14, а также сварочные выпрямители. Сварочные машины постоянного тока подразделяются по количеству питаемых постов (однопостовые и многопостовые), по способу установки (стационарные и передвижные), по роду привода (генераторы с электрическим приводом и генераторы с двигателем внутреннего сгорания).

Выпрямительные сварочные установки собирают из полупроводниковых элементов, которые обладают «свойством проводить ток только в одном направлении. В обратном направлении полупроводники практически не пропускают электрический ток. Наибольшее применение в сварочных выпрямительных установках получили селеновые полупроводниковые элементы. В СССР выпускаются выпрямительные сварочные установки ВС, ВСУ, ВСС, ВСК, ВКС и ВКСМ с селеновыми, кремниевыми и германиевыми выпрямительными блоками. Питание выпрямительных блоков осуществляется от трехфазного сварочного трансформатора, вмонтированного в установки.

Таблица 13
Техническая характеристика сварочных трансформаторов
Марка трансформатораНоминальная МОЩНОСТЬ, кетНоминальный сварочный ток при ПР-65%, аПредел регулирования сварочного тока, аНапряжение, вВес, кг
номинальное сварочноехолостого хода
ТС-120912050—160256890
ТС-30020300110—3853063185
ТС-50032500165—6503060250
ТСП-112160105-180257035
ТСК-50032500165-6503060280
ТСД-50042500200—60045800445
ТСД-1000-3761000400—12004269—78540
ТСД-2000-3180 .2000800—22005377-86670

Примечание. Трансформаторы марок ТС, ТСК, ТСП применяют для ручной электродуговой сварки, а марки ТСД — для автоматической и полуавтоматической дуговой сварки под слоем флюса при ПР-20% (ПР — продолжительность рабочего периода).

Таблица 14
Техническая характеристика сварочных машин постоянного тока
Тип машиныГенераторДвигательВес, кг
номинальный сварочный

ток при ПР-65%, а
номинальное

напряжение, В
предел регулирования

сварочного тока, а
типмощность
ПСО-300

ПСО-500-3

ПСО-800

ПСГ-350

ПСГ-500

ПСУ-500

ПСМ-1000-2

АСБ-300-7

АСД-300

АСД-3-1

АСДМ-200

АСДП-500

АСДП-500Г

АСДП-1000Г

АСДП-2×300Г

300

500

800

350

500

500

1000

300

300

500

200

500

500

1000

300 а на каждом

30

40

45

30

40

35

60

30

30

40

30

40

40

60

30
75—320

420—600

200-800

50-350

50—500

120—500

75-320

75-320

120—500

50—200

120—600

15-300

на каждом

300—1100

100—300

на каждом
Электрический

То же

»

»

»

»

»

Газ-МКА

5П4-4Г-8. 5/П

ЯАЗ—М20—4Г

Г495/11

Г495/11

Г495/11

1Д6—150

ЯАЗ—М20—4Г

14 квт.

28 »

55 »

14 »

28 »

28 »

75 »

30 л. с.

20 »

60 »

17 »

60 »

60 »

60 »

60 »

400

430

1040

400

500

550

1600

850

980

2500

700

5000

4900

6000

2500

Примечание: агрегаты АСБ- АСД и АСДМ смонтированы на рамах без колес, а АСДП —на двухосных прицепах.

1. Какие основные типы сварочных трансформаторов применяют для ручной электродуговой сварки трубопроводов?

2. Какие основные типы сварочных машин используют для ручной электродуговой сварки трубопроводов?

3. Назовите типы выпрямительных установок. Каково их назначение?

Все материалы раздела «Сварка труб» :

● Способы сварки трубопроводов и виды сварных соединений

● Подготовка труб под сварку

● Технология газовой сварки и резки

● Кислородно-флюсовая и дуговая резка

● Технология ручной электродуговой сварки, электроды

● Источники питания сварочной дуги

● Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом

● Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах

● Сварка трубопроводов из легированной стали

● Сварка трубопроводов высокого давления, термообработка сварных соединений

● Сварка трубопроводов из алюминия и его сплавов, из меди и ее сплавов

● Пайка трубопроводов, дефекты сварных швов

● Контроль качества сварных швов

● Виды сварки и применяемое оборудование

● Сварка и склеивание винипластовых труб

● Сварка полиэтиленовых трубопроводов

● Правила техники безопасности при резке и сварке трубопроводов

5.

1 Классификация источников питания для дуговой сварки

Источники питания для дуговой сварки, также называемые аппаратами для дуговой сварки, представляют собой машины переменного, постоянного или комбинированного переменного/постоянного тока. Они сконструированы для получения либо постоянного тока, измеряемого в амперах, либо постоянного напряжения (потенциала), измеряемого в вольтах.

Источники питания переменного тока (переменного тока) (сварочные аппараты, вырабатывающие переменный ток) включают следующие типы:

  • Трансформатор.
  • Генератор с приводом от двигателя или двигателя.
  • Инвертор.

Источники питания постоянного тока (аппараты, вырабатывающие постоянный ток для сварки) включают следующие типы:

  • Трансформатор с выпрямителем постоянного тока.
  • Генератор с приводом от двигателя или двигателя с выпрямителем постоянного тока.
  • Инвертор.

