Svetsmaskiner – typer och beskrivning

I denna artikel: typer av svetsmaskiner, deras funktionsprincip, egenskaper, GOST: er; kostnaden för svetsmaskiner; hur man gör en svetsmaskin med dina egna händer; urvalskriterier för en svetsmaskin.

Bland alla byggutrustningar upptar svetsmaskinen en speciell plats, bara för att inte en enda byggarbetsplats kan klara sig utan det – det finns helt enkelt inget annat sätt att pålitligt ansluta metallkonstruktioner och rör. Vad kan ersätta en svetsad fog? Fästning med förankringar, bultar eller nitar, anslutning av rör med klämmor – alla dessa och liknande metoder ger antingen en tillfällig lösning på problemet eller är inte tillämpliga av många skäl. Svetsmaskiner är av olika utföranden och typer – transformatorer, likriktare, växelriktare, generatorer, halvautomatiska enheter – den här artikeln hjälper dig att förstå denna sort..

Svetstransformator

Dess uppgift är att sänka spänningen från elnätet till önskad nivå (under 141 V) och justera svetsströmmen till önskade värden.

Konstruktionen för varje transformator måste överensstämma med GOST 95-77, den innehåller en stålmagnetisk krets (kärna) och två lindningar isolerat – primärt (anslutet till nätverket) och sekundärt (anslutet till elektrodhållaren och svetsobjektet). I transformatorer i den populära TDM-serien är den primära lindningen styvt ansluten till kärnan, de sekundära lindningsspolarna tas bort från primärspolarna (två för varje lindning) på ett visst avstånd. Tändningen av bågen kräver en spänning på sekundärlindningen i intervallet 55-60 V, för de flesta elektroder som används vid manuell svetsning är 50 V tillräckligt.

Genom att vrida skruven med handtaget rör sig de sekundära lindningsspolarna som är anslutna till kärnan vertikalt – svetsströmmen justeras till önskade parametrar. När lindningarna närmar sig (handtaget roteras medurs) minskar induktionsmotståndet och det magnetiska flödet av läckage, svetsströmmen ökar och dess minskning uppnås genom omvänd rotation. Justeringsområde för svetsström: med parallellanslutning av spolar i båda lindningarna – 65-460 A, med serie – 40-180 A. Handtaget på transformatorkåpan är utformat för att växla strömområden.

Vad händer i en svetstransformator när den är ansluten till ett växelströmsnät? Växelströmens inträde i den primära lindningen får kärnan att magnetisera. Efter att ha passerat genom den sekundära lindningen orsakar det magnetiska flödet i kärnan en växelström med en lägre spänning än den som matas till den primära lindningen. Med fler varv på den sekundära lindningen blir spänningen högre, med mindre – spänningen är lägre.

Värdet på svetsströmmen regleras med hjälp av ett kontrollerat induktivt motstånd, vilket förändrar det magnetiska läckflödet. Det finns två sätt att ändra svetsströmmen: rörliga spolar (som i TDM-transformatorer), magnetiska shunts eller vridreglering (steg); tillsats av en reaktiv spole till transformatorns design. Valet av styrmetod beror på den magnetiska spridningen i den givna transformatorn: med ökad spridning används den första kontrollmetoden; normalt – den andra.

Effektiviteten hos svetstransformatorer är låg – överstiger sällan 80% -barriären, deras vikt är imponerande. När du utför svetsarbete med denna utrustning är det svårt att uppnå en hög kvalitet på sömmen, såvida inte speciella stabiliserande elektroder används som kan förbättra svetsfogen. Emellertid kompenseras nackdelarna med svetstransformatorer av det låga priset (från 6 000 rubel) och deras opretentiöshet.

Svetslikriktare

Den här maskinen kräver en DC-anslutning. Likriktarkonstruktionen inkluderar ett ventilblock, en transformator och en choke (i vissa modeller) – prestanda i enlighet med GOST 13821-77. De vanligaste är flerfaslikriktare – deras dimensioner är mycket mindre än hos transformatorer, så de är lättare att använda vid svetsning. Ventilerna i likriktarkonstruktionen kan vara kisel eller selen – den första typen är mindre, men kräver ytterligare kylning. Selenventilernas effektivitet är lägre, men de är mer motståndskraftiga mot överbelastning än kisel.

Justering av svetsströmmen i likriktaren utförs på tre sätt: öka / minska avståndet mellan lindningarna; med hjälp av en mättnadsgas; transformatorlindningar, uppdelade i sektioner. Kretsarna enligt vilka svetslikriktarna är sammansatta är trefasbro och enfasbrygga med helvåglikrätning. Montering enligt det första schemat är vanligare, eftersom likriktaren som är byggd på den innehåller ett mindre antal ventiler i strukturen – medan svetsbågen brinner mer stadigt.

Svetslikriktaren är extremt instabil för överhettning – det är nödvändigt att hela tiden övervaka fläktfläktarnas hälsa, annars kommer svetsmaskinen att brinna ut. Kostnaden för en svetslikriktare – från 12 000 rubel.

Svetsgenerator

Den består av två huvudelement – en likströmsgenerator och en asynkronmotor, installerad i ett hölje (generatoraggregatet och motorrotorn är monterade på en gemensam axel). Tekniska krav för konstruktion av svetsgeneratorer ges i GOST 304-82.

Svetsgeneratorer skapas enligt flera scheman, varav två är de mest populära. Den första – excitationslindningen är oberoende, avmagnetisering sker genom serielindningen. Strömförsörjningen till en sådan generator utförs genom en likriktare med selenventiler från växelströmnätet – ett magnetiskt flöde bildas som inducerar en spänning på generatorborstarna, vilket gör att bågen upphetsas. Genom att ändra (växla) antalet varv på serielindningen justerar svetsoperatören svetsströmmen till de önskade egenskaperna.

Det näst mest populära schemat för en svetsgenerator – excitationslindningen är parallell, avmagnetiseringslindningen är seriell. Sådana generatorers magnetpoler kräver ferromagnetiskt stål – de måste ha restmagnetism. En bensinmotor (diesel) används som kraftkälla.

När det gäller deras egenskaper är svetsgeneratorer långt ifrån idealiska – de är dyra (medelpris – från 50 000 rubel), har en komplex design, deras effektivitet är låg (0,7), hög effektförbrukning (5 kW / h per kg smält metall). Men i fältet kan du inte göra utan dem – endast svetsgeneratorer för bensin (diesel) ger bågen tändning och stabilitet i avsaknad av elnät.

Svetsomvandlare

Denna svetsenhet är byggd på transistor elektriska kretsar. GOST för enheten och driftsparametrarna för svetsomvandlare i Ryssland har inte utvecklats – varje tillverkare utvecklar sina egna tekniska specifikationer (tekniska förhållanden). Principen för dess drift är som följer: växelström från elnätet kommer in i likriktaren (omvandlar till likström), sedan till kraftmodulen, där likströmmen åter växlar men med en högre frekvens. Nästa steg är en högfrekvent transformator, varifrån den likriktade spänningen riktas till svetsbågen..

Utformningen av svetsomvandlaren skiljer sig från enheten för svetstransformatorer och likriktare – den har ingen krafttransformator. Arbetet är baserat på spänningsinversion (fasförskjutning) – strömförstärkning utförs i en kaskad och styrs av en mikroprocessor. Den resulterande svetsströmmen har ett nästan idealiskt värde, vilket har en kvalitativ effekt på svetsarbetet. De elektriska blocken i kraftkretsarna för svetsomvandlare är byggda på MOSFET: er (MOS – metall / oxid / halvledare) eller IGBT (bipolär transistor, isolerad grind).

Fördelar med svetsomformaren: låg vikt (högst 10 kg) och dimensioner; hög effektivitet – 85-90%; mikroprocessorn övervakar de minsta förändringarna i spänning och ström (stickning av elektroden under svetsprocessen är helt utesluten); ”Fin” justering av svetsströmmen i ett brett intervall.

Nackdelar: hög känslighet för damm, för svetsning av överbelastningar (till exempel för försök att skära metall av imponerande tjocklek), hög kostnad – från 9 000 rubel.

Halvautomatisk svetsning

Utförs enligt villkoren i GOST 18130-79. Består av en kraftkälla (vanligtvis en svetsomvandlare eller likriktare), en styrenhet, en matningsmekanism och själva svetstråden (d från 0,6 till 2,0 mm), en cylinder med aktiv gas (koldioxid – MAG-svetsning eller argon – MIG- svetsning). För att arbeta på denna svetsmaskin används inte elektrodhållaren (som elektroderna själva) – arbetsverktyget här är en fackla genom vilken tråden matas. Förresten, om tråd för svetsning av halvautomatiska anordningar – rostfritt, stål, flussskärvade och aluminiumtrådar används (det är bättre om det är utarmning). Fluxkärnad tråd är också tillverkad av stål, men den kan svetsas med den utan att skapa en skyddsgasatmosfär.

Tillförseln av avskärmningsgas till svetsföremålet möjliggör förflyttning av syre, vilket förhindrar att den oxiderar svetsen, varigenom svetsegenskaperna avsevärt förbättras.

Fördelar med en halvautomatisk svetsmaskin: uppnå en stark svetsfog upp till flera meter lång, enkel och säker svetsning av tunn metall (alla stålkvaliteter och aluminiumlegeringar). Styrenheten låter dig spara de förinställda svetslägena med deras påföljande aktivering.

Nackdelar: behovet av skrymmande gascylindrar, hög konsumtion av en dyr inert gas (i genomsnitt kräver MIG-svetsning ett argonflöde på 9 l / min).

Den genomsnittliga kostnaden för en halvautomatisk svetsmaskin är 11 000 rubel. (220 V) och 20 000 rubel. (380 V).

DIY svetsmaskin

Utformningen av de flesta hemmagjorda svetsmaskiner kräver vissa färdigheter och specifika material för att skapa dem. Samtidigt kan den enklaste anordningen för svetsning i vardagen ordnas utan kunskap om elektroteknik – du behöver bara vanliga bilbatterier (begagnade batterier kommer också att släckas).

Så, fyra 12-volt batterier eller två 24-volt batterier är anslutna i serie med elektriska kablar med krokodilklämmor, en kabel med en hållare av svetselektroder är ansluten till ”-” för extrembatteriet, ”+” för det andra extrema batteriet är anslutet via en kabel och en klämma till arbetsstycket … Det är det – enkelt och effektivt! En sådan gör-det-själv-svetsmaskin har flera fördelar: en jämn svetsfog (det finns inga spänningar), oberoende av elnätet under svetsprocessen. Slutligen, efter avslutad svetsarbete, kan batterierna användas för sitt avsedda ändamål – för en 3 mm elektrod krävs en ström på 90-120 A, d.v.s. det kräver inte ens 60% av den nominella batteriladdningen.

För permanent användning av svetsmaskinen från batterier behöver du en 54-volts laddare (om det finns fyra batterier) och en laddningsström på 5 A (om batterikapaciteten är 55 Ah. Om du använder en hemmagjord svetsmaskin från batterier på sommaren måste du regelbundet tillsätta destillerat vatten i batterikåporna (inte kran !) – dess nivå kommer att minska på grund av förångning. När du använder underhållsfria batterier krävs ingen åtgärd.

Hur man väljer en svetsmaskin

För det första, lita inte på den imponerande vikten av den föreslagna enheten. Moderna svetsmaskiner har två till tre gånger mindre vikt jämfört med ”tunga” transformatorer. De kilogram som utgör svetsmaskinens vikt märks särskilt med ofta rörelse från ett arbetsobjekt till ett annat – om en sådan rörelse är tänkt att vara, bör du välja den lättaste svetsanordningen.

Vilket nätverk kommer enheten att drivas från? I produktionen är det oftast 380 V, i vardagen – 220 V. Det bör genast noteras att om spänningen i nätverket är plötsligt, är det bättre att välja en svetsomvandlare, eftersom alla andra svetsmaskiner kommer helt enkelt att bränna ut.

Vilken metall kommer att svetsas? För järnfri metall eller gjutjärn krävs en svetslikriktare eller generator, eftersom det kräver en konstant ström. För svetsning på tunn metall i bilkroppen är en halvutomatisk anordning bättre lämpad. Svetsning av järnhaltig metall är acceptabel med en enkel svetstransformator.

När du väljer en specifik modell, var uppmärksam på hur länge den här enheten kan fungera utan hotet om överhettning – i passet kommer dessa data att anges under förkortningen ”PV” (inkluderingens längd) eller ”PVR” (drifttid). I Ryssland och CIS är standarden 5 minuter, i Europa – 10 minuter. De där. passvärdet ”PV” på 20% för en hushållssvetsmaskin innebär att du kan arbeta med det 5 x 20% = 1 minut, varefter enheten behöver en paus i 4 minuter För importerade varor betyder samma 20% 10 x 20% = 2 minuters arbete och 8 minuter ”vila”. Ju lägre svetsström, desto högre är ”PV” -värdet (minus maskinen överhettas) och vice versa. Det optimala värdet är ”PV” 15-20% (i vardagen), 60% (i produktion).

Svetsmaskinens utgångsparametrar – ju högre spänning och utgångsström, desto tjockare metall kan den arbeta med. Å andra sidan, vid höga parametrar, värms apparatens lindningar snabbare upp, d.v.s. den inbyggda termostaten stänger av den snabbare, så det blir färre faktiska driftscykler och mer driftsstopp. Det kommer här att vara rätt att bo på en enhet med utgångsparametrar som överskrider det som krävs med 30%.