Состав сварочного аппарата для ручной дуговой сварки

Обновлено: 17.05.2024

Если идёт речь о соединении плавлением, дуговая сварка будет одним из самых распространённых способов её осуществить. Источником нагрева в этом случае выступает электрическая дуга. Она поддерживается переменным или постоянным источником тока, а образуется благодаря дуговому разряду. Выбор оборудования сварочного поста для ручной дуговой сварки —это ответственный шаг. Все соединения производятся плавящимися и не плавящимися электродами. Ручным способ называется из-за зажигания дуги, её контроля и перемещения вдоль соединения, которое воспроизводится специалистом полностью самостоятельно, без помощи автоматизированного процесса.

Особенности сварочного поста

Сварочным постом принято называть рабочее место сварщика. Оно включает в себя все необходимое для полноценного проведения различного рода работ. Пост и все материалы не всегда в обязательном порядке должны находиться в специально подготовленном помещении.

При необходимости сварочное оборудование переносится на открытую местность. Поэтому посты делят на два вида — стационарные и мобильные (передвижные). На рабочем месте будут располагаться сварочные трансформаторы, чтобы осуществлять сварку с переменным током, или же выпрямитель для постоянного напряжения.

Сварочные посты зачастую включают в себя:

Рубильник.
Сеть питания.
Электродержатель.
Сварочные кабели.
Источник питания.
Зонд вытяжки.

Кабина поста также должна иметь свои определённые размеры: 1,5 м и не меньше 2 метров в высоту. Внутри она оборудована столом из металла, в верхней части необходимо установить зонд вытяжки. Стол имеет один или больше ящиков для хранения какого-либо инструмента. Никогда не стоит забывать о средствах личной защиты, к ним относится спецодежда, которая должна быть выдана сварщику.

Сварочное оборудование

Для ручной дуговой сварки принято использовать генераторы, трансформаторы или выпрямители. Подбор каждого из аппаратов производится в зависимости от типа и сложности сварочных работ. Но всё оборудование для осуществления дуговой сварки должно отвечать общим нормам.

К ним относятся:

наличие специального устройства для контроля силы тока;
обеспечение отсутствия нарушений в работе устройств при замыканиях;
наличие возможности холостого хода с поддержанием дуги, в случае если сварочная цепь будет разомкнута;
аппарат должен быть наделён высокими динамическими возможностями, то есть после короткого замыкания иметь возможность быстро восстановиться;
хорошие внешние показатели.

Более простое оборудование для ручной дуговой сварки, которое подойдет для использования в домашних условиях, будет отличаться парой свойств. Во-первых, сложные и простые агрегаты будут отличаться максимальными показателями сварочного тока. А во-вторых, будет разным рабочее время — на его протяжении в цикле и будет вырабатываться этот максимальный сварочный ток.

Генераторы

Сварочный генератор работает с характеристиками постоянного тока, способными обеспечить стабильное горение дуги для сварки. В его состав входят статор с магнитными полюсами и якорь с коллекторами и обмоткой. Когда якорь вращается в магнитном поле, которое создают полюса статора, в обмотках начинает появляться переменный ток, а коллекторы преобразуют его в постоянный.

В первом случае движение якоря сопровождается электродвигателем. Он расположен с ним на одном и том же валу. Это оборудование будет называться «сварочный преобразователь». В аппаратах для сварки вращающим устройством выступает двигатель ВС (внутреннего сгорания). Их преимуществами является возможность осуществлять соединение деталей без внешних источников электричества.

Выпрямители

Выпрямитель — это источник питания, который состоит из регулирующего устройства, блока выпрямителей и трансформатора. В основе его действия лежит питание электрической дуги постоянным током, который протекает по звену первичной обмотки и блоку кремниевых или селеновых выпрямителей. Чтобы получить падающую внешнюю характеристику, аппараты часто дополняются ещё одним дросселем. Стандартно сварочные выпрямители производятся по трехфазной схеме, так как у неё есть свои преимущества в виде большого числа пульсаций напряжения, для равномерной нагрузки самой цепи.

Трансформаторы

Это оборудование для дуговой сварки создано для обеспечения устойчивости электрической дуги. Это значит, что трансформаторы обязательно должны иметь соответствующие параметры. По стандарту, это падающая характеристика, ведь многие трансформаторы используются в том случае, когда нужна аргонодуговая сварка или сварка под флюсом.

В России промышленный ток установлен на отметке 50 Гц. Трансформатор обеспечивает преобразование высокого напряжения в более низкое, до того уровня, пока оно не будет соответствовать сварке. Вторичный показатель напряжения, учитывая холостой ход, равен 60-75 В. На малом токе 65-100 А. Чтобы дуга была стабильной, желательно использовать напряжение 75-80 В.

Сварочные аппараты. Виды, типы и работа сварочных аппаратов

Сварочный аппарат представляет собой электрическое устройство, с помощью которого осуществляется сварка. Этот процесс обеспечивает прочное и надежное крепление металлических деталей. Благодаря сварке выполняется множество работ в различных областях, от микроэлектроники до создания многотонных конструкций.

Среди основных преимуществ электросварки надежное и быстрое соединение материалов отличается минимальными затратами. При необходимости с помощью этого устройства можно даже резать металл. В последние десятилетия они создаются с использованием электронных компонентов. Благодаря этому их масса и габариты значительно снизились, что позволило расширить применение.

Сварочное оборудование характеризуется широким разнообразием, связанным с постоянным развитием сварочного производства, разработкой новых методов и приемов сварки. Исходя из конструктивных особенностей, в том числе принципа работы, можно выделить следующие виды аппаратов:

Сварочный выпрямитель.

Полупроводник снабжен блоком диодов, в результате чего ток переходит от переменного тока к постоянному. Основные преимущества- минимальное напыление, качественная сварка швов. Используется для сварки черных и цветных металлов, чугуна, алюминия, стали.

Сварочный трансформатор.

Работает благодаря переменному току. Существует несколько видов- увеличенное и стандартное магнитное рассеяние. Из-за большого веса с ним процесс сварки занимает очень много времени.

1. Принцип работы сварочного трансформатора

Сварочные аппараты этого типа работают с переменным током, сила которого регулируется изменением напряжения с помощью понижающего трансформатора. В результате обеспечивается надежная мощность сварочной дуги, температура которой может составлять несколько тысяч градусов.

Во многих конструкциях снижение напряжения до уровня, требуемого для поддержания стабильности сварочной дуги, достигается перемещением одной из обмоток вдоль магнитопровода–сердечника. Полученное рабочее напряжение, как правило, не превышает 80В при начальных уровнях 220– 380В. Индуктивное сопротивление обмоток изменяется, и таким образом регулируется величина сварочного тока.

Кроме того, используются также конструкции с подвижным магнитным шунтом или тиристором.

2. Принцип работы сварочного инвертора

Сварочный инвертор преобразует напряжение и обычный переменный ток (частота 50 Гц, напряжение сети 220 В) В значения, необходимые для формирования и поддержания сварочного электрода.

Схематично это происходит так:

Сначала переменный ток преобразуется в постоянный ток с помощью первичного выпрямителя. Для снижения напряжения с 220В до необходимого уровня служит инверторный блок, в котором постоянный ток снова переменный, но высокочастотный, как и напряжение.

Полученное в трансформаторе высокочастотное напряжение понижается до оптимального значения. В результате этих преобразований ток значительно увеличивается. После оптимизации напряжения высокочастотный переменный ток преобразуется во второй раз в постоянный. Далее его сила регулируется до необходимых величин.

Таким образом, в сварочном инверторе четко контролируется ток и напряжение. Это позволяет равномерно регулировать их уровни и выполнять широкий спектр сварочных работ для соединения деталей, даже огнеупорных металлов и сплавов.

Частично принцип работы сварочного автомата.

Колодки здесь не нужны. Потому что в сварочном полуавтомате используется специальная сварочная проволока, которая растворяется в газовой среде.

Чтобы было легче понять, что такое сварочный полуавтомат, достаточно знать, что это агрегат, в состав которого входит:

источник питания, который может быть сварочным инвертором или сварочным выпрямителем;
сварочная горелка;
система управления;
соединительные кабели и шланги.

Сварочная проволока поступает через специальное устройство в плоскую и правильную сварочную горелку. В место сварки также подается чистый углекислый газ или его аргоновая смесь.

Так, к вышеперечисленным компонентам агрегата логично подключить специальные емкости с газом, а также катушки с намотанной сварочной проволокой.

Надеемся, что информация о том, на чем основан принцип работы сварочного аппарата в зависимости от его типа, поможет лучше понять потребительские характеристики этого оборудования, которые необходимы в повседневной жизни, и сделать лучший выбор.

Сварочный аппарат.

Аппарат для аргонодуговой сварки.

Сварочное оборудование для плавки основного металла может выполнять следующие операции:

Плавкая сварка
Дуговая сварка и прокладка
Газовая сварка.
Электрошлаковая сварка и плавка.
Электронно-лучевая сварка.
Облицовка и резка.
Специальные виды сварки.

По степени механизации сварочные аппараты могут быть:

вручную
полуавтоматические
автоматическое.

Следующая классификация сварочных аппаратов следующая:

Бытовые. Они отличаются меньшей производительностью, не приспособлены к длительной эксплуатации. Однако сфера их применения достаточно широка, такие агрегаты используются для сварки арок, котлов, труб и т.д.;
Профессиональные. Они отличаются большим весом и габаритами, работают от сети 220 или 380 Вт. Большинство из этих моделей оснащены специальными колесами для облегчения движения. Они используются во многих отраслях строительства, в мастерских, при монтаже газопроводов, на заводах и т.д.

3. Сварочный аппарат устройство

Устройство каждой инверторной модели может иметь ряд особенностей,но большинство технических узлов дублируются. Панель приборов в основном включает в себя следующие элементы:

Каждый сварочный аппарат является преобразователем энергии. Устройство получает электрический ток от сети, а затем уменьшает его напряжение, увеличивая силу тока до необходимого значения. В этом случае частота тока изменяется, или постоянный ток возникает из переменного тока. Исключение составляют устройства, электрическая дуга которых генерируется энергией генераторов или батарей с двигателем внутреннего сгорания.

Сварочный полуавтомат имеет следующее устройство:

Газовый баллон (аргон или углекислый газ)
Шланг подачи газа
Проводная кассета
Механизм подачи проволоки
Проволочная подающая труба
Источник тока
Нагреватель газа
Газовая аппаратура
Блок управления
Схема управления.

Рассмотрим сварочный инвертор. Вся суть инверторной технологии заключается в корректировке переменного тока сети на постоянный сварочный ток с изменением промежуточной частоты.

Выпрямитель-это простой диодный мост. Этот блок получает переменный ток с промышленной частотой 50 Гц.

Фильтр выполнен из конденсатора и дроссельной заслонки. Выпрямленный ток подается в фильтр, где он сглаживается. В результате возникает постоянный ток, инвертор преобразует его в переменную с частотой 20-50кГц. В настоящее время существуют технологии получения тока частотой 100 кГц.

Силовой трансформатор обеспечивает снижение высокочастотного переменного напряжения до 25–40В. Кроме того, этот элемент увеличивает значение тока на ток, необходимый для сварки. Преобразуя высокочастотные токи, сварочный ток достигает необходимой силы. Благодаря многоступенчатому преобразованию тока можно использовать малогабаритный трансформатор. Так, для получения тока 160А в сварочном агрегате необходимо поставить медный трансформатор массой 18кг. В инвертор достаточно поставить трансформатор весом 0,25 кг.

Высокочастотный выпрямитель обеспечивает выравнивание переменного тока. Затем он передается на высокочастотный фильтр, что позволяет получить постоянный сварочный ток.

Указанные процессы преобразования энергии контролируются микропроцессорным блоком управления. Эта часть сварочных аппаратов является самым дорогим элементом.

Инверторные сварочные устройства сегодня выпускаются по двум различным полупроводниковым технологиям:

Основное их отличие-в транзисторах, которые отличаются током коммутации. Транзисторы MOSFET, если сравнивать с IGBT, отличаются большими размерами и весом, но имеют низкую стоимость. Кроме того, им понадобится больше, чтобы обеспечить одинаковую производительность.

Сварочный аппарат полуавтоматическим методом работает следующим образом:

Защитный газ направляется в область электрической дуги, что позволяет защитить металл от окисления воздуха и азота. В этом случае защитный газ может быть инертным в виде углекислого газа или гелия и аргона. Работа с металлом в среде инертного газа называется MIG. Работа с металлом в активной газовой среде называется MAG.
Через электродвигатель, редуктор, а также подающие ролики в зону сварки подается сварочная проволока.
Неразъемное соединение получают плавлением электродного провода, поступающего в горелку под действием электрической дуги в газовой среде. Необходимые поверхности склеиваются с помощью расплавленного металла, созданного тепловой энергией. В результате получается прочный, долговечный шов.

Так называемый полуавтоматический способ сварки, так как проволока подается автоматически, а контроль подачи, а также процесс сварки выполняется сварщиком вручную. Наконечник действует как сварочный контакт, на который подается питание от основного блока. Ток подбирается в соответствии с характеристиками обрабатываемого материала. Скорость передачи устанавливается через редуктор или коробку передач.

4. Преимущества и недостатки сварочных аппаратов

Широко используется сварочный аппарат. Его часто используют в быту, а также в профессиональной деятельности. Без такого аппарата невозможно обойтись во многих отраслях производства, отраслях и специализированных мастерских, например, по ремонту автомобилей. Эти устройства используются для надежной сварки металлических каркасов и других важных конструкций в строительстве. Без применения профессионального сварочного оборудования установка нефтепроводов и газопроводов невозможна.

Оборудование для дуговой сварки

Ручная дуговая сварка, источником теплоты которой служит электрическая дуга, занимает одно из ведущих мест среди различных видов сварки плавлением. Электрическая дуга, возникающая за счет дугового разряда между электродом и свариваемым металлом, возникает и поддерживается источником постоянного или переменного тока. Под действием теплоты, полученной при помощи электрической дуги, происходит плавление основного и присадочного материалов, в результате чего образуется сварочная ванна. Остывая, металл кристаллизуется, образуя прочное сварное соединение. Все операции по зажиганию дуги, поддержанию ее длины и перемещению вдоль линии шва выполняются сварщиком вручную без применения механизмов. Дуговая сварка выполняется как плавящимся, так и неплавящимся электродом.

Оборудование для дуговой сварки:

В качестве оборудования, создающего устойчивую сварочную дугу, применяют различные трансформаторы, выпрямители и генераторы. В зависимости от характера и интенсивности сварочных работ и размеров свариваемых деталей промышленность выпускает большой ассортимент оборудования с различными техническими характеристиками. Однако все они должны удовлетворять следующим требованиям:

иметь на зажимах источника тока напряжение холостого тока при разомкнутой сварочной цепи, достаточное для возбуждения и устойчивого горения сварочной дуги. При этом напряжение холостого тока должно быть безопасным, то есть не более 80 — 90В;
обеспечить ток короткого замыкания, не превышающий установленных значений, выдерживая продолжительные короткие замыкания без перегрева и повреждения возбуждающей обмотки;
иметь устройства для плавного регулирования силы сварочного тока;
обладать хорошими динамическими свойствами, обеспечивая быстрое восстановление напряжения после коротких замыканий;
обладать хорошей внешней характеристикой.

Для бытового потребления современная промышленность выпускает сварочные аппараты, отличающиеся двумя характеристиками. Первая из них — это максимальный сварочный ток, а вторая — время работы, на протяжении которого в 10 минутном рабочем цикле вырабатывается этот максимальный ток. К примеру, аппарат, рассчитанный на 140 амперный ток при 60% рабочем цикле должен обеспечить 140 ампер в течение не более 6 минут из каждых 10 минут работы. Остальные 4 минуты цикла отведены на режим холостого тока, при котором аппарат остывает.

Характеристики сварочного оборудования

Внешняя характеристика сварочного тока выражает зависимость между напряжением на зажимах выходных клемм и током в сварочной цепи (рис.1). Различают четыре вида внешних характеристик (крутопадающая I, пологопадающая 2, жесткая 3 и возрастающая 4) выбор которых зависит от вольт-амперной характеристики сварочной дуги. Под вольт-амперной характеристикой (ВАХ) (рис.2) понимают зависимость напряжения дуги от силы сварочного тока.

Рис. 1. Внешние характеристики источников питания для дуговой сварки

Рис. 2. Вольт-амперная характеристика дуги — А; зависимость напряжения дуги ( Uд ) от длины (Ld ) — Б

Вольт-амперная характеристика сварочного аппарата отличается от вольт-амперной характеристики любого другого источника питания своей нелинейной зависимостью. Это объясняется тем, что количество заряженных частиц в дуговом разряде не является величиной постоянной и зависит от степени ионизации, то есгь от силы тока, и говорит о том, что электрическая дуга в газах не подчиняется закону Ома. Из приведенного рисунка видно, что при малых токах (до 100 А) количество заряженных частиц в дуге интенсивно растет, а ее сопротивление при этом падает (падающая зона ВАХ I). Это объясняется ростом эмиссии катода при его разогреве. При возрастании силы тока дуга начинает сжиматься, рост заряженных частиц прекращается, а объем газа, участвующий в переносе заряженных частиц, сжимается (жесткая зона ВАХ II). Дальнейший рост вольт-амперной характеристики возможен только при увеличении расходуемой внутри дуги энергии (возрастающая зона ВАХ III).

Сварочные аппараты ручной дуговой сварки плавящимися электродами с защитным покрытием обычно эксплуатируются на ниспадающем и жестком участках ВАХ (зоны I и II). Для питания такой дуги применяют источники питания с крутопадающей и пологопадающей внешней характеристикой, так как отклонения тока при изменении дуги у этих аппаратов обычно незначительны. Это особенно важно при сварке в труднодоступных местах, когда сварщику приходится подбирать длину дуги.

Механизация процессов при сварке под флюсом или плавящимся электродом в защитных газах позволяет выполнять саморегулирование дуги при ее случайных отклонениях. Это достигается изменением скорости плавления электрода, то есть при уменьшении дуги автоматически повышается ток, и скорость плавления электрода увеличивается. Для такой сварки предпочтительнее источники питания с возрастающей ВАХ и возрастающей или жесткой внешней характеристикой.

Сварочные трансформаторы

Сварочные трансформаторы предназначены для создания устойчивой электрической дуги, поэтому они должны иметь требуемую внешнюю характеристику. Как правило, это падающая характеристика, так как сварочные трансформаторы используются для ручной дуговой сварки и сварки под флюсом.

Промышленный переменный ток на территории России имеет частоту 50 периодов в секунду (50 Гц). Сварочные трансформаторы служат для преобразования высокого напряжения электрической сети (220 или 380 В) в низкое напряжение вторичной электрической цепи до требуемого для сварки уровня, определяемого условиями для возбуждения и стабильного горения сварочной дуги. Вторичное напряжение сварочного трансформатора при холостом ходе (без нагрузки в сварочной цепи) составляет 60—75 В. При сварке на малых токах (60—100 А) для устойчивого горения дуги желательно иметь напряжение холостого хода 70 — 80 В.

Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием. На рис. 1 приводится принципиальная схема трансформатора с отдельным дросселем. Комплект источников питания состоит из понижающего трансформатора и дросселя (регулятора реактивной катушки).

Рис. 1. Принципиальная схема трансформатора с отдельным дросселем (сварочный ток регулируется изменением воздушного зазора)

Понижающий трансформатор, основой которого является магнитопровод 3 (сердечник), изготовлен из большого количества тонких пластин (толщиной 0,5 мм) трансформаторной стали, стянутых между собой шпильками. На магнитопроводе 3 имеются первичная 1 и вторичная 2 (понижающая) обмотки из медного или алюминиевого провода.

Дроссель состоит из магнитопровода 4, набранного из листов трансформаторной стали, на котором расположены витки медного или алюминиевого провода 5, рассчитанного на прохождение сварочного тока максимальной величины. На магнитопроводе 4 имеется подвижная часть б, которую можно перемещать с помощью винта, вращаемого рукояткой 7.

Первичная обмотка 1 трансформатора подключается в сеть переменного тока напряжением 220 или 380 В. Переменный ток высокого напряжения, проходя по обмотке 1, создаст действующее вдоль магнитопровода переменное магнитное поле, под действием которого во вторичной обмотке 2 индуктируется переменный ток низкого напряжения. Обмотку дросселя 5 включают в сварочную цепь последовательно со вторичной обмоткой трансформатора.

Величину сварочного тока регулируют путем изменения воздушного зазора а между подвижной и неподвижной частями магнитопровода 4 (рис. 1). При увеличении воздушного зазора а магнитное сопротивление магнитопровода увеличивается, магнитный поток соответственно уменьшается, а следовательно, уменьшается индуктивное сопротивление катушки и увеличивается сварочный ток. При полном отсутствии воздушного зазора а дроссель можно рассматривать как катушку на железном сердечнике; в этом случае величина тока будет минимальной. Следовательно, для получения большей величины тока воздушный зазор нужно увеличить (рукоятку на дросселе вращать по часовой стрелке), а для получения меньшей величины тока — зазор уменьшить (рукоятку вращать против часовой стрелки). Регулирование сварочного тока рассмотренным способом позволяет настраивать режим сварки плавно и с достаточной точностью.

Современные сварочные трансформаторы типа ТД, ТС, ТСК, СТШ и другие выпускаются в однокорпусном исполнении.

Рис. 2. Принципиальная электрическая и конструктивная схема трансформатора типа СТН в однокорпусном исполнении (а) и его магнитная схема (б). 1 — первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 3 — реактивная обмотка; 4 — подвижной пакет магнитопровода; 5 — винтовой механизм с рукояткой; 6 — магнитопровод регулятора; 7 — магнитопровод трансформатора; 8 — электродержатель; 9 — свариваемое изделие

В 1924 г. академиком В. П. Никитиным была предложена система сварочных трансформаторов типа СТН, состоящих из трансформатора и встроенного дросселя. Принципиальная электрическая и конструктивная схема трансформаторов типа СТН в однокорпусном исполнении, а также магнитная система показаны на рис. 2. Сердечник такого трансформатора, изготовленный из тонколистовой трансформаторной стали, состоит из двух, связанных общим ярмом сердечников,— основного и вспомогательного. Обмотки трансформатора изготовлены в виде двух катушек, каждая из которых состоит из двух слоев первичной обмотки 1, выполненных из изолированного провода, и двух наружных слоев вторичной обмотки 2, выполненных из неизолированной шинной меди. Катушки дросселя пропитаны теплостойким лаком и имеют асбестовые прокладки.

Обмотки трансформаторов типа СТН изготовляют из медного или алюминиевого проводов с выводами, армированными медью. Величину сварочного тока регулируют с помощью подвижного пакета магнитопровода 4, путем изменения воздушного зазора а винтовым механизмом с рукояткой 5. Увеличение воздушного зазора при вращении рукоятки 5 по часовой стрелке вызывает, как и в трансформаторах типа СТЭ с отдельным дросселем, уменьшение магнитного потока в магнитопроводе 6 и увеличение сварочного тока. При уменьшении воздушного зазора повышается индуктивное сопротивление реактивной обмотки дросселя, а величина сварочного тока уменьшается.

ВНИИЭСО разработаны трансформаторы этой системы СТН-500-П и СТН-700-И с алюминиевыми обмотками. Кроме того, на базе этих трансформаторов разработаны трансформаторы ТСОК-500 и ТСОК-700 со встроенными конденсаторами, подключенными к первичной обмотке трансформатора. Конденсаторы компенсируют реактивную мощность и обеспечивают повышение коэффициента мощности сварочного трансформатора до 0,87.

Однокорпусные трансформаторы СТН более компактны, масса их меньше, чем у трансформаторов типа СТЭ с отдельным дросселем, а мощность одинакова.

Трансформаторы с подвижными обмотками с увеличенным магнитным рассеянием. Трансформаторы с подвижными обмотками (к ним относятся сварочные трансформаторы типа ТС, ТСК и ТД) получили в настоящее время широкое применение при ручной дуговой сварке. Они имеют повышенную индуктивность рассеяния и выполняются однофазными, стержневого типа, в однокорпусном исполнении.

Катушки первичной обмотки такого трансформатора неподвижные и закреплены у нижнего ярма, катушки вторичной обмотки подвижные. Величину сварочного тока регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. Наибольшая величина сварочного тока достигается при сближении катушек, наименьшая — при удалении. С ходовым винтом 5 связан указатель примерной величины сварочного тока. Точность показаний шкалы составляет 7,5 % от значения максимального тока. Отклонения величины тока зависят от подводимого напряжения и длины сварочной дуги. Для более точного замера сварочного тока должен применяться амперметр.

Рис. 3. Сварочные трансформаторы: а — конструктивная схема трансформатора ТСК-500; б — электрическая схема трансформатора ТСК-500: 1 — сетевые зажимы для проводов; 2 — сердечник (магнитопровод); 3 — рукоятка регулирования тока; 4 — зажимы для подсоединения сварочных проводов; 5 — ходовой винт; 6 — катушка вторичной обмотки; 7 — катушка первичной обмотки; 8 — компенсирующий конденсатор; в — параллельное; г — последовательное соединение обмоток трансформатора ТД-500; ОП — первичная обмотка; ОВ — вторичная обмотка; ПД — переключатель диапазона токов; С — защитный фильтр от радиопомех.

Рис.4 Портативный сварочный аппарат

На рис. 3-а,б показаны принципиальная электрическая и конструктивная схемы трансформатора ТСК-500. При повороте рукоятки 3 трансформатора по часовой стрелке катушки обмоток 6 и 7 сближаются, вследствие чего магнитное рассеяние и вызываемое им индуктивное сопротивление обмоток уменьшаются, а величина сварочного тока увеличивается. При повороте рукоятки против часовой стрелки катушки вторичной обмотки удаляются от катушек первичной обмотки, магнитное рассеяние увеличивается и величина сварочного тока уменьшается.

Трансформаторы снабжены емкостными фильтрами, предназначенными для снижения помех радиоприему, создаваемых при сварке. Трансформаторы типа ТСК отличаются от ТС наличием компенсирующих конденсаторов 8, обеспечивающих повышение коэффициента мощности (соs φ). На рис. 3, в показана принципиальная электрическая схема трансформатора ТД-500.

ТД-500 представляет собой понижающий трансформатор с повышенной индуктивностью рассеяния. Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. Обмотки имеют по две катушки, расположенные попарно на общих стержнях магнитопровода. Трансформатор работает на двух диапазонах: попарное параллельное соединение катушек обмоток дает диапазон больших токов, а последовательное — диапазон малых токов.

Последовательное соединение обмоток за счет отключения части витков первичной обмотки позволяет повысить напряжение холостого хода, что благоприятно отражается на горении дуги при сварке на малых токах.

При сближении обмоток уменьшается индуктивность рассеяния, что приводит к увеличению сварочного тока; при . увеличении расстояния между обмотками увеличивается индуктивность рассеяния, а ток соответственно уменьшается. Трансформатор ТД-500 имеет однокорпусное исполнение с естественной вентиляцией, дает падающие внешние характеристики и изготавливается только на одно напряжение сети — 220 или 380 В.

Трансформатор ТД-500 ~ однофазный стержневого типа состоит из следующих основных узлов: магнитопровода — сердечника, обмоток (первичной и вторичной), регулятора тока, переключателя диапазонов токов, токоуказательного механизма и кожуха.

Алюминиевые обмотки имеют по две катушки, расположенные попарно на общих стержнях магнитопровода. Катушки первичной обмотки неподвижно закреплены у нижнего ярма, а вторичной обмотки — подвижные. Переключение диапазонов тока производят переключателем барабанного типа, рукоятка которого выведена на крышку трансформатора. Величину отсчета тока производят по шкале, отградуированной соответственно на два диапазона токов при номинальном напряжении питающей сети.

Емкостной фильтр, состоящий из двух конденсаторов, служит для снижения помех радиоприемным устройствам.

Правила техники безопасности при эксплуатации сварочных трансформаторов. В процессе работы электросварщик постоянно обращается с электрическим током, поэтому все токоведущие части сварочной цепи должны быть надежно изолированы. Ток величиной 0,1 А и выше опасен для жизни и может привести к трагическому исходу. Опасность поражения электрическим током зависит от многих факторов и в первую очередь от сопротивления цепи, состояния организма человека, влажности и температуры окружающей атмосферы, напряжения между точками соприкосновения и от материала пола, на котором стоит человек.

Сварщик должен помнить, что первичная обмотка трансформатора соединена с силовой сетью высокого напряжения, поэтому в случае пробоя изоляции это напряжение может быть и во вторичной цепи трансформатора, т. е. на электрододержателе.

Напряжение считается безопасным: в сухих помещениях до 36 В и в сырых до 12 В.

При сварке в закрытых сосудах, где повышается опасность поражения электрическим током, необходимо применять ограничители холостого хода трансформатора, специальную обувь, резиновые подстилки; сварка в таких случаях ведется под непрерывным контролем специального дежурного. Для снижения напряжения холостого хода существуют различные специальные устройства — ограничители холостого хода.

Сварочные трансформаторы промышленного использования, как правило, подключают к трехфазной сети 380 В, что в бытовых условиях не всегда удобно. Как правило, подключение индивидуального участка к трехфазной сети хлопотно и дорого, и без особой нужды это не делают. Для таких потребителей промышленность выпускает сварочные трансформаторы, рассчитанные на работу от однофазной сети с напряжением 220 — 240 В. Пример такого портативного сварочного аппарата приведен на рис.4. Этот аппарат, обеспечивающий разогрев дуги до 4000°С, уменьшает обычное сетевое напряжение, одновременно повышая сварочный ток. Ток в установленном диапазоне регулируется с помощью ручки, смонтированной на передней панели аппарата. В комплект аппарата входит сетевой кабель и два сварочных провода, один из которых соединен с электрододержателем, а второй - с заземляющим зажимом.

Обычно для домашних работ вполне подходят аппараты, вырабатывающие сварочный ток в 140 ампер при 20-процентном рабочем цикле. При выборе аппарата следует обращать внимание на то, чтобы регулировка сварочного тока была плавной.

Оборудование сварочного поста для ручной дуговой сварки

Рабочее место сварщика - это сварочный пост (рис. 20), который оснащен необходимым инструментом и оборудованием для выполнения работ. Сварочные посты могут быть оборудованы как в производственном помещении, так и на открытой производственной площадке (строительно-монтажные условия работы). В зависимости от условий работы сварочные посты могут быть стационарными или передвижными. Сварочные посты необходимо размещать в специальных сварочных кабинах. В кабинах в качестве источников питания размещаются наиболее распространенные однопостовые сварочные трансформаторы типа ТДМ для сварки на переменном токе, или сварочные выпрямители типа ВД или ВДУ для сварки на постоянном токе. Применяются также и многопостовые источники питания на несколько независимых постов.

Рис. 20. Сварочный пост для ручной сварки: 1 - сеть

электрического питания; 2 - рубильник или магнитный пускатель; 3 - источник питания; 4 - сварочные провода; 5 - электрододержатель; 6 - зонд местной вытяжки воздуха

Кабина сварочного поста должна иметь размеры: 2(1,5) или 2(2) м и высоту не менее 2 м. В кабине устанавливается металлический стол, к верхней части кабины подводится зонд местной вытяжки воздуха от вентиляционной системы. В столе предусматриваются выдвижные ящики для хранения необходимого инструмента и приспособлений. Сварочный пост комплектуется источником питания, электрододержателем, сварочными проводами, зажимами для токонепроводящего провода,

сварочным щитком с защитными светофильтрами, различными

зачистными и мерительными инструментами. Сварщики обеспечиваются средствами личной защиты, спецодеждой. Электрододержатель - приспособление для закрепления электрода и подвода к нему тока (рис. 21). Среди всего многообразия применяемых электрододержателей наиболее безопасными являются пружинные, изготовляемые в

соответствии с существующими стандартами: I типа - для тока до 125 А; II типа - для тока 125—315 A; III типа - для тока 315- 500 А. Эти электрододержатели выдерживают без ремонта 8 000—10 000 зажимов. Время замены электрода не превышает 3—4 с. По конструкции различаются винтовые, пластинчатые, вилочные и пружинные

Рис. 21. Типы электрододержателей: а - вилочный; б - 111игатовый; в - завода «Электрик»; г - с пружинящим кольцом

Щитки сварочные изготавливаются двух типов: ручные и головные из легких негорючих материалов. Масса щитка не должна превышать 0,50 кг. Защитные светофильтры (затемненные стекла), предназначенные для защиты глаз от излучения дуги, брызг металла и шлака, изготавливаются 13 классов или номеров. Номер светофильтра

подбирается в первую очередь в зависимости от индивидуальных особенностей зрения сварщика. Однако следует учитывать некоторые объективные факторы: величину сварочного тока, состав свариваемого металла, вид дуговой сварки, защиту сварочной ванны от воздействия газов воздуха. Размер светофильтра 52x102 мм. При сварке покрытыми электродами следует ориентироваться на применение светофильтров различных номеров в зависимости от величины сварочного тока: 100 А - №С5; 200 А-№С6; 300 А-№С7; 400 А-№С8; 500 А -№С9 ит. д. При сварке плавящимся электродом тяжелых металлов в инертном газе следует пользоваться светофильтром на номер меньше, а легких металлов - на номер больше по сравнению со светофильтром при сварке покрытыми электродами. При сварке в среде С02 применяют следующие светофильтры: до 100 А-№С1; 100-150 А-№С2; 150-250 А - № СЗ; 250—300 А -№С4; 300—400 А-№С5 ит. д. Светофильтры вставляются в рамку щитка, а снаружи светофильтр защищают обычным стеклом от брызг металла и шлака. Прозрачное стекло периодически заменяют. Кабели и сварочные провода необходимы для подвода тока от источника питания к электрододержателю и изделию. Кабели изготавливают многожильными (гибкими) по установленным нормативам для электротехнических установок согласно ПУЭ (Правила устройства и эксплуатации электроустановок) из расчета плотности тока до 5 А/мм2 при токах до 300 А. Электрододержатели присоединяются к гибкому (многожильному) медному кабелю марки ПРГД или ПРГДО. Кабель сплетен из большого числа отожженных медных проволочек диаметром 0,18— 0,20 мм. Применять провод длиной более 30 м не рекомендуется, так как это вызывает значительное падение напряжения в сварочной цепи. Рекомендуемые сечения сварочных проводов для подвода тока от сварочной машины или источника питания к электрододержателю и свариваемому изделию приведены в (табл. 2).

Сварочное оборудование для ручной дуговой сварки

Ручная дуговая сварка является самым распространенным видом соединения металла. Специально для нее создаются различные типы техники, которые рассчитаны на работу, как с толстыми, так и с тонкими электродами. Сварочное оборудование для ручной дуговой сварки является наиболее распространенным среди всей подобной техники. Для данного процесса требуется иметь ряд устройств, которые будут работать совместно. Комплект значительно меньше, чем тот который требуется для аргонодуговой сварки за счет более простого принципа проведения работ.

Оборудование для ручной дуговой сварки

Сварочное оборудование для ручной дуговой сварки покрытыми электродами предназначается для обеспечения условий проведения соединения металла. Основной функцией является преобразование тока из сети со стандартными параметрами в такой, который требуется для заданного режима сварки. Именно по этой причине на оборудовании есть множество настроек, параметры которых и определяют, подходит ли сварочный аппарат для сварки определенных изделий или нет.

Область применения оборудования очень широка. Его можно встретить как в домашних условиях, так и на серьезных предприятиях. Для каждой сферы желательно подбирать свой тип оборудования, так как профессиональные и бытовые модели сильно отличаются по внутренней компоновке и по функциональным особенностям.

Преимущества

Данная техника обладает значительными преимуществами, чем и заслужила столь широкую популярность среди многих пользователей. К основным из них относятся:

Широкий выбор изделий на современном рынке от отечественных и зарубежных производителей;
Относительно небольшая стоимость оборудования;
Высокая производительность во время работы;
Доступность расходных материалов;
Универсальность, за счет выбора различных режимов работы и параметров;
Наличие дополнительных функций, которые улучшают работу.

Недостатки

Несмотря на преимущества, тут есть ряд недостатков:

Плохо справляется со сложными типами сварки;
Не дает достаточного уровня защиты, как это происходит с газовой сваркой;
Скорость проведения сварочных работ может быть слишком высокой;
Большие затраты энергии при работе.

Виды оборудования для ручной дуговой сварки

Оборудование для ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом и обыкновенной дуговой сварки во многом похоже. Основной разновидностью техники является сварочный аппарат. Он может быть нескольких типов. Наиболее простой – это сварочный трансформатор. У него грубая настройка рабочих характеристик и работает он не столь экономично, как его более современный аналог. Но он может выдерживать более длительные нагрузки, а также прост в эксплуатации и ремонте. Для современной деятельности трансформаторы обладают большим серьезным недостатком. У них слишком большие габариты, так что используют их преимущественно стационарно в различных предприятиях.

Более современным и часто используемым является сварочный инвертор. Это компактное устройство, в котором помимо трансформатора, меньшего по размерам, есть еще масса электроники. Это одно из основных отличий этой разновидности. Инвертор не может работать длительное время, хотя некоторые профессиональные модели могут составить конкуренцию в этом параметре трансформаторам. Именно инверторы могут обладать рядом дополнительных функций, которые упрощают работу сварщика. Тем не менее, они чувствительны к ударам, попаданию пыли и влаги, их сложнее ремонтировать и стоимость такого оборудования намного выше.

В качестве дополнительного оборудования можно отметить держатели, которые устанавливаются отдельно. Вы можете подобрать наиболее удобную для вас модель, с которой комфортно будет работать.

Популярный модельный ряд

Сварочная техника постоянно развивается, и появляются новые более совершенные модели. На данный момент есть определенные изделия от проверенных производителей, которые успели заслужить наибольшую популярность среди покупателей. Это значит, что их цена и качество обладают хорошим соотношением, а рабочие характеристики оказываются весьма практичными. Среди самых популярных моделей можно отметить следующие:

Параметры	Значения
Тип	инвертор
Регулируемые пределы сварочного тока, А	5 – 200
Диапазон рабочего напряжения, В	150 – 240
Фазы питания	1
Напряжение х.х, В	65
Род рабочего тока	постоянный
Напряжение, В	20.8 – 28
Мощность номинальная кВ*А	8.8
ПВ, %	40
Диаметра наплавочных материалов, мм	1.6 – 5

Сварочный аппарат Fubag IR 200

Ресанта САИ 220

Параметры	Значения
Тип	инвертор
Регулируемые пределы сварочного тока, А	10 – 200
Диапазон рабочего напряжения, В	140 – 260
Фазы питания	1
Напряжение х.х, В	80
Род рабочего тока	постоянный
Напряжение, В	26
Мощность номинальная кВ*А	8.8
ПВ, %	70
Диаметра наплавочных материалов, мм	1.6 – 5

Сварочный аппарат Ресанта САИ 220

Параметры	Значения
Тип	инвертор
Регулируемые пределы сварочного тока, А	10 – 180
Диапазон рабочего напряжения, В	187 – 253
Фазы питания	1
Напряжение х.х, В	75
Род рабочего тока	постоянный
Напряжение, В	20.8 – 28
Мощность номинальная кВ*А	8.2
ПВ, %	60
Диаметра наплавочных материалов, мм	1.6 – 4

Сварочный аппарат Сварог 205

Критерии выбора

Современное сварочное оборудования для ручной дуговой сварки должно быть оснащено всеми необходимыми аксессуарами, которые нередко идут в комплекте с самим сварочным аппаратом. При выборе стоит в первую очередь ориентироваться на тип аппарата. По современным меркам инверторы значительно превосходят трансформаторы и не зря занимают первые места в рейтинге лучших и наиболее популярных моделей.

После этого стоит определиться с мощностью техники. Чем мощнее модель, тем с более толстыми электродами она сможет работать Сила тока является одним из основных параметров выбора, так как именно от нее зависит температура, с которой будет плавиться электрод. Слишком слабое значение все приводит к тому, что электрод будет залипать или не сможет проплавить металл до нужного значения. Запас иметь очень удобно, но мощные модели стоят выше остальных.

Если вам параметром будет период включения. Он показывает, сколько аппарат может проработать беспрерывно. В частной сфере завышенных требований к этому параметру не предъявляется, так как интенсивность использования здесь намного меньше. Для профессионалов приходится эксплуатировать аппарат по несколько часов подряд в течение рабочей смены.

«Важно!
Для специалистов не рекомендуется брать технику с ПВ ниже 80% на максимальных параметрах.»

Дополнительные функции являются очень приятным дополнением к инверторам. Следует проследить, чтобы на модели был форсаж дуги, антизалипание и горячий старт. Это основные функции, с которыми сложные соединения может провести даже новичок. Качество самих функций во многом зависит от производителя, так что нужно выбирать только проверенные торговые марки, чтобы все заявленные требования соответствовали действительности. Это также поможет более длительной службе оборудования.

Для удобства использования желательно ориентироваться на оборудование с цифровой шкалой. Это помогает выставить максимально точные параметры, чтобы они полностью соответствовали требованиям режимов.

Читайте также: