Качественную электросварку обеспечивает стабильное горение дуги при понижении напряжения и увеличении силы тока. Для преобразования электричества общей сети до требуемых параметров применяется сварочный трансформатор.
Сварочный трансформатор.
Разновидности оборудования
Различают аппараты, работающие от напряжения 220 (однофазные) и 380 (трехфазные) вольт. Последние применяют на производстве, а однофазные в быту. Существуют и комбинированные модели.
По назначению бывают однопостные, обеспечивающие 1 рабочее место, и многопостные промышленные агрегаты.
Исходя из конструктивных особенностей выделяют следующие модели:
- с номинальным магнитным рассеиванием, состоящие из дроссельного регулятора напряжения и трансформатора;
- с увеличенным магнитным рассеиванием с импульсным стабилизатором (конденсатором) и несколькими подвижными обмотками;
- с тиристорным фазорегулятором, имеющие небольшую массу.
Конструкция трансформатора
В трансформаторе для сварки располагаются силовой агрегат и устройство регулирования электротока.
Главными элементами конструкции устройства являются магнитопровод (сердечник), изолированная первичная и вторичная обмотки. Последняя перемещается ходовой гайкой на вертикальном винте. В целях получения требуемых параметров, а также предотвращения замыкания цепь дополняется отдельной дроссельной катушкой.
Внутренняя начинка заключена в кожух с крышкой, в котором проделаны жалюзи для охлаждения. Дополнительно может устанавливаться вентилятор. На крышке располагается рукоятка регулировки болта и перемещения вторичной обмотки. Присоединение проводов сварочной цепи осуществляют зажимами или клеммами.
Тяжелые агрегаты выпускают на колесиках и с ручкой. Поднимают их лебедкой или другим специальным подъемным устройством за рым-болт.
Стандартная схема и модификации
Стандартная схема включает сердечник, первичную и подвижную обмотки. Максимальный ток достигается при их сближении, минимальный при удалении.
Может использоваться двигающийся шунт. За счет него регулируется поток рассеивания через изменение сечения и длины составляющих магнитного пути между стержнями.
В устройствах с увеличенным магнитным рассеиванием используются несколько подвижных обмоток, конденсатор (импульсный стабилизатор) и другие элементы.
Схема сварочного трансформатора.
Существует схема, основанная на фазовом сдвиге тиристора в полупериод прямой полярности. В это время изменяется среднее выпрямленное напряжение. Тиристоры (электронные ключи) применяют в цепях первичной обмотки.
Принцип работы аппарата
Аппарат постепенно снижает напряжение до значения 60-80 В, одновременно повышая силу тока до 40-500 А, и обеспечивает переменный ток.
В основе устройства сварочного трансформатора заложен принцип электромагнитной индукции (появления электродвижущей силы при смене магнитного потока в проводящем контуре).
Подающийся на первичную катушку переменный ток из сети образует магнитное поле, пронизывающее сердечник. Через магнитопровод поле передается на вторичную обмотку с меньшим числом витков. В ней возникает электродвижущая сила (ЭДС), заставляющая электроны перемещаться. В результате возникает электрический ток. За счет меньшего количества витков его сила увеличивается, а напряжение снижается. Подвижные части прибора перемещаются, управляя рассеиванием магнитного поля и регулируя напряжение на выходе.
Характеризует показатель снижения напряжения коэффициент трансформации соотношение количества витков на первичной и вторичной катушках. При его умножении на величину 220 или 380 В получается значение выходного напряжения.
Вследствие соприкосновения электрода с металлом образуется электрическая дуга, по которой электродные частицы переносятся на свариваемые металлические части.
Под холостым ходом понимается режим работы, когда сварка не осуществляется, но аппарат включен. В таком состоянии вторичная обмотка разомкнута, а первичная находится под синусоидальным напряжением. Электродвижущие силы возникают двумя путями: из магнитного потока и путем рассеивания. Замыкаясь по воздуху между витками катушки, они образуют величину холостого хода.
В этом режиме определяются путем замеров важные показатели, характеризующие коэффициент полезного действия и степень изношенности аппарата.
Превышение потерь холостого хода на 10% свидетельствует об изменении структуры металла, ухудшении изоляции между листами или ослаблении прессовки сердечника.
Важные для учета характеристики при покупке
Сварочный трансформатор должен иметь рабочее напряжение на выходе 30-60 В, а на холостом ходу 70 В.
При выборе сварочного инвертора рекомендуется учитывать планируемое предназначение прибора и условия его эксплуатации.
Если здание, в котором намечается проводить электросварочные работы, не подключено к 3 фазам, выбирают агрегат для напряжения в бытовой сети 220 В и мощностью до 10 кВт. Сила тока в бытовых приборах не превышает 200 А. Ими соединяют металлические изделия небольшой толщины. Применяются электроды диаметром 2 и 5 мм.
Следует учитывать, что бытовой агрегат работает непрерывно 15-20 минут, а профессиональный до 2-3 часов.
Существенным фактором является и цена. Покупая полупромышленный дорогой аппарат, нужно понимать, как часто он будет использоваться в быту и насколько ответственным является крепежное соединение между двумя металлическими элементами. Если сварочные работы в доме редкое явление, но проводятся они на участках высокой нагрузки (например, крепление автоматических ворот), проще пригласить профессионального сварщика.