 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
Источник питания для сварки - это устройство, которое подает или модулирует электрический ток для выполнения дуговой сварки . [1] Существует несколько широко используемых процессов дуговой сварки, от относительно простой дуговой сварки защищенным металлом (SMAW) до более сложных процессов сварки с использованием инертного защитного газа, таких как газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW) или дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW) . Источники питания для сварки в первую очередь служат в качестве устройств, которые позволяют сварщику контролировать, является ли ток переменным (AC) или постоянным (DC)., а также силу тока и напряжение. Источники питания для сварочных процессов, в которых используется защитный газ, также предлагают соединения для газа и способы управления потоком газа. Оператор может установить эти коэффициенты в пределах параметров в зависимости от типа металла, толщины и используемой технологии. Большинство источников питания для сварки не генерируют мощность, а вместо этого работают как регулируемые трансформаторы, которые позволяют оператору регулировать электрические свойства по мере необходимости. Однако в некоторых сварочных процессах, особенно в SMAW, используемых в зонах, изолированных от электрических сетей, используются сварочные источники питания, которые сочетают в себе функции генерации электроэнергии и модуляции тока в одном мобильном устройстве, установленном на транспортном средстве или буксируемом прицепе.
Классификация [ править ]
Сварочные аппараты обычно подразделяются на устройства постоянного тока (CC) или постоянного напряжения (CV); машина постоянного тока изменяет свое выходное напряжение, чтобы поддерживать постоянный ток, в то время как машина постоянного напряжения будет колебать свой выходной ток, чтобы поддерживать заданное напряжение. Для дуговой сварки в защитном металлическом корпусе и для дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде используется источник постоянного тока, а для дуговой сварки металлическим электродом и дуговой сварки порошковой проволокой обычно используются источники постоянного напряжения, но постоянный ток также возможен с устройством подачи проволоки с датчиком напряжения.
Машина CV требуется для дуговой сварки металлическим газом и дуговой сварки порошковой проволокой, поскольку сварщик не может контролировать длину дуги вручную. [ необходима цитата ] Если бы сварщик попытался использовать машину CV для задачи дуговой сварки защищенным металлом (SMAW), небольшие колебания расстояния дуги вызвали бы значительные колебания в выходном токе машины. С аппаратом CC сварщик может рассчитывать на фиксированное количество ампер, достигающих материала, независимо от того, насколько короткой или длинной будет электрическая дуга.
Конструкции блоков питания [ править ]
Наиболее часто встречающиеся источники питания для сварки можно разделить на следующие типы:
Трансформатор [ править ]
Трансформатор -стиль сварки преобразует блок питания умеренное напряжение и умеренное электрический ток от коммунальных сети ( как правило , 230 или 115 В переменного тока) в большой ток и низкого напряжения питания, как правило , от 17 до 45 (холостого хода) вольт и 55 до 590 амперы . Выпрямитель преобразует переменное напряжение в DC на более дорогих машинах.
Такая конструкция обычно позволяет сварщику выбирать выходной ток, по-разному перемещая первичную обмотку ближе или дальше от вторичной обмотки, перемещая магнитный шунт в сердечник трансформатора и из него, используя последовательный дроссель насыщения с переменной техникой насыщения в последовательно с выходом вторичного тока, или просто разрешив сварщику выбрать выходное напряжение из набора отводов на вторичной обмотке трансформатора. Эти машины трансформаторного типа, как правило, наименее дорогие.
Компромисс за снижение затрат заключается в том, что чисто трансформаторные конструкции часто бывают громоздкими и массивными, потому что они работают на частоте электросети 50 или 60 Гц. Такие низкочастотные трансформаторы должны иметь высокую индуктивность намагничивания, чтобы избежать ненужных шунтирующих токов. Трансформатор также может иметь значительную индуктивность рассеяния для защиты от короткого замыкания в случае прилипания сварочного стержня к заготовке. Индуктивность рассеяния может изменяться, поэтому оператор может устанавливать выходной ток.
Генератор и генератор [ править ]
Источники питания для сварки могут также использовать генераторы или генераторы переменного тока для преобразования механической энергии в электрическую. Современные конструкции обычно приводятся в движение двигателем внутреннего сгорания.но старые машины могут использовать электродвигатель для привода генератора переменного тока. В этой конфигурации электроэнергия преобразуется сначала в механическую энергию, а затем обратно в электрическую для достижения эффекта понижения, подобного трансформатору. Поскольку на выходе генератора может быть постоянный ток или даже более высокая частота переменного тока, эти старые машины могут вырабатывать постоянный ток из переменного тока без каких-либо выпрямителей любого типа или могут также использоваться для реализации ранее использовавшихся вариантов так называемых Сварочные аппараты с гелиарным (чаще всего называемым TIG) сварочным аппаратом, в которых необходимость в дополнительном модуле для более высокой частоты устраняется за счет простого создания генератором переменного тока более высокой частоты напрямую.
Инвертор [ править ]
С появлением мощных полупроводников, таких как биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) , теперь можно создать импульсный источник питания.выдерживает высокие нагрузки при дуговой сварке. Эти конструкции известны как инверторные сварочные аппараты. Обычно они сначала преобразуют сетевое питание переменного тока в постоянное; затем они переключают (инвертируют) мощность постоянного тока в понижающий трансформатор для получения желаемого сварочного напряжения или тока. Частота переключения обычно составляет 10 кГц или выше. Хотя высокая частота коммутации требует сложных компонентов и схем, она резко уменьшает объем понижающего трансформатора, поскольку масса магнитных компонентов (трансформаторов и катушек индуктивности), необходимых для достижения заданного уровня мощности, быстро уменьшается по мере работы (коммутации). ) частота увеличивается. Схема инвертора также может обеспечивать такие функции, как управление мощностью и защита от перегрузки.Сварочные аппараты на основе высокочастотных инверторов обычно более эффективны и обеспечивают лучший контроль изменяемых функциональных параметров, чем неинверторные сварочные аппараты.
БТИЗ в инверторной машине управляется микроконтроллером., поэтому электрические характеристики мощности сварки можно изменять с помощью программного обеспечения в реальном времени, даже от цикла к циклу, вместо того, чтобы вносить изменения медленно в течение сотен, если не тысяч циклов. Как правило, программное обеспечение контроллера реализует такие функции, как импульсный сварочный ток, обеспечение переменных соотношений и плотностей тока в течение всего цикла сварки, включение регулируемых или ступенчатых переменных частот и обеспечение синхронизации по мере необходимости для реализации автоматической точечной сварки; Все эти функции были бы непозволительно дорогими для разработки в машине на основе трансформатора, но потребовали бы только пространства программной памяти в инверторной машине с программным управлением. Точно так же можно добавить новые функции к инверторной машине с программным управлением, если это необходимо, путем обновления программного обеспечения, а не путем покупки более современного сварочного аппарата.
Другие типы [ править ]
Существуют и другие типы сварочных аппаратов, помимо типов, использующих трансформаторы, электродвигатели / генераторы и инверторы. Например, также существуют аппараты для лазерной сварки, и они требуют совершенно другого типа конструкции источника питания для сварки, который не относится ни к одному из типов источников питания для сварки, описанных ранее. Точно так же для точечной сварки требуется другой тип сварочного источника питания, обычно содержащий сложные схемы синхронизации и большие конденсаторные батареи, которые обычно не встречаются с любыми другими типами сварочных источников питания.
Ссылки [ править ]
- ^ Ларри Jeffus (27 января 2011). Сварка и изготовление металлов . Cengage Learning. С. 232–. ISBN 978-1-133-41655-5.
- Ларри Джеффус; Лоуренс Бауэр (12 февраля 2009 г.). Сварочные навыки, процессы и методы для сварщиков начального уровня . Cengage Learning. С. 21–. ISBN 978-1-111-78207-8.
- Насир Ахмед (2005). Новые разработки в современной сварке . CRC Press . С. 245–. ISBN 978-1-85573-970-3.
Внешние ссылки [ править ]
- Пресс-релиз Miller Electric по технологии IGBT для сварочных инверторов 8 апреля 2003 г.
- Фрэнк Г. Армао, инверторные источники питания для сварки алюминия , The Lincoln Electric Company (учебное пособие Lincoln Electric по инверторным сварочным аппаратам)
