Ступенчатое регулирование сварочного тока
Обновлено: 19.05.2024
Одним из видов соединения и резки металлов является электросварка. Она выполняется при помощи сварочных аппаратов и электродов или специальной проволоки. Необходимая сила тока при этом зависит от диаметра электрода, вида работ – сварка или резка и толщины металла. Поэтому ее необходимо регулировать.
Несмотря на распространение новых, инверторных, аппаратов, у многих людей в гаражах и сараях остались старые устройства, которые нуждаются в ручной регулировке. Ее нельзя производить так же, как регулировать ток трансформатора в сварочном полуавтомате или инверторе, в которых эту работу выполняет электроника.
Устройство и принцип действия сварочного трансформатора
Трансформатор для электросварки, как и любой другой, состоит из трех основных элементов:
- Первичной обмотки. На нее подается напряжение. В домашних аппаратах катушка подключается к сети 220В, на производстве для уменьшения потребляемого тока на нее подается 380В.
- Вторичная обмотка с напряжением 45-110В. К ней подключается электрод и масса, а в сварочных выпрямителях диоды или диодный мост.
- Магнитопровод. Это сердечник, на котором наматываются катушки. Состоит из большого количества пластин трансформаторного железа и может быть тороидальной, прямоугольной и Ш-образной формы.
Устройства большой мощности дополнительно оснащаются пусковой и защитной аппаратурой, а также вентиляторами.
Есть три режима работы трансформаторов:
- Режим холостого хода. В нем аппарат работает при перерыве в процессе сварки.
- Рабочий режим. Это сварка или резка металла.
- Режим короткого замыкания. Появляется при залипании электрода.
Регулировка тока сварочного трансформатора производится в рабочем режиме.
Основным недостатком такого аппарата является переменное выходное напряжение. Это дает возможность использовать только углеродистые электроды и сваривать только обычный металл. Для сварки нержавеющих и высоколегированных сталей необходимы специальные электроды и использование сварочного выпрямителя.
Информация! В отличие от обычных трансформаторов, у сварочных аппаратов рабочий режим похож на режим короткого замыкания. Поэтому для уменьшения нагрева они мотаются проводом большего сечения.
Как уменьшить мощность сварочного
Как уменьшить сварочный ток
При производстве сварочных работ нередко требуется изменять параметры технологического процесса. Наиболее часто в регулировке нуждается сварочный ток. Некоторые аппараты имеют встроенные механизмы регулировки рабочих параметров. Если же ваше оборудование не снабжено регулятором, изготовьте его самостоятельно. Статьи по теме:
- — стандартный переключатель тока;
- — регулятор тока сварочного трансформатора.
Инструкция 1 Используйте для уменьшения силы сварочного тока способ его ступенчатой регулировки. Для этого измените число витков, подключая их к выводам вторичной обмотки трансформатора. Такой способ прост, но не позволяет производить изменение в широких пределах. 2 Подберите для вторичной цепи трансформатора стандартный переключатель, который выдерживает ток величиной до 250-260 А. Этот способ требует меньшего вмешательства в техническое устройство прибора, однако подобрать переключатель с параметрами, подходящими для конкретного сварочного аппарата, очень непросто. 3 Изготовьте регулятор сварочного тока с применением тиристоров. Достоинство приведенной на рисунке схемы заключается в его простоте и доступности большинства элементов, используемых в конструкции регулятора. Ко всему прочему, устройство практически не требует дополнительной настройки. 4 Регулировку параметров устройства произведите при отключенной первичной обмотке трансформатора. Тиристоры, являющиеся основными элементами конструкции регулятора, включите встречным образом, параллельно друг другу. 5 Момент регулировки тока регулируйте изменением сопротивления резистора R7. При этом изменятся параметры в первичной обмотке сварочного трансформатора. Таким способом удобно менять рабочий ток аппарата в ту или иную сторону. Диапазон изменения тока отрегулируйте, подобрав параметры данного резистора опытным путем. 6 Используйте в схеме регулятора силы тока транзисторы старого образца, например, ГТ308 или П416. При отсутствии этих приборов замените их на более современные высокочастотные приборы со сходными параметрами. 7 Если вам не удалось подыскать транзисторы VT1 и VT2, а также резисторы R5 и R6, размещенные в базовых цепях, замените их динисторами. Аноды динисторов присоедините к крайним выводам резистора R7, катоды подключите к резисторам R3 и R4. Наиболее подходит для использования в приведенной схеме динистор типа KH102. Источники:
Сварочный выпрямитель
Использование постоянного напряжения дает более качественный шов. Она позволяет кроме обычных видов обработки выполнять аргонно-дуговую сварку и другие виды работ.
Информация! Такие устройства кроме однофазных изготавливают трехфазные. Это увеличивает мощность с распределением нагрузки на три фазы и обеспечивает более “гладкое” выходное напряжение, без пульсаций.
Сварочные выпрямители различают по типу установленных выпрямительных блоков:
- С двумя диодами. Вместо одной вторичной обмотки мотаются две и диоды подключаются по схеме с общей средней точкой.
- С обычным диодным мостом. В однофазных аппаратах устанавливается обычный мост, из четырех диодов, в трехфазных – мост Ларионова, из шести.
- Транзисторные. Редко встречаются из-за слишком мощных выходных транзисторов.
- Тиристорные. Разновидность диодных аппаратов, но вместо диодов устанавливаются тиристоры и система управления. Регулировка осуществляется за счет изменения угла открытия тиристора и действующего значения напряжения.
- Инверторные. Современные электронные аппараты индивидуального использования. Ток регулируется ручками управления или кнопками, расположенными на передней панели.
Изменение магнитного потока
Данный способ управления используется в трансформаторных аппаратах сварки. Изменяя магнитный поток, меняют коэффициент полезного действия трансформатора, это в свою очередь меняет величину сварочного тока.
Регулятор работает за счет изменения зазора магнитопровода, введения магнитного шунта или подвижности обмоток. Изменяя расстояние между обмотками, меняют магнитный поток, что соответственно сказывается на параметрах электрической дуги.
На старых сварочных аппаратах на крышке находилась рукоятка. При ее вращении вторичная обмотка поднималась или опускалась за счет червячной передачи. Этот способ практически изжил себя, он использовался до распространения полупроводников.
Сварочный полуавтомат
Полуавтомат состоит из двух основных узлов:
- Блок подачи проволоки. Подает проволоку в зону сварки, дополнительно оснащается устройством подачи защитного газа.
- Устройство питания дуги. В качестве него используются сварочный выпрямитель или инвертор.
Справка! Ток полуавтомата регулируется в устройстве, питающем дугу.
Параметры аппаратов
Основными параметрами являются выходные ток и напряжение, а так же динамическая характеристика.
Выходной ток и напряжение
Основным параметром аппарата для сварки является выходной ток. От него зависит диаметр электродов и толщина металла. В индивидуальных аппаратах он достигает 200А. Поскольку выходное напряжение имеет значение только при зажигании дуги, в современных инверторных устройствах для уменьшения потребляемой мощности и габаритов выпрямителя этот параметр максимально снижен, а поджиг дуги обеспечивается дополнительными встроенными устройствами.
Выходное напряжение в однопостовых аппаратах составляет 45-65В. В больших аппаратах, рассчитанных на одновременную работу нескольких сварщиков, выходное напряжение может достигать 110В.
Динамическая характеристика
При изменении расстояния от конца электрода до детали меняется длина дуги и ее сопротивление. Поэтому не менее важной является динамическая, или вольт амперная характеристика – зависимость тока от длины дуги:
Крутопадающая, или мягкая. При росте тока в устройстве с такой характеристикой падает напряжение, что ограничивает его рост. Это обеспечивает более стабильную дугу при изменении расстояния до детали. В самодельных аппаратах небольшой мощности мягкая характеристика обеспечивается внутренним устройством – первичная и вторичная обмотки намотаны на разных частях магнитопровода. За счет особенностей конструкции без добавочных сопротивлений они могли работать с электродами определенного, для каждого аппарата своего, диаметра. В устройствах большей мощности динамическую характеристику смягчают балластные сопротивления. Эти методы могут совмещаться.
Пологопадающая, или жесткая характеристика. При жесткой характеристике напряжение не меняется, а ток, соответственно меняется при изменении длины дуги. Такие параметры имеют большие много постовые аппараты или автоматические устройства, поддерживающие постоянное расстояние между электродом и деталью.
Уменьшение колебаний питающей сети при проведении сварочных работ
Бытовые сварочные трансформаторы мощностью 2,2-3,3 кВт, изготовленные самостоятельно, при проведении сварочных работ вызывают уменьшение напряжения сети по нагрузке на несколько Вольт (сеть «садится»). Это приводит к пригасанию осветительных ламп и отражается на работе радиоаппаратуры, что вызывает нарекания со стороны соседей, напряжение в дома которых подается по одной линии.
Уменьшить колебания напряжения питающей сети можно с помощью конденсатора, подключенного к первичной обмотке сварочного трансформатора (рис.1), емкость которого зависит от мощности сварочного трансформатора, При выборе величины емкости конденсатора, необходимо воспользоваться графиком, приведенным на рис.2
Если менять величину емкости, меняется ток первичной обмотки трансформатора. Этот ток имеет минимальную величину при определенной емкости конденсатора С1 (случай параллельного резонанса первичной обмотки I и емкости конденсатора С1).
Кривая 1 соответствует току холостого хода, а кривая 2 — проведению сварки. При сварке потребляемый ток возрастает, что на том же самом напряжении сети и неизменной частоте говорит об уменьшении индуктивности первичной обмотки. Кривая 2 более полога — добротность контура тем меньше, чем меньше индуктивность. Точка «а» пересечения двух кривых тока дает оптимальное значение емкости. Ток, потребляемый от сети при сварке будет практически равен току при разрыве сварочной дуги. Практически оптимальная емкость определяется так: к первичной обмотке подключается емкость и измеряется ток в общей цепи. Если при зажигании дуги потребляемый ток увеличивается, то емкость следует увеличить.
При точном подборе емкости можно добиться постоянства потребляемого тока при сварочной дуге и ее отсутствию. Конденсаторы следует применять типа МБГО, МБГВ, К75-11 на рабочее напряжение не ниже 600 В при напряжении сети 220 В. Величина емкости порядка 50-100 мкФ (в зависимости от мощности сварочного трансформатора).
Регулировка сварочного аппарата
Есть разные способы управления током сварочного аппарата.
С подвижными обмотками и сердечником
Жесткость характеристики зависит от магнитной связи между первичной и вторичной катушками. Для ее изменения необходимо поменять расстояние между первичной и вторичной обмотками или величину воздушного зазора в магнитопроводе. Для этого сердечник или катушку крепят на специальной гайке, а винт оснащается рукояткой. При ее вращении гайка накручивается и подвижная часть меняет свое положение, что приводит к изменению тока.
Этот способ применяется в аппаратах переменного напряжения, а также дополнительно оснащенных диодными мостами.
Подмагничивание сердечника постоянным напряжением
Еще одним способом управления является подмагничивание сердечника постоянным напряжением. Намагниченный сердечник увеличивает сопротивление магнитному потоку, созданному первичной обмоткой. Это уменьшает ток дуги.
Интересно! На аналогичном принципе основана работа магнитного усилителя. Это устройство применялось в системах управления электроприводом до появления тиристорных преобразователей.
Балластные сопротивления
Одним из самых распространенных и простых способов регулировки является использование балластного сопротивления:
- Активный балластник. Представляет из себя несколько проволочных или ленточных сопротивлений, которые переключаются при необходимости изменить ток электросварки. Используются с аппаратами всех типов. В самодельных устройствах малой мощности вместо комплекта сопротивлений используется спираль или змейка из нихрома.
- Индуктивный балластник. Это дроссель, индуктивность которого может меняться при необходимости изменением числа витков или величиной воздушного зазора в магнитопроводе. Устанавливается последовательно со вторичной обмоткой до диодного моста.
Тиристорное управление
Эта регулировка применяется в выпрямителях, в которых часть или все диоды заменены тиристорами. При изменении угла открывания меняется действующее значение напряжения и ток устройства. Управление углом осуществляется переменными резисторами или более сложными схемами.
Недостатком этой схемы является превращение постоянного напряжения в пульсирующее, что ухудшает качество шва.
Важно! При угле открытия более 90° падает амплитудное значение, что ухудшает процесс зажигания дуги.
Регулировка первичной обмотки
Регулировка токов сварочного трансформатора по первичке осуществляется тиристорным ключом – двумя тиристорами, включенными встречно-параллельно при помощи переменного резистора, соединяющего управляющие вывода или небольшой транзисторной схемы.
Регулировка тиристорным ключом первичек позволяет управлять аппаратами переменного напряжения.
Все эти способы регулировки теряют свое значение вместе со старыми аппаратами и распространением новых, инверторных. Они экономичнее, легче, а некоторые магазины предлагают обменять старый катушечный сварочник на новый. Но пока старые устройства находятся в эксплуатации знание того, как же регулируется сварочный ток в трансформаторе позволит выполнять сварочные работы более качественно.
Изменение количества витков
При этом методе регулировка характеристик дуги осуществляется благодаря изменению коэффициента трансформации. Коэффициент трансформации позволяют изменить дополнительные отводы из вторичной катушки. Переключаясь с одного отвода на другой можно менять напряжение в выходной цепи аппарата, что приводит к изменению мощности дуги.
Регулятор должен выдерживать большой сварочный ток. Недостатком является трудность нахождения коммутатора с такими характеристиками, небольшой диапазон регулировок и дискретность коэффициента трансформации.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Регулирование сварочного тока в трансформаторе СТН осуществляется изменением воздушного зазора верхнего стержня магнитопровода. Для получения больших сварочных токов воздушный зазор необходимо увеличивать. [18]
Регулирование сварочного тока осуществляется посредством специального регулятора - дросселя переносного типа, который может быть установлен непосредственно у рабочего места сварщика. [20]
Регулирование сварочного тока смешанное, ступенчатое и плавное. Размагничивающая обмотка имеет две ступени, а в пределах каждой ступени плавное регулирование производится реостатом Р в цепи питания намагничивающей обмотки. [21]
Регулирование сварочного тока смешанное: две ступени с переключением числа витков размагничивающей обмотки и плавное, в пределах каждой ступени, при помощи реостата в цепи намагничивающей обмотки. Регулировочный реостат смонтирован на корпусе преобразователя. [22]
Регулирование сварочного тока производится двумя способами: грубая регулировка достигается устаиовкой щеток в одно-из двух фиксированных положений и тонкая регулировка - реостатом в цепи возбуждения регулируемой обмотки поперечных полюсов. Реостат возбуждения установлен на корпусе преобразователя. Двигатель преобразователя имеет короткозамкнутьш ротор. Преобразователь выполнен однокорпусным и установлен на колесах. [24]
Регулирование сварочного тока производится кнопками KVM и Кув. При нажатии кнопки Кув и срабатывании пускателя ПМБ двигатель ДПТ, вращаясь в противоположном направлении, увеличивает сварочный ток. Регулирование напряжения на дуге производится потенциометрами РНД в цепи независимого возбуждения генератора ГГ. Очевидно, что при увеличении напряжения, подаваемого на обмотку возбуждения ГГ1, заданное напряжение на дуге повысится. Для расширения диапазона регулирования напряжения дуги в цепи дуговой обмотки ГГ2 включено добавочное сопротивление СБ1, которое может шунтироваться выключателем ВШ. [25]
Регулирование сварочного тока производится переключением катушек вторичных обмоток ( два диапазона: большие и малые токи); плавное регулирование тока осуществляется нодмагничиванием шунта при помощи изменения величины тока в его обмотках: чем больше ток подмагничивания, тем больше и сварочный ток. [26]
Регулирование сварочного тока производится изменением расстояния ft между первичными и вторичными обмотками: с увеличением этого расстояния магнитный поток рассеяния увеличивается, а сварочный ток уменьшается. В трансформаторах этого типа могут быть установлены два диапазона сварочных токов: большие токи - при параллельном соединении катушек первичных и вторичных обмоток и малые токи - при последовательном соединении катушек. Трансформаторы ТД-300 и ТД-500 снабжены пакетным переключателем для одновременного переключения обмоток; в трансформаторах типа ТС эта операция более сложна и требует затраты времени: необходимо снять кожух и пересоединить перемычки первичных и вторичных обмоток. [27]
Регулирование сварочного тока производится при помощи секционированных обмоток трансформатора, специальным дросселем насыщения или изменением расстояния между обмотками. При многопостовой системе питания для создания падающей характеристики на каждом посту и регулирования сварочного тока служат балластные реостаты типа РБ. [29]
Регулирование сварочного тока осуществляется ступенями путем секционирования первичной обмотки. [30]
Однопостовые сварочные генераторы постоянного тока имеют падающую внешнюю вольт-амперную характеристику и хорошие динамические свойства. Ступенчатое регулирование сварочного тока достигается смещением щеток по коллектору или включением различного числа секций одной из обмоток. Плавное регулирование в пределах каждой ступени осуществляется с помощью реостата. [16]
Падающая характеристика выпрямителя достигается тем, что сварочный трансформатор имеет повышенное магнитное рассеяние. Ступенчатое регулирование сварочного тока осуществляется одновременным переключением ( переключателем П) фаз первичной и вторичной обмоток со звезды на треугольник. [18]
Однопостовые сварочные генераторы постоянного тока имеют падающую внешнюю вольт-амперную характеристику и хорошие динамические свойства. Они имеют ступенчатое регулирование сварочного тока , производимое смещением щеток по коллектору или включением различного числа секций одной из обмоток. Плавное регулирование в пределах каждой ступени осуществляется с помощью реостата. [20]
Монтажный трансформатор ТМ-ЗОО-П предназначен для питания сварочной дуги при однопостовой дуговой сварке на монтажных, строительных и ремонтных работах. Трансформатор обеспечивает крутопадающую внешнюю характеристику ( с отношением тока короткого замыкания к току номинального рабочего режима 1 2 - 1 3) и ступенчатое регулирование сварочного тока , что позволяет выполнять сварку электродами диаметром 3 4 и 5 мм. Он однокорпусный, имеет малую массу и удобен для транспортирования. Трансформатор ТМ-ЗОО-П имеет разделенные обмотки, что позволяет получать значительное индуктивное сопротивление для создания падающих внешних характеристик. Магнитопровод стержневого типа набирается из холоднокатаной текстурирован-ной стали Э310, Э320, ЭЗЗО толщиной 0 35 - 0 5 мм. [21]
Монтажный трансформатор ТМ-ЗОО-П предназначен для питания сварочной дуги при рднопостовой дуговой сварке на монтажных, строительных и ремонтных работах. Трансформатор обеспечивает крутопадающую внешнюю характеристику ( с отношением тока короткого амыкания к току номинального рабочего режима 1 2 - 1 3) и ступенчатое регулирование сварочного тока , что позволяет выполнять сварку электродами диаметром 3, 4 и 5 мм. Он однокорпусной, имеет малый вес и удобен для транспортирования. Трансформатор ТМ-ЗОО-П имеет разделенные обмотки, что позволяет получать значительное индуктивное сопротивление для создания падающих внешних характеристик. Магнитопровод стержневого типа набирается из холоднокатаной текстурированной стали Э310, Э320, ЭЗЗО толщиной 0 35 - 0 5 мм. Первичная обмотка состоит из двух катушек одинакового размера, полностью размещенных на одном стержне магнитопровода. [23]
При увеличении воздушного зазора а магнитное сопротивление магнитопровода увеличивается, магнитный поток соответственно уменьшается, а следовательно, уменьшается индуктивное сопротивление катушки и увеличивается сварочный ток. Регулирование сварочного тока рассмотренным способом позволяет настраивать режим сварки плавно и с достаточной точностью. Конструкция дросселя со ступенчатым регулированием сварочного тока ( рис. 4, б) позволяет изменять величину сварочного тока при помощи передвигающегося контакта, путем включения определенного количества витков обмотки. [24]
При увеличении воздушного зазора ТГ - иагнитное сопротивление магнитопровода увеличиваемся, магнитный поток соответственно уменьшается, а следовательно, уменьшается индуктивное сопротивление) катушки и увеличивается сварочный ток. Регулирование сварочного тока рассмотренным способом позволяет настраивать режим сварки плавно и с достаточной точностью. Конструкция дросселя со ступенчатым регулированием сварочного тока ( рис, 4 6) позволяет изменять величину сварочного тока при помощи передвигающегося контакта, путем включения - определенного количества витков обмотки, В этом случае регулирование сварочного тока будет ступенчатым. Магнитопровод дросселя в этом случае изготовляют неразъемным, вследствие чего конструкция его значительно упрощается, Совремеяяые сварочные трансформаторы типа СТН, ТД, ТС, ТСК, СТШ и другие выпускаются в одно-корпусном исполнении. [25]
При увеличении воздушного зазора а магнитное сопротивление магнитопровода увеличивается, магнитный поток соответственно уменьшается, а следовательно, уменьшается индуктивное сопротивление катушки и увеличивается сварочный ток. Регулирование сварочного тока рассмотренным способом позволяет настраивать режим сварки плавно и с большой точностью. Конструкция дросселя со ступенчатым регулированием сварочного тока ( рис. 4 б) позволяет изменять величину сварочного тока при помощи передвигающегося контакта, путем включения определенного количества витков обмотки. [26]
Читайте также: