Из чего состоит трансформатор сварочный: Сварочный трансформатор: расчет, устройство и схема

различные сварочные аппараты постоянного и переменного тока

Сварочные трансформаторы — это конструкции для ручной, автоматической, дуговой сварки деталей. Их условно можно разделить на бытовые и профессиональные аппараты в зависимости от технических характеристик. Получаемое электричество перерабатывается до нужного значения для устройства. Принцип действия сварочного трансформатора в этом и заключается. Аппарат состоит из нескольких узлов, которые вместе образуют электрическую дугу.

Конструкция устройства

Схема устройства не является сложной. Многие пользователи способны самостоятельно заняться сборкой такой конструкции. Самая простая схема сварки будет работать на одной фазе. Но этого более чем достаточно.

Она состоит из трёх составляющих:

• магнитный привод или сердечник;
• первый слой обмотки;
• второй слой обмотки.

Таким элементом, как магнитный привод или сердечник, является деталь из ферромагнитного сплава с замкнутым контуром. Первый слой обмотки соединяется с сетью, а второй направляется на массу и держатель электрода, которым непосредственно осуществляется сварка. При этом контур теряет сопротивление, а электромагнитная связь повышается.

Но это конструкция самой простой модели. Более профессиональные модели имеют и дополнительные элементы, такие как дроссель и другие.

Полная конструкция обыкновенного сварочного трансформатора состоит из следующих элементов:

• сердечник;
• держатель коробки;
• зажим для сцепки проводов;
• металлический ящик;
• жалюзи для охлаждения;
• рукоятка;
• болт;
• крышка конструкции;
• вертикальный винт;
• винтовая гайка;
• первичная и вторичная обмотка трансформатора.

Принцип работы аппарата

Работает сварочный трансформатор по такому алгоритму: постепенно понижается напряжение до 55−80 В, и в то же время повышается сила тока до 50−450 ампер. В работе подобная конструкция в основном функционирует благодаря принципу переменного тока. Но есть и альтернативные модели, которые выдают постоянный ток. Также встречаются названия — выпрямительные сварочные аппараты.

Работает оборудование похожим образом. После соединения с сетью по первичному контуру проходит переменный ток, который и создаёт магнитное поле. И в первой, и второй обмотке проходит электрическая сила. Её можно определить в зависимости от количества витков обмотки.

К примеру, первая обмотка имеет 200 витков, а вторая 10. Коэффициент в этом случае выходит 200:10 = 20. Когда такое оборудование подключаем к обычной сети, то на выходе мы получим примерно одиннадцать ватт.

Для смены нагрузки сварки зачастую меняют зазор магнитного привода. Если зазор увеличить, то сила тока уменьшится. Если уменьшить зазор, то, соответственно, увеличится. Подобрать нужное напряжение можно, узнав количество витков.

Из чего состоит сварка

Такое устройство, как сварка, позволяет понизить напряжение и в этот же момент увеличить силу тока. Это и даёт возможность нагревать металл до нужной для его плавления температуры. Параметры силы и напряжения определяются в момент проектирования и создания трансформаторной сварки. Под определённые функции аппарат оборудуется специальными деталями, которые и определяют назначение работы конструкции.

Кроме первой и второй обмоток и магнитного привода, трансформатор имеет такие детали, как винт с вертикальной резьбой и рукоятка, позволяющая ему вращаться, винтовая гайка и зажимы. Также сварка оборудована корпусом с вентиляцией и подвесной системой, которая защищает сварку от внешних повреждений.

В трансформаторах, работающих по принципу переменного тока, есть и другие детали, позволяющие облегчить работу мастера.

Дополнительные узлы аппарата

Трансформатор для сварки как однофазный, так и трёхфазный и выпрямляющий, может иметь и определённое количество дополнительных узлов. С их помощью аппарат будет работать более качественно.

В качестве дополнительных узлов могут выступать:

• дополнительные обмотки;
• стабилизаторы;
• конденсаторы;
• регуляторы фаз.

Некоторые конструкции оборудованы подвижным шунтом. Расстояние между обмотками меняется за счёт образования новой детали, а не за счёт движения второго слоя обмотки. Дополнительной деталью является шунт, который будет менять зазор между обмотками. Ещё одна обмотка даст возможность регулировки напряжения.

И заводские профессиональные модели, и бытовые, как правило, требуют дополнительного сопротивления. Профессиональные мастера могут произвести соответствующую регулировку. Специальные возможности возникают и без разведения обмоток. Опытный мастер может сделать, таким образом, тонкие или толстые швы.

Подобное сопротивление может быть сделано в виде цельного корпуса. В нём расположены различные контакты, с помощью которых можно регулировать сопротивление.

Различные виды конструкции

Принцип действия бытового или профессионального образца определяет то, какими техническими характеристиками владеет определённый прибор. В связи с этим образовалось множество принципов и факторов классификации подобной аппаратуры. Например, на многопостные и однопостные. Последние предназначены исключительно для бытового использования. Они рассчитаны на инвертор в 3−9 кВт. Домашние сети не рассчитаны на мощность более 10 кВт.

В отличие от предыдущих, многопостные конструкции имеют сложное строение. Они считаются профессиональными и применяются с мощностью более 10 кВт. С одним таким аппаратом может одновременно работать до десяти человек.

Также можно разделить трансформаторы по фазному принципу на однофазный и трёхфазный аппарат. Существуют модели, которые могут переключаться на различное напряжение в сети.

Для применения в домашних условиях могут подойти однофазные агрегаты, а для профессионального уровня трёхфазные. По этому фактору можно определить и напряжение на выходе. Толстые детали можно сварить исключительно трёхфазным аппаратом, так как однофазные не смогу этого сделать.

Классифицировать можно также и по типу аппарата. В основном выделяют три лидирующие группы сварок:

• Аппараты с минимальным рассеиванием магнитного поля. Характерно для такого аппарата наличие дросселя.
• Конструкции с большим рассеиванием магнитного поля. Они имеют довольно сложную схему. Основные её детали — это несколько обмоток, конденсаторов и стабилизаторов. Не исключено присутствие и других дополнительных элементов.
• Тиристорные конструкции. Оборудованы фазорегулятором. Характерные особенности и преимущества — это маленький вес, большая сила тока.

Такую классификацию можно применять только к устройствам с переменным током. Сварочные трансформаторы постоянного тока к этому не относятся. Для подобных конструкций характерными особенностями являются большие габариты, сложная схема и наличие выпрямителя. Самодельный сварочный аппарат постоянного тока своими руками может сделать только профессионал.

Они являются более надёжными и удобными в работе. Такой сварочный аппарат считается профессиональным при условиях использования его на постоянном токе. Этим прибором можно работать с различными видами цветных металлов. Их стоимость довольно высока, и в связи с этим применяются для сварки только профессиональными мастерами. Домашние требования может исполнить и сварочный трансформатор переменного тока.

Все модели переменного тока можно сделать самостоятельно, как и трансформатор для полуавтомата своими руками. В качестве исходного материала можно использовать трансформаторы советского производства с двойной намоткой.

Холостой ход

Сварочные конструкции могут работать как под напряжением, так и в режиме холостого хода. Когда создаётся сварочный шов, между электродом и непосредственно объектом сварки замыкается второй слой обмотки. С помощью электрического тока металл плавится и соединяет две детали в одну конструкцию. Когда детали связаны между собой, аппарат прекращает работу и включает состояние ожидания (холостой ход).

Сборка конструкции своими руками

Все элементы будущей конструкции должны быть на отведённых местах и состоять из металла и текстолита.

По правилам сборки и большинству схем выпрямитель находится вблизи с трансформатором, а дроссель на одном уровне с выпрямителем. Регулятор напряжения должен находиться на панели аппаратного управления. Как основа для конструкции подойдёт и сталь, но рекомендуется использовать алюминий.

Можно использовать и приобретённый корпус для аппарата, например, основы для системного блока компьютера или т. п. Но главное — это прочность и надёжность конструкции.

Важно и то, что тиристоры должны размещаться на отдельной плате и далеко от трансформатора. Далеко от него также должен быть расположен выпрямитель.

Причиной такому расположению является сильное нагревание дросселя и непосредственно трансформатора.

Originally posted 2018-04-06 09:08:41.

что это такое? Устройство и принцип работы, схема трансформаторного аппарата. Для чего он служит?

Благодаря электрическому току соединение металлических поверхностей стало проще. Для этого используется сварочное оборудование, которое функционирует путем преобразования энергии. Одними из наиболее востребованных агрегатов в настоящее время считаются трансформаторы сварочного типа, они характеризуются простотой конструкции и высоким качеством соединения материалов.

Что это такое и для чего служит?

Заменить сварку практически нереально, так как крепеж при помощи метизов способен решить проблему только на некоторое время. Трансформаторный аппарат – это самое распространенное оборудование для проведения сварочных работ. Этот ключевой элемент способен создавать дугу при сваривании металлических деталей. Для ручного проведения процедуры мастеру потребуется использование электродов.

В основе сварочного приспособления для бытовых нужд располагается однофазная схема, обладающая невысоким напряжением. При работе мастеру стоит следить, чтобы контакт в розетке был качественным, так как не каждому источнику под силу выдержать проведение такой процедуры. Большинство моделей данного оборудования имеют схожие технические характеристики, но есть и отличия, от которых зависит скорость работы и ее результат.

Самой важной характеристикой агрегата сварочного типа считается показатель номинального тока. От него зависит, какой толщины материал будет обрабатываться тем или иным трансформатором. Бытовые приспособления характеризуются силой тока, не превышающей 160 ампер, у профессиональных она составляет 220 ампер. Средним выходным напряжением для сварочного приспособления является 70 Вольт, но есть и такие модели, что имеют показатель в 90 Вольт.

Агрегаты для сварки обычно работают около 7 минут без перерывов, однако стоит запомнить, что по прохождении этого времени прибор стоит отключать на 180 секунд. Предназначение трансформатора для сваривания – это образование неразрывного типа соединения между поверхностями или деталями из металла.

Надежность и неприхотливость устройства радует человечество уже сотни лет.

Также среди преимуществ техник можно выделить такие моменты:

• низкую цену;
• простоту в обслуживании и хранении;
• хороший уровень ремонтопригодности;
• отличную мощность;
• возможность сваривать металлы с большой толщиной.

Минусами оборудования можно считать большие размеры и вес, затруднения в регулировке напряжения, помимо этого у него прослеживается нестабильное горение дуги и трудности в поджоге.

Устройство и принцип работы

В конструкционных параметрах и принципе действия сварочного трансформатора все просто и понятно даже для начинающего сварщика. Благодаря простой схеме конструкции аппараты подлежат ремонту и не требуют больших затрат для обслуживания. Данный вид оборудования состоит из следующих элементов:

• сердечника;
• рукоятки;
• рым-болта;
• корпусной крыши;
• винта с ленточной резьбой;
• винтовой гайки;
• вторичной и первичной обмоток;
• охлаждающих жалюзи;
• корпуса;
• зажима для подсоединения проводов цепи сварки;
• ручки.

Узлу трансформатора свойственно понижение напряжения, которое поступает от электросети. Благодаря регуляторному узлу можно установить необходимую силу тока. Для того чтобы сжигать дугу, в сварочных аппаратах используется постоянный ток.

Таким образом, происходит адаптация тока под нужные параметры.

Классификация

Сварочные трансформаторы считаются незаменимыми при процессе ручного и некоторых видов промышленного сваривания. В продаже встречается большое количество разновидностей данного агрегата, каждый из которых имеет свое предназначение и выполняет только определенный тип работ.

По фазности напряжения в сети

Согласно особенностям регулировки сварщик может воспользоваться определенными видами оборудования.

1. Однофазным. Такое оборудование работает при наличии напряжения в 220 В. Зачастую его используют для решения многих бытовых задач.
2. Трехфазным. Это устройство может функционировать при условии напряжения в 380 В. На выходе агрегат дает оптимальную силу тока, благодаря которой можно приваривать детали большой толщины. В этой категории есть и модели, работающие с 220 В.

По количеству обслуживаемых мест

Трансформатор, который используется для сварочного процесса, может предназначаться для различного числа рабочих мест. Количество постов зависит от того, сколько кабелей может присоединиться к агрегату. Согласно этому показателю сварочное оборудование делится на однопостовое и многопостовое. Однопостовый трансформатор работает только с одним рабочим местом, то есть к нему можно подсоединить единственный сварочный кабель. С аппаратами данного вида работает только один мастер.

Многопостовым устройством может пользоваться команда сварщиков, состоящая из 3-6 человек. Эта особенность обуславливается тем, что к аппарату можно подключить несколько кабелей для сварки.

По конструкции

У трансформаторов для сварки могут быть отличия в конструкции. Взяв во внимание особенности составных частей, оборудование можно поделить на типы.

1. Аппараты, работающие на магнитном номинальном рассеивании. В их конструкции имеется трансформатор и дроссель, что регулирует напряжение.
2. Трансформаторы с высоким уровнем магнитного рассеивания. Вместе с оборудованием мастер в комплекте получит подвижную обмотку, конденсатор, стабилизатор.
3. Модели тиристорного типа. Данные устройства считаются сравнительно новыми на рынке оборудования. В основе аппарата присутствует силовой трансформатор, а также тиристорный фазорегулятор.

Трансформаторы этой разновидности характеризуются малым весом, что отличает их от подобного оборудования.

Популярные модели

Покупая тот или иной вариант трансформатора для сварки, потребитель должен обратить внимание на маркировку. Благодаря последней можно узнать об особенностях и назначении товара:

• Д — приспособление для дуговой сварки;
• П — работает на плазменном сваривании.

Если на оборудовании написана буква Г, то это значит, что процедуру можно проводить с защитными газами. При наличии буквы Ф, стоит понимать, что устройство работает с флюсовой сваркой. У – это универсальные сварочные аппараты. Помимо этого маркировка трансформатора может иметь следующие обозначения:

• Ж – жесткий процесс;
• П – падающая сварка.

Если сварщик увидел на технике букву М, то ему стоит знать, что данный агрегат он может использовать для нескольких постов.

Рейтинг хороших трансформаторов для сварки, которые могут использоваться для мелкой работы.

• «Зубр ЗТС-200» – это оборудование характеризуется компактностью и маневренностью во время проведения сварочных работ. Агрегат может использоваться для сваривания деталей из низкоуглеродистого вида стали с толщиной до 6 миллиметров. Корпус прибора характеризуется надежностью, так как состоит из качественного металла. Ему свойственна выдача переменного напряжения. К преимуществам модели можно отнести высокое качество, удобство применения, доступную стоимость и безопасность.

Недостатки прибора – это большой вес и быстрое нагревание.

• Prorab forward 180. Бюджетная модель трансформатора имеет в составе два кабеля с прищепкой, щитки, светофильтры, щетки по металлу, что оснащены шлакоустранителями. Используют модель зачастую с электродами целлюлозного и рутилового вида. К преимуществам оборудования потребители относят компактность держателя, возможность сваривать черные металлы, наличие антикоррозийного покрытия на корпусе.

Минусами данной модели считается большой вес, отсутствие вспомогательного поворотника и сетевой вилки.

• Blue Weld Gamma 2162 – это компактное сварочное оборудование с оригинальным дизайном. Весит агрегат 16 килограммов, но благодаря наличию рукоятки его можно с легкостью переносить. Минусами этой модели можно назвать высокую стоимость, возможность использовать электроды с диаметром менее 4 миллиметров.

Преимущества модели:

• возможность переключиться с 220 на 380 В;
• работает при минусовой температуре окружающей среды;
• сваривает металл с толщиной в 5 миллиметров;
• в комплектации имеет держатель, щиток и отбойник.

Профессиональными моделями, с помощью которых сварщики решают серьезные задачи, можно назвать те, что представлены ниже.

1. «Кавик ТДМ-252У2, Cu, 380 В». Высокомощная модель сварочного аппарата способна не только резать, но и наплавливать металл. Недостатком качественного и надежного приспособления считается большой вес и возможность перемещать его только по ровному полу.
2. Brima ТДМ1-315-1 – это промышленный вариант сварочного оборудования, который используется в слесарном цеху или ремонтной мастерской. Трансформатор способен сваривать поверхность с толщиной от 2 до 3 сантиметров.

Как выбрать?

Выбор бытового трансформатора для сварки должен включать расчет всех характеристик, благодаря которым прибор сможет справиться с поставленными перед ним задачами.

Перед покупкой оборудования для сварочного процесса мастеру стоит определиться с такими показателями:

• входным напряжением;
• мощностью;
• регуляцией сварочного тока;
• размерами электродов;
• номинальным показателем силы напряжения;
• показателями рабочего режима;
• габаритами и массой оборудования;
• напряжением в холостом ходу.

Особенности эксплуатации

После покупки сварочной техники мастер должен правильно провести регулировку тока и режима в холостом ходу. Для того чтобы обеспечить длительный период эксплуатации данному оборудованию и возможность качественно осуществлять сварку медного провода, сварщику стоит обеспечить качественное подключение трехфазного или однофазного аппарата. Не стоит забывать об аккуратности применения техники и соблюдении правил безопасности.

Подключать трансформатор можно только теми кабелями, что подходят для определенной модели. Категорически запрещено осуществлять установку подобных агрегатов в помещении с высокой влажностью. Охлаждение оборудования должно быть предусмотрено заблаговременно. Во время использования трансформатора не стоит допускать его перегрева. Если был замечен какой-либо сбой в работе, стоит немедленно отключить технику от электросети.

Работая с аппаратом для сварки, не стоит забывать о том, что ему требуются перерывы в процессе функционирования, так как способствуют охлаждению устройства. Несмотря на то что сварочный трансформатор – это безопасный вид техники, специалисты не рекомендуют трогать его руками в процессе варки металла. В противном случае мастер может получить удар током. Каждый раз перед началом работы нужно проверять наличие заземления и его исправность.

После завершения работы оборудованию нужно дать остыть, так как сварщик может получить кожный ожог при непосредственном контакте с корпусом.

Возможные неисправности

Не только купленный, но и собранный собственноручно сварочный трансформатор нуждается в регулярном обслуживании и может время от времени выходить из строя. Ремонт такого оборудования не подразумевает никаких сложностей, поэтому его провести под силу практически каждому сварщику. Самой распространенной поломкой агрегата для сварки считается замыкание цепи, из-за этого оборудование может самопроизвольно выключаться. Устранить проблему можно с помощью разборки трансформатора и последующей замены сломанной детали.

В некоторых случаях сварочный аппарат выходит из строя из-за перегрева, который может произойти, если пользователь установил ток больше, чем необходимо для нормального функционирования техники. Если чрезмерное нагревание устройства будет наблюдаться постоянно, то это может повлечь за собой поломку ключевого элемента. Как результат может потребоваться полная перемотка сварочного трансформатора.

Бывает, что агрегат издает громкие звуки, это может говорить о том, что в его внутренней части разболтаны болты или гайки. Чтобы привести трансформатор в порядок, мастеру потребуется его разобрать и подтянуть каждое из соединений. После того как ремонт будет закончен, необходимо сделать пробное испытание трансформатора.

Сварочный трансформатор – это не только надежное, но простое в использовании приспособление. Аппарат нашел свое применение не только при домашней сварке, но в некоторых промышленных целях. Благодаря наличию данного оборудования сварщик сможет соединять металлические листы разной толщины.

О достоинствах и недостатках трансформаторной сварки вы можете узнать из видео ниже.

устройство и принцип действия, для чего служит, виды

Сварочный инструмент

Сварочный трансформатор принадлежит к числу несложных, но признанных потребителями аппаратов. Его используют, когда к соединительному шву нет жестких требований. Сейчас на рынке появились более совершенные аппараты, но простые агрегаты не вышли из употребления.

1

Виды сварочных трансформаторов и их устройство

Аппараты бывают дуговыми, у них в основе процесса лежит использование электрической дуги, а также есть аппараты контактной сварки – сильно сжатые детали привариваются импульсным током. По способу регулирования выпускаются агрегаты с дросселем – это первый тип. Второй, самый распространенный вид – разнотипные с регулировкой,  которая осуществляется изменениями в обмотках. Третий, самый современный – тиристорные с импульсной стабилизацией.

Водородный сварочный аппарат

Первые два вида регулируют режим изменением параметров. Разнотипные трансформаторы зачастую оборудованы более сложными устройствами для точного регулирования. Тиристорные имеют трансформатор и полупроводниковые регуляторы. Контактные сварочные приборы различаются методами сварки, которая может выполняться по отдельным точкам, по стыкам или цельным швом. Импульс регулируется электронным или релейно-механическим регулятором. Устройство сварочного трансформатора простое, аппарат состоит из:

• трансформатора;
• проводов подвода;
• сварочных проводов;
• держателя электродов.

Разные разработки сварочного трансформатора (далее – СТ) имеют сходные провода и держатели. Аппарат может иметь дополнительные устройства: вентилятор, автомат отключения при перегрузке, ручку, колеса. На работу это никак не влияет, но создает комфортные условия. Большинство сварочных трансформаторов переменного тока укомплектованы одинаковыми деталями с разницей в габаритах. Это позволяет делать устройства одного типа, отличающиеся показателями. Агрегат может комплектоваться выпрямителем для выработки постоянного тока. Аппаратами постоянного тока выполняется качественная сварка, производятся работы с цветными металлами и нержавейкой.

Большинство моделей имеют стальной сердечник из абсолютно одинаковых пластин – магнитопровод. Он может иметь подвижную часть или быть цельным. Пластины изолированы, чтобы увеличить КПД и уменьшить нагрев. Они образуют плотный пакет, стянутый шпильками. Неплотность пакета приводит к вибрации, что на слух воспринимается, как сильное гудение. Ток в трансформаторном сварочном аппарате (ТСА) подбирается плавно или ступенями. При плавном подборе изменяют зазор в магнитопроводе, сопротивление меняется. Ступенчатое регулирование включает в цепь разное количество витков обмоток. Независимо от способа, роль сварщика заключается во вращении рукоятки или переключении коммутатора.

2

Почему электричество соединяет металлы?

Трансформатор понижает сетевое напряжение до требуемого уровня. Предъявляемые к аппарату требования исходят из особенностей материалов для обработки. Под них подбирают принцип действия и комплектацию, детали уточняются в параметрах и регулировке. Во многих случаях требуется очень точная настройка, и устройство аппарата это учитывает. Функциональный принцип работы сварочного трансформатора и его устройство взаимосвязаны.

Вторичная обмотка сварочного трансформатора

Аппарат выполняется обычно с первичной и вторичной обмотками. Напряжение 220 или 380 В подается на первичную. Со вторичной снимается напряжение 30–80 В. Ток увеличивается до 100–700 А, отчего металл плавится и соединяется. В основу ТСА заложена наивысшая отдача мощности. Металлические изделия соединяются между собой при температуре в тысячи градусов, вырабатываемой электрической дугой. Ее появление вызывается коротким замыканием между электродом и металлом. Разряд пробивает воздух, образуется плазма. С уменьшением сопротивления воздушного изолятора увеличивается ток. Чтобы стабилизировать дугу, проводящую ток, поддерживают расстояние между электродом и металлом.

Устройство сварочного трансформатора позволяет изменять силу тока, добиваясь оптимального режима в зависимости от толщины заготовок и вида работ. Постоянство напряжения влияет на стабильность дуги. Малый скачок напряжения ее обрывает, а немного сглаживает скачки регулятор. Используя дополнительные приспособления, можно добиться стабильности электродуги. Перепады гасят фильтры из конденсаторов на входе.

3

Характерные особенности устройств разных типов

Сначала были придуманы аппараты с дросселем для регулировки тока. Модели простые и безотказные, но не лишены недостатков: очень ограниченные характеристики, сильная вибрация, из-за чего сбиваются настройки, и они потребляют много энергии. Более совершенны устройства с реактивной катушкой и дросселем.

Сварочный трансформатор

В разнотипных аппаратах используются магнитные шунты, подвижные обмотки. Такие агрегаты небольшой массы с лучшими характеристиками. Имеются конструкции с неподвижными шунтами и обмотками, сложной магнитной коммутацией. По этому принципу сконструировано много разных разработок, отчего этот вид СТ и получил название разнотипных. Оборудование на тиристорах – новая разработка на полупроводниках. Переменный ток превращается в импульсы. Вначале тиристорные устройства страдали нестабильностью дуги из-за несовершенства полупроводников. Сегодняшние полупроводниковые изделия избавлены от этого недостатка.

Технические характеристики ТСА пребывают в зависимости от конструктивных особенностей. Общие достоинства:

• простое исполнение с минимальным набором деталей без электроники;
• широкий диапазон применения;
• надежная длительная эксплуатация, пригодность для ремонта;
• возможность выбрать аппарат с подходящими параметрами;
• доступные цены.

Сердечник с обмотками

К недостаткам относятся ограниченные возможности. Подобные аппараты потребляют много тока, ими трудно поддерживать дугу и добиться безукоризненного шва. Для работ различного рода больше подходит разнотипный трансформатор. Чтобы добиться качества шва и эффективности, агрегат оборудуют дополнительными устройствами, которые стабилизируют характеристики. Доступность и неприхотливость трансформаторных сварочных аппаратов привлекают потребителей, несмотря на выпуск качественных моделей с лучшими возможностями.

4

Что следует учитывать при выборе – показатели тока

Важный показатель для устройства – это количество фаз. Для однофазных СТ требуется 220 В, их можно включать в розетку домашней сети. Для двухфазных потребуется 380 В. Трехфазные могут работать от 220 или 380 В. В паспорте уточните показатель тока, потребляемого устройством. Далее узнайте сечение проводки и определите по справочнику, выдержит ли она работу ТСА. Автоматы домашней сети должны иметь запас не менее 10 %.

От тока на выходе зависит подбор электродов, свойства металла, с которым можно работать. Еще один параметр – напряжение на выходе. Особенно важно для тех, кто хочет варить автомобильные кузова. Чем ниже показатель (от 30 Вольт), тем тоньше металл можно варить. Потребляемая и выходная мощность указывает на количество электроэнергии, которую использует сварочный трансформатор. Следует обратить внимание на разницу показателей. Если она очень большая, агрегат будет использовать много киловатт и выполнять мало работы. В паспорте режим сварки указан в процентах.

К примеру, 70 % значит, что в течение 10 минут агрегат может 7 минут работать и 3 должен отдыхать.

Трансформаторные аппараты десятки лет исправно служат в сельском хозяйстве, промышленности, дома и в любом месте, где понадобятся. Их простота и дешевизна привлекают людей. В руках умельцев они способны работать с металлом разной толщины. С их помощью изготавливают несложные изделия, ремонтируют технику, соединяют трубы отопления и водопровода.

Сварочные трансформаторы — Студопедия

Типы сварочных аппаратов и их выбор

Существуют следующие основные типы сварочных аппаратов:

• трансформаторы;
• выпрямители;
• инверторы.

Ещё выделяют:

• полуавтоматы;
• генераторы — сварочные аппараты с бензиновым или дизельным электрогенератором;
• и прочие промышленные аппараты.

Сварочный генератор

Немного о терминологии

При выборе сварочных аппаратов и ознакомлении с их характеристиками приходится сталкиваться со специальными терминами, значение которых желательно знать, чтобы не ошибиться в выборе. Вот некоторые из них.

AC (англ. alternating current) — переменный ток.
DC (англ. direct current) — постоянный ток.
MMA (англ. Manual Metal Arc) — ручная дуговая сварка штучными электродами. Известна у нас под названием РДС.
TIG (англ. Tungsten Inert Gas) — ручная сварка вольфрамовыми неплавящимися электродами в среде защитного газа (аргона).
MIG/MAG (англ. Metal Inert/Active Gas) — полуавтоматическая дуговая сварка плавящейся электродной проволокой в среде инертного (MIG) или активного (MAG) газа с автоматической подачей проволоки.
ПВ (ПР, ПН, ПВР) — продолжительность включения — время, которое аппарат способен работать при определенном токе (ток указывается вместе с ПВ) до автоматического отключения из-за перегрева. Значение ПВ указывается в процентах по отношению к стандартному циклу, принимаемому равным 10 или 5 минутам. Если ПВ равно 50%, это означает, что при цикле 10 минут, после 5 минут непрерывной работы требуется 5 минут простоя для охлаждения аппарата. Этот параметр может быть равен и 10%, поэтому на него нужно обязательно обращать внимание. В понятия: продолжительность включения (ПВ), продолжительность работы (ПР), продолжительность нагрузки (ПН) вкладывают разный смысл, но суть одна — непрерывность сварки.

Сварочные трансформаторы

Сварочный трансформатор — это устройство, преобразующее переменное напряжение входной сети в переменное напряжение для электросварки. Основным его узлом является силовой трансформатор, с помощью которого сетевое напряжение снижается до напряжения холостого хода (вторичное напряжение), составляющего обычно 50-60В.

Простая для понимания схема сварочного трансформатора имеет следующий вид:

Простая схема сварочного трансформатора: 1 — трансформатор; 2 — реактор с переменной индуктивностью; 3 — электрод; 4 — свариваемая деталь.

Для ограничения тока короткого замыкания и устойчивого горения дуги трансформатор должен иметь круто падающую внешнюю вольт-амперную характеристику (про вольт-амперную характеристику читайте в конце статьи). Для этого либо используют трансформаторы с увеличенным рассеянием, вследствие чего сопротивление при коротком замыкании оказывается у них в несколько раз больше, чем у обычных силовых трансформаторов. Либо в цепь с трансформатором с нормальным рассеянием включают реактивную катушку с большим индуктивным сопротивлением — дроссель (дроссель может быть включен не в цепь вторичной обмотки, а в цепь первичной, где меньше ток). Если у дросселя можно изменять индуктивность, регулируя её, изменяют форму внешней вольт-амперной характеристики трансформатора и ток дуги I₂₁ или I₂₂, соответствующий напряжению дуги Uд.

Регулирование сварочного тока. Сила тока в сварочных трансформаторах может регулироваться изменением индуктивного сопротивления цепи (амплитудное регулирование с нормальным или увеличенным магнитным рассеянием) или с помощью тиристоров (фазное регулирование).

В трансформаторах амплитудного регулирования, необходимые параметры сварочного тока обеспечиваются перемещением подвижных катушек, магнитных шунтов или с помощью отдельной реактивной катушки как на рисунке выше. При этом синусоидальная форма переменного тока не изменяется.

Схема сварочного трансформатора с подвижными обмотками: 1 — первичная обмотка, 2 — вторичная, 3 — стержневой магнитопровод, 4 — винтовой привод.

Схема сварочного трансформатора с подвижным магнитным шунтом: 1 — первичная обмотка, 2 — вторичная, 3 — стержневой магнитопровод, 4 — подвижный магнитный шунт, 5 — винтовой привод.

Разновидности трансформаторов с подвижным магнитным шунтом

Может быть простое переключение количества используемых витков обмотки трансформатора, для уменьшения напряжения холостого хода и следовательно тока сварки.

Трансформаторы с тиристорным (фазовым) регулированием состоят из силового трансформатора и тиристорного фазорегулятора с двумя встречно-параллельными тиристорами и системой управления. Принцип фазового регулирования состоит в преобразовании синусоидальной формы тока в знакопеременные импульсы, амплитуда и длительность которых определяются углом (фазой) включения тиристоров.

Схема сварочного трансформатора с тиристорным управлением. БЗ — блок задания, БФУ — блок фазового управления.

Осциллограмма для трансформатора с тиристорным управлением без использования приемов сглаживания

Применение тиристорного фазорегулятора позволяет получить сварочный аппарат, характеристики которого выгодно отличаются от характеристик трансформатора с амплитудным регулированием. В более сложных схемах управления, чем на рисунке выше, формируется переменный ток прямоугольной формы. А при этом, например, достигается повышенная скорость перехода импульса через нулевое значение, вследствие чего уменьшается время безтоковых пауз и повышается устойчивость горения дуги и качество сварного шва. Что нельзя сказать про осциллограмму изображенную выше, на ней безтоквые промежутки больше чем у трансформаторов с амплитудным регулированием и качество сварки хуже.

Другое достоинство тиристорных аппаратов заключается в простоте и надежности силового трансформатора. Отсутствие стальных шунтов, подвижных частей и связанных с ними повышенных вибраций делает трансформатор простым в изготовлении и долговечным в работе.

По типу питающей сети сварочные трансформаторы бывают однофазными и трехфазными. Последние, как правило, могут подключаться и к однофазной сети. На рисунке ниже представлены однофазный и трехфазный трансформаторы с регулированием тока магнитным шунтом.

Сварочные трансформаторы

Достоинства и недостатки сварочных трансформаторов. К достоинствам сварочных трансформаторов относятся сравнительно высокий КПД (70-90%), простота эксплуатации и ремонта, надежность и дешевизна.

