Сварочный аппарат мпу 2

Обновлено: 25.04.2024

Плазменная сварка это высокотехнологичный способ обработки металлов. Без лишних преувеличений, его можно назвать лучшим, среди существующих методов сваривания.

Метод работы плазменной сварки

Метод плазменной сварки применим для сваривания и пайки тугоплавких металлов толщиной до одного миллиметра. Подходит также для сварки металлов с неметаллами и резки.

Сущность этого метода заключается в локальном расплавлении металла плазменным потоком. Плазма – ионизированный газ, который содержит заряженные частицы, обладающие способностью проводить ток. Ионизируется газ при нагреве сжатой дуги, вытекающей из плазмотрона. Ее температура может достигать 5000-30000°С.

В целом, есть сходство с аргонной сваркой, но там рабочая температура до 5000 градусов. Плазменная дуга считается более мощным источником энергии, чем обычная.

На чём работает

В данном методе используется направленная плазменная дуга, которая образуется из обычной электрической (дежурной). Основные характеристики: высокая температура и мощность, малый диаметр струи. Давление на металл увеличивается в разы по сравнению с электродуговой сваркой.

При работе с плазмой выполняются условия:

  • организуется защита электрода путем подачи инертного газа (аргон);
  • применяется неплавящийся вольфрамовый электрод с присадками тория;
  • разогретые стенки плазмотрона интенсивно охлаждаются.

Для запуска плазменной горелки может использоваться постоянный или переменный ток.

Справка! Плазма – это ионизированный газ, в состав которого входят нейтральные частицы и электрически заряженные.

Как это работает

После зажигания дежурной дуги ее сжимают в специальном устройстве (плазмотроне). Затем туда вдувают под давлением плазмообразующий газ (аргон). В результате зона разогревается до 50 000°С, газ увеличивается в объеме и истекает из узкого сопла с высокой скоростью.

К сведению! В обычном аргонодуговом аппарате температура достигает 5000–7000°С.

Тепловая и кинетическая энергии дополняют друг друга, образуя мощный источник. Вытекающая раскаленная струя, расплавляя металл деталей, образует шов. В зависимости от величины рабочего тока (малый, средний, большой) в технологии существуют различия.

Плазмообразующий и защитный газы проходят по отдельным каналам и не соприкасаются.

Как работает ручная сварка

Для малых объемов работ с черным и цветными металлами применяют ручные аппараты. После образования плазменной дуги сварщик подводит горелку к материалу, другой рукой подает в зону шва проволоку. Перемещая горелку и присадку вдоль шва, образует соединение. Технология позволяет вести сварку с присадками и без них.

Как работает автоматическая сварка

Автоматическая сварка применяется в промышленном производстве. Оператор управляет процессом с пульта. Разработаны автоматические установки:

  • для плоских деталей, труб;
  • однопроходные с подачей проволоки;
  • многопроходные;
  • для нанесения упрочняющего порошкового напыления и т.п.

Алюминий сваривают проникающей дугой. Чаще всего детали из алюминиевых сплавов обрабатываются автоматическими установками.

Внимание! Сварщик должен: защитить глаза от излучения; предупредить термические ожоги; в помещении использовать вытяжную вентиляцию.

Принцип работы плазменной сварки

Обычная дуга может превратиться в плазменную, благодаря двум процедурам. Сжатию, а также процессу принудительного вдувания плазмообразующего газа в дугу. В качестве этого газа используют аргон в чистом виде, или с добавкой гелия, водорода. Аргон необходимо использовать также как защитный газ. Электроды применяются вольфрамовые.



Дуга располагается в плазмотроне, его стенки активно охлаждаются водой, за счет этого и происходит ее сжатие. В результате чего, снижается поперечное сжатие дуги и как результат – рост мощности.

В тоже время со сжатием вдувается плазмообразующий газ в область дуги. За счет нагрева дугой он ионизируется и увеличивается в объеме в сто раз. В плазмообразующем газе содержится кинетическая энергия, она дополняет тепловую, которая образуется в дуге. За счет этого, плазменная дуга и отличается высокой мощностью. Есть несколько отличий плазменной дуги от обычной:

  • высокая температура;
  • цилиндрическая форма;
  • меньший диаметр;
  • давление на металл больше;
  • способность поддерживания дуги на малых токах (0,2–30А).

Типы плазменной сварки

Есть два варианта плазменной сварки. Первый – когда дуга горит между изделием и электродом. Процесс сварки осуществляется плазменной дугой. Второй – когда дуга горит между соплом и электродом, и выдувается газами. Процесс сварки происходит за счет использования струи плазмы. Первый способ более распространенный.

Прямого действия

Плазменной сваркой прямого действия называется плазменная сварка, при которой следует подключать используемый источник питания к металлическому изделию и электроду. Энергоносителем в данном случае служит электрический разряд.

Такая разновидность сварки достаточно часто применяется во многих отраслях современной техники для обработки самых различных металлов. Она характеризуется довольно большими показателями температур, а также широким диапазоном контроля многих свойств процедуры.

Процесс сварки прямого действия

Чтобы получить прямую плазменную дугу, необходимо использовать специальный плазмотрон с прямой дугой. Она возникает между обрабатываемым изделием и электродным стержнем, выполненным, как правило, из вольфрама, помещенным в небольшую газовую камеру. Сопло оборудования не имеет электрического заряда и предназначается для регулирования дуги. Последнее происходит за счет того, что через нее проходит рабочий газ, который постепенно нагреваясь, ионизируется и из сопла выходит плазменной струей цилиндрической формы, слабо расширенную к металлу.


Косвенного действия

Достаточно большой популярностью пользуется и плазменная сварка косвенного действия, представляющая собой сварку, проводимую при подключении источника питания одновременно к соплу и электроду для образования плазменной струи. В этом случае форма плазменной дуги напоминает конус с окруженной факелом вершиной, направленной в сторону изделия.

Процесс сварки косвенного действия

При выполнении плазменной сварки дугой косвенного действия тонкий газовый слой, окружающий дугу, практически не нагревается, в результате чего обеспечивается электрическая, а также тепловая изоляция между каналом сопла и дугой. Плазменная струя при этом не совмещается со столбом дуги.

Воздействие силы магнитного поля сварочного контура приводит к изгибанию линии тока. Частицы с зарядом разлетаются в стороны, соударяются друг с другом и образуют факел пламени из относительно горячего газового потока длиной в 10-20 сантиметров. Его температура повышается ближе к концу, достигая 800—1000°С.

Одним из способов проведения данного вида сварки называется атомноводородным. Переменный ток образуется между используемыми электродами из вольфрама. По каждому из них в необходимую зону поступает водородная струя, а само изделие находится вне сварочной цепи. Концы таких электродов оплавляются достаточно медленно, поэтому при работе в нормальном режиме расход вольфрама незначительный. Столб дуги окружается достаточно ярким факелом в виде плоского диска.

Как выполняется процесс плазменной сварки в нижнем положении?

Используя плазменную сварку, можно сваривать самые различные металлы и их сплавы, находясь в нижнем пространственном положении. Плазмообразующими газами являются аргон и гелий, которые нередко применяются и в качестве защитного вещества. Данный способ сваривания используется в тех случаях, когда швы идут в горизонтальном направлении по горизонтально расположенной поверхности.

В процессе плазменной сварки в нижнем положении из сильно нагретого электрода жидкий металл под силой собственного веса постепенно стекает в специальный кратер, а затем накапливается в небольшой расплавленной ванне из металла. Его вытеканию препятствуют сварные кромки обрабатываемых изделий. Также из сварочной ванны выходят шлаковые и газообразные вещества, за счет чего качество швов получается значительно лучше.

Сварные швы можно выполнять либо на себя, либо слева направо. Благодаря применению такой техники можно полностью контролировать весь процесс.

Виды плазменной сварки

Плазменная сварка бывает трех видов, обусловлено это силой тока:

  • микроплазменная;
  • на среднем токе;
  • на большом токе.

Каждый способ эффективен в своей области использования. Это еще раз подчеркивает прогрессивность и популярность метода плазменной сварки.

Микроплазменная сварка

Плазменная и микроплазменная сварка – это метод соединения (а также резки) деталей с использованием ионизированного газа с температурой от 5 000 до 30 000 C, который называется плазмой.

Отличие от плазменной сварки

Как можно отличить плазменную сварку от микроплазменной? Если величина силы тока, применяемого при сварке, составляет до 25 А – сварку называют микроплазменной, если сила тока больше – речь идет о плазменной сварке. В отличие от плазменного процесса микроплазменная сварка происходит при воздействии микротоков, что позволяет соединять детали малой толщины от 0,025 до 0,8 мм.

Чаще всего микроплазменная сварка используется для соединения тонкостенных деталей приборов, для соединения трудносвариваемых металлов, например, алюминия, пластмасс, даже тканей.

Для выполнения процесса сварки нужен плазмообразующий газ, это, как правило, аргон, и защитный газ. Чаще всего это тоже аргон либо гелий, углекислый газ, или смесь аргона с гелием, водородом.

Для получения плазмы используется устройство, называемое плазмотрон. Когда включается источник питания, от вольфрамового электрода к соплу проходит дежурная электрическая дуга.

По мере приближения горелки к свариваемым деталям, когда между ними остается 1-1,5 мм, образуется дуга между электродом и изделием, в этот момент плазмообразующий и защитный газы смешиваются. В сопле очень малого размера дуга плотно обволакивается защитным газом, образует узкую плазменную струю в виде «шила».

При такой форме получаются сварные швы малой толщины. В этом случае деформация деталей встречается редко, поскольку площадь нагрева незначительна. Сварку можно проводить на постоянном токе или в импульсном режиме.

Устойчивое горение плазмы позволяет выполнить сварочные швы высокого качества даже малоопытным сварщикам

Процесс может производится на ручном и автоматическом оборудовании.

Аппараты для микроплазменной резки

Во всех аппаратах для осуществления микроплазменной сварки есть два основных узла, которые определяют возможности соединений.

Первый узел: источник питания, инвертор. Также содержат устройство для розжига электрической дуги, автоматику. Различаются по:

  • продолжительности нагрузки, %;
  • величине силы тока (номинальной и регулируемой), А;
  • напряжению холостого хода, В;
  • потребляемой электрической мощности, кВА.

Для соединения черных, тугоплавких деталей применяется МПУ-4, Н-146. Установка УМПС-0301, И-167 считаются более современными и удобными, сваривают почти все металлы, включая алюминий.

Вторым компонентом является плазмотрон. Отличаются друг от друга конструктивными характеристиками, такими как:

  • Наибольшая толщина стали, которую можно сварить за 1 проход.
  • Сила тока (прямой дуги и дежурной), А.
  • Размер электрода, мм.
  • Размер сопл (плазмообразующих и для защитных газов), мм.

Плазмотроны типа УСДС.Р-45 и Т-169 могут сварить сталь толщиной до 2,5 мм, ими укомплектованы установки МПУ-4, Н-136. Плазмотроны ОБ-2592 и ОБ-2628 разработаны позднее, более удобны, имеют лучшую, более экономичную конструкцию, эргономичны. Ими дополнены новые источники питания УМПС-0301, И-167, Н-155.

Существуют и готовые установки, сразу же укомплектованные всеми необходимыми компонентами. К ним относятся аппараты Microplasma 20,50,150, отличающиеся друг от друга мощностью установки, а также Мультиплаз 3500, 4000, 7500, имеющие возможность сварки водно-спиртовой смесью.

Порядок работы с плазменной сваркой

Работа с плазменной сваркой начинается с проверки требований правил безопасности при работе. В этом случае есть вероятность взрыва сжатого газа, ожог от расплавленного металла, пожар, поэтому сварщик должен быть обеспечен защитным костюмом, обязан соблюдать осторожность и продумывать последовательность своих действий.

В процессе выполнения работ существует вероятность поражения электрическим током, сварщику необходимо быть внимательным, стоять на токоизолирующем коврике.

При повышении силы тока увеличивается шум до 115 дБ, тогда необходимо защищать уши от шума с помощью беруш либо с помощью противошумной каски, наушников.

Для защиты от выделений газов, пыли помещение нужно оборудовать не только общей, но ещё местной вентиляцией.

Для защиты глаз от пыли, частиц металла, газа необходимо надеть очки защитные со светофильтрами В-2 или В-3 или защитный щиток.

Перед работой подготовить детали: очистить кромки, выполнить разметку соответствующим инструментом. Риски, царапины и разрывы не допускаются на свариваемых поверхностях, их необходимо удалить или зачистить.

Включить сварочный аппарат, отрегулировать подачу сжатого газа.

Задать ток резки, он выбирается в зависимости от толщины свариваемых изделий.

Запустить горелку. Если дуга не зажигается с трех попыток, нужно проверить износ электрода и сопла, питание.

Зазор между соплом и свариваемыми изделиями должен быть 3-5 мм. Когда будет получена нужная дежурная дуга, можно начинать процесс сварки. Для этого нажимаем на пусковое устройство плазмотрона. Когда горелка приближается к изделиям, образуется дуга между изделием и горелкой. Происходит сварка, при этом нужно следить за скоростью сварки: при высокой скорости возможен непровар детали, при слишком медленной – перегрев, прожог. Самая высокая температура факела образуется возле сопла.

После окончания сварки выключить горелку и источник питания. Охладить горелку в жидкости.

Установки и аппараты для микроплазменной сварки

Основное оборудование для данного вида сварки - аппараты и установки микроплазменной сварки с источниками питания и плазмотронами. В зависимости от степени механизации и условий эксплуатации в комплект оборудования могут входить: механизм подачи присадочной проволоки, вращатель, механизм продольного перемещения плазмотрона либо изделия, технологическая оснастка для сварки различных типов соединений, автономная система охлаждения и др.

Все источники питания для микроплазменной сварки состоят из следующих основных узлов: силовой блок постоянного или переменного тока, блок дежурной дуги и устройство ее поджига. В источнике размещены элементы коммуникаций по воде и газам, элементы автоматики: гидравлические реле, электрогазоклапаны, ротаметры, контакторы и др.

Таблица 1 Технические характеристики аппаратов и установок для микроплазменной сварки.

(* Взаимозаменяемость плазмотронов к различным типам аппаратов и установок ограничена только несоответствием предельных сил тока сварки).

Установка МПУ-4 предназначена для сварки черных, цветных, легких и тугоплавких металлов и сплавов малых толщин (0,15. 1,5 мм) в зависимости от физико-химических свойств свариваемых металлов и типа шва на постоянном и импульсном токах прямой и обратной полярности. Ступенчатая регулировка силы сварочного тока осуществляется переключением катушек трехфазного сварочного трансформатора, плавная — их перемещением.

Рисунок 1. Плазмотрон установки (аппарата) микроплазменной сварки

Плазмотрон установки (аппарата) микроплазменной сварки

Аппарат Н-146 предназначен для сварки черных и цветных металлов, в том числе алюминия и его сплавов, толщиной менее 2,5 мм на постоянном и переменном токе. Аппарат снабжен встроенной системой охлаждения и может быть использован как в стационарных, так и в полевых условиях. Регулировка сварочного тока осуществляется перемещением подвижных катушек однофазного сварочного трансформатора.

Аппарат Н-155 предназначен для сварки переменным асимметричным током алюминия, магния и их сплавов при толщине 0,4. .2,5 мм. Безынерционное регулирование сварочного тока производится путем изменения угла открытия силовых тиристоров, раздельно включенных в цепи электрода и плазмообразующего сопла. Аппарат обеспечивает плавное нарастание и снижение силы сварочного тока, высокую устойчивость сварочной дуги вследствие ускоренного перехода сварочного тока через нулевое значение и инжектирования при этом в дуговой промежуток стабилизирующих импульсов напряжения.

Аппарат И-167 предназначен для сварки черных и цветных металлов (кроме алюминия, магния и их сплавов) толщиной 0,5. 3 мм в непрерывном и импульсном режимах тока прямой полярности. Принцип работы аппарата основан на формировании крутопадающей (близкой к "штыковой") внешней вольт-амперной характеристики сварочного трансформатора в результате подмагничивания постоянным током магнитного шунта, расположенного между первичными и вторичными обмотками трехфазного сварочного трансформатора. Аппарат характеризуется пониженными пульсациями сварочного тока и высокими нагрузочными параметрами (ПН-100%), что позволяет его применять в составе автоматических линий и механизированных участков при высоких скоростях сварки. В аппарате обеспечивается снятие напряжения с плазмотрона при преднамеренном или случайном обрыве дежурной дуги, а также плавное гашение дуги (заварка "кратера") в конце процесса сварки.

Установка УМПС-0301 предназначена для сварки черных и цветных металлов (кроме алюминия, магния и их сплавов) толщиной 0,1. 1,5 мм в непрерывном и импульсном режимах горения дуги. Принцип безынерционного плавного регулирования сварочного тока в установке основан на изменении индуктивного сопротивления одного из двух трехфазных дросселей переменного тока, включенных последовательно со вторичными обмотками трехфазного сварочного трансформатора, имеющего жесткую вольт-амперную характеристику. В установке предусмотрено обеспечение плавного гашения сварочной дуги (заварка "кратера") в конце процесса сварки, а также снятие напряжения с плазмотрона при преднамеренном или случайном обрыве дежурной дуги. Установка снабжена выносным пультом дистанционного управления.

Требования, предъявляемые к конструкции плазмотрона, достаточно высоки. Он должен обеспечивать: стабильное горение дежурной и основной дуги в рабочем диапазоне токов; диэлектрическую прочность при высокочастотном поджиге дежурной дуги; надежную защиту металла сварочной ванны от воздействия атмосферы; безотказную работу наиболее теплонагруженных элементов — электрода и плазмообразующего сопла, а в случае необходимости простоту их замены; возможность точной центровки электрода относительно канала плазмообразующего сопла и регулировки его продольного перемещения; удобство и маневренность при сварке.

Типовая схема плазмотрона представлена на рис.1. Основой конструкции являются катодный К и анодный А узлы, разделенные между собой изолирующей шайбой Ш. В катодный узел входят: электрод 2, цанга б, вкладыш 3 регулировки вылета электрода, верхний корпус 4 с коммуникациями подвода тока и плазмообразующего газа—аргона. Анодный узел включает: плазмообразующее 9 и защитное 8 сопла; нижний корпус 7 с камерой охлаждения и коммуникациями подвода тока, защитного газа и охлаждающей воды. Для изоляции цанги 6 крепления электрода и нижнего корпуса 7, находящихся под разными потенциалами, между ними установлена изолирующая втулка 5. Сверху катодный узел закрыт крышкой 1.

Таблица 2.Технические характеристики серийно выпускаемых плазмотронов для микроплазменной сварки.

АППАРАТЫ ДЛЯ МИКРОПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ НА ПРЯМОЙ ПОЛЯРНОСТИ

Аппарат А-1255. Одним из первых аппаратов для микроплаз­менной сварки на прямой полярности черных и цветных метал­лов является источник питания постоянного тока с линейно­падающей характеристикой (аппарат А-1255). Он выпускался Опытным заводом ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР в 1968— 1971 гг.

Источник питания (рис. 51) состоит из стандартного трех­фазного трансформатора [2] Тр2 (ТТ-0,63) с жесткой внешней характеристикой и вентилей Д1 — Д6 (Д-243), собранных по схеме Ларионова. Положительный полюс выпрямителя заземлен через реостат R1 (РСПС-3) и амперметр, а отрицательный пода­ется на электрод плазменной горелки через защитный дрос­сель Др. Изменением сопротивления реостата, а также переклю­чением его плеч осуществляется регулировка величины сварочно­го тока от 0,5 до 10 А. Напряжение холостого хода силового вы­прямителя равно 50 В. В аппарате имеется еще один выпрями­
тель для питания дежурной дуги, горящей между электродом и соплом плазменной горелки. Он также выполнен из стандартных элементов: трехфазного трансформатора ТрЗ (ТТ-0,25) и венти­лей Д7 — Д12 (Д-243Б). «Минус» выпрямителя дежурной дуги соединен с отрицательной клеммой силового выпрямителя, а «плюс» подается на сопло через балластный резистор R2 (ПЭВР-100—150 Ом), с помощью которого можно регулировать ток в пределах 0,8—1,5 А. Предусмотрена возможность увели­чения тока дежурной дуги до 2 А, например в момент поджига.

Это достигается параллельным включением обоих выпрямите­лей тумблером В4. Напряжение холостого хода выпрямителя дежурной дуги 100 R От этого же выпрямителя запитывается схема поджига (осциллятор), состоящая из генератора импуль­сов (Д13у ДІ4, С5, R3, R8) с высоковольтным трансформатором Тр1 и схемы запуска тиристора ДІЗ (Діб, ДПУ R4, /?5, С6, Гр4). Последняя представляет собой і? С-накопительную цепоч­ку с динистором Діб и импульсным трансформатором Тр4у вы­полненным на ферритовых кольцах. При достижении на об­кладках конденсатора С6 напряжения, равного напряжению - включения динистора (10—20 В), происходит разряд конден­сатора через первичную обмотку трансформатора Тр4. Пере­заряд конденсатора осуществляет ЭДС самоиндукции через диод Д17. Положительные импульсы напряжения с амплитудой 12—20 В и длительностью 6—10 мкс подаются через ограничи­вающий резистор R6 на управляющий электрод тиристо­ра Д13.

Генератор поджигающих импульсов также является RC-на­копителем, конденсатор которого С5 разряжается через первич­ную обмотку повышающего трансформатора. Высоковольтные импульсы (2—3 кВ) поступают на электрод и сопло горелки через конденсатор СЗ. Для защиты выпрямителей и приборов - в схеме источника предусмотрен фильтр — Др, Cly С4.

Конструктивно аппарат выполнен в виде переносного при­бора (рис. 52) и комплектуется плазменной горелкой ОБ-1115- Аппарат прост по устройству и позволяет сваривать большин­ство черных и цветных металлов толщиной от 0,1 до 0,8 мм. Допускаются колебания длины дуги в значительных пределах

и при этом на свариваемом изделии поддерживается практически постоянная тепловая мощность, выделяемая микроплазменной. дугой, что очень важно для ручной сварки.

Аппарат А-1255К. Этот аппарат явился модификацией про­екта А-1255 с несколько более простой электрической схемой (рис. 53). В частности, были упрощены выпрямитель дежурной дуги и схема поджига. Подключение схемы запуска тиристора Д11 и самого генератора поджигающих импульсов после бал­ластных резисторов R2—R4 обеспечивает автоматическое вы­ключение осциллятора после возбуждения дежурной дуги. Это происходит вследствие уменьшения напряжения на входе осцил­лятора до падения напряжения на дежурний дуге (15—25 В), •что становится недостаточным для запуска тиристора ДІЇ. Тех­нические характеристики аппарата А-1255К (сварочный ток, напряжение, толщина свариваемого металла, размеры корпуса и т. п.) идентичны технической характеристике аппарата А-1255.

Принципиальная электрическая схема аппарата А-1255К.

Аппарат А-1255И. Он разработан на основе источника пита­ния А-1255К и обеспечивает микроплазменную сварку как на постоянном токе, так и в импульсном режиме. В нем использо­ван коммутатор с дополнительным источником напряжения, показанный на рис. 47. Напряжение сварочного выпрямителя поступает на электрод горелки через тиристор Діб (рис. 54), а напряжение выпрямителя дежурной дуги используется для работы коммутатора (R2t R8, С9, Д16л Д17, CIO R17). Для запуска тиристоров коммутатора собраны две одинаковые схе­мы С-накопителей с динисторами (Д15 и Д18), питающиеся

Принципиальная электрическая схема аппарата А-1255И.

от опорных напряжении стабилитронов (Д14 и Д19). Переклю­чением резисторов R18—R23 и конденсаторов СП—С15 изме - 1 няется момент времени включения тиристора Д17, что приводит к выключению ранее открытого тиристора Д16. Следовательно, 1 изменением этих параметров регулируется время пребывания тиристора Діб в открытом состоянии, т. е. длительность импуль - '' са. Аналогично переключением резисторов Rll—R16 в конден­саторов С4--С8 изменяется момент повторного включения тири­стора Діб, т. е. регулируется длительность паузы. Очевидно, I что если переключатель П2 вывести в крайнее положение, разор­вав тем самым цепь запуска тиристора Д17, то принудитель­ной коммутации тиристора Діб происходить не будет и сварка і будет идти на постоянном токе. В импульсном режиме выбором элементов схемы запуска и закорачиванием части балластного I резистора контактами реле PJ обеспечивается получение им­пульсов тока длительностью 0,02—0,5 с с частотой следования I 1 -25 Гц и амплитудой до 20 Л. I

Опыт эксплуатации аппарата А-1255И подтвердил преиму - I щество импульсного процесса микроплазменной сварки, что зна - , чителыю расширило диапазон его применения по сравнению | с аппаратами А-1255 и А-1255К. 1

Аппарат А-1326 (МПУ-М). Аппаратов серии А-1255 было 1 изготовлено несколько сот штук. Их внедрение в промышлен­ность позволило разрешить множество проблем конструирова­ния и изготовления тонкостенных конструкций и приборов, в основном в области радиоэлектроники и приборостроения. Од - 1 пако по мере дальнейшего применения микроплазменной свар­ки, особенно на заводах с крупносерийным производством, по­требовалось повышение мощности аппаратов. Это было вызва­ло прежде всего необходимостью увеличения производительно»'в сги сварочных работ и расширения диапазона толщин свари­ваемых металлов. В связи с этим был сконструирован аппарат А-1326 (МПУ-М). Он предназначен для микроплазменной свар - 1 ки на постоянном токе и в импульсном режиме на токах до 30. А различных черных и цветных металлов толщиной до 1 — 1,3 мм.

В силовой части аппарата использован симметричный трех­фазный трансформатор Тр2 с магнитным рассеянием (рис. 55), поскольку обеспечение линейнопадающей характеристики на таких мощностях представлялось нецелесообразным по эконо­мическим и конструктивным соображениям. Регулировка сва­рочного тока выпрямителя осуществляется перемещением дви­гателем вторичной обмотки трансформатора и переключением его обмоток соответствующими контакторами (Р1 и ПМ2). Де - журная дуга питается от того же трансформатора Тр2 с выпря-

мительного моста Вн19—Бн24 через балластные резисторы R4— R6. Ток дежурной дуги имеет две ступени регулировки: 1,5 и 2 Л (переключатель В2). Поджиг дежурной дуги производится осциллятором (Вн32, Тр4, С8 и т. д.). идентичным по схеме осциллятору аппарата А-1255К. Частота высоковольтных под­жигающих импульсов регулируется резистором R7, а напря­жение-резистором R10. В аппарате применен тиристорный коммутатор (Вн29, ВнЗО, Rl, R2, СЗ—С7), подобный изображен - ному на рис. 47. Дополнительный источник повышенного напря­жения, собранный на трансформаторе Тр1 и выпрямительном мосте Вн7—Вн12, подключен к катодам тиристоров Вн29, ВнЗО и резисторам /?/, R2. Он обеспечивает зарядку коммутирующих конденсаторов СЗ—С7 до более высокого напряжения. Это, как было показано выше, способствует устойчивой работе коммута­тора.

Для управления тиристорами используются импульсы напря­жения мультивибратора, выполненного на транзисторах Т4У Т7. Импульсы на управляющие электроды поступают с плеч муль­тивибраторов через отдельные усилители мощности, выполнен­ные на транзисторах Т5 и Тб. Питание мультивибратора и уси­лителей осуществляется от отдельного источника питания Вн1— Внб через транзисторный стабилизатор напряжения 77—ТЗ, уменьшающий влияние колебаний напряжения сети на работу мультивибратора.

Мультивибратор запитывается только в импульсном режиме при включении тумблеров ВЗ и В4У и длительность пауз и им­пульсов его задается /?С-цепочками, собранными на резисторах R19—R29, R39—R49 и конденсаторах С12—С22, С25—С35.

Опыт эксплуатации аппаратов МПУ-М показал, что упомя­нутая схема запуска по ряду причин на больших скважностях работает ненадежно и поэтому была разработана специальная приставка ОБ-1460, которая подключалась к аппарату МПУ-М и обеспечивала надежный запуск тиристоров на всех режимах. Она состояла из /?С-иакопительных цепочек с динисторами. Переключателями В1 и В4 (рис. 56) изменяются емкость и со­противление цепочек, что в свою очередь обеспечивает регули­ровку длительностей импульса и паузы сварочного тока аппара­та МПУ-М. Впоследствии эта схема запуска располагалась внутри источника.

Аппарат выполнен в виде отдельной установки (рис. 57) с подставкой для крепления двух баллонов.

Аппарат А-1456 (МПИ-3). Этот аппарат является вторым источником питания повышенной мощности. Он разработан в ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР и выпускался в течение 1971— 1973 гг. Аппарат предназначен для сварки на токах до 20 А и отличается малыми габаритами (480x140x370 мм) и массой

Принципиальная электрическая схема аппарата А-1326 (А1ГЇУ-М).

(19 кг). Последнее обстоятельство способствовало дальней­шему расширению области использования микроплазменной сварки, в частности на поточных линиях, конвейерах, в ремонт­ных мастерских и т. п.

В основу аппарата положен конденсаторный накопитель энергии [49], схема которого показана на рис. 58. В отрица­тельный полупериод питающего напряжения открывается тирис - стор Т3 и накопительные конденсаторы заряжаются через дрос­сель LJ и разделительные диоды Д1—Дп. Для создания воз­можности регулирования напряжения на конденсаторах вклю­чение тиристора осуществляется на заднем фронте полуволны,

Элек і рическая схема динисгориой приставки ОБ-1460.

Регулировка запасенной энергии, а следовательно, и сва­рочного тока осуществляется изменением угла задержки вклю­чения зарядного тиристора с помощью схемы фазового регули­рования. Суммарная емкость конденсаторов накопителя опреде* ляется из условия

где Рмаке — максимальная мощность; тд — КПД схемы; UmK0 —
максимальное напряжение, до которого заряжаются конденса-
торы; f — частота циклов разряда.

Поскольку для промышленной сети / — 50 Гц, принимая
300 В, определим суммарную емкость накопителя (мкФ):

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ МИКРОПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ

В ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР было разработано несколько типов универсальных аппаратов, которые используются для сварки черных и цветных металлов, а также алюминия и его сплавов. Как правило, в этих аппаратах предусмотрена воз­можность работы на четырех режимах: разнополярном, одно­полярном, на постоянном токе прямой и обратной полярности, гтричем в первом из упомянутых режимов возможна регулиров­
ка в широких пределах не только амплитуды тока (как в ис­точнике питания A-i281 или А-1575), но и длительности прямо­угольных импульсов тока дуг прямой и обратной полярности.

Наиболее распространенным из этой серии аппаратов явля­ется источник питания А-1390М (МПУ-РИ), который обеспе­чивает все упомянутые выше режимы горения дуги. При сварке постоянным током прямой полярности имеется возможность плавной регулировки тока от 1,5 до 30 А (режим А). В режи­ме В сварка ведется импульсным током прямой полярности с дискретной независимой регулировкой длительности импульса и паузы. Режим С — сварка импульсным разнополярным током при плавной регулировке амплитуд тока прямой и обратной полярности. В режиме D обеспечивается сварка постоянным током обратной полярности. Этот режим используется практи­чески для сварки особо топкого алюминия и его сплавов.

В основу электрической схемы (рис. 65) источника питания МПУ-РИ положен тиристорный коммутатор, изображенный на рис. 50. В силовой части источника использован трансфор­матор Тр2 с развитым магнитным рассеянием и подвижными катушками, который питает три выпрямителя. Два из них — Д2—Д7 и Д14—Д19 питают дуги соответственно прямий и обратной полярности через тиристоры коммутатора Д28 и Д34. С выпрямителя Д8—Д13 запитываются схема осциллятора (ДЗО, СИ, Тр4 и т. д.) и дежурная дуга. Для повышения устой­чивости работы коммутатора, особенно на коротких импульсах и больших токах, конденсаторы С12—С21 и С22—С26 запитань! от вспомогательного маломощного источника с повышенным напряжением (ТрЗ Д20—Д25). При этом увеличивается напря-

Аппарат А-1281 К.

Принципиальная электрическая схема аппарата А-1575.

Принципиальная электрическая схема аппарата A-J390M (МПУ-РИ).

жение на коммутирующих конденсаторах и соответственно об­ратное напряжение, прикладываемое к тиристорам Д28 и ДМ в различные циклы работы коммутатора. Все это позволило улучшить его амплитудно-частотные характеристики.

Управление тиристорным комхмутатором осуществляется пе­реключением элементов /?С-накопительных цепей, состоящих из R27—R333 С28—С32 (для тиристора Д34) и R5—R9, С4—С8 (для тиристора Д28). Для работы на постоянном токе прямой полярности (режим А) отключается управление тиристора Д34, в режиме D обесточивается реле Р5 и тем самым разрывается цепь питания управляющего электрода тиристора Д28.

Конструктивно аппарат МПУ-РИ выполнен в корпусе ис­точника питания МПУ-М (см. рис. 59)* В этом же корпусе выполнен и аппарат МП У-4, являющийся дальнейшей модифи­кацией источника питания МПУ-РИ. Принципиальные электри­ческие схемы обоих аппаратов в основном одинаковые. Отличие заключается во введении схемы формирования импульса под­жига дуги обратной полярности (рис. 66). Конденсатор С35 при включении тиристора Д28 заряжается до повышенного на­пряжения от выпрямителя Д20—Д25 (см. рис. 65). В следую­щий цикл работы коммутатора одновременно с тиристором Д34 включается тиристор Д81 и конденсатор С35 разряжается через промежуток сопло — изделие. Это обеспечило надежное воз­буждение дуги обратной полярности при напряжении холостого хода ее выпрямителя примерно 65 В.

Схема коммутатора сварочного тока аппарата МПУ-4.

В течение 1975—1977 гг. выпускался универсальный мало­габаритный аппарат типа МПИ-5, который является модифи­кацией аппарата МПИ-3 и обеспечивает сварку различных ме­таллов, включая алюминий и его сплавы, толщиной до 0,8 мм. Отличительными особенностями аппарата МПИ-5, как и МПИ-3, являются малогабаритность (480x480x214 мм) и сравнительно небольшая масса (40 кг). Сварка производится разнополярнымн импульсами тока с амплитудами соответствен­но 1,5—25 А и 15—12 А.

Силовой блок, питающий дугу прямой полярности, аналоги­чен по составу и принципу работы аппарату МПИ-3 (см, рис. 59). Блок питания дуги обратной полярности является так-

Схема силового блока дуги обратной полярности аппарата А-і620 (МІ1И-5).

же конденсаторным накопителем (рис. 67). В положительный полупериод питающего напряжения конденсаторная батарея С8 заряжается от сети через общий дроссель Др1 до напряжения, определяемого параметрами схемы запуска тиристора Д4? (резисторы RJ2—RJ7). Одновременно до более высокого на­пряжения заряжается конденсатор С22. С приходом отрицатель­ной полуволны питающего напряжения схемой запуска (R49 Д41, С21> Тр4 и т. д.) включаются тиристоры Д45 и Д46. На­пряжением конденсатора С22 возбуждается дуга обратной по­лярности, протекание сварочного тока которой обеспечивается от батареи конденсаторов С8 через тиристор Д46 и дроссель ДрЗ. В результате в цепи электрод — изделие протекает разно - полярный сварочный ток. В аппарате МПИ-5, как и в МПИ-3, предусмотрено поэтапное включение мощности, зашита от пере­напряжений, плавное выключение дуги прямой полярности и т. п. Конструктивно аппарат МПИ-5 также выполнен в корпусе «Награда» (рис. 68).

Наиболее мощным из всех разработанных универсальных аппаратов является источник питания А-1347, который предна­значен для автоматической и ручной микроплазменной сварки различных черных, цветных и легких металлов и их сплавив толщиной от 0,2 до 2,5 мм. В его основу положен тиристорный коммутатор разнополярных импульсов тока, содержащий два источника напряжения (см. рис. 49).

Принципиальная электрическая схема аппарата А-1347 пред­ставлена на рис. 69. Источник питания подключается к трех­фазной сети напряжением 380 В. Выпрямитель основной дуги Д1—ДЬ питается от вторичных обмоток силового трансформа­тора Tpl. Плавная регулировка тока осуществляется переме­щением вторичных обмоток относительно первичных, а ступен­чатая — путем переключения обмоток с помощью переключате-

Аппарат А-1620 (МПИ-5).

ля В12. Выпрямитель дуги обратной полярности Д13—Д18 питается от вторичных обмоток трансформатора Тр19 имеющих жесткую внешнюю характеристику, и регулировка тока осущест­вляется с помощью балластных резисторов R9—R12 и переклю­чателей В4—В7. При ьключен-ии тиристора ДУ напряжение си­лового выпрямителя окажется приложенным через дроссель Др1 к изделию и через переключатель В16 или балластный резистор R57—к электроду плазмотрона. Одновременно от трансформатора Трб через диод Д8 и резистор R5 происходит зарядка коммутирующих конденсаторов С1 и С2. Через проме­жуток времени, определяющий длительность импульса тока дуги прямой полярности, включаются тиристоры Д7, Д10. Под действием обратного напряжения конденсаторов С1 и С2 ти­ристор Д9 выключается и протекание тока основной дуги пре­кращается. Одновременно напряжение выпрямителя Д13—ДІ8 оказывается приложенным к промежутку сопло — изделие и начинает протекать ток дуги обратной полярности. После раз­рядки конденсаторов С1 и С2 тиристор Д7 выключается и кон­денсаторы начинают снова заряжаться. По истечении времени, определяющего длительность импульса тока дуги обратной по­лярности, вновь включается тиристор Д9 и ток дуги обратной полярности прекращается. При этом тиристор Д10 выключается и вновь возбуждается дуга прямой полярности.

Включение управляемых диодов коммутатора происходит с тиристорного мультивибратора (ДЗЗ, Д37, R26, R28, С19 и т. д.).

Аппарат выполнен в виде отдельного блока (рис. 70) с вы­носным пультом управления и обеспечивает возможность свар­ки на постоянном токе (/Макс= 90 А), однополярными и разно - полярными импульсами тока (/Пр = б-г-150 А; /0б =3-:-55 А).

В настоящее время в ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР раз­работаны и подготовлены к опытному производству два типа аппаратов: МПУ-5 и МПА-80. Первый из них является универ­сальным, представляет собой модификацию аппарата А-1281К и обеспечивает возможность сварки переменным током, на пря­мой полярности и в импульсном режиме.

Аппарат МПА-80 (рис. 71) предназначен для микроплаз­менной сварки на прямой полярности пульсирующим с часто­той до 20 кГц током с регулируемой глубиной пульсации в непрерывном и импульсном режимах. В основу аппарата поло­жен конденсаторный накопитель (подобный изображенному на рис. 58), питающийся от постоянного напряжения. Блок управ­ления тиристорами накопителя выполнен на интегральных схе­мах и однопереходных транзисторах, являющихся более качест­венными и надежными элементами, чем динисторы. Аппарат обеспечивает высокую стабильность сварочного тока, отлича-

Принципиальная электрическая схема аппарата Л-1347.

ется малыми габаритами и массой, имеет широкие технологи­ческие возможности.

В табл. 10 приведены основные характеристики всех разра­ботанных в ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР аппаратов для микроплазменной сварки.

МОНТАЖ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ АППАРАТОВ

Аппараты для микроплазменной сварки устанавливаются в не­посредственной близости от места сварки в производственных непожароопасных помещениях, площадь и кубатура которых удовлетворяют требованиям строительных норм и правил (СНиП). Поскольку микроплазменная сварка выполняется с использованием защитных газов, то помещение, в котором про­изводятся сварочные работы, должно хорошо вентилироваться. Установка микроплазменных аппаратов производится обычно без креплений к полу, что дает возможность легкой перестройки сварочного поста.

Согласно правилам технической эксплуатации электроуста­новок [52], при монтаже электросварочного оборудования необходимо предусматривать проходы шириной не менее 0,8 м, обеспечивающие удобство и безопасность сварочных работ. Кроме того, электросварочное оборудование должно быть удалено от нагревательных печей не менее чем на 2 м.

Для работы микроплазменных аппаратов необходимы: элек­троэнергия, заземление, водопроводная сеть и баллоны с газа­ми. Большинство аппаратов подключается к трехфазной элек­трической сети (аппараты серии А-1281 и МПИ — к однофаз­ной). При монтаже необходимо предусмотреть индивидуальные выключатели и предохранители к каждому аппарату* Расчет сечения проводов производится по значениям потребляемой мощности, указанным в инструкции по эксплуатации. Все аппа­раты должны быть заземлены, причем каждая установка дол­жна быть присоединена к заземляющей магистрали посредством отдельного провода.

К каждому аппарату необходимо предусмотреть водопро­водное ответвление с запорным краном и ниппелем для крепле­ния водяного шланга, а также трубопровод для отвода охлаж­дающей воды. Как правило, во всех аппаратах расход охлаж­дающей воды определяется режимом работы плазмотрона и составляет примерно 0,4—1,5 л/мин. Исключением является аппарат А-1347, в котором имеется отдельная цепь охлажде­ния резисторов с расходом 10—15 л/мин.

Для осуществления микроплазменной сварки необходимо наличие двух баллонов, которые должны быть закреплены в специальной стойке или прикреплены к стене, что предохра­няет от падения, толчков и ударов. В аппаратах типа МПУ-М, МПУ-РИ, МПУ-4 и МПУ-5 упомянутая стойка для баллонов имеется на каркасе источника питания. Один из баллонов дол­жен содержать аргон, а другой в зависимости от рода сваривае­мых металлов — аргон, гелий, азот, углекислый газ и смеси: аргон с гелием, аргон с водородом и т. д.

Наиболее часто в качестве защитного газа используется смесь аргона с водородом (3—10% IЬ)- Поскольку такая смесо промышленностью в готовом виде практически не выпускается, то ее необходимо приготовить до начала работ. Порядок при­готовления подобной смеси следующий.

Берется баллон аргона с небольшим остаточным давлением (1—1,5) -10® мм рт. ст. и соединяется специальным переход­ником (рис. 78) с баллоном водорода, имеющим водородный редуктор. Плотное соединение аргонового баллона с переходни­ком обеспечивается затягиванием гайки со стороны аргонового баллона. Гайку переходника со стороны водородного баллона подсоединяют к редуктору водородного баллона не уплотняя. Далее открывается вентиль аргонового баллона, и в течение нескольких секунд переходник продувается аргоном, чтобы обес­печить выход из нею воздуха через неплотное соединение гайки

Схема заполнения баллона водородом для приготовления защитной смеси.

переходника с редуктором водородного баллона. После уплот­нения гайки переходника открываются вентиль и редуктор водородного баллона, аргоновый баллон наполняется водородом до давления, определяемого требуемым составом смеси. Иско* мое давление Ри3 можно оценить по следующей простой фор-1 муле:

где е — необходимое процентное содержание водорода; рАг — давление, до которого впоследствии баллон буде/ заполнен ар­гоном. Для заполнения баллона аргоном его с помощью пере­ходника, показанного на рис. 79, соединяют с баллоном, напол­ненным аргоном не менее чем до (5,3—6,0) • 104 мм рт. ст. После продувки системы (по ранее описанному способу) гайки пере­ходника затягиваются и вентиль наполненного водородом бал­лона открывается. Через 3—5 мин примерно половина объема газа заполненного аргоном баллона перейдет в баллон, напол­ненный водородом, образовав необходимую смесь.

При подключении баллонов к аппарату необходимо обратить особое внимание на чистоту резиновых шлангов. Недопустимо наличие внутри их талька, масла, грязи, так как это резко ухудшит качество сварки, а ь некоторых случаях может сделать ее вообще невозможной. Поэтому крайне необходимо промыть шланги перед подключением. Один из способов очистки рези­новых шлангов состоит ь том, что в шланг несколько раз зали­вается чистый технический ацетон, затем этиловый спирт и в конце производится сушка аргоном в течение 1—1,5 мин.

Заключительным этапом монтажа аппаратов является под­ключение микроплазменной горелки согласно надписям на па­нелях аппаратов и на подсоединительных штуцерах горелки.

При пуске оборудования в эксплуатацию после монтажа необходимо тщательно его осмотреть, очистить от пыли, подго­товить рабочее место, оснастку, инструменты и т. п. Правила эксплуатации аппаратов оговорены в инструкциях заводов-из - готовителей. В основном они сводятся к следующему: оборудо­вание необходимо не реже одного раза в неделю продувать и протирать в доступных местах сухой ветошью. Следует тща­тельно следить за состоянием контактов и клемм сварочной цепи и периодически осуществлять профилактический осмотр для устранения замеченных неисправностей.

Порядок работы на всех аппаратах примерно одинаковый. После подачи в аппарат воды и газов (давление на выходе редукторов (2—5)*102 мм рт. ст.), а также питающего напря­жения включается дежурная дуга. Плазмотрон выставляется на начальный участок стыка на расстоянии от него 2—4 мм. Предварительно устанавливается необходимый расход защит­

ного газа и нажатием педали, кнопки на плазмотроне или дистанционно с автомата включается сварка. Выключение свар­ки необходимо осуществлять с помощью указанных выше орга­нов управления, поскольку только в этом случае реализуется плавное уменьшение сварочного тока (в аппаратах МПУ-4, МПИ-3, МПИ 5). Если подготовка к сварке последующего изде­лия занимает менее 20—30 мин, дежурная дуга может не вы­ключаться. Последовательность выключения аппаратов прь - мерно такая: выключаются сварка и дежурная дуга, перекры­ваются газы, отключаются питание источника и подача воды.

К настоящему времени на предприятиях страны успешно внедрено около 2500 различных аппаратов для микроплазмен­ной сварки. В подавляющем большинстве оборудование рабо*

Схема заполнения баллона аргоном.

тает надежно, обеспечивая высококачественную сварку тонко - листовых металлов и сплавов. Однако нередки случаи, когда по тем или иным причинам качественную сварку осуществить не удается. Опыт показал, что наиболее часто это происходит из-за некачественной сборки, несовершенной технологии и значительно реже из-за неисправной работы оборудования. Среди причин выхода из строя оборудования наиболее частой является нарушение нормальной работы плазмотрона. Рас­смотрим основные виды его неисправностей и методы устра­нения.

Обрыв токоподводящих проводов внутри шланга* Он возни­кает вследствие заводских дефектов или небрежной эксплуата­ции. Как правило, обрыв происходит в месте - пайки провода к выходным штуцерам или трубкам горелки. Определить нали­чие обрыва можно только с помощью омметра при выключен­ном аппарате. Проверка путем измерения напряжений на плаз­мотроне вольтметром приводит к неверным выводам вследствие наличия в шлангах воды с растворенными в ней солями. Метод устранения неисправности достаточно прост — следует припаять провод к штуцеру или трубке. В последнем случае необходимо разобрать корпус (пластмассовую ручку) горелки. Пайку сле­дует выполнять с помощью паяльника мощностью не менее 90 В г любым легкоплавким оловянным припоем, причем необ­ходимо обратить внимание на то, чтобы излишним припоем не перекрыть проход для охлаждающей воды.

Затруднение возбуждения и нестабильное горение дежурной дуги. Этот вид неисправности происходит в основном вследствие двух причин: загрязнения внутренней полости горелки и исполь­зования в качестве электрода вольфрама с низким процентом легирующих добавок. Выходные параметры выпрямителей де­журной дуги и осцилляторов в источниках питания обеспечи­вают надежное возбуждение и горение дуги с лантанированно - го (ВЛ) или торированного (ВТ) вольфрама в среде чистого аргона. Наличие в полости горелки масла, грязи, воды и тому подобных примесей затрудняет процесс формирования дуги. Такое же влияние оказывает уменьшение процента легирующих добавок в вольфраме, так как при этом увеличивается работа выхода. Поэтому необходимо следить за чистотой плазмотрона, периодически протирать внутреннюю полость и использовать в качестве электрода только лантанированный или тарирован­ный вольфрам. Необходимо отметить, что при сравнительно длительной работе, особенно на максимальных токах, могут возникнуть затруднения с возбуждением дежурной дуги. Это происходит вследствие обеднения кончика вольфрамового элек­трода легирующими добавками. В этих случаях необходима перезаточка электрода.

Засорение водяных шлангов и коммуникаций плазмотрона.

Это происходит вследствие использования воды с большим ко­личеством различных примесей. Можно рекомендовать исполь­зование на входе аппарата фильтров и обязательную продувку всей водяной магистрали горелки перед длительной паузой в использовании оборудования. Для ремонта необходимо продуть водяную магистраль в обоих направлениях поочередно сжатым воздухом или аргоном при давлении не выше (1,5—2,3) X X 103 мм рт. ст. Если это не принесет успеха, то необходимо разобрать горелку и сменить шланги.

Поломка керамических деталей (защитного сопла и направ­ляющей трубки). Такая поломка возникает в результате неак­куратной эксплуатации плазмотрона: падений, ударов и т. п. Как правило, заводы-изготовители аппаратуры не высылают дополнительных деталей. Поэтому с керамическими деталями плазмотрона необходимо обращаться особенно осторожно.

Источники питания перед отправкой потребителю испыты­ваются в течение продолжительного времени на специальных стендах и проходят приемку ОТК завода-изготоьителя. Тем не менее в результате небрежной транспортировки, неправильной эксплуатации или наличия скрытых дефектов наблюдаются выходы из строя аппаратов. Поэтому остановимся на некоторых неисправностях, встречающихся в практике эксплуатации мик­роплазменных источников питания, и методах их устранения. Каждый источник можно условно разделить на следующие блоки: дежурной дуги (включая осциллятор), силовой, управ­ления, автоматики.

Неисправности в силовом блоке отыскиваются последова­тельной проверкой напряжений и сопротивлений в силовых цепях, начиная от автомата включения и кончая выходными клеммами аппарата. Практика показывает, что со временем при отсутствии профилактических мероприятий может иметь место отказ в работе автоматов включения и пусковых реле: подго­рание и залипание контактов, разрегулировка и т. п. Выход из строя выпрямительных диодов определяется измерением напряжения па выходе мостов, а исправность тиристоров ком­мутатора аппарата контролируется измерением сопротивления между его катодом и анодом при отключенной питающей сети. В исправном тиристоре при любой полярности омметра оно должно превышать 100—200 кОм. Сопротивление между като­дом и управляющим электродом должно быть примерно 50— 150 Ом. При замене вышедших из строя диодов допускается использование приборов другой марки с соблюдением номи­нальных значений тока и рабочего напряжения.

Замена тиристора допускается при тех же условиях, но до­полнительно необходимо учитывать их динамические свойства. Такие параметры, как допустимая скорость нарастания прямого напряжения и тока, а также время выключения, должны быть у выбранной марки тиристоров не хуже, чем у заменяемой. Так, например, допускается замена тиристоров марки ВКДУ на тиристоры серии Т, ТЛ или ТЧ.

Наиболее сложными являются отыскание неисправностей и ремонт в блоках управления. В то же время, как показывает опыт, чаще всего из-за неисправностей в схемах управления имеет место отказ в работе микроплазменных источников питания.

Поиск неисправностей необходимо начать с определения характера нарушения работы источника питания в целом. Мо­гут наблюдаться полное отсутствие сварочного тока, нестабиль­ная работа в импульсном режиме, отсутствие одного из импуль­сов дуги прямой или обратной полярности (в аппаратах типа A-128I, А-1575, МПИ-5 и др.), «короткий» импульс сварочного тока (в алпаратах типа МПИ) и т. п. Характер нарушения ра­боты источника питания нетрудно определить по приборам аппарата или с помощью осциллографа типа С1-19М, С1-18, С1-1 б и подобных типов, имеющих ждущий и непрерывный режимы раз-вертки луча с длительностью до 1 с и более. При использовании осциллографа необходимо в цепь, идущую от аппарата к сварочному столу (или изделию), включить шунт типа ШС 75-50-05 (ГОСТ 8042-61) и подключить к нему клем­мы осциллографа для наблюдения осциллограммы сварочного тока. По форме осциллограммы определяют характер наруше­ния работы источника и неисправность схемы запуска. Так, например, при полном отсутствии сварочного тока (разумеется* при исправной работе силового блока) производится поиск не­исправности в схемах управления силовых тиристоров комму­таторов (Д1 или Д2 в А-1281, Діб — в А-1255И, Д8 — в МПИ-3, Д28 — в МПУ-РИ, ВнЗО—в МПУ-М и т. д.). При нестабильности или отсутствии импульсного режима нарушается работа управления коммутирующих тиристоров (Д17 — в А-1255И, Д34 — в МПУ-РИ, Вн29 —в МПУ-М, Д7 —в А-1347 и т. д.).

Поиск неисправностей в схемах управления необходимо на­чинать с олределения наличия им;пульса запуска на управляю­щем электроде соответствующего тиристора. Для этого к катоду тиристора подключают земляную клемму осциллографа (осцил­лограф не должен быть заземлен), а к управляющему электро­ду — потенциальную клемму. Если положительный импульс отсутствует или имеет недостаточную амплитуду (менее 4—7 В), необходимо последовательно проверить все элементы схемы, начиная со стабилитронов и кончая динисторами.

В качестве схемы запуска в микроплазменных аппаратах используются /?С-рела. ксаторы на динистор ах. На рис. 80, а приведена одна из типичных схем запуска тиристора (аппарат МПИ-3). Последовательность проверки примерно такая. С по­мощью осциллографа измеряется напряжение на стабилитроне Д25, которое должно по величине соответствовать типу прибора. Если напряжение отсутствует, проверяется наличие напряжения питания всей схемы запуска, в данном случае напряжение меж­ду конденсаторами С8—СП. Если оно имеется, необходимо заменить стабилитрон. Далее проверяется накопительный кон­денсатор С4, форма напряжения на котором должна быть пилообразной (рис. 80, 6) с амплитудным значением, равным напряжению переключения динистора Д22у и длительностью, равной длительности импульса тока. Любое несоответствие ука­занных параметров номинальным значениям будет означать

Схема запуска тиристора (а) и эпюры и ап ряжений (б).

неисправность одного из элементов схемы: резисторов R30— R3J, самого конденсатора или динистора. С помощью омметра необходимо отыскать неисправный элемент и заменить его. При этом следует учитывать, что ввиду большого разброса напря­жения переключения динистора, достигающего 200% и более, после его замены в схеме необходима дополнительная подре­гулировка[3] Изменением сопротивления реостата R31 добиваются получения номинальных значений длительности импульсов тока. Контроль осуществляют с помощью осциллографа, подключен­ного к обкладкам конденсатора С4 или С//. Может возникнуть необходимость в подборе и самого динистора, если с помощью реостата R31 не удается получить необходимые длительности*. Все ЯС-лакопительные цепочки в аппаратах рассчитаны на установку динисторов с напряжением переключения 20—30 В. Для выбора соответствующего динистора необходимо собрать схему, показанную на рис. 81. Увеличивая плавно напряжение, подаваемое в схему с потенциометра R, определяют минималь­ное напряжение, при котором в цепи миллиамперметра ток скачком возрастает до 20—40 мА.

В блоке автоматики микроплазменных источников исполь­зуются всевозможные контакторы, промежуточные реле, а так­же датчики различной конструкции, сигнализирующие о наличии воды. При надлежащем профилактическом уходе (периодиче­ской чистке контактов) выход из строя электромагнитных реле, контакторов и автоматов наблюдается крайне редко. При .вы­ходе из строя какого-либо из перечисленных элементов реко­мендуется замена его на исправный гой же марки. Довольно часто отказ в работе датчиков наличия воды происходит вслед­ствие засорения проходных каналов. В этом случае датчик необходимо разобрать и прочистить его каналы.

Читайте также: