Выпрямитель постоянного тока для точечной контактной сварки: Выпрямитель постоянного тока для точечной контактной сварки

Выпрямитель постоянного тока для точечной контактной сварки

Точечную сварку можно встретить не только на производстве, но и в бытовых условиях. Преимущества выбора такого вида сварки заключается в ее надежности. Данным способом крепления легко соединить разноуглеродные стали, цветной металл. При этом, можно строить практически любые конфигурации и совмещения с металлами.

Позволяет создавать изделие под любые фантазии и потребности.

Чаще всего, точечная сварка получила широкое применение в ремонте кабелей и бытовой техники. Точечная сварка позволяет производить ремонт аккумуляторов и других мобильных переносных устройств.

Технология сварки аккумуляторов достаточно проста, пример можно посмотреть по видео ниже.

Весь процесс сварки заключается в нагреве рабочей металлической поверхности до пластичного состояния. В таком состоянии изделия легко деформируются и соединяются.

Для обеспечения качества требуется постоянное проведение процесса плавления. Непрерывность и определенная скорость рабочего темпа, сила нажатия являются ключевыми в работе. В дальнейшем эти параметры характеризуют качество изделий.

Основой принципа работы данной сварки служит преобразование электрической энергии в тепловую. Под воздействием тепла металлическая поверхность подвергаются плавлению.

Контакт электродов следует помещать в местах соединения 2 рабочих поверхностей деталей, необходимых для закрепления.

Застывание расплавленной массы происходит в момент отключения тока. Тем самым, исключается эффект растекания поверхности швов. Поэтому, данный вид сварки носит название точечный.

Присоединение частей деталей осуществляется за счёт закрепления поверхности при помощи специальных клещей. Которые, подразделяются на подвесные и ручные.

  • Подвесные. Получили широкое применение в условиях завода и промышленных предприятий, подлежат многократному использованию.
  • Ручные. Основной функцией служит передача электротока на электроды.

  • Высокая скорость работы;
  • Наивысшая степень электробезопасности;
  • Обеспечение качественного соединения;
  • Изготовить устройство для сварки можно в ручную.

Вся система построена на элементарной передаче тепла в целях плавления металла в местах закрепления. На качество сварки может повлиять плохая очистка поверхности, видимые окислы.

Ознакомиться с техпроцессом можно по ссылке на видео.

Пользуясь законом теплопроводности, следовало бы учитывать этот параметр для большинства распространенных металлов. Параметры теплопроводности для некоторых из них представлены ниже в таблице.

Температура плавления, Сᵒ

Железо (низкоуглеродистая сталь)

  • Теплопроводность;
  • Электропроводимость;
  • Механическая прочность;
  • Скорость обработки.

Электроды недолговечны и требуют бережного отношения. При постоянном воздействии температурного режима, необходимо прерываться. Данная возможность позволяет остыть электродам и свариваемой поверхности. Таким образом, продлевается ресурс электродов.

Диаметр электродов влияет на характеристику силы тока, а соответственно и на качество шва. Диаметр сечения электрода подбирается исходя из толщины рабочей поверхности. Электрод должен быть приблизительно в два раза толще закрепляемых изделий.

Контактная сварк а позволяет проводить работы в обычных домашних условиях. Но, чаще всего, этот способ широко применяется в промышленности.

Заводы-изготовители позаботились о том, чтобы домашних условиях не присутствовали громоздкие аппараты по точечной сварке. Уже давно придуманы компактные мобильные устройства. Их предназначение заключается в ремонте домашней бытовой техники.

Такое устройство получило название споттер. Устройство оснащено двумя выводами, предназначенными для закрепления одного из них к рабочей поверхности изделия. Второй же вывод подводится к электроду.

В данной конфигурации в клещах нет необходимости. Источник тока должен располагаться на достаточно близком расстоянии от места проведения работ.

Не стоит обращать на малогабаритное устройство, она достаточно функционально для своего размера.

Наиболее простые устройства используют однофазный ток. Но надеяться на то, чтобы закрепить деталь более одного миллиметра не стоит. Закрепление более сложных деталей производится с привлечением дополнительного трансформатора.

Стоимость споттеров достаточно невелика. В самой дорогой категории находятся инверторные.

Как правило, бытовые устройства не требует больших мощностей. Поэтому, можно обойтись и самодельным аппаратом.

Точечная сварка отличается своим качеством шва. В большинстве случаев, чтобы его разрушить требуется применение серьезных механических воздействий. Чаще всего, для этого используются сверла.

Если существует такая потребность, есть желание сделать устройство самому, то собрать его вполне возможно в домашних условиях.

Размеры аппарата по точечной сварке зависит, прежде всего, от потребностей. Наиболее удобными выступают устройства со средними габаритами.

Рисунок. Схема сварочного аппарата по точечной сварке.

Работа устройства заключается на принципе Ленца-Джоуля. Требования физического закона гласит, что проводник должен вырабатывать тепло в количестве равным пропорции с сопротивлением проводника, а также квадратом тока и затраченного времени.

К такому схемному решению обязательна установка выпрямительного моста. Через тиристорный мост происходит заряд конденсатора. Первый тиристор выступает в качестве катода.

Конденсаторный блок является своеобразной защитой и служит в качестве высвободителя тока. Создается принцип качели, постоянная зарядка и разрядка конденсаторов. Данный принцип позволяет создавать эффект точечной пайки. Шов равномерно и своевременно остывает, не позволяя расплываться металлу.

Для увеличения мощности в схему, также добавляются дополнительный тиристор с реле выключения.

Важной деталью сварочного аппарата служит трансформатор. Минимальное значение по мощности должно составлять 750 Вт.

Видео по созданию собственноручного устройства.

Создать устройство можно при помощи инвертора. Прежде чем, приступать к цели, необходимо обладать некоторыми навыками в области электротехники.

Более простой считается схема с использованием трансформатора взамен инвертора. Но такие устройства недостаточно мощные, чтобы производить работы с металлами достаточной толщины более 1 мм.

Шаги создания устройства

  • Извлечь трансформатор из ненужной микроволновки;
  • Избавиться от вторичной обмотки, креплений, шунтов;
  • Произвести вторичную обмотку более толстым проводом, чем в первичной;
  • Проверить собранное устройство на утечку тока;
  • Утечки устранять изоляцией при помощи ленты;
  • Проверить силу тока. Значение должно быть не более 2 кА.

В качестве наконечников или электродов более всего подходит медный провод значительной толщины. Наконечники затачиваются и закрепляются.

Далее необходимо установить тумблер выключателя. Трансформатор следует закрепить к основанию. Для защиты устанавливается заземление. Соединения должны быть изолированы.

Почти весь прошлый век сварочные работы производились на переменном токе, если не использовалась газосварка. Это было связано с тем, что более простого и недорогого сварочного оборудования не было в промышленности и строительстве.

Сварочный аппарат переменного тока представлял собой мощный понижающий трансформатор с регулятором тока в виде подвижной вторичной обмотки или дополнительных отводов в ней же. Это были надежные, простые устройства, при этом очень тяжелые и габаритные. Но благодаря развитию полупроводниковой техники появилась возможность создать сварочный аппарат постоянного тока, который по потребительским свойствам лучше своего «переменчивого» собрата.

Преимущества и недостатки

Применение постоянного тока позволяет получать шов лучшего качества благодаря тому, что электрическая дуга стабильна. Нет переходов через ноль, как у аппарата переменного тока, поэтому нет брызг.

Возможность использования прямой и обратной полярности позволяет варить нержавеющую сталь, цветные металлы, то есть электродуговая сварка постоянным током имеет более широкий диапазон применения при прочих равных условиях. При использовании инверторов сварочный аппарат получается значительно меньше по габаритам и весу.

Недостатками являются относительно высокая стоимость (по сравнению с аппаратами переменного тока) и чувствительность к пыли. Приходится часто чистить внутренние блоки.

Приборы на трансформаторах

Первые модели аппаратов для сварки постоянкой были развитием приборов переменного тока. Дополнительно к сварочному трансформатору на выходе вторичной обмотки монтировали диодный выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, затем подключали мощные конденсаторы для уменьшения пульсаций и дроссель для получения более стабильной дуги.

От однофазной или трехфазной сети переменное напряжение поступало на первичную обмотку понижающего трансформатора. На выходе вторичной получалось напряжение порядка 70 В на холостом ходу, дальше поступало на выпрямитель и сварочный электрод.

При замыкании электрода на массу и последующем отрыве на небольшое расстояние (примерно 5 мм) возникала электрическая дуга. Сварщику оставалось вести электрод вдоль будущего шва со скоростью необходимой для образования сварочной ванны.

Инверторы

По дрогу принципу работают сварочные инверторы, которые тоже относятся к аппаратам постоянного тока. Преобразования в них происходят несколько по-другому.

Входное сетевое напряжение 220 В сразу преобразуется выпрямителем в постоянный ток. С помощью фильтра низких частот пульсации сглаживаются, и ток, в качестве питающего, поступает на задающий генератор, силовые биполярные или полевые транзисторы.

Генератор вырабатывает сигнал частотой от 40 до 80 кГц. Изменение частоты переменным резистором, выведенным на лицевую панель, позволяет регулировать силу сварочного тока. Эта частота поступает на управляющие входы силовых транзисторов, на выходе в результате получается импульсный ток той же частоты.

Для дальнейшего преобразования он пропускается через конденсаторы, чтобы получился высокочастотный переменный ток. Затем он подается на понижающий трансформатор.

С вторичной обмотки снимается пониженное напряжение высокой частоты. Благодаря этому не требуются такие громоздкие преобразователи (понижающие трансформаторы низкой частоты). Сварочный пост в таком случае получается компактным и эргономичным.

Получившийся высокочастотный ток вновь выпрямляется диодным мостом и превращается в постоянный. Для уменьшения пульсаций устанавливаются батареи конденсаторов, а для мягкости дуги – дроссель. Благодаря электронной схеме управления силой сварочного тока и напряжения, отсутствуют проседания мощности и нестабильность дуги.

Сварочный ток не зависит от изменения сетевого напряжения. Шов получается качественным. Сварщику гораздо легче работать таким сварочным аппаратом. Единственно, при пользовании электросваркой необходимо соблюдать требования к присадочной проволоке.

Электроды для сварки нужно использовать те, которые рекомендуются для данного вида металла. Диаметр необходимо выбирать исходя из толщины свариваемого материала.

Какие электроды использовать

Подбирая электроды для сваривания деталей постоянным током, в первую очередь необходимо убедиться в наличии сертификатов соответствия.

Они должны быть подтверждены соответствующими организациями типа «Центра стандартизации и метрологии» с соответствующими лицензиями. Дальше нужно выбирать электроды с учетом мощности сварочного аппарата, толщиной свариваемых деталей и вида металла. Среди многочисленных марок можно выделить такие:

  • для сварки постоянным током низкоуглеродистых и низколегированных сталей подойдут электроды УОНИ13/45. Ими хорошо варить сосуды, работающие под давлением, толстостенные детали, а также заваривать дефекты литья;
  • электродами УОНИ 13/55 также варят низкоуглеродистые и низколегированные стали. Используют при сварке сосудов высокого давления и стальных конструкций;
  • электродами ОЗС-12 ГОСТ 9467-75 варят ответственные конструкции из низкоуглеродистой стали. Сваривание производится во всех положениях, кроме вертикального шва;
  • ОЗС- 4 можно варить по окисленной поверхности с теми же сталями.

Перечисленные выше марки наиболее универсальные и простые в использовании. Их можно быстро зажечь и обеспечить стабильную дугу, поддерживаемую постоянным током.

Для средне и высоколегированных сталей применяются специальные электроды. Они имеют состав близкий к марке свариваемой стали.

Перед применением электродов необходимо убедиться, что они сухие, без сколов обмазки. Правильный подбор марки и диаметра, силы сварного тока обеспечит получение качественного сварного шва. Все необходимые данные имеются в инструкции по эксплуатации на сварочный аппарат и паспорте на электроды.

Самостоятельное изготовление

Сварочный аппарат постоянного тока имеет смысл делать своими руками, если есть запас полупроводниковых приборов подходящих по номиналам. При использовании трансформаторной традиционной схемы преобразования тока все будет достаточно дешево.

Если решили собирать инверторный аппарат, то покупка силовых транзисторов выйдет в копеечку, проще купить готовый инвертор.

Выпрямитель

Постоянный сварочный ток в самодельных аппаратах обычно рассчитывают на 160-200 ампер. Для этого оптимальными будут выпрямительные диоды В200 соединенные по мостовой схеме.

Нужно только учесть, что корпус от внутренностей у диода не изолирован, то есть при подаче напряжения на выводы, корпус тоже окажется под напряжением.

Так как они сильно греются при работе, то их устанавливают на радиаторы. Они должны быть изолированы друг от друга, корпуса сварочного оборудования и других элементов схемы.

Если в распоряжении имеются диодные мостовые сборки, то это еще лучше, поскольку схему будет проще собирать. У них прямой ток порядка 35-50 А. Если требуется мост помощнее, то сборки можно спаривать, ставить параллельно.

Надежность такого соединения меньше, чем у одиночного диода из-за разброса параметров, но если установить с запасом, то все будет замечательно. Корпуса у них не под напряжением, поэтому можно устанавливать на один радиатор.

Другие компоненты

Самодельный сварочный аппарат постоянного тока трансформаторного типа состоит из понижающего трансформатора мощностью от 7 кВт и выше, выпрямительного моста на диодах типа В200, ВЛ200 или нескольких мостовых диодных сборок, набора электролитических конденсаторов общей мощностью 30000 мкФ и дросселя. Для охлаждения диодов применяются алюминиевые радиаторы и вентилятор.

Все контакты рекомендуется делать пайкой для уменьшения переходных сопротивлений в местах соединений. Сварочный трансформатор будет иметь различные габариты в зависимости от мощности и используемой частоты преобразования. Это необходимо учесть при конструировании корпуса или его подборе.

Сварочные кабели должны подсоединяться к устройству через болтовое соединение. В таком варианте исполнения практически отсутствуют регулировки сварки постоянным током.

Если в наличии имеется сварочный аппарат переменного тока, то добавив выпрямительную схему можно получить устройство постоянного тока, но уже с регулировками по переменному напряжению, что тоже хорошо.

Изготовление сварочного аппарата инверторного типа под силу людям, разбирающимся в электронике. Здесь нет такого большого разброса по параметрам, как в трансформаторном аппарате.

Схемы достаточно сложные для начинающего радиолюбителя, но при соблюдении всех правил пайки микросхем и полупроводниковых приборов, особенно полевых транзисторов, можно сделать аппарат требуемых параметров.

Точечная контактная сварка отличается от привычной дуговой тем, что металл плавится не при высокой температуре электродуги, возникающей между электродом и свариваемым металлом, а за счет прохождения тока сквозь контакт двух свариваемых деталей. Этими деталями могут быть тонкие листы металла, проволока, пластины. Они прочно сжимаются специальными механическими приспособлениями и сквозь место соединения пропускается импульсный ток высокой силы (1000 и более Ампер) при напряжении в несколько вольт.

Точечная сварка своими руками предполагает, что на 1 мм 2 контактной площади приходится не менее 5 кВт мощности, что соответствует силе тока до 50А/мм 2 . При этом механическое давление на тот же квадратный миллиметр должно быть не менее 3-8 кг. Чтобы достичь таких параметров, необходима специальная конструкция рабочего инструмента в виде клещей.

Рабочий орган — два токопроводящих электрода, которые сжимают соединяемые детали с требуемой силой при нажатии на рукоятки. После сжатия на электроды подается импульс тока длительностью 01-1 с, который расплавляет металл до пластического состояния. После прекращения подачи тока механическое воздействие сохраняется и расплавленный металл сливается в одно целое и так застывает, образуя прочное соединение, не уступающее электродуговой сварке.

Схема сваривания выглядит так:

Аппарат точечной сварки из сварочника

Главной сложностью при изготовлении аппарата точечной сварки своими руками является сборка источника тока. Он должен выдавать короткие импульсы небольшого напряжения и высокой силы тока, превышающей 1000А. Длительность импульса регулируется тиристорной схемой или вручную обычным выключателем на первичной обмотке. Для низколегированных сталей необходим более длительный импульс, нержавейка сваривается при коротких импульсах, чтобы верхняя часть не успела прогреться и окислиться, что значительно снижает антикоррозионные свойства.

Во втором случае сварка таким аппаратом требует определенной сноровки — с первого раза угадать необходимую длительность импульса очень сложно, особенно на разных металлах. Но методом проб и ошибок на обрезках листовой стали или цветных сплавов вполне реально добиться качества сварки не хуже, чем на промышленных аппаратах.

Точечная сварка, собранная своими руками из старого сварочного аппарата, работает достаточно эффективно и вполне в состоянии решить ряд проблем с соединением листового металла толщиной от нескольких десятых до 2-3 мм. Для более толстого листа сложно создать требуемое усилие при помощи самодельных клещей или рычажного устройства.

Почему выбирается именно старый трансформатор? Аппарат точечной сварки своими руками предполагает его полное переоборудование, которое касается, впрочем, только вторичной обмотки. После переделки обычная сварка ММА таким аппаратом становиться невозможной, поэтому и выбирается старый, но еще рабочий аппарат, по крайней мере, первичная обмотка должна быть если не в идеальном, то в приемлемом состоянии.

Вторичная обмотка удаляется полностью и на ее место устанавливается другая, из медного изолированного жгута или шины. Изолировать провод необходимо очень тщательно, в несколько слоев негорючей изоляцией. Удобна для этих целей тканевая изолента, которая чередуется с обмоткой обычным автомобильным скотчем, который используется при покраске кузова.

Сечение провода вторичной обмотки должно быть не менее 1,8 см 2 . Если удастся найти подходящий кабель заводского производства в изоляции, то лучше использовать его. Хороший результат дают как кабели с монолитной сердцевиной, так и многожильные из скрученных в жгут медных проводов. На вторичную обмотку идет несколько витков кабеля или шины с таким расчетом, чтобы при подаче 220В на первичный контур, во вторичном возникал ток напряжением 6-8 В. В таком случае сила тока будет достигать 800-1000 А. Этого вполне достаточно для сварки отдельных деталей в домашней мастерской.

Как подобрать электроды

Для точечной контактной сварку лучше всего использовать промышленные электроды, изготовленные по ГОСТ14111-69. Такие можно купить на интернет сайтах или в магазинах сварочного оборудования. При использовании на самодельном оборудовании они будут служить практически вечно. Но они довольно дорогие, особенно с запрессованными наконечниками из вольфрама или другого тугоплавкого материала.

В большинстве случаев умельцы изготовляют электроды самостоятельно. В зависимости от мощности сварки, подходят медные стержни диаметром от 5 до 15 мм. С одной стороны они вставляются в металлическую гильзу с зажимными болтами, закрепленную на кабеле от трансформатора. Как и кабель, электроды прочно зажимаются болтами.

Второй вариант крепления электрода — пайка. Это тоже довольно надежный и эффективный способ, обеспечивающий надежный электроконтакт, но менять электрод в таком случае сложнее. Это не слишком влияет на продуктивность работы — электроды изнашиваются очень медленно, особенно при любительской сварке.

Намного важнее надежный контакт. Если соединение неплотное, то провод и электрод будут окисляться и перегреваться, а сила тока будет меньше требуемой. Также необходимо все соединительные кабели делать как можно короче — диаметр электрода и кабеля должны быть одинаковыми, иначе возможны сюрпризы в виде горящей изоляции или обгорания стержней.

Нелишним будет напомнить, что для медных электродов выбираются такие же медные провода. Сочетания алюминий/медь ненадежно и приводит к ненадежной сварке.

Рабочие концы электродов могут быть заостренными (коническими), овальными или плоскими. В бытовых самодельных аппаратах удобнее всего использовать плоский нижний и конический верхний электроды. Такое сочетание обеспечит и высокую плотность тока в точке сварки, и надежную опору для прижима деталей.

Точечная сварка из аккумулятора

В интернете встречается информация о том, как сделать точечную сварку своими руками, используя обычный автомобильный аккумулятор на 12 В. Выполнять с ее помощью можно соединение небольших деталей, которые обычно соединяются пайкой. Но во многих случаях сварка дает лучший результат по прочности и более удобна для соединения разнородных металлов.

Точечная сварка своими руками из аккумулятора — конструкция несложная и может быть сделана в гараже на протяжении нескольких часов, при наличии всех частей и инструментов, естественно. Для ее монтажа не требуется каких- то особых приспособлений или сложного оборудования.

Существует три разновидности сварки при помощи аккумулятора. Первый, самый простой, можно сказать примитивный, требует только наличия аккумулятора и двух медных проводов, оголенные концы которых и выступают электродами. Как правило, используется этот способ чаще всего, но только для сваривания цветных металлов. Именно его с полным основанием можно назвать точечным.

Два других способа — угольными электродами и при помощи инвертора требуют батареи из нескольких аккумуляторов и дополнительного оборудования. Они тоже используются в бытовых и походных условиях, но покупать несколько однотипных аккумуляторов, чтобы сделать из них сварочный аппарат, довольно накладно. Для точечной сварки может подойти любой аккумулятор, который достаточно снять с автомобиля.

Простенькое приспособление для выполнения сварочных работ состоит из двух медных проводков сечения не менее 1,5 мм 2 , закрепленных в контактной колодке. Расстояние между зачищенными концами электродов 2-3 мм. Конечно, как и в любой самодельной конструкции, вариантов может быть множество, но как базовый лучше всего использовать именно этот тип конструкции. Как работает такая мини установка показано на видео :

Сварка от аккумулятора предназначена для соединения небольших деталей из тонкого листового металла, но даже при этом аккумулятор разряжается довольно интенсивно. Если вы сняли его с машины, то желательно иметь в гараже и зарядное устройство, чтобы вернуть батареи прежний заряд.

Приведенные примеры — самые простые самодельные конструкции аппаратов точечной сварки. Если у вас есть свои разработки — пишите нам на сайт. Нас и наших читателей очень интересуют реальные разработки самодеятельных конструкторов. Самые интересные схемы мы непременно опубликуем.

ЭСВА

24487296

По умолчаниюНазвание (А - Я)Название (Я - А)Цена (низкая > высокая)Цена (высокая > низкая)Рейтинг (начиная с высокого)Рейтинг (начиная с низкого)Модель (А - Я)Модель (Я - А)

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МРК-3501 Машина МРК-3501 УХЛ4 предназначена для герметизации контактной ..

1 025 028р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МТ-1229Л Машина точечной контактной сварки MT-1229Л предназначена для ко..

234 048р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МТ-1503Л Машина универсальная, проста в эксплуатации позволяет сваривать..

264 508р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МТ-2024Л Машина точечной контактной сварки МТ-2024Л предназначена для св..

399 168р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МТ-2103 Машина МТ-2103 предназначена для точечной сварки переменным токо..

993 475р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МТ-3001 Машина МТ-3001 предназначена для точечной сварки переменным токо..

693 685р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МТ-4022 Специалистами ЗАО НПФ ИТС разработана новая машина для контактно..

959 797р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МТК-2002 Машина предназначена для точечной и рельефной сварки внахлест и..

819 932р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МТР-1701 Машина контактной сварки МТР-1701 предназначена для контактной ..

229 324р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МТР-2401 Машина контактной сварки МТР-2401 предназначена для контактной ..

294 572р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА МШ-2011 Специалистами ЗАО НПФ ИТС разработана новая машина для контактно..

1 420 678р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВД-306 Выпрямитель ВД-306 предназначен для ручной дуговой сварки малоугл..

71 107р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВД-306 М Выпрямитель ВД-306 предназначен для ручной дуговой сварки малоу..

89 138р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВД-306С1 Выпрямитель ВД-306С1 предназначен для ручной дуговой сварки мал..

51 274р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВД-309 Выпрямитель ВД-309 предназначен для ручной дуговой сварки покрыты..

38 427р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВД-313 Выпрямитель ВД-313 предназначен для ручной дуговой сварки покрыты..

39 103р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВД-413 Выпрямитель ВД-413 предназначен для ручной дуговой сварки покрыты..

51 274р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВДД-313 Выпрямитель сварочный ВДД-313 предназначен для сварки углеродист..

44 513р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВДМ-1201 Выпрямитель ВДМ-1201 предназначен для питания постоянным током ..

129 255р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВДМ-1601 Выпрямитель ВДМ-1601 предназначен для питания постоянным током ..

141 989р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВДМ-2х313 Выпрямитель ВДМ-2х313 предназначен для 2-постовой ручной дугов..

62 881р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВДМ-6301 Выпрямитель ВДМ-6301 предназначен для питания постоянным током ..

62 656р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВДУ-1601 Сварочный выпрямитель ВДУ-1601 представляет собой передвижную у..

339 760р.

Доступно к заказу

Краткое описание ЭСВА ВДУ-506 Универсальный выпрямитель ВДУ-506 предназначен для компле..

135 272р.

сборка диодного моста своими руками

Диод – это полупроводниковый прибор, который обладает различной проводимостью в зависимости от прикладываемого напряжения. Имеет всего два вывода: анод и катод. При подаче прямого напряжения (на анод подается положительный потенциал по сравнению с катодом) он открыт. При подаче отрицательного напряжения он закрывается.

Эта особенность прибора широко используется в электротехнике, в частности диодный мост применяют для сварочного аппарата, чтобы выпрямлять переменный ток, улучшая качество сварки.

Основные характеристики

Главными параметрами, на которые обращают внимание при выборе выпрямителей для сварочных аппаратов, являются:

  • максимально допустимое постоянное обратное напряжение;
  • максимальный средний прямой ток за период;
  • рабочая частота переключения;
  • постоянное прямое напряжение при максимальном прямом токе;
  • максимально допустимая температура корпуса.

Амплитуда бытовой сети составляет около 310 В, поэтому нужно использовать диоды с обратным напряжением 400 В и выше. Прямой ток жестко связан с мощностью прибора, и на него также обращают внимание. Рабочая частота показывает, в каком выпрямителе можно использовать полупроводник, применять его в сетевом или выходном блоке инвертора.

Прямое напряжение полупроводника характеризует мощность рассеяния на самом приборе. Это позволяет рассчитать размеры радиатора или системы охлаждения. Предельная температура корпуса сварочного аппарата дает возможность предусмотреть схему защиты от перегрева.

Применение в сварке

В любом трансформаторном сварочном аппарате постоянного тока или инверторе присутствуют силовые диоды. Они предназначены для выпрямления переменного тока. Для повышения коэффициента полезного действия диоды подключают по мостовой схеме, в этом случае оба полупериода приходятся на нагрузку.

В трансформаторном сварочном аппарате выпрямительные диоды устанавливают на выходе вторичной обмотки. Сварочное оборудование имеет понижающий трансформатор, соответственно, напряжение холостого хода значительно ниже входного, поэтому здесь требуются приборы большой мощности и низкой частоты. Для этого подойдут выпрямительные диоды В200 (максимальный ток 200А).

Для сварочного инвертора требуется два выпрямителя. Один располагается на входе источника питания. Он преобразует переменный ток 220 вольт 50 Гц в постоянный, который преобразуется в дальнейшем в переменный ток высокой частоты (40-80 кГц).

При мощности аппарата 5 кВт выпрямительные диоды должны иметь обратное напряжение 600-1000 В и средний прямой ток 25-35 А при частоте 50 Гц.

Второй выпрямитель располагается после высокочастотного трансформатора. Здесь требования другие. Максимальный прямой ток должен быть не менее 200 А на частоте 80 кГц, а обратное напряжение превышать напряжение холостого хода (60-70 В).

В любом случае используются диоды из категории мощных, с площадкой для монтажа радиатора, поскольку без отведения тепла устройство быстро сгорит.

Особенность выпрямителей

Выпрямитель для сварочного аппарата выполняется по мостовой схеме. При изготовлении сварочного аппарата своими руками и применении диодов В200 нужно учитывать, что их корпус находится под напряжением.

Поэтому когда выпрямитель устанавливают на радиатор, он должен быть изолирован от остальных элементов схемы, от корпуса прибора и от соседних диодов тоже. А это создает определенные неудобства для сварщика.

Приходится использовать более крупный корпус. Для уменьшения габаритов аппарата применяют выпрямительный прибор ВЛ200, который имеет другую полярность. Это позволяет объединить полупроводники на два парных радиатора.

В последние годы стали выпускать довольно мощные диодные мосты в одном корпусе. По размерам такая конструкция из диодов примерно соответствует спичечному коробку, имеет площадку для посадки радиатора, максимальный прямой ток 30-50 А. Диодная сборка имеет значительно меньшую стоимость по сравнению с диодами В200.

Если по работе устройства требуется более мощный мост, то эту проблему можно легко решить, используя параллельное подключение мостовых сборок. Однако их надежность в таком случае будет ниже, чем у одиночных мощных диодов.

Установка

При использовании параллельной схемы соединения диодных мостов необходимо учитывать, что все они имеют некоторый разброс по параметрам.

Поэтому при подборе элементов необходимо делать это с некоторым запасом прочности. При соблюдении этого требования для сварочного аппарата можно получить диодный мост более компактный, чем при использовании одиночных диодов.

Диодные сборки позволяют размещать их на одном радиаторе, так как корпусы не находятся под напряжением. Это позволяет монтировать их в любом месте, и даже снаружи.

В зависимости от требуемого сварочного тока для выпрямителя могут потребоваться от 3 до 5 диодных сборок. Для лучшей теплоотдачи диодные мосты устанавливаются на радиатор через теплопроводящую пасту.

К контактам проводники рекомендуется подсоединяться пайкой, в противном случае могут быть потери мощности в месте контакта и его сильный нагрев.

Применение на практике

Для примера, рассмотрим инверторный аппарат TELWIN Force 165. Во входном выпрямителе используются диодные сборки GBPC3508. Выпрямительный мост GBPC3508 может работать с током 35 А, обратное напряжение – 800 В.

С ним вместе идет обязательно сглаживающий фильтр из конденсаторов большой емкости. Кроме этого имеется фильтр электромагнитной совместимости, который не пропускает помехи от инвертора в бытовую сеть.

На выходе инвертора используются мощные сдвоенные диоды с общим катодом. Они имеют высокое быстродействие в отличие от диодов расположенных на входе устройства.

Благодаря малому времени восстановления, менее 50 наносекунд, приборы успевают переключать высокочастотный ток на выходе вторичной обмотки.

В данном приборе используются сдвоенные диоды марок STTH6003CW, FFh40US30DN или VS-60CPH03, рассчитаны на прямой ток 30 ампер на один прибор (60 ампер на оба) и обратное напряжение 300 вольт.

Устанавливаются на радиатор. Для защиты полупроводников от перегрузки используется RC фильтр. Схема управления требует стабильный источник питания без бросков напряжения.

Для этого в приборе предусмотрены стабилитроны или уже готовый интегральный стабилизатор, которые обеспечивают стабильное питание на микросхемах управления. В результате получается компактное устройство, позволяющее качественно варить металл.

Машины для импульсной сварки

В контактных машинах для импульсной сварки используют разряд конденсаторов, энергию, запасенную в магнитном поле, и импульс постоянного тока.

Разряд конденсатора используют при всех основных cпocoбах контактной сварки: стыковой, точечной, рельефной и шовной. Энергию, запасенную в магнитном поле, и импульс постоянного тока используют, в основном в точечных машинах. Разряд конденсатора при стыковой сварке производится непосредственно на изделие, как показано на фиг. 159, или на первичную обмотку сварочного трансформатора. При точечной, рельефной и шовной сварке конденсатор разряжают через первичную обмотку трансформатора (фиг. 160). В период разряда через сварочную цепь с закрепленными заготовками проходит импульс сварочного тока (фиг. 160,6).

Фиг.159.Схема процесса стыковой конденсаторной сварки с разрядом конденсатора непосредственно на изделие: 1—выключатель; 2— защелка; 3—подвижный зажим; 4—заготовки; 5—пружина; 6—конденсатор

Фиг.160.Конденсаторная сварка с разрядом конденсатора через первичную обмотку трансформатора: а—схема процесса; б—диаграмма тока

Фиг.161.Схема процесса точечной сварки с питанием импульсом постоянного тока с зазором в магнитопроводе: 1—сварочный трансформатор; 2—реле максимального тока; 3 3—выключатели; 4  4—выпрямители; 5—трехфазный питающий трансформатор.

В контактных машинах, основанных на использовании энергии, запасенной в магнитном поле, трансформатор машины включается в силовую сеть через выпрямитель. Трансформатор рассматриваемых машин имеет магнитопровод с воздушным зазором и две обмотки: первичную и вторичную (сварочную). После закрепления заготовок через сварочную цепь проходит сначала сравнительно малый импульс тока. При достижении предельной величины тока в первичной обмотке цепь этой обмотки отключается с помощью реле максимального тока (фиг. 161). После размыкания первичной цепи магнитный поток спадает, что приводит к возникновению во вторичной цепи более высокого импульса сварочного тока, чем в первичной. В некоторых контактных машинах используют импульс постоянного тока (фиг. 162). В таких машинах питание сварочного трансформатора производится от трехфазной сети через выпрямитель.

Фиг.162.Схема процесса точечной сварки с питанием импульсом постоянного тока (без зазора в магнитопроводе): 1—сварочный трансформатор; 2—переключатель; 3—шунтирующий игнитрон; 4—выпрямитель.

Машины для импульсной сварки применяются для соединения заготовок из цветных металлов и их сплавов, из разнородных металлов, а также из тугоплавких металлов (молибден и др.).

Выпрямитель MMA сварочный BLUEWELD Omegatronic 630 CE арт.815806

Сварочный аппарат выпрямитель постоянного тока для ручной электродуговой сварки, 230/400 В, сила тока 5-600 A, сила тока при 60 процентах 410 А, продолжительность включения 40 процентов при 500 А, потребляемая мощность при мах/при 60 процентах 24/18 кВт, коэффициент мощности 0,9, диаметр электрода 1,6-8 мм, тип электрода рутиловый, ЩЕЛОЧНОЙ, С КИСЛЫМ, ЦЕЛЛЮЛОЗНЫМ И ОСНОВНЫМ ПОКРЫТИЕМ ДЛЯ СВАРКИ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, ЧУГУНА, НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ, АЛЮМИНИЯ, класс изоляции/защиты H/IP23, мах холостое напряжение 60 В, вентилятор воздушного охлаждения, габариты ДхШхВ 870х590х860 мм, вес 123 кг, поставляется без сварочных аксессуаров.

Сварочный выпрямитель BLUEWELD Omegatronic 630 CE - передвижной сварочный выпрямитель постоянного тока (DС), с воздушным охлаждением для сварки MMA (ручная дуговая сварка покрытыми электродами). Работает от сети 220 или 380 В. Относится к аппарат для профессионального применения и предназначен для высоких нагрузок. Основная часть состоит из выпрямительного блока на тиристорах. Эффективное воздушное охлаждение гарантирует стабильную и надежную работу выпрямителя. Качество сварки выше, чем у трансформатора. Возможность использования различных типов электродов позволяет варить углеродистую сталь, нержавеющую сталь, алюминий, чугун, в том числе выполнять сварку протяженных швов (свыше 0,5 м) листовых конструкций.

  • Плавное регулирование сварочного тока.
  • Термозащита.
  • Высокая стабильность сварочного тока при колебаниях напряжения в сети.&nbsp
  • Защита от перегрева, колебаний напряжения в сети , пониженного напряжения, перегрузки по току.
  • Используемые электроды: рутиловые, щелочные, с кислым, целлюлозным и основным покрытием для сварки углеродистых сталей, чугуна, нержавеющих сталей, алюминия.
  • Воздушное охлаждение.
  • Возможность подключения дистанционного управления.
  • Arc force - предупреждает гашение сварочной дуги, при контакте электрода о деталь, оптимизирует &nbspперенос капель расплавленного металла с электрода в место сварки.
  • Hot start - обеспечивает лёгкое поджигание сварочной дуги.
  • Anti-statick - защита от прилипания электродов.
  • Плавное регулирование сварочного тока.
  • Прочный металлический корпус.
  • Класс нагревостойкости изоляции - H, т.е. до 180 градусов С.
  • Класс защиты IP23. Защита от проникновения внутрь корпуса пальцев или предметов длиной более 80 мм и от проникновения твердых тел диаметром более 12 мм. Защищенность от дождя. Вода льется вертикально либо под углом до 60° к вертикали.
  • Удобная ручка и колеса для перемещения аппарата.
  • Наличие шкалы выбранного тока.
  • Микропроцессорное управление для (MMA) электродов постоянного тока (DC).
  • Отображение параметров сварки на цифровом табло.
  • Поставляется без аксессуаров для сварки.

Однофазный сварочный аппарат-выпрямитель

 

Технический результат полезной модели -Однофазного сварочного аппарата-выпрямителя - данные технические решения позволяют за счет наличия резистора получить крутопадающую характеристику, дуга может гореть на расстоянии до 40 мм от изделия. Наличие дросселя уменьшает броски тока, а также уменьшает пульсации. Также это приводит к уменьшению разбрызгивания электродного материала, при этом, при регулировке тока напряжение холостого хода на выходе устройства не изменяется. Блок управления обеспечивает плавное, линейное, глубокое управление, что позволяет установить любой желаемый ток. Устройство соответствует требованиям предъявляемым к сварочным аппаратам, предназначенным для сварки покрытыми электродами и позволяет производить сварку нержавеющими электродами от 2 мм и более.

Требования предъявляемые ГОСом для ручной дуговой сварки и именно этим требованиям соответствует мое устройство:

1. Наличие крутопадающей характеристики.

2. Наличие плавной регулировки тока.

3. Изменение выходного напряжения возможно меньшее.

К. сведению: Госгортехнадзор разрешает производить эл.дуговую сварку ответственных металлоконструкций только покрытыми электродами.

Однофазный сварочный аппарат Ru 2095212 не является моим прототипом, поскольку в нем применены в качестве выпрямителей мосты. Как известно, падение напряжения на вентилях мостового выпрямителя больше, чем у двухполупериодного со средним выводом (точкой). Я испытал это, когда в I987 г. подключил мост к сварочному аппарату, то даже дуга не зажигалась. Я за свою жизнь не видел однофазных сварочных аппаратов с мостовыми выпрямителями. Один мой знакомый изготавливает и продает на рынке сварочные аппараты. Все они представляют из себя однофазные сварочные аппараты с выпрямителем в виде однофазного двухполупериодного со средним выводом (точкой), ток регулируется сопротивлением. Если предположить, что Ru 2095212 работоспособно, тогда в нем не будет крутопадающей характеристики и высокая стабильность горения дуги невозможна. А также на основании своего опыта могу сообщить, что алгебраическое сложение токов выгоднее производить дросселем. А раз этого нет, то в устройстве будет иметь место высокое разбрызгивание сварочного материала.

На схеме фиг 1, не проставлены действующие напряжения, тип диодов и тиристоров, которые применены. Нет схемы блока управления, тогда как это имеет большое значение. Блок управления должен обеспечивать плавное, линейное и возможно глубокое управление иначе на практике будет невозможно установить нужный сварочный ток. Данное устройство производит впечатление чисто теоретического. А как известно, теория и практика не одно и тоже. Например, мост обозначенный цифрой 5 два мощных диода и два тиристора, один мощный 200 А. диод или тиристор весит 2 кг 260 г на схеме их 4=9 кг, тогда как у меня два мощных тиристора 250 А и два маломощных диода 100 или 50 А. Третья обмотка выполнена с увеличенной индуктивностью рассеивания. Для того, чтобы увеличить индуктивность расссеивания надо удалить третью обмотку от первичной на некоторое расстояние. Например, уТДМ 317У2 для достижения тока 55 А. вторичная обмотка удалена от первичной на расстояние 200 мм (0,2 м),что приводит к увеличению габаритов и как следствию веса. Кроме того в подключенном месте 7, содержится 4 диода, если даже применить 50 А. диоды, вес одного составляет I кг 290 г×4=5,16 кг. К этому надо еще прибавить 4 диода моста 6,ток которого 10 А. это еще I кг. Все эти ухищрения не обеспечивают крутопадающую характеристику, которую может дать активное сопротивление(резистор),которая необходима для устойчивого горения дуги, а сложение токов выгодно осуществлять дросселем. Из всего этого следует, что устройство Ru 2095212 несовместимо с жизнью.

Источник питания дуги GR 2075773 А не является моим прототипом. Он имеет другое назначение, т.к. предназначен для питания полуавтомата, а источники питания для полуавтоматов имеют жесткие характеристики в отличие от источников питания для ручной дуговой сварки, имеющих обязательно крутопадающую характеристику. Обратная связь, которая прослеживается в источнике GB 2075773 А между блоком 40 блоком 70 призвана немедленно реагировать на изменение скорости подачи проволоки. Высокая стабильность горения дуги обеспечивается осциллятором. Очевидно, что источник питания постоянного тока с включенным последовательно резистором не может обеспечить высокую стабильность горения дуги, поэтому применен осциллятор. Известно - при применении осцилляторов устанавливают защитные конденсаторы 66,72 С (на схеме). При пробое защитного конденсатора 66 выское напряжение, высокой частоты попадает в выпрямитель,

в результате наступает пробой вентилей выпрямителя.

Отсутствие стального сердечника в дросселе 38 снижает его индуктивность и следовательно отрицательно сказывается на алгебраическом сложении токов., и кроме того приведет к высокому разбрызгиванию электродного материала. Т.Е. данное устройство может быть применено только в виде полуавтомата. К сведению: Госгортехнадзор не допускает применение полуавтоматов для сварки ответственных конструкций.

Однофазный сварочный аппарат-выпрямитель предназначен для ручной дуговой сварки. Он отличается от существующих простотой устройства и имеет высокие динамические свойства, вследствие меньшей электромагнитной инерции. Ток и напряжение при переходных процессах изменяются практически мгновенно. В устройстве применены однофазные двух полупериодные выпрямители со средним выводом/точкой/. Они характеризуются меньшим падением напряжения на вентилях. Дроссель имеет стальной замкнутый магнитопровод и следовательно большую индуктивность по сравнению с дросселем без сердечника. Сопротивление про водочное, галета от ящика сопротивлений, крайние выводы вторичной обмотки подключены через диоды к первому выводу резистора, а через управляемые тиристоры ко второму выводу, что облегчает алгебраическое сложение токов в дросселе.При этом ток от диодного выпрямителя 6,ограниченный резистором i1,ток от тиристорного 7-i2 дает результирующий выходной J. i1+i2=J

В ходе экспериментов выяснилось, что ток i1 от диодного выпрямителя ограниченного резистором является управляющим по отношению к току тириcторного выпрямителя,который в свою очередь может изменяться от 0 до 100% (0-200 А).При попытке установить резистором ток i1=120 А. результирующий ток на выходе выпрямителя составил всего 150 А., т.е. 75% максимального, что притом, что управляемый тириеторный выпрямитель может отдать в нагрузку 200 А. i1+i2=J i1=120A i2=30A J=150A 120A+30A=150A

Т.Е. ток от управляемого выпрямителя составил всего 30 А, что составляет 15% от максимального. Из вышесказанного следует, что устанавливать ток i1 резистором на уровне 120 A. (60%) невыгодно, по причине его ограничивающего действия на ток i2 поступающий от управляемого выпрямителя. Также выяснилось, для сварки углеродистыми электродами досттаточно напряжения холостого хода 60 В, тогда как для сварки нержавеющими электродами ЭА 395/9,Э 400 необходимо 80-90 В. холостого хода. При этом ток i1 необходимо устанавливать резистором нa уровне 30а,что составит 15% максимального тока аппарата, в этом случае ограничения тока i2. не наблюдалось.

Так ток регулировался рт. 30, А. до 200 А,., что является соотношением как 1:6,7. Управляемый выпрямитель работает с блоком управления; обозначенным на схеме как фиг 2.В данном блоке применено непосредственное включение в сеть 220 В, что способствует высокой скорости нарастания напряжения, обеспечивает диапазон регулированния от 0 до 100%. Наличие импульсных трансформаторов 8,9 позволяет отделить полезную импульсную составляющую от постоянной, а также обеспечивает гальваническую раз вязку, что предотвращает выход из строя тириеторов. Однопереходный транзистор КТ 117,в блоке управления является генератором импульсов, транзистор П 214 является усилителем импульсов, на него же подается напряжение питания 12 В.' постоянного тока, от отдельного нестабилизированного источника питания. Тиристоры подобраны по чувствительности, чтобы обеспечить их одновременное открывание.

Схема однофазного сварочного аппарата-выпрямителя, содержащая трансформатор с первичной обмоткой, вторичная обмотка со средним выводом, крайние выводы обмотки подключены через диоды к первому выводу резистора, а через управляемые тиристоры ко второму выводу резистора, который через дроссель подключен к электроду, средний вывод соединен с общей шиной устройства.

Сварочные выпрямители. Сварка

Сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители представляют собой устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный (выпрямленный).

Оно состоит из следующих основных узлов: силового трансформатора для понижения напряжения сети до необходимого напряжения холостого хода источника, блока полупроводниковых элементов для выпрямления переменного тока, стабилизирующего дросселя для уменьшения пульсаций выпрямленного тока.

Выпрямительный блок представляет собой набор полупроводниковых элементов, включенных по определенной схеме. Особенность полупроводниковых элементов заключается в том, что они проводят ток только в одном направлении, в результате чего сила тока получается постоянной (выпрямленной).

Такие элементы обладают вентильным эффектом, иначе говоря, пропускают ток в одном направлении. За это их называют полупроводниковыми вентилями. Они делятся на неуправляемые – диоды и управляемые – тиристоры. Разработаны и выпускаются сварочные выпрямители для ручной или механизированной дуговой сварки под флюсом, сварки в защитной среде и др. Они получили широкое применение благодаря их технологическим преимуществам: высокий к.п.д. и относительно небольшие потери холостого хода, высокие динамические свойства, отсутствие вращающихся частей и бесшумность в работе, равномерность нагрузки фаз, небольшая масса, возможность замены медных проводов алюминиевыми.

Но следует иметь в виду, что для выпрямителей представляют большую опасность продолжительные короткие замыкания, так как могут вывести из строя диоды. Кроме того, они чувствительны к колебаниям напряжения в сети.

Сварочные выпрямители (рис. 51) состоят из двух блоков: понижающего трехфазного трансформатора с устройствами для регулирования напряжения или тока и выпрямительного блока.

Кроме того, выпрямитель имеет пускорегулирующее и защитное устройства, обеспечивающие нормальную эксплуатацию. Выпрямление тока осуществляется по трехфазной мостовой схеме, состоящей из шести плеч. В каждом плече моста установлены вентили, выпрямляющие оба полупериода переменного тока в трех фазах. В каждый момент времени ток проходит через два вентиля, и, таким образом, в течение одного периода происходит шесть пульсаций выпрямленного тока, что соответствует частоте пульсации 300 Гц.

Рис. 51.

Схема трехфазного выпрямителя:

а – схема включения; б – выпрямленный ток внешней цепи; 1– понижающий трансформатор; 2 – блок селеновых или кремниевых выпрямителей; 3 – сварочная дуга

Сварочные выпрямители подразделяются на однопостовые с падающими, жесткими, пологопадающими и универсальными характеристиками и многопостовые с жесткими характеристиками. Падающая характеристика в выпрямителе создается включением в сварочную цепь реактивной катушки или применением трансформатора с усиленным магнитным рассеянием.

У многопостовых сварочных выпрямителей для создания падающей внешней характеристики и регулирования сварочного тока в сварочную цепь каждого поста включают балластный реостат.

Выпрямители типа ВД, предназначенные для ручной и механизированной сварки и наплавки, имеют крутопадающую внешнюю характеристику. Регулирование варочного тока производят ступенчато (два диапазона) и плавно (в пределах каждого диапазона). Переключатель диапазонов сварочного тока расположен на лицевой панели выпрямителя и производит одновременное переключение первичной и вторичной обмоток со «звезды» (диапазон малых токов) на «треугольник» (диапазон больших токов). Переключение производят только после отключения выпрямителя от силовой сети.

При переключении пределы изменения тока увеличиваются примерно в три раза. Плавное регулирование тока в пределах каждого диапазона производится изменением расстояния между катушками первичной и вторичной обмоток. Катушки вторичной обмотки закреплены неподвижно у верхнего ярма, а катушки первичной обмотки с помощью ходового винта перемещаются по стержню сердечника трансформатора. Вращая рукоятку ходового винта по часовой стрелке, сближают катушки обмоток, уменьшают индуктивность рассеяния обмоток и, как следствие, увеличивают сварочный ток.

Сварочные выпрямители с жестокими и пологопадающими внешними характеристиками применяются при сварке плавящимся электродом в углекислом газе, под флюсом, порошковой проволокой. Они различны как конструктивно, так и по электрической схеме. Например, выпрямитель типа ВС состоит из силового трехфазного понижающего трансформатора и выпрямительного блока из селеновых вентилей. В сварочную цепь после выпрямительного блока включен дроссель, позволяющий регулировать нарастание тока короткого замыкания и снижающий потери металла на разбрызгивание. Выпрямитель имеет два переключателя числа витков первичной обмотки трансформатора, которыми путем изменения коэффициента трансформации регулируется выходное напряжение. Один переключатель, для ступенчатого регулирования, имеет три положения, второй, для плавного регулирования, – восемь положений. Таким образом, выпрямитель имеет 24 значения сварочного тока. Регулирование сварочного тока можно производить только при холостом ходе, что является серьезным недостатком выпрямителя. В промышленности и строительстве они применяются, но с производства сняты.

Выпрямители типа ВДГ состоят из трансформатора с нормальным магнитным рассеянием и трехфазного дросселя насыщения. Рабочие обмотки дросселя включены в плечи выпрямительного блока. Регулирование выходного напряжения ступенчато-плавное. Ступенчатым регулированием можно задать три диапазона, получаемые изменением коэффициента трансформации силового трансформатора изменением числа витков первичной обмотки.

Плавное регулирование в пределах каждого диапазона осуществляется дросселем насыщения. Выпрямитель имеет дистанционное управление. Многопостовые сварочные выпрямители типа ВДМ выпускают серийно на номинальные токи 1000, 1600, 3000 А. Выпрямители имеют жесткую внешнюю характеристику и состоят из силового трехфазного понижающего трансформатора, выпрямительного блока из кремниевых вентилей с вентилятором, пускорегулирующей и защитной аппаратуры.

Получение падающей внешней характеристики и регулирование сварочного тока каждого поста производятся подключением балластных реостатов типа РБ–301.

Сварочные выпрямители типов ВСУ и ВДУ являются универсальными источниками питания дуги. Они предназначены для питания дуги при автоматической и полуавтоматической сварках под флюсом, в защитных газах, порошковой проволокой, а также при ручной сварке. Выпрямители ВСУ кроме блока трехфазного понижающего трансформатора и выпрямительного блока имеют дроссель насыщения с четырьмя обмотками. Переключением этих обмоток можно получать жесткую, пологопадающую и крутопадающую внешние характеристики.

Таблица 9

Технические характеристики однопостовых сварочных выпрямителей с падающими характеристиками

Таблица 10

Технические характеристики сварочных преобразователей и агрегатов с электродвигателями

Выпрямители ВДУ основаны на использовании в выпрямляющих силовых обмотках управляемых вентилей – тиристоров. Схема управления тиристорами позволяет получать необходимый для сварки вид внешней характеристики, обеспечивает широкий диапазон регулирования сварочного тока и стабилизацию режима сварки при колебаниях напряжения питающей сети.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Использование постоянного тока с инверторной технологией при контактной сварке

Сварка сопротивлением постоянным током (DC) с использованием инверторной технологии снижает затраты за счет повышения качества, сокращения затрат на техническое обслуживание и повышения производительности. Переход с традиционного переменного тока (AC) на постоянный ток с помощью инверторов также снижает ряд затрат на оборудование и улучшает процесс. Наконец, он дает возможность сваривать новые материалы, что может расширить возможности компании или расширить ассортимент продукции.

В отрасли контактной сварки традиционно используется выпрямленный трехфазный переменный ток для создания постоянного тока. Для этого метода создания энергии требуются большие машины и большие трансформаторы, а также отсутствует точный контроль процесса, который требуется многим пользователям.

За последние несколько десятилетий технология переключения питания получила все большее распространение в качестве решения. В настоящее время существует долгая история использования биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) в качестве устройств переключения мощности при контактной сварке, а также в сервоприводах и персональных компьютерах.Переход к технологии электронной коммутации привел к очень точному управлению выходом постоянного тока. В дополнение к этой управляемости, контактная сварка выигрывает от использования стабильных и надежных электронных компонентов. В результате инверторная технология, используемая сегодня для генерации постоянного тока, требует применения сварки на переменном токе практически во всех сферах применения.

Рисунок 1. Генерация постоянного тока с использованием инверторной технологии.

На рис. 1 показано, как трехфазная мощность переменного тока преобразуется в мощность постоянного тока, а также показано, что происходит внутри системы управления сваркой.БЛОК A - это входящая трехфазная мощность переменного тока, обычно в пределах от 220 В до 480 В в США. БЛОК B - это первая ступень выпрямления, на которой поступающая 3-фазная мощность переменного тока проходит через мостовой выпрямитель. Мостовой выпрямитель изменяет или выпрямляет трехфазное питание переменного тока, чтобы обеспечить опорное напряжение постоянного тока. Как показано на осциллограмме, это дает только положительные импульсы. Процесс выпрямления инвертировал отрицательную половину волны, чтобы создать это опорное напряжение постоянного тока.

БЛОК C - это этап фильтрации, на котором конденсаторы отфильтровывают шум и минимизируют эффект пульсации, оставшийся от процесса выпрямления.Это очищает форму волны и приводит к более стабильному току. Конденсаторы не действуют как носитель информации, как в машинах с емкостным разрядом (CD), хотя они и накапливают энергию во время выпрямления.

БЛОК D - это процесс переключения, во время которого IGBT используют выпрямленную и отфильтрованную форму волны и включают и выключают выходную мощность. Форма волны показывает, что IGBT генерируют положительные и отрицательные импульсы. Результирующая форма волны называется биполярной прямоугольной волной. БТИЗ включаются и выключаются с определенной скоростью или частотой, измеряемой в герцах.

БЛОК Е - сварочный трансформатор. Биполярная прямоугольная волна подается в трансформатор, который понижает напряжение и увеличивает ток. БЛОК F - это второй выпрямитель, расположенный внутри трансформатора. На этом этапе биполярная прямоугольная волна выпрямляется, производя только положительные импульсы. БЛОК G показывает сварочную головку.

Рисунок 2. Примеры сварки с использованием инверторной технологии.

Обратная связь по току настраивается двумя способами: обратная связь по первичному току или обратная связь по вторичному току.С помощью первичной обратной связи ток измеряется на входе трансформатора. Когда используется вторичная обратная связь, ток измеряется после трансформатора в так называемом «вторичном контуре». В обоих случаях система управления использует измеренный ток для динамической регулировки выхода. Инверторная технология также позволяет использовать другие режимы обратной связи, включая автоматическую компенсацию напряжения (AVC), постоянный ток, постоянное напряжение и постоянную мощность. Одним из ключевых преимуществ инверторной технологии сварки является то, что управление с обратной связью срабатывает в миллисекундах, а не в циклах переменного тока, что составляет 16.67 миллисекунд при 60 Гц. Кроме того, инверторы можно программировать с шагом в миллисекунды.

Конкретные преимущества контактной сварки с инверторной технологией варьируются от пользователя к пользователю; однако использование сварки постоянным током и инверторов может обеспечить решение большинства сварочных задач. На рис. 2 показаны различные примеры сварочных работ, в которых успешно используется инверторная технология.

Для получения дополнительной информации щелкните здесь .


Motion Design Magazine

Эта статья впервые появилась в августовском выпуске журнала Motion Design за август 2018 года.

Читать статьи в этом выпуске здесь.

Другие статьи из архивов читайте здесь.

ПОДПИСАТЬСЯ

Сварочные аппараты Sunstone> Выбор сварщиков> Сварка сопротивлением постоянным током

DC Контактная точечная сварка соединяет металлические детали вместе за счет приложения давления и пропускания большого тока через определенную область.

В сварочной системе постоянного тока используется форма сигнала постоянного тока.Это обеспечивает быстрый подъем, устойчивый пик и быстрый спуск. Эта форма волны похожа на квадрат, с резким увеличением энергии на спусковом крючке, плоской постоянной пиковой энергией, затем резким уменьшением энергии до конца. Это позволяет очень точно контролировать, особенно на нижнем уровне настроек энергии.

Сварка постоянным током идеально подходит для сварки тонкой и тонкой проволокой. Источники питания постоянного тока могут регулировать сварочный ток очень низким и точным. Одним из основных применений систем сварки постоянным током является сварка термическим сжатием.Сварка постоянным током также очень полезна при ремонте печатных плат и сварке проводов. Кроме того, сварка постоянным током используется всегда, когда сваривается очень маленькая проволока.

При сварке термическим сжатием используется система сварки постоянным током с электродом термического сжатия. Эти электроды имеют очень тонкий наконечник, который приклеен. Этот наконечник специально разработан для нагрева и передачи тепла заготовке. Давление прикладывается вниз к суставу, и энергия проходит через электрод TCB. Наконечник электрода нагревается, и под действием давления образуется сварной шов.Этот процесс в основном используется при сварке магнитом и сварке тонкой проволокой. Тепло наконечника расплавит покрытие магнитной проволоки и создаст сварной шов металл с металлом.


Источник питания:

Sunstone предлагает 2 различных источника питания постоянного тока для сварки постоянным током. Линейный DC Sunstone и Линейный DC Avio.

Sunstone Linear DC Оснащен 8-дюймовым сенсорным дисплеем. Это позволяет легко и быстро изменять настройки. Это также дает вам графический вывод формы волны сварного шва.Это дает вам возможность графически увидеть, как будет выглядеть ваш сварной шов.

Сварочная головка или наконечник?

В системе сварки постоянным током есть 3 основных варианта подачи сварного шва.

Сварочная головка:

Sunstone Wh3125A и Wh2125A являются вариантами для сварки постоянным током. Оба они имеют пневматическое управление и позволяют регулировать давление в соответствии с вашим применением. Это не самые популярные варианты из-за масштабов большинства проектов сварки постоянным током.В зависимости от вашего применения и доступа к вашим сварочным деталям, а также от количества силы, которое может быть приложено к вашим деталям.

Головка Micro-Weld:

Самым популярным вариантом для выполнения сварных швов постоянным током является головка Micro-Weld. Они очень точно контролируют прикладываемое давление и позволяют регулировать это давление в граммах. Этот сверхточный контроль позволяет пользователю регулировать давление в соответствии с любым приложением. Эти сварочные головки имеют пневматическое, серво и ручное педальное управление.Сварочная головка Sunstone Micro Weld-Head оснащена ножной педалью, которая вручную перемещает сварочную головку вниз для дополнительной точности. В этой сварочной головке также используются электроды термического сжатия для выполнения швов термического сжатия. Эта сварочная головка удерживает электрод и прикладывает силу для выполнения этих типов сварных швов. Головка Sunstone Micro-Weld также включает в себя микроскоп со свободно плавающим кронштейном, который позволяет вам видеть очень маленькие проволоки, которые вы свариваете.


Ручная насадка:

Последний вариант выполнения сварных швов постоянным током - использование ручной насадки.Они могут различаться по функциям и форме. Ручные насадки варьируются от простых сварочных щупов до пинцетов и ручных наконечников, приводимых в действие давлением. Самым популярным ручным приспособлением, используемым в системах сварки постоянным током, является Dual Probe Hand Piece- Micro (DPHP-Micro). Этот наконечник позволяет выполнять сварку термическим сжатием вручную. Это единственная ручная насадка, в которой используется электрод TCB.




Какие электроды термического сжатия доступны?

Различные электроды TCB имеют определенную функцию, помогающую получить желаемый сварной шов.

  • TCB-FL - Самый распространенный электрод TCB - используется для универсальных сварных швов. Плоский наконечник обеспечивает ровный сварной шов.
  • TCB- SMFL - Аналогичен FL, но поверхность наконечника на 25% меньше.
  • TCB-2525T - Имеет самый маленький наконечник из всех электродов TCB с квадратным плоским наконечником 0,010 ″ для равномерной сварки.
  • TCB-SY - наклон 5 градусов из стороны в сторону. Это позволяет электроду сваривать с более глубоким проплавлением с одной стороны.
  • TCB-SL - Предназначен для сварки и резки проволоки, SL имеет 7-градусный угол наконечника спереди назад.Чтобы отрезать проволоку спереди и приварить сзади.
  • TCB-U - Самый прочный наконечник TCB - Используется для приложений с большей мощностью / повышенным нагревом, более толстыми магнитными проводами или в высокопроизводительных приложениях.

(PDF) Эффективная топология схемы источника постоянного тока для сварки сопротивлением

2014 IEEE International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS)

69

Необходимость использования крупногабаритного низкочастотного трансформатора.Последний

снижает напряжение на вторичной стороне для получения необходимого тока

(сопротивление сварного контакта составляет около нескольких миллиомов).

Рабочая частота трансформатора определяется длительностью сварочного импульса

, что составляет около нескольких миллисекунд.

Итак, ввиду перечисленных недостатков, высоковольтную топологию разряда конденсатора

нельзя рекомендовать к использованию

, если требования к сварным соединениям достаточно жесткие.

Более предпочтительной топологией для высокоточной сварки является

, показанная на рис. 3. Разработка эффективных накопителей высокой емкости и

низковольтных накопителей (НН) позволяет перемещать накопители энергии

во вторичную сторону. Использование современных силовых транзисторов

позволяет регулировать большой сварочный ток.

Высокочастотный понижающий трансформатор на

имеет меньший размер, чем низкочастотный трансформатор в предыдущей схеме

.Функция трансформатора в этой схеме заключается в передаче энергии

от зарядного устройства на низковольтный конденсатор на высокой частоте

, определяемой системой управления зарядным устройством.

Благодаря способности регулирования тока эта топология позволяет

получать любые формы импульсов сварочного тока

и поддерживать их с необходимой точностью с помощью обратной связи. Сварочный импульс

на рис. 4 является примером профиля импульса, который обеспечивает высокое качество сварных соединений [4].Импульс

должен включать плоскую вершину, плавный подъем и спад, который может быть точно установлен

в зависимости от материала и толщины свариваемых деталей.

Итак, можно сказать, что топология Low Voltage Capacitor Discharge

намного больше подходит для качественной сварки сопротивлением micro

.

L

Колпачок

HF

Трансформатор

Сварной

Контакт

~

Ток

Регулятор

Зарядное устройство

Рис.3. Топология разряда конденсатора низкого напряжения источника питания

t

i

сварка

Рис. 4. Импульс тока, вызванный разрядом регулируемого конденсатора

Рассмотрим возможные эффективные принципы построения

основных блоков, включенных в топологию разряда конденсатора низкого напряжения :

Зарядное устройство и регулятор тока.

III. СИНТЕЗ ЭФФЕКТИВНОЙ ЦЕПИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ИСТОЧНИК МИКРОСОПРОТИВЛЕНИЯ СВАРКИ

Схема может питаться как от однофазной сети

, так и от трехфазной, так как ее мощность невелика.

Зарядное устройство может включать в себя полномостовой выпрямитель с корректором коэффициента мощности

и понижающий преобразователь постоянного тока

, который снижает выпрямленное напряжение (рис. 5).

Charge

Boost

PFC

~ =

Step-

Down

Converter

Full-

Bridge

Rectifier

Рис. быть сконструированной как не управляемая цепь

, так как формирование сварочного тока

осуществляется выходным регулятором тока (рис.3).

Для достижения высокой электромагнитной совместимости источника питания

может использоваться пассивная и активная фильтрация или коррекция коэффициента мощности

. Недавно изобретенный Multiphase

Interleaved PFC считается наиболее интересным и эффективным решением

[5]. Он может быть реализован различными способами

, но общий принцип его работы заключается в получении синусоидального входного тока

как суммы сдвинутых по фазе токов

, сформированных несколькими типичными повышающими преобразователями.Упрощенные диаграммы тока

, которые могут быть получены с помощью Multiphase

Interleaved PFC, показаны на рис. 6.

t

i

1

t

i

sum

i

Рис. 6. Принцип работы многофазного чередующегося PFC

Блок понижающего преобразователя может быть сконструирован как комбинация

ВЧ инвертора, ВЧ трансформатора и выпрямителя, но

использование обратноходового преобразователя считается более эффективным решением.

из-за простоты и дешевизны.ВЧ трансформатор

, показанный отдельно на рис. 3, действительно является частью обратноходового преобразователя. Он

обеспечивает гальваническую развязку входной и выходной частей схемы.

Выходное напряжение постоянного тока уменьшается путем установки необходимого рабочего цикла

переключателя мощности обратного хода и коэффициента трансформации трансформатора HF

. Выходное напряжение обратного преобразователя равно

на низковольтном конденсаторе (рис. 3).

Суперконденсатор (также известный как ультраконденсатор или ионистор) - это

, который считается эффективным низковольтным накопителем энергии [6] из-за его высокой емкости

и небольшого размера.Энергия, запасенная в суперконденсаторе

, не должна быть меньше энергии, необходимой как минимум для

одного сварочного импульса. Критическим параметром суперконденсатора является его ESR

(эквивалентное последовательное сопротивление), которое не должно превышать нескольких

миллиом, поскольку сопротивление сварочного контакта довольно мало.

Регулятор тока может быть построен на силовых транзисторах

, соединенных параллельно. Транзисторы могут работать в линейном режиме или в режиме переключения

и могут управляться вместе или по отдельности.

Эффективная многоклеточная топология регулятора тока

предложена в [7]. В соответствии с этой топологией регулятор

состоит из нескольких транзисторных ячеек, и каждая ячейка представляет собой комбинацию

транзисторов с линейным и импульсным управлением, которые работают по очереди. Конструкция ячейки представлена ​​на рис. 7а.

Упрощенная иллюстрация формирования сварочного тока -

, показанная на рис. 7b. Более важные интервалы текущего профиля

(заштрихованные фрагменты на рис.7b) управляются в линейном режиме

, а остальные - в режиме переключения. Эта топология обеспечивает высокий уровень

Сварочные аппараты сопротивлением - обзор

11.2 Сварка сопротивлением

Сварка сопротивлением - один из старейших видов техники сварки. Различные методы, как правило, бывают быстрыми, эффективными и экологически безопасными. Никаких присадочных материалов не требуется. К недостаткам можно отнести высокие капитальные затраты и несколько ограниченный диапазон применения. Каждый тип стойкой сварки обычно может использоваться только для одного типа сварки.Оборудование для контактной сварки также относительно дорогое. В результате доля общих затрат по отношению к стоимости оборудования намного выше, чем при дуговой сварке.

В процессе работы тепло генерируется за счет прохождения электрического тока через сопротивление, образованное контактом между двумя металлическими поверхностями. Плотность тока настолько высока, что образуется локальная лужа расплавленного металла, соединяющая две части. Сила тока часто находится в диапазоне 1 000–100 000 А, а напряжение - в диапазоне 1–30 В.

Для выполнения соединения машины для контактной сварки должны пройти три основных этапа:

1.

Сжатие или сжатие деталей вместе с определенной механической силой и удержание их в правильном положении.

2.

Пропускание необходимого тока через заготовку.

3.

Регулирование времени сварки по мере необходимости.

В зависимости от расположения электродных рычагов существует два различных типа станков: станки с качающимся рычагом , в которых верхний рычаг поддерживается подшипником в раме, и направляющие, станки, в которых верхний электрод линейно управляется пневматическим цилиндром, как показано на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1. Аппараты для контактной сварки поворотных рычагов и направляющих рельсов.

Важно, чтобы электродные рычаги могли быстро перемещаться, чтобы приспособиться к перемещению, поскольку заготовка размягчается под действием тепла и перемещается вместе: в противном случае существует риск разбрызгивания от сварного шва. Механическая или пневматическая пружина может поддерживать давление на электрод, когда материал «схлопывается», тем самым снижая риск разбрызгивания.

Размер машины и длина выступающих рычагов в первую очередь зависят от размера и формы свариваемых деталей.При сварке на переменном токе рычаги не должны быть длиннее, чем необходимо, с учетом электрического реактивного сопротивления контура, заключенного между рычагами, то есть области, ограниченной рычагами и рамой. (Это, конечно, применимо только при сварке на переменном токе.) Большая площадь окна позволяет сваривать более крупные предметы, но также увеличивает реактивное сопротивление. По этой причине рычаги на большинстве аппаратов для контактной сварки являются регулируемыми, хотя это не относится к сварке выступами.

Устройство РПН на сварочном трансформаторе обеспечивает базовое (или грубое) управление напряжением и током.Тогда точное управление обеспечивается тиристорным контактором, который управляет переключением сварочного тока.

Сварка постоянным током

Сварочные аппараты постоянным током с выпрямителем на вторичной стороне трансформатора более дороги, но невосприимчивы к индуктивному падению напряжения. Они также подходят для трехфазных источников питания, что обеспечивает более сбалансированную нагрузку на сеть и позволяет получать более высокие мощности. В настоящее время также принято обеспечивать питание постоянного тока с помощью среднечастотного инвертора.Принцип для этого тот же, что и для инверторов, используемых для дуговой сварки: см. Стр. 56. Это уменьшает размер трансформатора и обеспечивает более быстрое регулирование тока и, следовательно, лучшее управление процессом сварки. Также несколько снижается износ электродов. Сварка сопротивлением использует среднюю / высокую частоту около 1–4 кГц. Более высокая частота (10–20 кГц) может использоваться для дальнейшего снижения веса портативных пистолетов для точечной сварки. Поскольку сварочный аппарат постоянного тока не страдает от падения реактивного напряжения, общая потребляемая мощность от сети снижается.

Использование инверторной технологии в сочетании с интеллектуальной технологией в источнике питания позволяет точно контролировать сварочный ток и время в режиме реального времени, обеспечивая лучший общий результат.

Если блок давления управляется серводвигателями, а не пневматически, время цикла может быть сокращено, например в роботизированной сварке.

Таблица 11.1. Примеры применения ряда методов контактной сварки.

Изделие Метод сварки
Точечная Выступ Шов Вспышка
Раковины из нержавеющей стали лотки и т. д.
Детали мебели, стулья, столы
Трубы, рукава, ниппели
Подкрылки
Верхняя и нижняя части баков
Кузова автомобиля
Глушители
Трубы и секции
Рельсы
Несущие балки

Обычно мы различаем пять различных типов контактной сварки:

точечная сварка

шовная сварка

контактная стыковая сварка

оплавление

Точечная сварка

Точечная сварка - это самый известный метод контактной сварки.Применяется для соединения тонких листовых материалов (до 3 + 3 мм) внахлест, и широко применяется, например, в автомобильной промышленности. Типичный автомобиль может иметь до 5 000 сварных стыков.

Высокий ток в сочетании с коротким временем нагрева означает, что тепловая энергия используется эффективно: очень мало отводится к окружающему металлу. Таким образом, точечная сварка имеет несколько преимуществ по сравнению с другими методами сварки листового металла, например:

Небольшая деформация заготовки, так как тепловая энергия более или менее ограничена в непосредственной близости от сварного шва.

Очень высокая производительность для механизированных процессов. Точечная сварка листа 1 + 1 мм, например, занимает 0,20 с.

Легко автоматизировать, с высокой стабильностью, что делает метод пригодным для массового производства.

Низкое энергопотребление и незначительное загрязнение, не требуются наполнители. Таким образом, этот метод оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем сварка дугой.

Требуется небольшая подготовка.

Два электрода сжимают два листа металла вместе со значительной силой, пропуская через металл большой ток. Тепловая энергия вырабатывается, когда ток проходит через электрическое контактное сопротивление между двумя листами, как указано по формуле:

Q = I2⋅R⋅t

, где Q = количество тепловой энергии (Вт)

I = ток (А)

R = сопротивление сварного шва (Ом)

t = время сварки (с)

Общее сопротивление между электродами (см. рисунок 11.2) состоит из:

Рисунок 11.2. Принцип точечной сварки.

2r1 + 2r2 + r3

где r 1 = контактное сопротивление между каждым электродом и заготовкой

r 2 = сопротивление через металл каждой соединяемой детали

r 3 = контактное сопротивление между двумя металлическими частями.

Контактное сопротивление между электродами и заготовкой, и в частности контактное сопротивление между двумя соединяемыми металлическими частями, значительно выше, чем сопротивление проводящего пути через металл.Незначительные неровности поверхности металла означают, что ток концентрируется в нескольких точках контакта, в результате чего наибольший нагрев происходит на контактных поверхностях. Изменение усилия зажима может изменить сопротивление контакта и, следовательно, нагрев металла.

В начале сварки контактное сопротивление очень высокое. Первоначальное прохождение тока через поверхностные слои приводит к быстрому падению контактного сопротивления. Большая часть тепла, образующегося на контакте между электродами и заготовкой, отводится через электроды с водяным охлаждением.Однако это не относится к теплу, выделяемому в контактном сопротивлении между двумя листами заготовки. Температура здесь повышается до тех пор, пока не будет достигнута температура плавления металла, в то время как поверхности продолжают прижиматься друг к другу за счет усилия зажима, так что в зоне контакта образуется сварочный шов.

Электроды должны быть из материала с высокой твердостью, низким электрическим сопротивлением и высокой теплопроводностью. Охлаждение имеет решающее значение для их срока службы. Износ и деформация увеличивают эффективный контактный размер электродов, что снижает плотность тока и, соответственно, прочность сварных швов.Срок службы электрода обычно составляет около 5 000–10 000 сварных швов: при сварке оцинкованной стали этот срок службы сокращается до примерно 500–2 000 сварных швов. Повязка наконечника с помощью специального инструмента восстанавливает форму наконечника электрода.

Процесс точечной сварки включает ряд параметров или переменных, которые можно регулировать для достижения оптимальных характеристик сварки. Были составлены таблицы оптимальных значений, но также необходимо оптимизировать процесс методом проб и ошибок.

Сварочный ток - это ток, протекающий через заготовку.Из всех параметров это имеет наибольшее влияние на прочность и качество сварного шва, поскольку количество выделяемого тепла пропорционально квадрату сварочного тока. Поэтому сварочный ток должен быть тщательно отрегулирован: слишком высокий ток приводит к сварке с плохой прочностью, со слишком большим углублением кратера, разбрызгиванием и некоторой деформацией. Это также означает, что электроды изношены без надобности. С другой стороны, слишком низкий ток также дает сварной шов ограниченной прочности, но на этот раз со слишком малой площадью сварного шва.

Время сжатия - это время, необходимое для создания зажимного усилия. Она зависит от толщины металла и точности посадки, а также зависит от конструкции губок электрода.

Сила зажима - это сила, с которой электроды прижимают листы друг к другу (кН). Важно, чтобы это тщательно контролировалось, так как слишком низкое усилие зажима приводит к высокому контактному сопротивлению, сопровождающемуся разбрызгиванием и приводящему к плохой прочности сварного шва, в то время как слишком высокое усилие приводит к слишком маленькому сварному шву, опять же с плохой прочностью. , но сопровождается ненужным износом электродов и слишком большим углублением кратера.

Время сварки - это время, в течение которого ток проходит через заготовку, и измеряется циклами, то есть время прохождения переменного тока через один цикл. В Европе частота сети составляет 50 Гц, что означает, что один цикл занимает 1/50 = 0,02 с.

Время удержания - это время от момента прерывания тока до момента, когда может быть снято зажимное усилие. Пластины должны удерживаться вместе до тех пор, пока сварочная ванна не затвердеет, чтобы можно было переместить соединение или электроды в следующее положение сварки.

Площадь электрода определяет размер области, через которую проходит сварочный ток, то есть плотность тока. Диаметр электрода (d) определяется в зависимости от толщины металла (t) по следующей формуле:

d = 5⋅t

Параметры сварки могут потребовать корректировки при сварке высокопрочных сталей, чтобы чтобы избежать риска образования микротрещин или пор.

Область на диаграмме (см. Рисунок 11.3), в которой может быть получен приемлемый точечный шов, называется полем допуска или выступом свариваемости.Слишком высокий ток приводит к разбрызгиванию, в то время как слишком низкий ток или слишком короткое время сварки приводит к неадекватному сварному шву или даже к его отсутствию.

Рисунок 11.3. Участок смачиваемости, где можно получить приемлемую точечную сварку.

Шовная сварка

Шовная сварка используется так же, как точечная сварка, и действует по существу по тому же принципу. Разница в том, что используются два электрода в форме колеса, которые катят (и обычно подают) заготовку (см. Рисунок 11.4).

Рисунок 11.4. Принцип шовной сварки.

Два колеса должны быть одинакового размера, чтобы предотвратить отклонение детали в сторону одного из них. Фактический контактный профиль может быть спроектирован несколькими способами, чтобы соответствовать форме свариваемой детали. Ток может течь непрерывно во время сварки или периодически, создавая серию точек, которые расположены так близко друг к другу, что дает единый непрерывный сварной шов. Неизбежной проблемой шовной сварки является то, что часть тока «утекает» через завершенный шов.

Поскольку электродные ролики вращаются, их не нужно поднимать между каждой точкой, как при точечной сварке. Если сварной шов не обязательно должен быть непрерывным, можно использовать шовную сварку, чтобы расположить точки на одинаковом расстоянии друг от друга. Это означает, что шовную сварку можно выполнять быстрее, чем обычную точечную сварку.

Проекционная сварка

Как и в случае шовной и точечной сварки, выступающая сварка используется для соединения двух перекрывающихся листов относительно тонкого металла. Процесс включает в себя вдавливание ряда «ямок» на одной из пластин и одновременную сварку двух пластин вместе (см. Рисунок 11.5).

Рисунок 11.5. Принцип выступающей сварки.

Этот метод также можно использовать для приваривания металлического листа к концам стержней, стержней или труб или для приваривания гаек к листам. Проволочные сетки (то есть места пересечения проводов) также особенно подходят для сварки выступами.

Преимущество этого процесса по сравнению с точечной сваркой состоит в том, что электроды имеют меньший износ из-за большей площади контакта.

Стыковая контактная сварка

Стыковая контактная сварка используется для стыковой сварки стержней или проволоки, например.грамм. при сварке проволочных корзин, тележек для покупок или решетчатых решеток для использования в духовках. Стыковая сварка может применяться для сварки стали, меди, алюминия и его сплавов, а также золота, серебра и цинка.

Концы материала прижимаются друг к другу, и через них пропускается ток (см. Рисунок 11.6). Температура на контактном сопротивлении становится настолько высокой, что металл размягчается до пластического состояния, и две части могут быть соединены вместе. Максимальная площадь контакта обычно составляет около 150 мм 2 .Верхний предел определяется способностью сварочного аппарата обеспечивать равномерное распределение тепла по всем частям соединения. Нижний предел определяется практичностью обращения с материалом: для стальной проволоки наименьший размер обычно считается диаметром около 0,2 мм.

Рисунок 11.6. Стыковая контактная сварка.

Оплавление

Как и стыковая сварка, оплавление - это метод, при котором концы заготовки прижимаются друг к другу и свариваются.Он используется для сварки более толстых деталей, таких как тяжелые якорные цепи, рельсы и трубы. Этот процесс чаще всего используется для сварки стали, а также никелевых, алюминиевых и титановых сплавов.

Процесс начинается с предварительного нагрева компонентов. Это достигается путем перемещения частей вперед и назад, в контакт друг с другом и выхода из него несколько раз во время прохождения тока. Когда температура достаточно высока, процесс переходит к следующему этапу, известному как мигание .Детали медленно сводятся вместе и плотно прижимаются друг к другу, что вызывает быстрое плавление и газификацию с впечатляющим выбросом расплавленного материала в виде дождя искр. Расплавленный металл двух поверхностей соединяется, и процесс продолжается с приложением давления ковки, так что расплавленный материал и любые захваченные оксиды или загрязнения выдавливаются из соединения в окружающее кольцо или высаживаются.

Аппарат для точечной сварки - успешный процесс контактной сварки

Контактная сварка давлением с помощью аппарата для точечной сварки

Независимо от того, какой блок точечной сварки используется, во время точечной сварки металлические детали всегда соединяются путем сжатия двух электродов вместе и подачи. Текущий.Местный ток создает тепло. Обе заготовки нагреваются в точке, в которой вы хотите сваривать, под действием электрического тока до тех пор, пока материал не расплавится, и под действием силы сжатия электродов из медного сплава образуется так называемый сварочный шов. Требуемое время сварки зависит от конкретной сварочной работы, а также от сварочного тока и силы электродов. Однако всегда применяется следующее: точечная сварка очень быстрая - всего за несколько секунд, хотя фактическое время сварки обычно даже меньше одной секунды.Никаких дополнительных материалов не требуется. Этот процесс создает постоянно стабильные соединения, прост в обращении и является одним из самых экономичных методов соединения. Это еще одна причина, по которой аппараты точечной контактной сварки используются во многих автоматизированных производственных процессах. Точечная сварка алюминия предъявляет особые требования ко всем типам сварочных аппаратов.

Установка для точечной контактной сварки: можно использовать различные технологии

Работы по контактной точечной сварке, как можно понять из названия, с сопротивлением между металлическими и проводящими материалами, которые вы хотите сваривать, которые лежат друг на друге .Сварочный ток создает наибольшее количество тепла в точке перехода между компонентами, где сопротивление наибольшее. Это необходимо, чтобы соединить материалы, которые вы хотите соединить, и связать их друг с другом. Это делает сварочный ток - наряду со сварочным усилием - наиболее решающим параметром при контактной сварке. В зависимости от используемой технологии продолжительность сварочного тока колеблется от нескольких миллисекунд до нескольких секунд.

Четыре наиболее распространенных типа генерирования сварочного тока:

  • Однофазная сварка переменным током (AC)
  • Трехфазная сварка постоянным током (DC)
  • Среднечастотная сварка (MF-DC)
  • Сварка конденсаторным разрядом (KE)

Сварка однофазным переменным током долгое время была наиболее распространенным вариантом для выработки сварочного тока, поскольку это одновременно самый дешевый и простой способ изготовить установку для контактной сварки или сварочные пистолеты .Однако с технологической точки зрения это не лучший способ. Поскольку здесь только во время каждой положительной полуволны классического переменного тока соответствующая энергия вводится в металл сварного шва, подвод тепла до плавления материала занимает соответственно больше времени, и тепло имеет достаточно времени, чтобы распространиться в окружающую среду сварочного шва. будущая точечная сварка. Это приводит к нежелательному обесцвечиванию (потускнению) и выгоранию любых возможно существующих покрытий. Наряду с этим есть дополнительные недостатки, такие как высокое потребление тока, несимметричная нагрузка от сети, потери мощности при больших вторичных цепях, установка и управление параметрами в диапазоне периодов вместо миллисекунд.

В 3-фазная сварка постоянным током три трансформатора переменного тока соединены между собой на вторичной стороне, и с помощью блока диодного выпрямителя переменный ток преобразуется в постоянный ток. Он обеспечивает значительно больший и более высокий сварочный ток, более крупные вторичные цепи можно перемыкать без каких-либо серьезных потерь мощности, а подключение к сети является симметричным, что приводит к меньшим потребляемым токам и предохранителям. Недостатками системы являются относительно высокие инвестиционные затраты, место, необходимое для трех трансформаторов и выпрямителя, а также относительно длительный рост тока.

Среднечастотная сварка представляет собой почти комбинацию обеих вышеупомянутых систем. Здесь также используется только один трансформатор, как в системе переменного тока, но он запускается с частотой 1000 Гц вместо 50 Гц и имеет выпрямитель на вторичной стороне. Это позволяет использовать преимущества сварки постоянным током (более высокий сварочный ток, меньшее количество подключений и предохранителей, перекрытие больших вторичных цепей без больших потерь мощности и т. Д.). Но есть и другие преимущества, такие как быстрый рост тока, который в сочетании с более высокой энергией сварочного тока позволяет очень короткое время сварки и, таким образом, значительно снижает потускнение и выгорание покрытий, возможность для 20-кратной более точной настройки и настройки, поскольку система работает с частотой 1000 Гц вместо 50 Гц, а также уменьшение размера и веса трансформатора, что позволяет использовать его в ручных и роботизированных сварочных пистолетах.

С другой стороны, сварка конденсаторным разрядом продолжает считаться в некоторой степени «экзотикой». Но NIMAK неоднократно доказывает, что это не относится к сложным установкам и концепциям для сварочных работ, которые можно надежно решить только с технологией KE. При сварке KE во время простоя аппарата, например, при заполнении комплектующими конденсаторная батарея заряжается от сети. Это может быть выполнено менее чем за 1 секунду, но может растянуться на несколько секунд.Чем больше времени доступно для зарядки, тем меньше требуется подключения к сети, и, в зависимости от размера, такую ​​машину можно почти заряжать от обычной «розетки». Когда машина готова к работе, ранее заряженная батарея конденсатора разряжается через сварочный трансформатор. То, что происходит менее чем за 10 миллисекунд, необходимая энергия сварки приходится только на зону плавления, а окружающий материал не нагревается. Это также одна из причин, по которой машины KE иногда могут обходиться даже без собственного водяного охлаждения! Таким образом, благодаря количеству конденсаторов можно достичь сварочного тока до 800 000 ампер.Недостатком системы KE является необходимость в пространстве, обусловленная шкафом конденсаторов и относительно большими и тяжелыми трансформаторами, что позволяет использовать только частичное использование, например в сварочных пистолетах. Однако взгляд на прайс-лист опровергает распространенное мнение, что машины KE всегда значительно дороже, чем системы MF. Напротив, чем больше необходим сварочный ток, тем дешевле становится установка с технологией KE по сравнению с технологией MF.

Соединение материалов посредством точечной контактной сварки

Точечная сварка соединяет металлы вместе, заставляя атомы двух частей взаимодействовать - например, в расплавленном состоянии.Возможность соединения деталей друг с другом посредством точечной сварки, и насколько хорошо, зависит от физических свойств соединяемых деталей. И от их взаимодействия с материалами электродов. Предпосылки для использования метода точечной сварки особенно благоприятны, если оба материала имеют одинаковые точки слияния и обладают низкой электрической и теплопроводностью. Высокая пластичность материала также облегчает точечную сварку. В практических сварочных работах различают три группы материалов:

  • Материалы с высокой электрической и теплопроводностью и низкими сварочными характеристиками: например, алюминий и драгоценные металлы, такие как золото, серебро и бронза
  • Материалы, которые можно легко сваривать: в том числе никель, титан, платина
  • Твердые и хрупкие материалы с высокими температурами плавления и средней электропроводностью, такие как хром и железо

Сварочные пистолеты и машины для точечной сварки

Наряду с машинами для точечной сварки, ручные и роботизированные сварочные пистолеты также могут использоваться для точечной контактной сварки.Эти пушки в основном состоят из привода, сварочного трансформатора, системы выработки электроэнергии и двух электродных рычагов. Сварочные пистолеты могут быть выполнены в X- или C-исполнении. Первые сварочные пистолеты-роботы были разработаны и выпущены на рынок компанией NIMAK в 70-х годах. В настоящее время они во всем мире используются в автоматизированных производственных процессах для всего, что касается обработки листового металла и механической обработки. В промышленном производстве наряду с мобильными сварочными пистолетами - ручными и роботизированными - используются также стационарные аппараты для точечной сварки.В зависимости от требований к сварке они могут быть настольными или напольными. Точечная сварка алюминия создает особые проблемы для сварочных аппаратов и требует больших токов, которые могут быть достигнуты только с помощью специальных высокопроизводительных трансформаторов.

Методы точечной сварки в различных отраслях

Методы точечной сварки используются, например, в автомобилестроении, производстве товаров для дома, а также в металлообработке и механической обработке. В аэрокосмической отрасли детали также соединяются методом точечной сварки для создания неизменно надежных и прочных соединений.В то время как сварочные пистолеты-роботы используются в автоматизированных производственных процессах, компании любят работать над созданием прототипов или на этапах испытаний с ручными пистолетами. Ремесленные и торговые предприятия специально используют ручные пистолеты и соответствующую точечную сварку сопротивлением.

Наши решения для ваших задач: Покупка установки для точечной сварки

В качестве вашего партнера во всем, что связано с точечной сваркой, мы разрабатываем, проектируем и производим сварочные пистолеты и сварочные аппараты, которые точно соответствуют вашим требованиям.Ассортимент продукции простирается от полностью новых разработок и модульных систем с возможностью индивидуализации до стандартных машин, которые мы ориентируем в соответствии с вашими потребностями и производим в соответствии с вашими требованиями. Познакомьтесь с нашим выбором для вашего аппарата точечной сварки:

Роботизированные сварочные горелки NIMAK:

Сварочный диод, сильноточный выпрямительный диод

Сварочный диод - это сильноточный выпрямительный диод, который обычно используется в среднечастотных аппаратах для точечной сварки, аппаратах для точечной сварки MFDC, сварочных аппаратах.В качестве выхода сварочного выпрямительного диода. Мы являемся крупнейшей в Китае производственной базой для сварочных диодов. Линия продукции сварочных диодов включает сварочные диоды 7100A, 9000A, 12000A и домашние сварочные диоды 10500A, 13500A. похвала клиентов.Напр. производитель аппаратов для контактной сварки, поставщики сварочных роботов, производители автомобилей и т. д.

Сварочные диоды Характеристики:


1, возможность высокого прямого тока

2, Низкие потери при прямом и обратном восстановлении

3, сильный ток до 13500 А

4, частота: 1000-2000 Гц

Типичные области применения сварочных диодов

:

1, Среднечастотная точечная сварка постоянным током (установка для контактной сварки MFDC)

Аппарат для точечной сварки, Аппарат для шовной сварки

2, Трансформатор для сварочной горелки IT, Трансформатор для роботизированной горелки

Список номеров сварочных диодов:

454 4 454 904 904 904
Деталь No. IF (AV) VRRM IFSM Схема
ZP4000A / 200V-400V 4000A 200V-400V
7100A 200V-400V 55KA D1
ZP10500A / 200V-400V 10500A 200V-400V 70KA D18 D18 200V-400V 85KA D2
ZP13500A / 200V-400V 13500A 200V-400V 85KA D19
200V-400V 400V 400V-400V 120KA D3
ZP18000A / 200V-400V 18000A 200V-400V 120KA D20

Габаритный чертеж сварочного диода:

(D1-D3: Корпус выпрямительного диода.D18-D20: Выпрямительный диод без корпуса)

Загрузить Лист данных сварочных диодов:

Каталог сварочных диодов

ZP7100A Сварочный диод 400 В

Сварочные диоды ZP10500A-400V

Сварочные диоды ZP12000A-200-400V

Сварочные диоды ZP13500A-400V

4 типа сварки (точечная сварка, выпуклая сварка, шовная сварка, стыковая сварка оплавлением)

Контактная сварка - это процесс плавления, который происходит между двумя металлами при определенной нагрузке и нагреве без каких-либо дополнительных материалов.Тепло, необходимое во время процесса сварки, генерируется за счет электрического сопротивления материалов.

Существует четыре типа сварки сопротивлением: Точечная сварка , Рельефная сварка , Шовная сварка и стыковая сварка оплавлением или стыковая сварка .

Стыковая или стыковая сварка оплавлением не требует перекрытия соединяемых металлов между собой. Существует четыре типа решений для выходного тока. Конденсаторный разряд постоянного тока неприменим в методах шовной сварки и стыковой / стыковой сварки оплавлением из-за присущей ему мгновенности времени протекания тока.

Точечная сварка в основном используется при сварке листового металла. Точечная сварка может быть в виде стационарного аппарата для точечной сварки, настольного сварочного аппарата, переносного пистолета для точечной сварки, роботизированного пистолета для точечной сварки, многоголовочного аппарата для точечной сварки, предназначенного для специальных приложений. . Максимальная свариваемая толщина составляет 4 мм при контактной точечной сварке. Свариваемый материал включает низкоуглеродистую сталь; нержавеющая сталь; оцинкованная сталь, алюминиевый сплав, медный сплав, титановый сплав, высокопрочная сталь, углеродистая сталь и т. д.Стационарная точечная сварка может выполнять только точечную сварку по одному, а для выполнения нескольких точек удобно использовать тиснение на листовом металле.
Сварка с выступом обычно используется для сварки толстых и тонких листов. То есть для теплового баланса толстый лист имеет тиснение, чтобы иметь выступы для сварки. Благодаря выступам путь прохождения тока ограничен, поэтому плотность тока выше, и сварка возможна с меньшим током.Кроме того, при точечной сварке колпачок электрода требует зачистки после 3000 точечных сварок, но в случае сварки выступом электрод является плоским, а ток, требуемый при сварке выступом, ниже, срок службы электрода высок. Размеры выступов меняются по мере изменения толщины листа, однако по мере того, как лист становится толще, выполнение тиснения может стать затруднительным. В этом случае также можно сделать тиснение на более тонком листе. Выступы на листовом металле позволяют одновременно сваривать несколько выступов.Он широко применяется при сварке детали на автоматическом сварочном аппарате. Выступы на листовом металле - это один из видов применения для сварки выступами, но не все. Есть выступы на гайках, болтах, кромке листа, поперечной проволоке, проволоке к листу, тройниковому соединению или даже перекрытию материала и т.д. и т. д. Рельефная сварка - очень полезный метод контактной сварки для соединения листового металла.
Шовная сварка - это продолжение нахлеста кусочков точечной сварки с образованием сварной линии. Путем вращения двух дисков колеса для сварки швов, чтобы позволить току протекать через них и формировать перекрывающиеся сварные швы. Корпус для сварного шва важен для выполнения хорошего шва, конструкция корпуса для сварного шва влияет на то, как ток может проходить через щетку и вал к дискам сварочного колеса.Dahching предлагает различные типы корпусов для сварных швов, среди которых они делятся на корпуса пассивного типа и корпуса активного типа. Корпус активного типа приводится в движение двигателем, чтобы дать движение колесу для сварки швов, в то время как корпус пассивного типа не имеет движения. Обычный сварочный аппарат использует корпус активного типа и корпус пассивного типа вместе, чтобы приводить в движение один диск колеса для сварки швов, в то время как другой диск колеса для сварки швов приводится в движение. Есть 4 корпуса активного типа; Корпус с накатанной головкой, корпус с червячным приводом, корпус с приводом от дифференциала и цепной привод.Dahching порекомендует подходящую основу корпуса на основе предоставленных деталей. Во время процесса шовной сварки диск колеса для шовной сварки может охлаждаться либо внешним, либо внутренним охлаждением. В процессе внешнего охлаждения вода разбрызгивается на диск колеса для сварки швов и сварную часть для охлаждения во время сварки, в то время как процесс внутреннего охлаждения позволяет избежать попадания воды на сварную часть. Процесс внутреннего охлаждения обеспечивает чистую рабочую среду и предотвращает появление ржавчины на сварной части.
стыковая сварка оплавлением / стыковая сварка - это единственный процесс сварки сопротивлением, который не требует перекрытия сварочного материала. Он обычно используется для соединения труб, стержней, стержней, листов или пластин с одинаковым поперечным сечением. Стыковой шов также называется швом с осаждением. Затем приложите давление, чтобы нагреть поперечное сечение сварной детали.

0 comments on “Выпрямитель постоянного тока для точечной контактной сварки: Выпрямитель постоянного тока для точечной контактной сварки

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *