1. Умови стійкого горіння зварювальної дуги
2. Принцип роботи зварювального трансформатрора
3. Розрахунок трансформатора для зварювання середньої потужності (для домашніх потреб)
4. Розрахунок кількості витків
5. Вибір діаметра електрода від товщини зварюваного металу і струму
6. Зварювальний апарат «Термінатор»
7. Трансформатор або інвертор

Коротке замикання необхідно для швидкого розігрівання місця контакту і початку іонізації простору навколо зони взаємодії дуги і металу. Після відведення електрода від зони короткого замикання виникає нестійка дуга. У міру її горіння відбувається подальший розігрів і іонізація газів навколо дуги. Частина електронів іонізується в процесі наголос з іншими беруть участь в розряді електронами, частина розбиваючи атоми повітря в зоні горіння. В результаті такої взаємодії повітряне відстань стає повністю електропровідним, що сприяє встановленню горіння стійкого дугового розряду.

Умови стійкого горіння зварювальної дуги

Хороша якість зварного шва забезпечує стійке горіння дуги.
Це стійкість забезпечується певним балансом між струмом зварювання Iсв. і напругою дуги Uд. Простіше кажучи - це режим при якому забезпечується горіння дуги між електродом і заготівлею без залипання електрода і стабільністю дуги. Частково такий стан характеризує вольтамперная характеристика зварювального електродугового процесу, яка відображена на графіку.

На графіку видно три області:

1. різке падіння напруги зі зростанням сили струму, така характеристика називається - падаюча. Сварка в такому режимі обумовлюють нестійке горіння дуги стабільність горіння не забезпечується;
2. напруга дуги не змінюється зі зростанням сили струму, така характеристика називається - жорсткою. У цій в цій зоні виробляється основний вид зварювальних робіт;
3. напруга збільшується зі зростанням струму - це зростаюча характеристика. При такому режимі можливий перегрів зони зварювання і пропалив тонколистового металу, застосовується в обмеженому режимі.

Для того щоб отримати електричну дугу досить мати на електродах різниця потенціалів порядку не менше 45 В. і величину вольтамперної дуги, бажано регульовану в межах від 80 - 400А. Ще одна важлива характеристика - напруга холостого ходу. Ця характеристика необхідна для більш швидкого запалювання дуги і її величина становить близько 70-80 В.

Принцип роботи зварювального трансформатрора

Розглянемо схему найпростішого трансформатора, який призначений для зниження напруги на вторинній обмотці. Зниження напруги викликає збільшення струму на вторинній котушці. Такі трансформатори називаються струмовими. Вони можуть бути збірними з Ш - подібних заготовок, або кільцевого заліза. Для зменшення шкідливих вихрових наведень заготовки штампуються з тонких листів спеціальної трансформаторної сталі. З цих заготовок можна збирається остов з трьома або двома сердечниками. На круглий каркас первинна і вторинна дроти намотуються по всій довжині заліза накладаючи поруч один з одним впритул. На остові з сердечниками первинна і вторинна котушки розташовуються на роздільних стрижнях. Ставлення витків первинної і вторинної котушки називають коефіцієнтом трансформації. Наприклад, число витків первинної котушки W1 = 100, а вторинної W2 = 10, то Кт = W1 / W2 = 10. Приблизно на таку ж величину зросте вольтамперная навантаження на вторинній обмотці.

Як зазначалося вище, дуга між електродом і заготівлею змінної напруги є нестійкою: метал у ванні розплаву заповнюється нерівномірно, розбризкується і для якісного шва не підійде. Більш стійке горіння можна отримати якщо ввести в схему зварювального трансформатора випрямляч для зварювального апарату змінного струму. Випрямляч вдає із себе два або чотири однополярним діода (діодний міст), який пропускає змінну напругу тільки в одному напрямку і працює по двох або чотирьох полупериодного схемою відповідно.

Діодний міст перетворює змінну напругу в постійне. Таке доповнення дозволяє стабілізувати характеристики зварювання. Але, до ідеалу ще далеко, тому що величина пульсації ще досить велика і для компенсування цих пульсацій додатково в схему вводиться дросель і конденсатор. Ця схема працює за принципом електричного компенсатора, накопичуючи енергію в період піку на конденсаторі і віддаючи його при мінімальній амплітуді.

Розрахунок трансформатора для зварювання середньої потужності (для домашніх потреб)

Для більш кращого розуміння роботи пристрою, зробимо його розрахунок самостійно.
Перш за все нам знадобиться необхідні початкові і вихідні характеристики, початкові:

• напруга на вході - це потенціал мережі 220 В;
• напруга на виході - коливається від 45 до 80 В.

додаткові:

• розрахункові характеристики для вторинної обмотки. Тут ми будемо виходити з того: яке залізо ми будемо варити. Якщо від 3 до 5 мм, то апарат повинен бути розрахований на діаметр електрода 3 - 4 мм, а - це 150 - 200 А. Якщо менше, тоді на 100А .;
• площа сердечника - Sсер. Буде залежати яка потужність необхідна на виході, в нашому випадку перетин приймаємо середнє, порядку від 45 до 50 см 2;
• площа проміжків між стрижнями трансформатора - Sо. Подібні проміжки необхідні для формування магнітного потоку між стрижнями, охолодження намотування (величина впливає на безперервне час роботи пристрою) і зручності розміщення котушок у вікні. Для середнього муздрамтеатру досить параметр від 95 до 110 см2;
• щільність (величина струму в проводі). Цей параметр для саморобних апаратів приймається порядку 2,75 - 3, 5 А / мм 2.

Для прикладу розрахунку візьмемо середню величину вище наведених параметрів:

• мережеве напруга - U1 = 220 В;
• вихідна напруга-U2 = 60 В,
• номінальна сила струму - Iн -170 А,
• площа перетину сердечніка- Sс = 45 см2,
• площа вікна So -100 см2,
• щільність електронів в обмотці, - 3 А / мм2

Найперший розрахунок - розрахунок споживаної потужності, здійснюється за формулою:

Pо = 1,5 х Sс х So = 1,5 х 4 5х 100 = 6750Вт (6,75 кВт.)

Увага! Дана формула може бути застосована до різного типу магнітного провідника, але з різним коефіцієнтом: розрахункова величина 1,5 застосовується до типу муздрамтеатру П, Ш, для кільцевих сердечників - 1,9, значення 1,7 застосовується до сердечникам типу ШЛ, ШП

Розрахунок кількості витків

Кількість шарів для кожної обмотки визначаємо з величини площі сердечника за формулою K = 50: Sс = 50/45 = 1,11 витка на один Вольт.

Увага! У цій формулі, також, як і в першій, коефіцієнт 50 прийнятий для трансформаторів з сердечниками типу П і Ш., для кільцевих сердечників буде дорівнює 35 для, ШЛ і ШП - 40.

Тепер визначимо величину максимального струму на первинній обмотці за формулою: Imax = P: U = 6750: 220 = 30,71 А. На підставі цих даних можна дізнатися кількість шарів для намотування.
Розрахунок ведеться за формулою Wх = Uх * K. Для вторинної - це буде W2 = U2 х K = 60 х 1,11 = 67 витків.

Кількість шарів первинної обмотки дізнаємося, пізніше тому для цього необхідно застосувати іншу формулу. Для регулювання потужності на виході, від первинної обмотки проводиться кілька висновків. Кількість витків для первинної намотування знаходимо за формулою: W1ст = (U1 х W2): Uст, віт.

де:

• Uст - напруга на вторинній обмотці.
• U1 - напруга первинної обмотки;
• W2 - кількість витків вторинної обмотки;
• W1ст - кількість первинної обмотки певному щаблі.

Але спочатку необхідно розрахувати напругу кожного ступеня Uст. Для цього скористаємося формулою U = P: I, В.

За формулою U = P: I, В. для вихідного розрахункового трансформатора Р = 6750 Вт, розрахуємо дані для чотирьох ступенів потужністю 95 А, 110 А, 135 А і 165 А., Підставивши дані в формулу, отримуємо U1ст1 = 6750: 95 = 71 В, U1ст2 = 61 В, U1ст3 = 50 В, U1ст4 = 41 В.

Далі використовуємо отримані дані для розрахунку намотування. За формулою W1ст = (U1 х W2): Uст, віт. отримуємо кількість витків для кожного ступеня (з округленням у більшу сторону) W1ст1 = (220х67): 71 = 208 витка, W1ст2 = 242 W1ст3 = 295 витка, W1ст4 = 359 витків.

Додавши до більшої кількості витків значення від 6%, отримаємо необхідне розрахункове загальна кількість витків первинної обмотки W1 = 359 + 18 = 377.

Нарешті, розрахуємо перетин дроту на первинній та вторинній обмотках. Для цього ділимо максимальний струм для кожної намотування на щільність струму. В результаті розрахунку: Sвтор = 165: 3 = 55 мм 2, Sперв = 11 мм 2.

В результаті розрахунку зварювального трансформатора, що живиться від однофазної мережі U1 = 220 В, потужністю 6,75кВт. отримаємо:

Залізо: П образні штамповані листи трансформаторної сталі товщиною 0,5 мм
Тип обмоток - кругові намотані на каркас; Кількість витків W1 = 377 в., W2 = 67 в.,
Кількість регульованих ступенів - 4. при Iрег - 95 А, 110 А, 135 А і 165 А.
Перетин дроту Sвтор = 55 мм 2, Sперв = 11 мм 2

Вибір діаметра електрода від товщини зварюваного металу і струму

Як було зазначено вище, правильний вибір необхідної потужності зварювання залежить від товщини зварюваного металу, чим товще метал, тим більше потрібен струм, провідником якого є електрод. Електроди випускається від 1 до 6 мм (для побутових апаратів). Точний підбір типу і діаметра електрода допоможе уникнути нестабільності дуги і її коливання по зварювальної ванні. Від цього можуть утворитися раковини (непровар) і збільшене перетин шва. Якість зварювального шва погіршується.

Якщо апарат придбаний в торгівельній мережі, фірма виробник вказує діаметр електрода від величини струму, якщо ж трансформатор сконструйований своїми руками, то можна орієнтуватися приблизно на таблицю.

Приблизне співвідношення товщини металу, діаметра електрода і зварювального струму

Товщина металу, мм 0,5 0,8-1,5 3 4 -5 6-8 09 -12 13-15 Діаметр електрода, мм 1 1,5 - 2 3 3 - 4 4 4 - 5 5 Струм зварювання, А 10-20 30-45 65-110 110-120 121-151 121-200 201-250

Зварювальний апарат «Термінатор»

Зварювальний трансформатор з випрямлячем постійного струму в підсобному господарстві річ дуже корисна. Однак, якщо взяти вище розрахований трансформатор з потужністю вторинної щаблі 170 А, з споживаної потужністю майже 7 кВт. При нинішніх цінах на електроенергію один день роботи з таким апаратом обійдеться в чималу суму. При цьому необхідно враховувати ще важливу річ, як пульсація електроенергії в загальній мережі, особливо якщо це єдина однофазна мережа на всю вулицю (сільська електропроводка) але ж саме там найбільше такі вироби і потрібні. Частково цю проблему можуть вирішити застосування згладжуючих дроселів, але при недостатній напругою в мережі коливання напруги можуть доходити до 50 В.

Такі скачки не зможуть згладити навіть потужні дроселя і мережеві стабілізатори. Це негативно позначається на роботі побутових приладів, наприклад, холодильниках. І вже тоді розборок з сусідами точно не минути.

При розвитку сучасних технологій, промисловість випускає компактні трансформатори. Так-як ми вже знаємо параметри необхідного трансформатора, то далі будемо розглядати апарати для застосування в підсобному господарстві в цих межах. Добре затребувані вироби московського компанії «Тор» - термінатор зварювальний апарат з випрямлячем

Зварювальний трансформатор «Термінатор» має вагу 13 кг при майже професійні характеристики: регульоване розкид струму від 30 до 170А, невелика вага і габарити, низька ціна (всього 14 тис. Руб.). Саме з-за малі ваги апарат набув популярності. Апарат затребуваний не тільки в домашніх, але і професійних роботах, особливо де від зварювального обладнання потрібно мобільність - перенесення з одного місця на інше, наприклад, в комунальній сфері; будівництві, ремонту автотранспортного обладнання, загалом, скрізь, де потрібно часто міняти місце роботи.

У «Термінатора» є примусова система охолодження вентиляторами, які регулюють потужність повітряного потоку від датчиків температури. Така система охолодження дає можливість використовувати апарат з 70% коефіцієнтом ПНВ (тривалість безперервного включення) це означає, що працювати апарат може з 10 хвилин - 7 робота, 3 відпочинок.

Якщо ж станеться перегрів обмоток, то захист відключить апарат від навантаження автоматично. У трансформаторі обмотки виконані з 9% міді, що практично виключає втрати на внутрішній опір. Тому апарат дуже економічний.

Трансформатор або інвертор

За десятиліття випуску зварювального трансформатора «Термінатор» Московська фірма «Тор» неодноразово удосконалював конструкцію випрямляча. І як логічне продовження був випущений зварювальний інвертор Торус-175 «Термінатор - 2». Це пристрій з новітньою системою перетворення змінної напруги, став важити 5 кг, а потужність струму збільшилася до 175 А. Такі характеристики вже можна використовувати не тільки для зварювання, а й для різання металу. Маючи такі характеристики інвертор став ще більше популярний в професійних колах.

Безсумнівно, такі якості як низька ціна, невелика вага, 60% ПНВ, високий ступінь надійності - термін гарантії приладу 3 роки, принесуть апарату ще більшу популярність. Основні характеристики інвертора можна подивитися, зайшовши до нас на сайт. Також тут можна купити будь-яку техніку і інструмент.

Основні характеристики зварювального інвентора «Термінатор-2»

Значення

Діапазон зварювального струму 30 - 175 А. Можливі діаметри застосовуваних електродів 1,6 - 4,0 мм. Тип зварювання MMA (ручна дугова зварка штучним покритим електродом). TIG (аргонодуговая зварювання з TIG LIFT підпал дуги Напруга мережі від 165В до 242В. Потужність 5,2 кВт. Напруга холостого ходу 65 В. Можливість підключення до електростанції є (рекомендована номінальна потужність генератора 5,5 кВт при максимальному зварювальному струмі). Тривалість навантаження при максимальному зварювальному струмі (t = 20oC) 60% при 175А (6,0 хвилин працює 4,0 відпочиває). Клас захисту IP21. Управління зварювальним струмом Ручний ступінчастий регулятор. Охолодження апарату примусове повітряне (вентилятор). Комплектація Поставляється без зварювальних провід в і клем заземлення, Кабелі, тримач електродів (не входять до, можна у нас в магазині) - Картонна коробка, - Інструкція експлуатації. Вага 4,6 кг. Габаритні розміри (ДхШхВ) 271 × 187 × 126 мм. Гарантія 3 роки.