Комбинированные источники питания переменного и постоянного тока для дуговой сварки (источники питания, включающие трансформаторы с выпрямителем постоянного тока, генераторы с приводом от двигателя или двигателя с выпрямителем постоянного тока и инверторы) включают следующие типы:

  • Трансформатор с выпрямителем постоянного тока.
  • Генератор с приводом от двигателя или двигателя с выпрямителем постоянного тока.
  • Инвертор.

 Инвертор (специальный источник сварочного тока трансформаторного типа, который преобразует входящий переменный ток в постоянный, а затем обратно в переменный ток очень высокой частоты) источник сварочного тока представляет собой специальную машину трансформаторного типа, которая преобразует входящий переменный ток в постоянный. , затем обратно к очень высокочастотному переменному току. Затем этот высокочастотный переменный ток проходит через очень маленький и эффективный трансформатор. После прохождения через небольшой эффективный трансформатор переменный ток снова превращается в постоянный. Инверторы намного меньше, легче по весу и более эффективны, чем обычные машины трансформаторного типа. Они могут работать как машины постоянного тока или постоянного напряжения.

Для правильного описания источника питания для дуговой сварки необходимо предоставить следующую минимальную информацию:

  • Тип источника питания.
  • Производит ли источник питания постоянный ток или постоянное напряжение.
  • Производит ли источник питания переменный, постоянный ток или и переменный, и постоянный ток.

Примером такого описания может быть: «Сварочный аппарат представляет собой трансформатор, постоянный ток, машина переменного тока». Эту информацию можно найти на лицевой или передней части многих источников питания или на заводской табличке сзади машины. С опытом сварщик может определить это, взглянув на машину и зная, для какого процесса сварки она будет использоваться. Другая информация, помогающая классифицировать сварочные аппараты, будет рассмотрена далее в этой главе. Эта информация состоит из:

  • Рабочий цикл.
  • Номинальный сварочный ток.
  • Требуемая мощность.

Для удовлетворения разнообразных требований при выполнении различных работ сварочные аппараты предназначены для производства переменного или постоянного тока. Каждый сварочный аппарат может иметь различную конструкцию и мощность. Выбор конкретного сварочного аппарата также будет зависеть от таких дополнительных факторов, как стоимость, портативность и личные предпочтения пользователя.

Машины для дуговой сварки также можно классифицировать в соответствии с графиком электрической мощности конкретной машины. Такое визуальное представление называется статической вольт-амперной кривой (график выходной электрической мощности аппарата для дуговой сварки). Типичная вольт-амперная кривая будет подробно изучена в разделе 5. 2 и как показано на Рисунке 5-2. Кривая вольт-ампер отображает выходной электрический ток, измеренный в амперах, в зависимости от выходного напряжения. Помните, что ток относится к  теплота сварки  и это напряжение относится к  длине дуги .

Общий наклон вольт-амперной кривой называется выходным наклоном (Общий наклон вольт-амперной кривой источника питания). Некоторые выходные наклоны очень пологие, а другие очень крутые. Почти горизонтальные вольт-амперные кривые или наклоны выходного сигнала создаются машинами с постоянным напряжением. Аппарат для дуговой сварки, который создает крутой выходной наклон, называется аппаратом постоянного тока (аппарат для дуговой сварки, который производит постоянный ток) 

Характеристики источников питания для дуговой сварки

weldknowledge

На основании статических характеристик источники питания можно разделить на две категории

  • Источники питания постоянного тока или с падающими или падающими характеристиками.
  • Источник питания с постоянным потенциалом или постоянным напряжением или с плоской характеристикой.

Источник питания с постоянным напряжением не имеет выходного постоянного напряжения. Он имеет слегка нисходящий или отрицательный наклон из-за достаточного внутреннего электрического сопротивления и индуктивности в сварочной цепи, что вызывает незначительное падение выходных вольт-амперных характеристик.

При постоянном напряжении питания напряжение дуги устанавливается путем установки выходного напряжения на источнике. Источник питания должен подавать ток, необходимый для расплавления электрода со скоростью, необходимой для поддержания заданного напряжения или относительной длины дуги. Скорость привода электрода используется для регулирования среднего сварочного тока. Использование такого источника питания в сочетании с постоянной подачей электродной проволоки приводит к саморегулирующейся или саморегулирующейся системе длины дуги. Из-за некоторых внутренних или внешних колебаний, если происходит изменение сварочного тока, он автоматически увеличивает или уменьшает скорость плавления электрода, чтобы восстановить желаемую длину дуги.

постоянное напряжение или плоская характеристика

постоянный ток или падающая характеристика

Выходные вольт-амперные кривые для источника питания постоянного тока называются «падающими» из-за значительного снижения или отрицательного наклона кривых. Источник питания может иметь регулировку напряжения холостого хода в дополнение к регулировке выходного тока.

Изменение любого элемента управления изменит наклон кривой вольт-ампер. При изменении напряжения дуги изменение тока невелико, поэтому при сварке плавящимся электродом скорость плавления электрода будет оставаться довольно постоянной при изменении длины дуги. Эти источники питания необходимы для процессов, использующих относительно более толстые расходуемые электроды, которые могут иногда застревать в заготовке, или с неплавящимся вольфрамовым электродом, когда касание электрода для зажигания дуги может привести к повреждению электрода, если ток не ограничен. В этих условиях ток короткого замыкания должен быть ограничен, что обеспечивает безопасность источника питания и электрода.