Список недостатков более обширен. Прежде всего, это низкая стабильность горения дуги, обусловленная свойствами самого переменного тока (наличие безтоковых пауз при переходе электрического сигнала через ноль). Для качественной сварки необходимо использовать специальные электроды, предназначенные для работы при переменном токе. Отрицательно сказываются на стабильности горения дуги и колебания входного напряжения.

Сварочным трансформатором нельзя варить нержавеющую сталь, которая требует постоянного тока, и цветные металлы.

Если мощность сварочного аппарата переменного тока достаточно велика, его вес может доставлять определенные трудности при переносе трансформатора с места на место.

И, тем не менее, недорогой, надежный и неприхотливый сварочный трансформатор — не такой уж плохой выбор для дома. Особенно в том случае, если варить приходится редко, а средств на покупку более функциональной модели не хватает.

Устройство сварочного инвертора.

Принцип работы сварочного инвертора

В настоящее время стали очень популярны и доступны по цене сварочные аппараты инверторного типа.

Несмотря на свои положительные качества, они, как и любое другое электронное устройство, временами выходит из строя.

Чтобы отремонтировать инвертор сварочного аппарата нужно хотя бы поверхностно знать его устройство и основные функциональные блоки.

В первых двух частях будет рассказано об устройстве сварочного аппарата модели TELWIN Tecnica 144-164. В третьей части будет рассмотрен пример реального ремонта сварочного инвертора модели TELWIN Force 165. Информация будет полезна всем тем начинающим радиолюбителям, которые хотели бы научиться самостоятельно ремонтировать сварочные аппараты инверторного типа.

Дальше будет много букв – наберитесь терпения .

Сам инверторный сварочный аппарат представляет не что иное, как довольно мощный блок питания. По принципу действия он очень схож с импульсными блоками питания, например, компьютерными блоками питания AT и ATX. Вы спросите: «Чем они похожи? Это ведь абсолютно разные устройства…». Схожесть заключается в принципе преобразования энергии.

Основные этапы преобразования энергии в инверторном сварочном аппарате:

• 1. Выпрямление переменного напряжения электросети 220V;

• 2. Преобразование постоянного напряжения в переменное высокой частоты;

• 3. Понижение высокочастотного напряжения;

• 4. Выпрямление пониженного высокочастотного напряжения.

Это кратко, так сказать, на пальцах . Такие же преобразования происходят в импульсных блоках питания для ПК.

Спрашивается, а зачем нужны эти пляски с бубном (несколько ступеней преобразования напряжения и тока)? А дело тут вот в чём.

Ранее основным элементом сварочного аппарата являлся мощный силовой трансформатор. Он понижал переменное напряжение электросети и позволял получать от вторичной обмотки огромные токи (десятки – сотни ампер), необходимых для сварки. Как известно, если понизить напряжение на вторичной обмотке трансформатора, то можно во столько же раз увеличить ток, который может отдать нагрузке вторичная обмотка. При этом уменьшается число витков вторичной обмотки, но и растёт диаметр обмоточного провода.

Из-за своей высокой мощности, трансформаторы, которые работают на частоте 50 Гц (такова частота переменного тока электросети), имеют весьма большие размеры и вес.

Чтобы устранить этот недостаток были разработаны инверторные сварочные аппараты. За счёт увеличения рабочей частоты до 60-80 кГц и более, удалось уменьшить габариты, а, следовательно, и вес трансформатора. За счёт увеличения рабочей частоты преобразования в 4 раза удаётся снизить габариты трансформатора в 2 раза. А это приводит к уменьшению веса сварочного аппарата, а также к экономии меди и других материалов на изготовление трансформатора.

Но где взять эти самые 60-80 кГц, если частота переменного тока электросети всего 50 Гц? Тут на выручку приходит инверторная схема, которая состоит из мощных ключевых транзисторов, которые переключаются с частотой 60-80 кГц. Но чтобы транзисторы работали, необходимо подать на них постоянное напряжение. Его получают от выпрямителя. Напряжение электросети выпрямляется мощным диодным мостом и сглаживается фильтрующими конденсаторами. В результате на выходе выпрямителя и фильтра получается постоянное напряжение величиной более 220 вольт. Это первая ступень преобразования.

Вот это напряжение и служит источником питания для инверторной схемы. Мощные транзисторы инвертора подключены к понижающему трансформатору. Как уже говорилось, транзисторы переключаются с огромной частотой в 60-80 кГц, а, следовательно, трансформатор работает также на этой частоте. Но, как уже говорилось, для работы на высоких частотах требуются менее громоздкие трансформаторы, ведь частота то уже не 50 Гц, а все 65000 Гц! В результате трансформатор «сжимается» до весьма малых размеров, а мощность его такая же, как и у здоровенного собрата, который работает на частоте 50 Гц. Думаю, идея понятна.

Вся эта петрушка с преобразованием привела к тому, что в схемотехнике сварочного аппарата появляется куча всяких дополнительных элементов, служащих для того, чтобы аппарат стабильно работал. Но, хватить теории, перейдём к «мясу», а точнее к реальному железу и тому, как оно устроено.

Устройство сварочного аппарата инверторного типа. Часть 1. Силовой блок.

Разбираться в устройстве сварочного инвертора желательно по схеме конкретного аппарата. К сожалению, схемы на TELWIN Force 165 я не нашёл, поэтому нагло позаимствуем схему из руководства по ремонту другого аппарата – TELWIN Tecnica 144-164. Фотографии аппарата и его начинки будут от TELWIN Force 165, так как именно он оказался в моём распоряжении. Исходя из анализа схемотехники и элементной базы, особых отличий между этими моделями практически нет, если не учитывать мелочи.

Внешний вид платы сварки TELWIN Force 165 с указанием расположения некоторых элементов схемы.

Принципиальная схема сварочного аппарата инверторного типа TELWIN Tecnica 144-164 состоит из двух основных частей: силовой и управляющей.

Сначала разберёмся в схемотехнике силовой части. Вот схема. Картинка кликабельна (нажмите для увеличения – откроется в новом окне).

Сетевой выпрямитель.

Как уже говорилось, сначала переменный ток электросети 220V выпрямляется мощным диодным мостом и фильтруется электролитическими конденсаторами. Это нужно для того, чтобы переменный ток электросети частотой 50 герц стал постоянным. Конденсаторы С21, С22 нужны для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, которые всегда присутствуют после диодного выпрямителя. Выпрямитель реализован по классической схеме диодный мост. Он выполнен на диодной сборке PD1.

Следует знать, что на конденсаторах фильтра напряжение будет больше в 1,41 раза, чем на выходе диодного моста. Таким образом, если после диодного моста мы получим 220V пульсирующего напряжения, то на конденсаторах будет уже 310V постоянного напряжения (220V * 1,41 = 310,2V). Обычно же рабочее напряжение ограничивается отметкой в 250V (напряжение в сети ведь может быть и завышенным). Тогда на выходе фильтра мы получим все 350V. Именно поэтому конденсаторы имеют рабочее напряжение 400V, с запасом.

А что в железе?

На печатной плате сварочного аппарата TELWIN Force 165 элементы сетевого выпрямителя занимают довольно большую площадь (см. фото выше). Выпрямительный диодный мост установлен на охлаждающий радиатор. Через диодную сборку протекают большие токи и диоды, естественно, нагреваются. Для защиты диодного моста на радиаторе установлен термопредохранитель, который размыкается при превышении температуры радиатора выше 90С⁰. Это элемент защиты.

В выпрямителе применяются диодные сборки (диодный мост) типа GBPC3508 или аналогичный. Сборка GBPC3508 рассчитана на прямой ток (I₀) — 35А, обратное напряжение (V_R) — 800V.

После диодного моста установлены два электролитических конденсатора (здоровенькие бочонки) ёмкостью 680 микрофарад каждый и рабочим напряжением 400V. Ёмкость конденсаторов зависит от модели аппарата. В модели TELWIN Tecnica 144 – 470 мкф., а в TELWIN Tecnica 164 – 680 мкф. Постоянное напряжение с выпрямителя и фильтра подаётся на инвертор.

Помеховый фильтр.

Для того чтобы высокочастотные помехи, которые возникают из-за работы мощного инвертора, не попадали в электросеть, перед выпрямителем устанавливается фильтр ЭМС – электромагнитной совместимости. На английский манер аббревиатура ЭМС обозначается как EMC (ElectroMagnetic Compatibility). Если взглянуть на схему, то фильтр EMC состоит из элементов С1, C8, C15 и дросселя на кольцевом магнитопроводе T4.

Инвертор.

Схема инвертора собрана по схеме так называемого «косого моста». В нём используется два мощных ключевых транзистора. В сварочном инверторе ключевыми транзисторами могут быть как IGBT-транзисторы, так и MOSFET. Например, в моделях Telwin Tecnica 141-161 и 144-164 используются IGBT-транзисторы (HGTG20N60A4, HGTG30N60A4), а в модели Telwin Force 165 применены высоковольтные MOSFET-транзисторы (FCA47N60F). Оба ключевых транзистора устанавливаются на радиатор для отвода тепла. Фото одного из двух транзисторов MOSFET типа FCA47N60F на плате TELWIN Force 165.

Снова взглянем на принципиальную схему и найдём на ней элементы инвертора.

Постоянное напряжение коммутируется транзисторами Q5 и Q8 через обмотку импульсного трансформатора T3 с частотой гораздо большей, чем частота электросети. Частота переключений может составлять несколько десятков килогерц! По сути, создаётся переменный ток, как и в электросети, но только он имеет частоту в несколько десятков килогерц и прямоугольную форму.

Для защиты транзисторов от опасных выбросов напряжения используются демпфирующие RC-цепи R46C25, R63C30.

Для понижения напряжения используется высокочастотный трансформатор T3. С помощью транзисторов Q5, Q8 через первичную обмотку трансформатора T3 (обмотка 1-2) коммутируется напряжение, которое поступает от сетевого выпрямителя (DC+, DC-). Это то самое постоянное напряжение в 310 – 350V, которое было получено на первом этапе преобразования.

За счёт коммутирующих транзисторов постоянное напряжение преобразуется в переменное. Как известно, трансформаторы постоянный ток не преобразуют. Со вторичной обмотки трансформатора T3 (обмотка 5-6) снимается уже намного меньшее напряжение (около 60-70 вольт), но максимальный ток может достигать 120 – 130 ампер! В этом и заключается основная роль трансформатора T3. Через первичную обмотку течёт небольшой ток, но большого напряжения. Со вторичной обмотки уже снимается малое напряжение, но большой ток.

Размеры этого самого трансформатора невелики.

Его вторичная обмотка выполнена несколькими витками ленточного медного провода в изоляции. Сечение провода внушительное, да и не мудрено, ток в обмотке может достигать 130 ампер! 

Далее со вторичной обмотки импульсного трансформатора переменный ток высокой частоты выпрямляется мощными диодными выпрямителями. С выхода выпрямителя (OUT+, OUT-) снимается электрический ток с нужными параметрами. Это и необходимо для проведения сварочных работ.

Выходной выпрямитель.

Выходной выпрямитель собран на базе мощных сдвоенных диодов с общим катодом (D32, D33, D34). Эти диоды обладают высоким быстродействием, т. е. они могут быстро открываться и также быстро закрываться. Время восстановления t_rr < 50 ns (50 наносекунд).

Это свойство очень важно, поскольку они выпрямляют переменный ток высокой частоты (десятки килогерц). Обычные выпрямительные диоды с такой задачей бы не справились – они бы просто не успевали открываться и закрываться, нагревались и выходили бы из строя. Поэтому в случае ремонта заменять диоды в выходном выпрямителе следует именно быстродействующими.

В выпрямителе используются сдвоенные диоды марок STTH6003CW, FFh40US30DN, VS-60CPH03 (с ними мы ещё встретимся ). Все эти диоды являются аналогами, рассчитаны на прямой ток 30 ампер на один диод (60 ампер на оба) и обратное напряжение 300 вольт. Устанавливаются на радиатор.

Для защиты диодов выпрямителя используется демпфирующая RC-цепочка R60C32 (см. схему силовой части).

Схема запуска и реализация «мягкого пуска».

Для питания микросхем и элементов, которые расположены на плате управления, используется интегральный стабилизатор на 15 вольт – LM7815A. Он установлен на радиатор. Напряжение питания на стабилизатор поступает с основного выпрямителя PD1 через два последовательно включенных резистора R18, R35 (6,8 кОм 5W). Эти резисторы понижают напряжение и участвуют при запуске схемы.

Напряжение +15 со стабилизатора U3 (LM7815A) поступает на управляющую схему. Далее, когда схема управления и драйвер «раскачали» мощную схему инвертора, то на дополнительной вторичной обмотке трансформатора T3 (обмотка 3-4) появляется напряжение, которое выпрямляется диодом D11.

Через диод D9 напряжение питания поступает на интегральный стабилизатор LM7815A и теперь схема «запитывает» как бы сама себя. Вот такой вот хитрый «приём».

Выпрямленное напряжение после диода D11 также служит для питания реле RL1, охлаждающего вентилятора V1 и индикаторного светодиода D10 (Verde – «Зелёный»). Резисторы R40, R41, R65, R37 гасят излишки напряжения. Для стабилизации напряжения питания вентилятора V1 (12V) применяется 5-ти ваттный стабилитрон D36 на 12V.

Реле RL1 обеспечивает плавный запуск инвертора («мягкий пуск»). Разберёмся с этим подробнее.

В момент включения сварочного аппарата начинается заряд электролитических конденсаторов. В самом начале зарядный ток очень велик и может вызвать перегрев и выход из строя диодов выпрямителя. Чтобы уберечь диодную сборку от повреждения зарядным током применяется схема ограничения заряда (или «мягкого пуска»). Взглянем на схему.

Основным элементом схемы «мягкого пуска» служит резистор R4, мощность которого 8W (8 ватт). Сопротивление резистора – 47 ом. Именно на него возложена роль ограничения зарядного тока в первые моменты после включения.

После того, как заряд конденсаторов закончился, а инвертор начал работу в штатном режиме, электромагнитного реле RL1 замыкает контакты. Контакты реле шунтируют резистор R4, и в дальнейшем он не участвует в работе схемы, так как весь ток проходит через контакты реле. Таким образом реализован плавный запуск.

На плате инвертора TELWIN Force 165 также можно найти элементы схемы «мягкого пуска». В качестве реле RL1 выступает электромагнитное реле модели Finder на рабочее напряжение 24V (параметры контактов реле – 16A 250V~).

Итак, мы узнали о том, что сварочный инвертор состоит из сетевого выпрямителя 220V, мощного инвертора на транзисторах, понижающего трансформатора и выходного выпрямителя. Это силовые части схемы. Через них протекают огромные токи. Но где же «мозги» этого устройства? Кто управляет работой инвертора?

Об этом мы узнаем из следующей части нашего повествования. Читать далее.

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Трансформатор для контактной сварки своими руками

Среди множества видов сварочных процессов можно выделить точечную. Ее применяют при создании систем вентиляции и кондиционирования, для соединения тонкостенных корпусных деталей и множества других конструкций.

Точечная контактная сварка

Виды точечной сварки

К точечной относят один из видов контактной сварки, в ходе выполнения которой детали соединяют по отдельным точкам. Электроды, выполненные из разных материалов, сжимают заготовки и передают через себя электрический ток соответствующих характеристик. Расположение точек контакта, напрямую зависит от того как установлены электроды в машине, используемой для сварки. Опять же в зависимости от конструкции машины и электродов допустимо получение одной или нескольких точек сварки.

Контактную сварку используют для работы с черными и цветными металлами. Это могут быть детали, обработанные на механическом оборудовании, они могут иметь одинаковую или разную толщину. В качестве заготовок могут быть использованы листы, полученные на прокатных станах или кузнечно — прессовом оборудовании.
Такой вид сварки наиболее эффективен для изготовления деталей в транспортном машиностроении, при производстве различного по классам станочного оборудования и пр.

Особенности и принцип точечной сварки для выбора трансформатора

Метод точечной сварки применяют и на производственных площадках, и в кустарных мастерских. На производстве эту технологию применяют для работы с листовыми заготовками из разных марок металла – черного, цветного, нержавеющего и пр. С помощью точечной сварки обрабатывают детали разной формы и размеров, кроме того, на оборудовании такой сварки изготавливают пересекающиеся стрежни.

В домашней мастерской такую технологию применяют для выполнения ремонта бытовой техники, в т.ч. автомобильной, электрической, например, для наращивания силового кабеля.
Надо отметить то, что способ точечной сварки включает в себя несколько последовательных операций, причем, эти операции одинаковы и для промышленного, и для бытового оборудования.
На первом этапе заготовки, выполненные из металла, соединяют между собой в заданном пространственном положении. Для их фиксации могут быть использованы обыкновенные строительные струбцины или друга технологическая оснастка.

Затем, соединенные детали помещают в рабочую зону оборудования, в пространстве между электродами. После этого их приводят в движение, начинается сжимание заготовок и подача электрического тока с определенными характеристиками. Подаваемый ток, выполняет нагревание металла до определенной температуры, в результате, этого будет произведена необходимая деформация заготовок.
В промышленных условиях применяют автоматические установки точечной сварки, в условиях мастерской чаще применяют полуавтоматические сварочные аппараты. Некоторые виды оборудования позволяют получать до 600 сварных контактов в минуту.
Еще один способ точечной сварки — это лазерная. Ее применение обеспечивает высокое качество, получаемых швов.

Смысл сварки этого типа заключается в следующем:
После сильного нагрева заготовок происходит их оплавление и происходит образование однородной структуры (шва).

Главный параметр такого сварочного процесса – это импульсная характеристика тока.

Именно она обеспечивает требуемый нагрев. Кроме того, важную роль играет и сила, с которой заготовки прижимают друг с другом. Именно в результате этого происходит кристаллизация металлической структуры.
Импульсная сварка гарантирует максимальную прочность стыков, при практически полной автоматизации сварочного процесса. Но главный недостаток такой технологии это невозможность обеспечения 100% герметичности заготовок между собой.

Виды трансформаторов для сварки

Технические характеристики трансформаторов должны обеспечивать такие технические свойства, которые позволяют с минимальными потерями произвести нагрев, расплав и соединение обрабатываемых деталей.

Трансформатор, предназначенный для производства сварных работ, имеет простую конструкцию и именно поэтому, многие домашние мастера предпочитают его изготавливать самостоятельно.

В конструкцию входит несколько составных частей:

Сердечник для трансформатора

1. Сердечник, состоящий из нескольких пластин, выполненных из стали. Для сборки магнитопровода применяют пластины, изготовленные из электротехнической стали. На нем устанавливают одну или несколько обмоток. Настройку напряжения выполняют с помощью винтовой пары, которая проходит через сердечник и обмотку.
2. Металлический корпус предназначен для защиты устройства от каких-либо повреждений. Кроме того, в состав трансформатора входят устройства вентиляции, рукояти и колеса для транспортировки.

Номинальное рабочее напряжение составляет 220 или 380 вольт и это позволяет их использовать и на промышленных объектах, и домашнем хозяйстве. Технические характеристики трансформатора допускают производить работы с металлическими заготовками разной формы и размеров.

Трансформатор для контактной сварки, состоит из тех же узлов, что и для традиционной. Это оборудование работает в режиме коротких, но часто повторяющихся нагрузок. Это приводит к тому, что обмотки испытывают серьезные динамические нагрузки. Для их компенсации в трансформаторах для точечной сварки применяют сердечник броневого типа и дисковые обмотки.

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75 предназначается для работы в составе электросварного оборудования для точечной сварки, которые эксплуатируются в закрытых помещениях при соблюдении ряда условий. Магнитопровод в этом трансформаторе имеет ленточную конструкцию, и стянут в раму с помощью шпилек. Обмотки этого трансформатора дисковые. Для изготовления первой обмотки применяют теплостойкий кабель ПСД.

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75

Вторая обмотка собрана из отдельных дисков и с помощью металлических деталей, выполненных из меди, они собраны в параллельную схему.
Для охлаждения вторичной обмотки используют проточную воду, которая перемещается по специально проложенным трубам. Обмотки залиты эпоксидной смолой.
Напряжение регулируется с помощью переключателей, которые установлены на сварочной машине. К основным параметрам трансформатора этой марки можно отнести следующее:

Охлаждение водой, аппарат изготовлен по классу изоляции F. За счет использования технологии Unicore трансформатор несет минимальные потери в магнитопроводе. Производитель выпускает трансформатор в климатическом исполнении УХЛ4.

Трансформатор для контактной сварки ТКС — 4500 Каскад

Трансформатор для контактной сварки ТКС — 4500 Каскад используют для сварки деталей из малоуглеродистых сталей совокупной толщиной до 4 мм.

Расчет трансформатора для сварки

Магнитопровод и обмотки отвечают за создание рабочих параметров устройства. То есть, зная, какие характеристики должны быть у трансформатора можно просчитать параметры обмоток, сердечника и сечения всех проводов.

Для выполнения расчетов необходимо взять следующие данные:

Сварочный трансформатор своими руками

1. 1. Напряжение на первой обмотке.
   2. Напряжение на второй обмотке.
   3. Сила тока на второй обмотке. Размер этого параметра определяется типом электродов и размерами заготовки.
   4. Площадь сердечника. Этот параметр определяет надежность трансформатора в целом. Оптимальным размером можно считать от 45 до 55 кв. см.
   5. Размер площади окна сердечника. Оптимальным считают размер от 80 до 110 кв. см.
   6. Плотность тока внутри обмотки. Этот параметр отвечает за потери в обмотке. Для аппаратов, выполненных своими руками, эта характеристика составляет 2,5 – 3 А.

Самодельный аппарат из микроволновой печи

Для установки в домашней мастерской высокопроизводительного сварочного оборудования нет необходимости в приобретении дорогостоящего оборудования. Для этого достаточно использовать старую микроволновую печь. Точнее, ее трансформатор. Он в состоянии обеспечить  напряжение необходимо для выполнения точечной сварки.

При извлечении трансформатора из корпуса микроволновой печи необходимо соблюдать аккуратность. Сначала надо снять все крепежные детали, и удалить вторичную обмотку. Кроме этого необходимо удалить шунты, встроенные в ограничители тока.  Точечная сварка, изготовленная из микроволновой печи, обеспечивает мощность в 700 – 800 Вт и это позволяет выполнять сварку стальных листов толщиной до 1 мм.

Строение трансформатора

Как и для любого другого сварочного устройства для его работы потребуется  электрод.

Создание электродов

Сварочное оборудование позволяет выполнять большое количество работ по неразъемному соединению деталей, выполненных из металла. Для выполнения этой операции применяют электроды. Те, которые применяют для точечной сварки, называют сварочные клещи. Их можно купить и в специализированном магазине, а можно изготовить своими силами.

Электрод для контактной сварки

Сварочные клещи состоят из:

• захвата, который несет токонесущие части;
• собственно электроды;
• сварочные кабели;
• механизм управления.

Для качественного сварного соединения необходимо, чтобы на выходе из аппарата было устойчивое пониженное напряжение и повышенная сила тока. Часто, для достижения необходимых параметров применяют аппараты с усиленной второй обмоткой.

Напряжение с обмотки поступает на сварочные клещи, в которые вставляют заготовки, подлежащие сварке.

Когда заготовки собраны между собой и помещены в рабочее пространство электроды сжимают. Это можно выполнить в ручном, а можно и в автоматическом режимах. Одновременно с этим на электроды подается ток надлежащей мощности. Он вызывает нагрев металла, его расплав и перемешивание. Так, выполняется контактная сварка. Диаметр пятна контакта определяет размер силы тока и время выдержки деталей между электродами.

Сварка цветных металлов точечной сваркой

В промышленности широко применяют точечную сварку цветных металлов. В качестве примера можно рассмотреть сварку алюминия. Важным моментом в точечной сварке является удаление с поверхности заготовок оксидной пленки. Как правило, ее удаляют с применением стальной щетки или абразивной шкурки нулевого размера. Другой, не менее распространенный способ удаления оксидной пленки – это химический.

Для того применяют серную или хромовую кислоту. Но, такой способ применяют в условиях серийного производства.

Для сварки цветных металлов, в частности, алюминия необходимо использовать машины большой мощности. Так, для сварки двух листов дюраля толщиной в 0,5 мм потребует ток в 12 000 А.

Технология конденсаторной сварки

Одна из разновидностей контактной сварки – конденсаторная. Такой метод сварки известен с первой половины прошлого века. Сварка происходит за счет расплавления заготовок в тех местах, где происходит короткое замыкание тока, которое получают из энергии разряда конденсаторов. Время процесса сварки составляет от 1 до 3 миллисекунд.

Технология конденсаторной сварки

В основе такого сварочного аппарата находится конденсаторная емкость, заряжаемая от источника постоянного напряжения.

По достижении потребного количества энергии в емкости, электроды смыкают в месте сварки. Ток, протекающий между заготовками, вызывает необходимый нагрев поверхности и в результате металл плавится и образуется шов высокого качества.

К достоинствам конденсаторной сварки можно отнести:

Скорость, применение автоматизированного оборудования позволяет получать до 600 точек сварки в минуту. Точность позиционирования и соединения заготовок. Малое выделение тепла, отсутствие расходных материалов – проволоки или электродов.

На практике применяют два вида аппаратов такого типа сварки. Первые обеспечивают разряд из накопителей энергии на поверхности деталей, вторые получают разряд от второй обмотки трансформатора. Первый метод применяют при проведении ударно-конденсаторной сварки, второй применяют тогда, когда речь идет о необходимости получения качественного шва.

Такая сварка отличается экономичностью и поэтому ее часто применяют в условиях домашней мастерской. На рынке можно встретить устройства с мощностью в 100 – 400 Вт, которые часто применяют для работы в небольших мастерских по ремонту автомобильных кузовов.
Продолжительность нагрева и сила давления
Режимы сварки определяют следующими характеристиками – силой тока, длительностью нагрева, силой сжатия, размерами рабочего конца электрода.

Особенности выбора и использования электродов

Электроды для такой сварки должны иметь форму и размер, которые обеспечат его доступ к рабочему месту. Кроме того, электроды должны быть приспособлены для простой и надежной установки в сварочной машине и иметь высокую стойкость к износу. Самая простая конструкция электрода для точечной сварки – прямая. Их производят в соответствии с требованиями ГОСТ 14111-69. Для их производства применяют различные сплавы на основе меди.

Электрод для конденсаторной сварки

Например, при сварке разных металлов электроды должны обладать низкой электропроводностью. Но если, из металла такого типа изготовить весь электрод, то он будет достаточно быстро нагреваться. В таком случае его необходимо выполнять из двух частей. Одну из меди, а другую из материала, который приспособлен для выполнения необходимой операции.

Отвечайте на вопросы. 1) Из чего состоит трансформатор?

1) Из чего состоит трансформатор?

2) Какова функция катушки?

3) Почему трансформаторы иногда используются для электрической изоляции одной цепи от другой?

4) Какая обмотка подключена к источнику питания?

5) Какая обмотка подключена к нагрузке?

6) Какой трансформатор называется повышающим трансформатором?

7) Какой трансформатор называется понижающим?

8) Что нужно сделать, чтобы трансформаторы были эффективны почти на 100 процентов?

Завершите следующие предложения.

1) Трансформатор состоит из.

2) Сердечник трансформатора есть.

3) Связь между первичной и вторичной обмотками.

4) Иногда используются трансформаторы.

5) Обмотка, к которой подключен источник питания.

6) Обмотка подключена к нагрузке.

7) Нагрузка может быть.

8) Если у вторичной обмотки больше витков, чем у первичной, то есть трансформатор.

9) Если у вторичной обмотки меньше витков, чем у первичной, то трансформатор.

Перескажите текст.

БЛОК 17 (ЧАСТЬ 3). ТРАНСФОРМАТОРЫ

Слова, которые нужно запомнить.

Заводская табличка

техническое обслуживание

вместимость

рейтинг ,

бак

частота

сток ,

затычка

Прочтите текст.

Номинал трансформатора

Паспортная табличка трансформатора содержит всю необходимую информацию, необходимую для правильной эксплуатации и технического обслуживания устройства. Мощность трансформатора (или любого другого электрооборудования) ограничена допустимым повышением температуры во время работы. Тепло, выделяемое в трансформаторе, определяется как током, так и напряжением. Более важен номинал трансформатора в киловольт-амперах. Это указывает на максимальную мощность, при которой трансформатор рассчитан на работу в нормальных условиях (когда ток и напряжение совпадают по фазе).Другая обычно предоставляемая информация — это фаза (однофазная, трехфазная и т. Д.), Первичное и вторичное напряжения, частота, допустимый рост температуры и требования к охлаждению, которые включают количество галлонов жидкости, которое могут быть охладители держать. Первичный и вторичный токи могут быть указаны при полной нагрузке.

В зависимости от типа трансформатора и его специальных применений могут быть другие типы идентификации для различных манометров, индикации температуры, давления, слива и различных клапанов.

Таким образом, можно видеть, что, хотя трансформатор состоит в основном из первичной и вторичной обмоток, существует множество других моментов, которые следует учитывать при выборе трансформатора для конкретного использования.

: 2014-11-13; : 15;

.

(. 1) | Pandia.ru

УПРАЖНЕНИЯ

А

Найдите правильный вариант. Помните:

1) цепь «а» состоит из

а) резисторы и проводники

б) источник напряжения и резисторы

в) источник напряжения, резистор и проводник

2) источник напряжения

а) проводит ток

б) уменьшает ток

р) подает ток

3) кондуктор

а) соединяет элементы

б) напряжение питания

в) проводит ток

4) резистор

а) соединяет элементы

б) питает ток

c) уменьшает ток

5) нет результатов от

а) открытый

б) короткий

В

Ответьте на следующие вопросы:

1.«Из каких элементов состоит схема? 2. Какова функция источника напряжения? 3. Какова функция проводника? 4. Какова функция резистора? 5. Когда в цепи нет тока? 6. К чему приводит открытая или короткая позиция? 7. Из-за чего в цепи отсутствует ток?

С

Решите следующие проблемы:

1. Какой ток в цепи, если источник на 60 В подключен к сопротивлению t 600 Ом?

2.Сколько напряжения в цепи с током, равным 25 А, если к ней подключено сопротивление 25 Ом?

3. В цепь подключено сопротивление 70,35 Ом. Сколько будет напряжение, если ток равен 4,5 ампер?

А

1-; 2-; 3-а; 4-с; 5-а, б.

1. Схема состоит из источника напряжения, резистора и проводника.

2. Источник напряжения подает ток.

3. Элементы соединяет проводник.

4. Резистор снижает ток.

5. Нет текущих результатов от открытия и закрытия.

6. Обрыв и короткое замыкание могут привести к потере тока.

7.. 5

С

1. 60: 1600 = 0,037 ампер

2. 25×25 = 625В

3. 70,35×4,5 = 316,575 В

Сравните схемы «a» и «b».Цепь «а» состоит из источника напряжения и двух резисторов. Резисторы включены последовательно. Цепь «а» — это последовательная цепь.

Цепь «б» состоит из источника напряжения и двух резисторов. Резисторы подключены параллельно. Цепь «b» — это параллельная цепь.

Параллельная цепь имеет основную линию и параллельные ветви.

В цепи «b» значение напряжения в R1 равно значению напряжения в R2. Значение напряжения одинаково во всех элементах параллельной цепи, а значение тока разное.Параллельная схема используется для того, чтобы иметь одинаковое значение напряжения.

В цепи «а» значение тока в R1 равно значению тока в R2. Значение тока одинаково во всех элементах последовательной цепи, а значение напряжения разное. Используется последовательная цепь, чтобы иметь одинаковое значение тока. В R1 V1 = IR1. IR1 — это падение напряжения на R1. В R2 напряжение равно IR2; IR2 — падение напряжения на R2. В цепи «c» неисправность одного элемента приводит к отсутствию тока во всей цепи.В цепи d неисправность в одной ветви приводит к отключению тока только в этой ветви. Неисправность в основной линии приводит к отсутствию тока во всей цепи.

а б. . . -.

г. . б -.

.

б R1 R2. ,. ,.

R1 R2.

, г. ,. R1 V1 = IR1. IR1 R1. R2 I x R2.IR2 R2. . d. .

УПРАЖНЕНИЯ

А

Найдите правильный вариант.Помните:

1. параллельная цепь имеет

а) только параллельные ветви

б) основная линия и параллельные ветви

2. используется параллельная цепь для заказа

a) ‘иметь одинаковое значение тока во всех элементах

б) иметь одинаковое значение напряжения на всех элементах

3. в параллельной цепи неисправность в одной ветке

a) приводит к отключению тока только в этой ветви

б) приводит к отсутствию тока во всей цепи

4.отсутствие тока в параллельной цепи

.