Электросварка и типы сварочных аппаратов

Должен знать каждый
Нет комментариев
4511 просмотров

Электросварка – это способ скрепления между собой металлических изделий посредством их нагрева. Физика процесса наглядно представлена на рисунке 1.

Как известно, для крепкого и надежного скрепления двух деталей требуется большое давление. Но с помощью расплавления поверхностей скрепляемых изделий можно добиться возникновения межмолекулярных сил притяжения, которые и будут удерживать детали в сцепке без применения значительных давлений. На этом и основывается принцип электросварки.

Большим ее преимуществом по сравнению с другими видами скрепления деталей является то, что материал шва такой же, как и материал изделий, а значит, конструкция получается цельной и обладает одинаковыми эксплуатационными характеристиками по всему своему объему.

1

Рисунок 1 – Процесс электросварки

 

Физика процесса

Что бы начать варить нужно, подсоединить один кабель сварочного аппарата к изделиям, которые будут сцепляться, а другой провод с электродом необходимо подносить к месту сварки.

Свет, излучаемый в процессе сварки – это не что иное, как коронирование в воздушном промежутке между электродом и изделием. В момент пробоя создается электрический замкнутый контур (рисунок 2): источник питания; электрод; сцепляемые детали и источник питания — что и является причиной горения электрической дуги.

 2Рисунок 2 – Замкнутый контур, образующийся при сварке

 

Угол между электродом и электрической дугой должен составлять примерно 80 градусов, но может быть иным в зависимости от специфики деталей.

Для зажигания дуги можно использовать периодические постукивания электродом по материалу детали или его чирканьем по ней. В такие моменты возникает искра, и температура в воздушном зазоре поднимается, происходит пробой. В начальный момент дуга не стабильна. Необходимо регулировать величину электрического тока с помощью сварочного аппарата так, что бы она горела без погасаний.

Сварочный аппарат трансформаторного типа

Изначально сварочный аппарат — это самый обыкновенный понижающий трансформатор, представленный на рисунке ниже.

3

Рисунок 3 – Электрическая схема сварочного аппарата трансформаторного типа

 

Как видно из рисунка 3, напряжение, поступающее от сети (220-380 В) преобразуется понижающим трансформатором до более низкого значения для получения достаточной величины электрического тока на электроде. Требуемое значение тока зависит от диаметров сечений электродов, применяемых при сварке. Ориентировочно, это 20-30А. на 1мм диаметра электрода в сечении.

Для получения необходимой величины электрического тока используется регулирование коэффициента трансформации изменением количества витков или перемещением сердечника трансформатора. С помощью стабилизирующих, регулирующих устройств и фильтров на входе и выходе трансформатора ликвидируются мгновенные скачки напряжения, что необходимо для стабильного горения дуги без погасания.

Такой аппарат характеризуется простотой своего исполнения и долгой службой. Но существуют определенные ситуации, когда его комфортное использование затруднительно. Например, при нестабильном напряжении  в сети, когда оно не превышает значений в 170В. электросварка становится невозможной. Так же у таких аппаратов электрическая дуга является переменной, а значит, весьма непостоянна. Управляться с таким зверем под силу только уверенным сварщикам с опытом.

Сварочный аппарат инверторного типа

Ввиду развития полупроводниковой техники, значительно упрощающей жизнь и в тоже время улучшающей качество производимых работ, сварочный аппарат претерпел некоторые изменения и превратился в устройство с достаточно сложной внутренней архитектурой, получившей название сварочный инвертор (Рисунок 4).

4Рисунок 4 – Блок схема сварочного инвертора

 

Принцип действия такого аппарата заключается в том, что на выпрямителе происходит переход от переменного напряжения к постоянному. После чего выпрямленный сигнал поступает в инвертор, где опять претерпевает превращение, но уже в обратную сторону и вновь становится переменным с большей частотой. Такое преобразование позволяет в дальнейшем использовать высокочастотный трансформатор значительно меньших габаритов по сравнению с трансформаторами, рассчитанными на 50 Гц.

После трансформатора переменное напряжение вновь подвергается выпрямлению и в таком виде поступает на электрод. Сварка на постоянном токе более стабильна, а значит, шов получается куда качественнее, да и управляться с таким аппаратом значительно проще.

В сварочном инверторе постоянно ведется надзор за величиной тока и напряжения, осуществляется его непрерывное регулирование и фильтрация. Это делает возможным его плавное и точное изменение в широком диапазоне значений.

Сварочный аппарат на выпрямителе

Весьма часто применяются сварочные выпрямители (рисунок 5). Данный класс устройств представляет собой что-то среднее между сварочным трансформатором и сварочным инвертором. Здесь не происходит перехода от стандартной частоты сети к частотам на порядок ее большим. Однако на выходе сварочного трансформатора имеется выпрямительный мост, что позволяет осуществлять сварку на постоянном токе.

5Рисунок 5 – Сварочный выпрямитель

Рассмотренные схемы не иллюстрируют всего многообразия возможностей, реализованных на сегодняшний день. Каждый сварочный аппарат может похвастаться своей изюминкой, а значит и изменениями, внесенными в его внутреннюю электрическую архитектуру. Кроме того разработчики постоянно дополняют сварочные аппараты автоматикой, что позволяет во время сварки перестать волноваться о погасании дуги и полностью отдаться процессу.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх