Преимущества и недостатки аппаратов переменного тока для сварки

Преимущества и недостатки аппаратов переменного тока для сварки

Во всех электрических сварочных аппаратах используется кабель массы и держателя/горелки. Один конец является плюсом, а второй — минусом. При замыкании контактов и удержании их на расстоянии 3-5 мм, образуется электрическая дуга, которой выполняется плавление кромок основного металла. При этом подается дополнительный присадочный металл для заполнения ширины шва:

Но в сварочных агрегатах, генерирующих постоянный и переменный ток, внутри происходят разные физические процессы, определяющие характеристики сварочной дуги. Природа тока при этом тоже отличается.

Что такое полярность?

Говоря о постоянном токе, стоит упомянуть о полярности. Полярность — это направление движения отрицательно заряженных частиц. В физике они всегда движутся от клеммы минуса к клемме плюса. У переменного тока такой четко заданной направленности нет.

В сварочных аппаратах, работающих на постоянном токе, сварщик может выбрать, в какое гнездо установить разъем держателя (горелки), а в какой кабель массы. Поскольку электроны всегда движутся от минуса к плюсу, в каждом случае сварочный ток получит определенные свойства.

При прямой полярности (держатель на минус, а масса на плюс) отрицательно заряженные частицы перемещаются от держателя к изделию. Это содействует:

Прямая полярность актуальна для сварки толстых сталей.

Обратная полярность подразумевает подключение держателя к плюсу, а кабеля массы к минусу. Это запускает электроны в обратном порядке — тепло концентрируется не на изделии, а на кончике электрода, снижая тепловложение на изделии. Обратная полярность применяется при сварке тонких листов железа, чтобы избежать прожогов. Но использование обратной полярности ведет к перегреву кончика электрода и его ускоренному плавлению.

Какие аппараты какой ток вырабатывают

Теперь рассмотрим, какие сварочные аппараты вырабатывают переменный или постоянный сварочный ток.

Именно трансформаторы вырабатывают переменный ток для сварки. Для этого в их конструкции используется две обмотки — первичная и вторичная. Они наматываются на стальной сердечник, который значительно утяжеляет массу аппарата. Переменный ток из бытовой сети 220 V или трехфазной 380 V поступает на первичную обмотку. За счет большого количества витков возникает электромагнитное поле с концентрацией на сердечнике. На вторичную обмотку подается уже сниженное напряжение около 70-90 V и увеличенная сила тока до 160-300 А, в зависимости от количества витков обмотки трансформатора.

Трансформаторы используются только для РДС сварки покрытыми электродами. В зависимости от мощности сварочного тока определяется толщина проплавляемого металла.

Сварочные выпрямители содержат внутри две обмотки трансформатора, но дополнены блоком выпрямления, преобразовывающим переменный ток в постоянный. Чаще всего преобразователи рассчитаны на сеть 380 V, чтобы равномерно нагружать фазы питания.

Выпрямители используются на производствах и в мастерских, где требуется качественный провар толстых металлов 5-20 мм. Но за счет массивной конструкции занимают много места. Часто комплектуются колесами для перемещения по цеху. Чтобы подать их на высоту, предусмотрены петли под крюк крана или тельфера.

Инверторы бывают на 220 и 380 V. У них входящий переменный ток с частотой 50 Гц выпрямляется и сглаживается при помощи фильтра. Затем ток возвращается снова в переменный, но его частота значительно возрастает и составляет 20-50 кГц. Есть модели, способные вывести частоту до 100 кГц. После этого ток снова преобразовывается в постоянный и фильтруется.

Такой процесс обеспечивает чрезвычайно ровный ток, содействующий стабильному горению дуги и высокому качеству шва. Инверторные аппараты применяются при сварке ММА, MIG, TIG. Благодаря компактности внутренних узлов некоторые инверторы весят всего 3-4 кг. Большинство бытовых моделей для РДС не превышает по массе 10 кг. Но есть и промышленные версии с силой тока 400-500 А и весом 30-50 кг.

Большинство инверторных аппаратов работают только с постоянным током, но есть профессиональные версии AC/DC, способные переключаться на переменный ток. Это расширяет их возможности применения.

Трансформатор КаВик ТДМ-252 AL

Выпрямитель ЭСВА ВС-300Б

Инвертор БАРСВЕЛД Profi TIG-217

Разница между сваркой переменным и постоянным током

Понимая отличия переменного и постоянного тока, а также особенности сварочных аппаратов, вырабатывающие их, рассмотрим разницу в сварке.

Дуга на переменном токе горит менее стабильно, возможно случайное затухание при небольшом изменении зазора между электродом и изделием. Присутствует характерный треск. Манипулировать дугой сложнее, порой она «гуляет», труднее задавать форму шва.

При сварке на переменном токе присутствует разбрызгивание металла, дуга «плюется». Электроды на переменном токе расходуются быстрее. Во время выполнения потолочных и вертикальных швов перенос присадочного металла осложняется, некоторая его часть скапывает под действием силы тяжести вниз.

Но сварочные аппараты, работающие на переменном токе, стоят дешевле выпрямителей и инверторов. У них простейшая конструкция и внутренние узлы, которые легко переносят суровые условия на стройке, в гараже, цеху. Ломаться здесь практически нечему — может только сгореть обмотка от перегрева. Если не перегревать трансформатор, то он будет служить долгие годы.

Аппараты не боятся пыли, а регулировка силы тока осуществляется приближением или отдалением первичной обмотки от вторичной. Все элементы простые и надежные, оборудование имеет повышенную ремонтопригодность с низкой стоимостью комплектующих.

Сварка на постоянном токе отличается стабильной дугой, шов вести легче, контролируя чешуйчатость, ширину и высоту валика. Дуга не трещит, а шелестит. Жидкий металл разбрызгивается меньше, капля лучше переносится на изделие. Постоянный ток более удобен для сварки не только в нижнем, но и в вертикальном и в потолочном положении.

Когда входящее напряжение «скачет», аппараты с постоянным током теряют только силу рабочего тока, но дуга остается стабильной. Качество шва уже не зависит на 100% от опытности сварщика, а обеспечивается лучшими характеристиками сварочного тока.

Но инверторы стоят дороже, чем трансформаторы. У них более сложное внутреннее оснащение и дорогостоящий ремонт. Инверторные сварочные аппараты чувствительны к пыли и ударам, тряске. При использовании на стройке или в цеху следует быть осторожным, а также регулярно продувать внутренние схемы от пыли.

Области применения

Исходя из этого сравнения работы аппаратов с переменным и постоянным током можно сделать вывод, что трансформатор подойдет для периодической сварки неответственных конструкций из малоуглеродистых сталей. Желательно, чтобы сварка велась в нижнем положении. При этом у сварщика должна быть определенная квалификация, иначе швы будут очень плохими. Трансформатор «выживет» в строительных условиях, частых транспортировках, запыленных помещениях. Это оптимальный варит для дачи, гаража, чтобы сэкономить.

Источник видео: Виталий М

Но трансформаторы с переменным током могут пригодиться и для профессиональных задач. Например, при сварке покрытыми электродами алюминия или ржавого металла, который невозможно очистить. Они лучше инверторов, поскольку постоянное изменение направления движения электронов содействует разрушению оксида алюминия или загрязнений на поверхности. Постоянный ток на такое не способен (только в сочетании с импульсом)

Инверторы лучше подойдут для новичков, чтобы учиться варить. С ними легче работать во всех пространственных положениях, а также сваривать:

Изменение полярности поможет сварить тонкий металл 1-2 мм без прожогов. Но за инверторами требуется более тщательный уход и бережное обращение, иначе частые поломки дорого обойдутся.

Для профессиональной деятельности или частной мастерской лучше купить сварочные аппараты AC/DC. Переключаясь с переменного на постоянный ток, вы сможете качественно варить любые металлы и наслаждаться приятным шелестом электрической дуги.

Советы по выбору

Выбирая сварочный аппарат переменного тока, обращайте внимание на следующие характеристики:

Не забудьте про качественную маску для сварки, чтобы хорошо видеть сварочную ванну и защитить при этом глаза. Чтобы швы были прочные даже на переменном токе, важны хорошие электроды. Лучше выбирайте с рутиловым или основным покрытием. Они отлично плавятся и содействуют переносу капли металла. Никогда не покупайте для «переменки» электроды с целлюлозным покрытием.

Ответы на вопросы: преимущества и недостатки аппаратов переменного тока для сварки

Регулировка силы тока возможна двумя способами. Первый — плавный, путем вращения рукоятки на корпусе. Она сводит и разводит катушки первичной и вторичной обмотки между собой, от чего изменяется электромагнитное поле. Если нужно убавить ток — вращайте ручку против часовой стрелки. Для добавления силы тока, крутите ручку по часовой стрелке.

Второй способ — ступенчатый. Он есть только у промышленных версий и заключается в переключении витков обмотки. Механизм действует быстро, но не позволяет установить точных значений. У большинства трансформаторов нет дисплея, поэтому дугу нужно пробовать на черновом металле каждый раз после изменения настроек.

Выбираем сварочный аппарат по источнику тока

Для одного и того же метода сварки можно использовать разные источники переменного или постоянного тока. Устройство любого типа выполнит соединение из углеродистой стали. Но для нержавейки и цветных металлов нужны выпрямители и инверторы. Что же предпочесть в том или ином случае?

Трансформаторы

Сварочные трансформаторы — аппараты, дающие на выходе переменный сварочный ток, используют только для ручной дуговой сварки. Их преимущество заключается в низкой стоимости, которая обусловлена простой конструкцией. Познакомимся с BlueWeld Gamma 3200.

Сам трансформатор находится внутри корпуса. Он представляет собой сердечник с первичной и вторичной обмоткой на катушке и магнитопровод. Изменение силы тока осуществляется за счет перемещения магнитного шунта, что происходит при вращении рукоятки, выведенной на корпус.

Для защиты от перегрева, BlueWeld Gamma 3200 оснащен термодатчиком. Когда температура обмоток превышает норму, он срабатывает и отключает трансформатор. В это время на панели загорается сигнальная лампочка. После того, как она погаснет, можно будет продолжить работу.

Устройство подключается к однофазной или трехфазной сети. В последнем случае используются две фазы. Для мощного сварочного аппарата (3,5 кВт) такое питание предпочтительнее. У соседей не будут мигать лампочки, так как напряжение не просаживается.

Аппарат весит 20,6 кг. Кроме ручки для переноски он оснащен колесами. Чтобы его было удобно перевозить, впереди смонтирована удлиненная рукоятка.

BlueWeld Beta 320 изготовлен в Италии. Покупателей привлекает высокое качество и безопасность, гарантированная европейскими стандартами. Значение имеет и то, что в стоимость трансформатора включены все необходимые принадлежности для ручной дуговой сварки.

Выпрямители

Трансформатор, дополненный блоком из диодов и тиристоров, которые преобразуют переменный ток в постоянный, получил название — сварочный выпрямитель. Такой источник тока используют для сварки штучными электродами и проволокой.

Рассмотрим преимущества его применения для метода MMA. Выпрямитель позволяет мастеру выбрать для работы вид тока: переменный или постоянный. Первый вариант может потребоваться для сварки толстых материалов. Второй — позволяет получить шов лучшего качества. Такое оборудование обычно применяется на предприятиях.

Выпрямитель BlueWeld Omega 530 HD — представитель промышленного класса. Трехфазный аппарат подключается только к сети 380 В. Режим от 60 до 450 А плавно регулируется с помощью рукоятки на кривошипе. Она позволяет быстрее, чем обычная винтовая ручка, установить нужный параметр для сварки. Вес устройства составляет 170 кг. Для его перемещения под корпусом смонтированы 4 колеса. Передние колеса-ролики позволяют маневрировать.

Менее мощные выпрямители весят значительно меньше.

Например, Telwin Quality 280 AC/DC с массой 40 кг можно и переносить, и перекатывать. Этот аппарат подойдет для мастерской. С ним используют рутиловые, кислотные, щелочные, электроды из нержавеющей стали. Для выполнения качественных швов пользователь может применять любые, имеющиеся в наличии, расходные материалы. На переменном токе выполняют глубокие швы электродом диаметром 5 мм. Что позволяет сваривать стальные трубы диаметром до 80 мм.

Выпрямитель Telwin MasterMIG 270/2 230-400 V предназначен для сварки проволокой в среде защитных газов. Этот аппарат часто покупают для работы в гараже. Он выполняет не только обычные длинные швы, но и точечную сварку. С его помощью закаливают листовой материал. Эти возможности находят применение в кузовном ремонте. Кроме того, этот выпрямитель подходит для работы с алюминием.

Инверторы

Эти источники тока дают на выходе только постоянный ток. Их преимущества: компактные размеры и легкий вес. Кроме того, инверторы оснащаются системами, облегчающими процесс сварки. Это функции быстрого старта, стабильного горения дуги и предотвращения залипания электрода. Благодаря им, работать с аппаратом просто. Дуга легко разжигается, не гаснет. Если электрод случайно прилипнет, его легко оторвать от металла.

Инверторы могли бы полностью вытеснить другие источники тока, если бы их стоимость была сравнима с ценами на трансформаторы. Тем не менее, с каждым годом спрос на них возрастает, потому что в продаже появляются сравнительно недорогие. Многим компаниям выгодно выпускать и продавать инверторы под собственной маркой. Например, для известного производителя профессиональных инструментов Hitachi сварочные аппараты изготавливают на заводе Helvi в Италии. По качеству они сравнимы с продукцией EWM.

Наибольшей популярностью пользуется Hitachi W160, который сваривает металл штучными электродами диаметром 1,6-4 мм. Кроме того, он может использоваться для сварки в среде инертного газа в режиме TIG.

У Hitachi W160 хорошие показатели периода включения. На максимальной мощности он может непрерывно работать 3 минуты, и 7 минут дается на отдых. Надежность устройству обеспечивает защита от перегрева и скачков напряжения в сети. В комплекте поставляются только принадлежности для ММА. Аппарат упакован в удобный кейс. Весь комплект весит чуть более 6 кг.

Инверторы применяют и для полуавтоматической сварки. Так же, как выпрямители они оснащены устройством для подачи проволоки с регулируемой скоростью. Среди профессионального оборудования встречаются аппараты с цифровым управлением.

Например, BlueWeld Starmig 225 pulse можно использовать в нескольких режимах: MMA, MIG/MAG, сварка под флюсом, TIG. Все рабочие процессы программируются, а в памяти устройства содержатся стандартные и индивидуальные программы. Выбрав одну из них, пользователь задает диаметр проволоки, при этом устройство само выбирает силу тока и контролирует сварку. К сожалению, этот «умный» сварочный аппарат из-за приличной стоимости позволит себе не каждая мастерская. Но там, где нужно работать и с тонкими, и с толстыми материалами разных видов этот универсальный инвертор сможет заменить несколько устройств.

Технические характеристики

В качестве примеров мы рассмотрели оборудование профессионального класса от ведущих производителей. В продаже есть и недорогие бытовые модели. Не зависимо от цены, источники тока, которые в них используются, обладают одинаковыми свойствами.

Электротермические установки,электроустановки дуговой сварки

Основным элементом, обеспечивающим дуговой сварочный процесс является источник питания сварочной дуги. Так как сварка возможна как на переменном, так и на постоянном токе, то необходимо иметь источники переменного, постоянного и выпрямленного тока.

Источники питания сварочной дуги переменного тока

Источники питания сварочной дуги переменного тока — это сварочные трансформаторы, одно- и трехфазные.
По количеству питаемых сварочных постов выполняются одно- и многопостовые.
Количество подключаемых к трансформатору сварочных постов (n) определяется из соотношения:

По способу получения падающих внешних ВАХ и регулирования тока выделяются источники питания двух типов:
— трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием и дроссельным регулятором тока (отдельным или встроенным),
— трансформаторы с повышенным магнитным рассеянием и катушечным, шунтовым или витковым ступенчатым регуляторами тока.
Аппараты с нормальным магнитным рассеянием (рис. 1.2-32) выполняются двух видов: с отдельным (а) и встроенным (б) регуляторами тока (РТ).
Сварочный аппарат с отдельным РТ состоит из сердечника (2), на котором расположены первичная (1) и вторичная (5) обмотки. К первичной обмотке подводится напряжение —220 В или —380 В, а вторичная создает напряжение холостого хода 60. 65 В и соединяется последовательно с реактивной обмоткой (3) регулятора тока. РТ — дроссель (Др), состоящий из неподвижного магнитопровода (6) с обмоткой (3) и подвижного (4) магнитопровода, между которыми зазор «δ».

Сопротивление (индуктивное) РТ может изменяться в широких пределах при изменении воздушного зазора с помощью винтового механизма (управление местное или дистанционное).
При увеличении зазора индуктивное сопротивление «Др» уменьшается, что приводит к увеличению сварочного тока, и — наоборот.
Наличие реактивной обмотки обеспечивает падающую внешнюю ВАХ, благодаря чему напряжение дуги изменяется в соответствии с колебаниями и изменениями ее длины.
Сварочный аппарат со встроенным РТ отличается тем, что все три обмотки находятся на одном магнитопроводе.
К преимуществам трансформаторов данной системы относятся компактность их конструкции, меньший расход меди и трансформаторной стали. При регулировании тока с максимального на минимальное значение несколько увеличивается напряжение холостого хода, что повышает устойчивость горения дуги.
По такой схеме изготавливаются трансформаторы типов ТСД и СТ на 1000 и 2000 А. Они имеют несколько ступеней изменения напряжения холостого хода вторичной обмотки (U_2.0) путем переключения отпаек на них и предназначены для автоматической сварки под флюсом. ТСД-500 используется как для автоматической сварки под флюсом, так и для ручной. Он имеет следующие показатели:I_н =500 А, U_2.0 = 80B, ПВ = 60 %, диапазон регулирования сварочного тока от 200 до 600 А.
Аппараты с повышенным магнитным рассеянием (рис. 1.2-33) выполняются с подвижной (а) катушкой, с магнитным (б) шунтом, с шунтом и подмагничиванием (в).

Все трансформаторы имеют первичную (1) и вторичную (3) обмотки, магнитопровод (2) и различные устройства для регулирования тока.
Подвижная катушка (а) расположена на магнитопроводе и скользит по его стержням, перемещаясь при помощи винтового механизма вручную. При сближении с первичной (неподвижной) катушкой индуктивность рассеяния уменьшается, что приводит к увеличению сварочного тока. На таком принципе построено большинство сварочных трансформаторов типа «ТС» (на токи от 120 до 500 А), «ТСК» и «ТД» (на токи 300 и 500 А). В отличие от «ТС» трансформаторы «ТСК» имеют конденсаторы, включенные параллельно первичной обмотке, что повышает cos φ сети. Трансформаторы новых типов «ТД» имеют переключатель диапазонов, при помощи которого катушки обеих обмоток переключаются с параллельного соединения на последовательное, что обеспечивает 2 диапазона изменения сварочного тока.
Например, ТД-504 на номинальный ток 500 А имеет следующие показатели при ПР_ном, = 60%:

— диапазон 1. U_2.0 = 60 В, пределы регулирования от 240 до 750 А;
— диапазон 2. U_2.0 = 70 В, пределы регулирования от 75 до 240 А.

Трансформаторы типов ТС, ТСК и ТД предназначены для ручной дуговой сварки.
Магнитный шунт (б) расположен в окне магнитопровода между разнесенными катушками первичной и вторичной обмоток.
При повороте шунта (4) изменяется индуктивное сопротивление рассеяния.
Если зазор между магнитопроводом (2) и шунтом (4) уменьшается, то ток сварочный тоже уменьшается и —- наоборот.
На этом принципе построены трансформаторы типа «СТШ» (на токи 250, 300 и 500 А). Некоторые из них имеют переключатели катушек секционированных обмоток с параллельного на последовательное соединение и устройство отключения трансформатора от сети через 0,5. 1,0 с после прекращения сварки.
Отключающее устройство исключает длительную работу на холостом ходу, что обеспечивает повышение cos φ сети.
Трансформаторы типа «СТШ» предназначены для ручной дуговой сварки и автоматической сварки под флюсом.
Шунт с подмагничиванием (в) постоянным током расположен в окне магнитопровода между разнесенными катушками первичной и вторичной обмоток.
На неподвижном шунте (4) расположена обмотка подмагничнввння (5), изменяя ток I_п в которой, можно регулировать индуктивное сопротивление рассеяния основных обмоток.
При I_п = 0 это сопротивление минимально, а сварочный ток — наибольший. Увеличение I_п приводит к уменьшению сварочного тока.
На таком принципе построены трансформаторы новых типов ТДФ (на токи 1000 и 1600 А при ПВ_ном=100%).
Трансформаторы позволяют выполнять ступенчато-плавное регулирование сварочного тока.
Ступенчатое (грубое) регулирование достигается переключением катушек секционированной вторичной обмотки с параллельного на последовательное соединение.
Плавное (тонкое) регулирование — изменением тока I_п в обмотке (б), получающей питание от однофазного тиристорного выпрямителя.
Трансформаторы типа «ТДФ» предназначены для автоматической сварки под флюсом.
Витковое регулирование применяется у трансформаторов типа «ТСП», которые имеют секционированную вторичную обмотку. Повышенное рассеяние достигается размещением первичной и большей части вторичной обмотки на разных стержнях.
Трансформаторы типа «ТСП» предназначены для ручной дуговой сварки. Например, ТСП-1 на 180 А при ПВ_ном = 50%.
Осциллятор (рис. 1.2-17) предназначен для питания дуги токами высокой частоты (150. 260 кГц) и высокого напряжения (2. 3 кВ) параллельно со сварочным трансформатором, что облегчает зажигание дуги и повышает ее устойчивость. Мощность осциллятора — 100. 250 Вт. Осциллятор дает возможность зажигать дугу даже без соприкосновения электрода с деталью. В то же время ток такой частоты и напряжения безопасен для человека.
Осцилляторы применяют при сварке дугой малой мощности, при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом, при значительном падении напряжения в силовой сети и в других случаях.

Источники питания постоянного тока

Питание сварочной дуги постоянным током дороже, чем переменным. Однако применение постоянною тока целесообразно, когда к качеству сварных швов предъявляются особо высокие требования или применение переменного тока затруднено (например, при сварке тонких изделий).
Источники питания постоянного тока делятся на 2 группы:
— машинные сварочные преобразователи,
— полупроводниковые сварочные выпрамители.
Машинные сварочные преобразователи (рис. 1.2-34) состоят из генератора (Г) постоянного тока и приводного асинхронного двигателя (АД) с КЗ-ротором.

Такие преобразователи имеют однокорпусное исполнение с расположением на одном валу «АД» и «Г».
Сварочные «Г» выполняются с двумя обмотками возбуждения:
— независимой (ОВН) параллельной и последовательной (ОВС) сериесной, или
— параллельной (ОВП) и последовательной (ОВС) сериесной.
Однопостовые универсальные (а) сварочные аппараты имеют «Г» с независимой обмоткой возбуждения (ОВН).
«ОВН» получает питание от сети переменного тока через стабилизатор напряжения (СН) и селеновый выпрямитель (СВ).
Она создает направленный магнитный поток «Ф₁».
«ОВС» включена в сварочную сеть последовательно. При сварке по ней проходит сварочный ток и создает магнитный поток Ф₂, направление которого можно менять с помощью переключателя П (Р — размагничивание, П — подмагничи ванне).
Если «Ф2» направлен встречно основному «Ф₁» (размагничивающее действие), то внешняя характеристика генератора будет падающей. Наклон ВАХ можно изменять подключением отпаек «ОВС» с помощью переключателя отпаек «ПО».
Характеристика будет более пологой по мере увеличения переключенных отпаек.
При изменении полярности «ОВС» действие ее будет подмагничивающее, т.е. «Ф₂» и «Ф₁» совпадают по направлению, а «Г» имеет жесткую характеристику.
Плавное регулирование сварочного тока обеспечивается регулировочным реостатом «R_p» в цепи независимой обмотки возбуждения.
По такой схеме построены однопостовые преобразователи типа «ПСУ — преобразователь сварочный универсальный».
Например, ПСУ-500 (на ток 500 А) имеет как падающие, так и жесткие внешние ВАХ. Предназначен для ручной дуговой сварки и для сварки в защитных газах.
При отсутствии переключателя «П» обмотка «ОВС» включается согласно или встречно с основной обмоткой.
В первом варианте изготавливаются преобразователи однопостовые типа ПСГ (на токи 350 и 500 А). Они имеют жесткие характеристики, так как «Ф₂» направлен согласно «Ф₁» (подмагничивающее действие) и компенсирует поток реакции якора. Напряжение генератора мало изменяется при изменении сварочного тока, а «ОВС» имеет небольшое число витков.
Например, ПСГ-300 на ток 300 А (пределы регулирования тока от 50 до 350 А, а напряжения от 15 до 35 В) предназначен для сварки в защитных газах.
Во втором варианте изготавливаются преобразователи однопостовые типа «ПСО» (на токи от120 до 800 А) и «ПД» (на 500 А), предназначенные для ручной дуговой и автоматической сварки под флюсом.
Например, ПСО-300 с номинальным током 300 А при ПР(ПВ) = 65 % и номинальном напряжении 30 В позволяет регулировать сварочный ток от 75 до 300 А.
Многопостовые (б) сварочные аппараты имеют «Г» с самовозбуждением и подмагничивающей «ОВС».
Такой генератор имеет очень жесткую характеристику: его напряжение практически ие изменяется при изменении сварочного тока.
Например, ПСМ-1000 имеет приводной АД мощностью 75 кВт, снабжен комплектом из 9 или 6 балластных реостатов (R_Б), рассчитан на одновременное питание 9 или 6 постов с максимальным током 200 или 300 А.

Сварочные выпрямители выполняются с неуправляемыми вентилями и с тиристорами (управляемыми).
Структурная схема (рис. 1.2-35) включает следующие основные узлы.
• Понижающий сухой сварочный трехфазный трансформатор (Тр.С). «Тр.С» с повышенным рассеянием выполнен с подвижными катушка-ми вторичных обмоток.
Дня расширения диапазонов сварочного тока при наличии переключающего устройства первичная обмотка может соединяться «звездой» или «треугольником», а регулирование выпрямленного напряжения осуществляется переключением отпаек первичной обмотки каждой фазы. Вторичная обмотка собрана по шестифазной схеме или по трехфазной.
• Выпрямительный блок (ВБ). Выполняется на селеновых вентилях ияи кремниевых диодах.
• Дроссель (Др.) для ограничения скорости нарастания тока при КЗ электрода.
• Вентилятор (В), для охлаждения потоком воздуха полупроводниковых вентилей, так как они чувствительны к повышению температуры.
• Аппаратура пуска, регулирования и защиты (АПРЗ).
• Контрольно-измерительные приборы (КИП), для контроля выпрямленного напряжения и сварочного тока.
На неуправляемых вентилях построены однопостовые и многопостовые выпрямители.

Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя ВДУ-504 (рис. 1.2-38)

Сварочные аппараты инверторного типа и полуавтоматы можно купить здесь

Сварочные аппараты переменного тока, применяемые на заводах и строительно-монтажных площад­ках, подразделяют на четыре основные группы: сварочные аппараты с отдель­ным дросселем; сварочные аппараты со встроенным дросселем; сварочные аппараты с подвижным магнитным шунтом; сварочные аппараты с уве­личенным магнитным рассеянием и подвижной обмоткой. Они от­личаются по конструкции и по электрической схеме. Сварочные аппа­раты состоят из понижающего транс­форматора и устройства—дросселя, подвижного магнитного шунта, под­вижной обмотки—для создания па­дающей внешней характеристики и ре­гулирования сварочного тока. Транс­форматор обеспечивает питание дуги переменным током напряжением 60. 70 В.

Сварочные аппараты с отдельным дросселем (рис. 25) состоят из пони­жающего трансформатора и дросселя (регулятора тока). Трансформатор Тр Имеет сердечник (магнитопровод) 2 из пластин, отштампованных из тонкой трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. На сердечнике расположены первичная / и вторичная 3 обмотки. Первичная обмотка из изолированной проволоки подключается к сети пере­менного тока напряжением 220 или 380 В. Во вторичной обмотке, изготов­ленной из медной шины, индуцируется напряжение 60. 70 В. Небольшое маг­нитное рассеивание и малое омичес­кое сопротивление обмоток обеспечи­вают незначительное внутреннее па­дение напряжения и высокий к. п.д. трансформатора. Последовательно с вторичной обмоткой в сварочную цепь включена обмотка 4 (из голой мед­ной шины) дросселя Др. Обмотка име­ет асбестовые прокладки, пропитанные теплостойким лаком. Сердечник дрос­селя также набран из пластин тон­кой трансформаторной стали и состоит из двух частей: неподвижной 5, на ко­торой расположена обмотка дросселя, и подвижной 6, перемещаемой с по­мощью винтовой пары 7. При враще­нии рукоятки гГо часовой стрелке воз­душный зазор а увеличивается, против часовой стрелки—уменьшается.

При возбуждении дуги (при корот­ком замыкании) большой ток, прохо­дя через обмотку дросселя, создает
мощный магнитный поток, наводящий э. д.с. дросселя, направленную против напряжения трансформатора, Вторич­ное напряжение, развиваемое транс­форматором, полностью поглощается падением напряжения в дросселе. Напряжение в сварочной цепи почти достигает нулевого значения.

При возникновении дуги свароч­ный ток уменьшается; вслед за ним уменьшается э. д.с. самоиндукции дросселя, направленная против напря­жения трансформатора, и в сварочной цепи устанавливается рабочее напря­жение, необходимое для устойчивого горения дуги, меньшее, чем на­пряжение холостого хода. Изме­няя зазор а между неподвиж­ным, и подвижным магнитопро — водами, изменяют индуктивное со­противление дросселя и тем самым ток в сварочной цепи. При увели­чении зазора магнитное сопротивле­ние магнитопровода дросселя увели­чивается, магнитный поток ослабляет­ся, уменьшается э. д.с. самоиндукции катушки и ее индуктивное сопротив­ление. Это приводит к возрастанию сварочного тока. При уменьшении за­зора сварочный ток уменьшается. Один оборот рукоятки винтовой пары изменяет сварочный ток примерно на 20 А. По этой схеме изготовлены сва­рочные трансформаторы типа СТЭ. Трансформаторы СТЭ-24-У и СТЭ — 34-У не сложны по устройству и безопасны в работе и поэтому их ши­роко применяют при ручной дуговой сварке.

На рис. 26 представлен трансформатор СТЭ-34 с регулятором (дросселем) РСТЭ-34.

Трансформатор / и регулятор 2 заключены в от­дельные кожухи из тонкой листовой стали с жалюзи для естественного охлаждения н уста­новлены на колесики для перемещения. Пер­вичная обмотка из изолированной проволо­ки размещена на двух катушках. Для вклю­чения трансформатора в сеть с напряжением 220 В обмотки катушек соединяют параллель­но, а для сети напряжением 380 В —после­довательно. Вторичная обмотка из голой мед­ной шины расположена поверх первичной обмот­ки на тех же катушках. При этом вторичная обмотка соединена всегда последовательно. На торцовой стенке кожуха на клеммовой доске расположены выводы первичной обмотки, на другой торцовой стенке—выводы вторичной об­мотки.

Сварочные аппараты со встроен­ным дросселем(Рис.27) имеют элект­ромагнитную схему, разработанную акад. В. П. Никитиным. Магни — топровод трансформатора состоит из основного сердечника /, на котором расположены пе. рвичная 2 и вторичная 6 обмотки собственно трансформато­ра, и добавочного сердечника 4 с

Обмоткой 5 дросселя (регулятора тока). Добавочный магнитопровод расположен над основным и состоит из неподвижной и подвижной час­тей, между которыми с помощью винтовой пары 3 устанавливается необходимый воздушный зазор а.

Магнитный поток, создаваемый обмоткой дросселя, может иметь по­путное или встречное направление с потоком, создаваемым вторичной обмоткой трансформатора, в зависи-

Мости от того, как включены эти обмотки. При встречном соединении магнитные потоки, возникающие при прохождении тока во вторичной обмотке трансформатора Фт и обмотке дросселя Фд, будут направле­ны навстречу друг другу. При этом напряжение холостого хода Uxll = = UTX — UДх, где — напряжение во вторичной обмотке трансформато­ра, В; Uд* — напряжение в обмотке дросселя, В. При попутном включении магнитные потоки Фт и Фд будут иметь одинаковое направление и на­пряжение холостого хода UXX=Uтх + + U ДХ.

Сварочный ток регулируют, изме­няя воздушный зазор а; чем больше зазор а, тем больше сварочный ток.

Сварочный аппарат СТН-500, представлен­ный на рис. 28, предназначен для ручной ду­говой сварки. Здесь применено встречное вклю­чение вторичной обмотки трансформатора и об­мотки дросселя. Обмотки трансформатора раз­мещены на двух катушках для включения в сеть с напряжением 220 и 380 В. Сварочный ток регулируют вращением рукоятки, как и в регуляторе типа РСТЭ. На торцах кожуха сва­рочного аппарата установлены клеммовые дос­ки, к которым выведены с одной стороны кон­цы первичной обмотки, а с другой—одни конец вторичной обмотки и один конец обмотки дрос­селя. Для облегчения перемещения аппарат устанавливают на тележку. Сварочные аппара­ты СТН-500-1 отличаются от СТН-500 тем, что имеют алюминиевые обмотки.

Сварочные аппараты ТСД, приме­няемые главным образом при авто­матической сварке, имеют дистанцион­ное управление регулированием сва­рочного тока. Подвижная часть сер­дечника перемещается с помощью червячной передачи от электродвига­теля, управляемого двумя магнит­ными пускателями. При включении од­ного из них сварочный ток воз­растает, при включении другого— уменьшается. Для охлаждения ап­парата установлен вентилятор с элект­родвигателем трехфазного тока мощ­ностью 0,25 кВт.

Сварочные аппараты инверторного типа и полуавтоматы можно купить здесь

Характеристика сварочных аппа­ратов с дросселем приведена в табл. 3.

Сварочные аппараты с увеличе­нным магнитным рассеянием и подвижным магнитным шунтом (рис. 29) имеют целый замкнутый маг­нитопровод, у которого на одном
стержне расположены первичная 4 И вторичная 3 обмотки трансфор­матора, а на другом — реактивная обмотка 1. Между ними находит­ся стержень— магнитный шунт 2. Шунт замыкает магнитные потоки, создаваемые первичной и реактивной обмотками. При этом образуются магнитные потоки рассеяния, кото­рые создают значительное индуктив­ное сопротивление. Таким образом обеспечивается падающая внешняя характеристика трансформатора.

Сварочный ток регулируют, пере­мещая магнитный шунт вдоль направ­ления магнитного потока. При выдви­жении шунта рассеяние магнитных потоков первичной и реактивной об­моток уменьшается, вследствие чего уменьшается индуктивное сопро­тивление трансформатора. При этом сварочный ток возрастает. По тако­му принципу работают сварочные ап­параты типа СТАН и СТШ.