зварювальний трансформатор

1. Пристрій зварювального трансформатора і характеристики
2. Пристрій пускового механізму
3. пристрій муздрамтеатру
4. Холостий хід
5. Схема зварювального трансформатора і її модифікації
6. Зварювальний апаратура з шунтом
7. Зварювальні трансформатори з секційними обмотками
8. Тиристорні зварювальні трансформатори
9. Відмінності і різновиди обладнання
10. зварювальні трансформатори
11. Переваги та недоліки зварювальних трансформаторів
12. зварювальні випрямлячі
13. Переваги та недоліки зварювальних випрямлячів
14. зварювальні інвертори
15. На що звертати увагу при виборі
16. Можливі несправності і ремонт
17. Як правильно змонтуваті трансформатор
18. Пристрій зварювального трансформатора ТДМ
19. Принцип роботи трансформатора ТДМ
20. Зварювальний трансформатор своїми руками
21. Розрахунок зварювального трансформатора

Для виконання зварки необхідний певний набір обладнання, в нього входить зварювальний трансформатор. На ринку існують виробничі та побутові апарати, вони розрізняються технічними характеристиками.

Трансформатор для зварки

Головне завдання трансформатора -Перетворення подається електрики до необхідних параметрів.

Взаємодія компонентів входять до складу зварювального трансформатора, в результаті, призводить генерації зварної дуги, яка розташовується між робочим інструментом і заготівлею.

Пристрій зварювального трансформатора і характеристики

Для виникнення дуги, що забезпечує розігрів і розплавлення кромок заготовки, потрібно змінити характеристики електрики подається з мережі.
Зварювальний трансформатор перетворює надходить електрика наступним чином:

• напруга знижує;
• силу струму піднімає.

У перетворенні електрики беруть участь наступні вузли:

Пристрій зварювального трансформатора

• муздрамтеатр;
• перша обмотка, що збирається з ізольованого кабелю;
• переміщається другий обмотки. Її виконують з дроту без ізоляції, це необхідно для підвищення теплової віддачі;
• гвинтова пара;
• штурвал для управління гвинтовою парою;
• клеммники для зварних кабелів.

До складу зварювальних агрегатів включають додаткові компоненти, які призначені для вдосконалення їх роботи.

Пристрій пускового механізму

Пусковий пристрій включає до свого складу - магнітопровід, дві обмотки і клеми. Перемикачі змінюють напругу і загальне число обмоток підключаються до випрямляча. У первинну ланцюг встановлюють регулятор, зібраний на основі напівпровідників (тиристорів). Друга обмотка, що підключається до випрямного мосту, забезпечує подачу двох рівнів змінюваного напруги.

Пристрій пускового механізму трансформатора

Для роботи пускового пристрою потрібна напруга в 220 В. Струм лежить в діапазоні від 0 до 120 А, а напруга досягає 70 В разі самостійного виготовлення пристрою, за основу беруть стрижневий трансформатор, на його першій обмотці накручено 230 витків, на другий 32. Пульт керування напівпровідниками монтують над дроселем. Для охолодження всієї системи використовують примусову вентиляцію.

пристрій муздрамтеатру

Ключовими деталями муздрамтеатру, є пластинки або листи, вироблені з електромагнітної стали. До конструктивних деталей відносять кріплення, корпус тощо. Лінії по переробці зварювальних трансформаторів поділяють на стрижневі й броньові. У пристроях стрижневого типу всі сегменти магнітного ланцюга мають однаковий перетином. У магнитопроводах броньового типу повним перетином володіє тільки середній стрижень, на який встановлюють обмотки.

Види магнитопроводов трансформатора

Перетину інших ділянок магнітного кола майже в два рази менше. За ним відбувається замикання магнітного потоку. На ділянках муздрамтеатру має Т-подібну форму, кожен має своє розтин. При цьому його розмір становить в три рази менший розмір, ніж власне сам стрижень. По кожному з ділянок відбувається замикання третьої частини потоку.
Пластини, що входять в пакети покривають спеціальним складом, який називають оксидной ізоляцією.
Принцип роботи зварювального трансформатора
Апаратура для зварювання працює за алгоритмом:

1. Харчування подається на першу обмотку. У ній генерується магнітний потік, що замикається на осерді.
2. Потім харчування направляється на другу обмотку.
3. Магнитопровод, який зібраний з феромагніти, генерує постійне магнітне поле. Індукуючий потік виробляє ЕРС.
4. Різниця в числі витків допускає коливання струму з необхідними для виконання зварювання параметрами. Ці ж показники враховують при розрахунках апаратури для зварювання.

Існує зв'язок числа витків на другій котушці і напругою на виході. Тобто для підвищення струму кількість витків необхідно збільшити. Але так як, зварювальний трансформатор - це понижуючий тип, то число витків на другий обмотці буде нижче, ніж на першій.
Пристрій і принцип дії зварювального трансформатора забезпечує настройку величини струму. Цього досягають зменшуючи або збільшуючи простір між котушками.
Для цього в зварювальному обладнанні встановлені рухомі компоненти. Відстань між обмотками змінює опір і це дає можливість вибирати саме той струм, який потрібен для зварювання.

Холостий хід

Апаратура для зварювання працює в двох режимах - робочому і холостому. Під час зварювання друга обмотка замикається між робочим інструментом і деталлю. Струм розплавляє кромки заготовок і в результаті виходить надійне з'єднання деталей. Після того, як зварювальник закінчить роботи, ланцюг переривається і трансформатор перемикається на холостий хід.
ЕРС в першій обмотці з'являються через наявність:

• магнітного потоку;
• його розсіювання.

Холостий хід трансформатора

Ці сили відокремлюються від напрямку потоку в муздрамтеатрі і замикаються між котушками в повітрі. Саме ці сили і є основою роботи в холосту.
Робота на холостому ходу не повинна становити небезпеку для робочого - зварювальника і оточуючих людей. Тобто воно не повинно бути більше ніж 46 В. Але окремі моделі зварювального обладнання, мають великі значення, наприклад, 60 - 70 В. В цьому випадку в конструкції зварювального пристрою встановлюють обмежувач параметрів холостого ходу. Швидкість його спрацьовування не перевищує одну секунду з моменту розриву ланцюга і закінчення роботи. З метою додаткового захисту зварника, корпус трансформатора необхідно заземлити.

Це дозволяє напрузі, яке може з'явитися на корпусі в результаті пошкодження ізоляції, піти в землю, не завдавши ніякої шкоди робочому - зварнику.

Схема зварювального трансформатора і її модифікації

Апаратура для зварювання складається з:

• трансформатора;
• прилади для зміни розміру струму.

Для розпалу й підтримки дуги необхідно забезпечити наявність індуктивного опору другої обмотки.
Підйом індуктивного опору веде до того, що змінюється нахил статистичних параметрів джерела енергії. В результаті призводить до стабільності всієї системи «джерело струму - дуга».

Електрична схема зварювального трансформатора типу ТДМ

У зварювальних апаратів, що працюють під навантаженням, кількість потужності в рази більше, ніж втрати, які вони несуть при роботі в холосту.

Зварювальний апаратура з шунтом

Налаштування розсіювання магнітного поля здійснюється зміною геометричних параметрів простору між складовими частинами муздрамтеатру. З причини того, що магнітна проникність заліза вище ніж у повітря то при русі шунта змінюється опір потоку, який проходить по повітрю. Якщо шунт введений цілком, то індуктивне опір визначається, зазорами між ним і елементами муздрамтеатру.

Зварювальний апаратура з шунтом

Трансформатори цього типу виготовляють для вирішення виробничих завдань.

Зварювальні трансформатори з секційними обмотками

Така апаратура вироблялося в ХХ століття для вирішення виробничих і побутових завдань. У них реалізовано кілька ступенів настройки кількості витків в обох котушках.

Секційна обмотка трансформатора

Тиристорні зварювальні трансформатори

Для настройки напруги і струму застосовують фазовий зсув тиристора. При цьому відбувається зміна середнього значення напруги.

Для роботи однофазної мережі потрібні два тиристора, включених назустріч один одному. Причому їх настройка має бути синхронною і симетричною. Трансформатори на підставі напівпровідників (тиристорів) мають жорсткої статичною характеристикою. Її регулювання проводиться по напрузі за допомогою тиристорів.

Тиристори гарні для настойки напруги і струму в електричних ланцюгах змінного характеру, справа в тому, що закриття відбувається при зміні полярності.

У схемах з постійним струмом для закриття тиристорів застосовують резонансні схеми. Але це складно, дорого і накладає певні складності на можливість регулювання.

Тиристорні зварювальні трансформатори

У напівпровідникових трансформаторах тиристори монтують в першій обмотці, тому є дві причини:

1. Вторинні струми в зварювальних джерелах значно більше, ніж граничний струм тиристорів, він досягає 800 А.
2. Високий ККД так як втрати на падінні напруги в відкритих вентилях в першій обмотці щодо робочого нижче в кілька разів.

У сучасних пристроях використовують обмотки з алюмінію, для підвищення надійності конструкції до них на кінцях приварені мідні накладки.

Відмінності і різновиди обладнання

На виробництві застосовують такі види зварювальних апаратів:

Різновиди зварювального устаткування

• трансформатори;
• випрямлячі;
• інвертори.

Ще виділяють:

• напівавтомати;
• генератори - зварювальні апарати з бензиновим або дизельним електрогенератором;
• та інші промислові апарати.

зварювальні трансформатори

Так називають пристрій, який призначений для перетворення змінного струму одержуваного з мережі в напругу необхідно для виконання електричного зварювання.

зварювальний трансформатор

Ключовим вузлом цього пристрою є трансформатор, який знижує напруга мережі до рівня холостого ходу.

Переваги та недоліки зварювальних трансформаторів

До безперечних переваг цього обладнання відносять задоволеною високий ККД від 70 до 90%, простоту роботи і високу ремонтопридатність. Крім цього апарати цього класу відрізняє невисока вартість.
Разом з тим, апарати цього типу іноді не в змозі забезпечити сталість горіння дуги. Це обумовлено характеристиками змінного струму. Для отримання якісного зварювання доцільно застосовувати електроди, адаптовані для роботи зі змінним струмом. Крім того, на якості зварювання негативно позначаються і коливання напруги на вході.

Апарати цього типу не можна застосовувати для роботи з нержавейкой і кольоровими металами. Високий вага апарату і його габарити викликають ряд складнощів при його транспортуванні з місця на місце.
Але треба зазначити, що зварювальний трансформатор - це не поганий вибір для домашніх потреб.

зварювальні випрямлячі

Апаратура, яка перетворює змінну напругу, що надходить з мережі живлення в постійне, необхідне для виконання електрозварювальних робіт.
На практиці застосовують кілька схем випрямлячів, в яких реалізовані різні методи отримання вихідних параметрів напруги і струму. Застосовують різні способи регулювання параметрів струму і вольт-амперної характеристики.

зварювальні випрямлячі

У ці способи входять:
Зміна налаштувань трансформатора, застосування дроселя, настройка за допомогою напівпровідників (тиристорів і транзисторів). У найпростіших апаратах для регулювання струму застосовують трансформатор, а для його випрямлення діодні схеми. У силову частину такого обладнання входять трансформатор, випрямляч, дросель.

Переваги та недоліки зварювальних випрямлячів

Головне достоїнство випрямлячів, якщо порівнювати їх з трансформаторами, укладено в тому що, для зварювання застосовують постійний струм. Це забезпечує якість розпалу й підтримки параметрів дуги і це відповідно призводить до якості зварного шва. Застосування випрямляча дозволяє зварювати не тільки звичайні стали, але обробляти нержавійку і кольорові метали. Крім того, треба врахувати і те, що зварювання із застосуванням випрямляча забезпечує малу кількість бризок.

По суті, описані гідності дають однозначну відповідь на питання - який апарат вибрати трансформатор або випрямляч, але зрозуміло не можна забувати і вартості цього обладнання.
Випрямлячі мають і окремі недоліки - велика вага конструкції, втрата потужності, падіння напруги в мережі під час проведення зварювальних робіт. До речі, все сказане повною мірою відноситься і до трансформаторів.

зварювальні інвертори

Апаратура цього типу призначене для перетворення постійного струму в змінний. Інвертор працює наступним чином. Струм, з частотою в 50 Гц, потрапляє на випрямляч. На ньому він, пройшовши, через фільтр згладжується і перетворюється на змінний. Частота такого струму залишає кілька кілогерц. Сучасні схеми дозволяють отримувати струм з частотою 100 Гц. Цей етап перетворення, є найважливішим в роботі інвертора і це дозволяє домогтися істотних переваг в порівнянні з іншими моделями зварювального устаткування.

Після цього, отримане високочастотну напругу кидають до значення холостого ходу. А ток виростає до розмірів достатніх для виконання зварювальних робіт, тобто до величини 100 - 200 А.
Схема інвертора і комплектуючі використовувані в роботі дозволяють створювати зварювальні апарати з малою вагою і високими технічними характеристиками.
Підприємства - виробники випускають апарати для виконання зварювання:

• в ручному режимі;
• не плавиться, в аргоновому середовищі;
• в напівавтоматичному режимі під захистом газів і багато інших.

До безперечних достоїнств цього класу обладнання можна віднести - мала вага і габарити. Це дозволяє пересувати інвертор на будівельному або виробничому майданчику без особливих складнощів.
У складі інвертора немає трансформатора і це дозволило уникнути втрат на нагрівання обмоток і перемагнічування сердечника і отримати високий ККД. При зварюванні електродом в діаметр 3 мм, від мережі споживається все 4 кВт потужності, показник зварювального трансформатора або випрямляча становить 6 - 7 кВт.

Схема инверторного зварювального апарату

Схеми застосовуються в інверторах дозволяють генерувати практично всі параметри вольтамперних характеристик - це говорить про те, що апарати цього типу допустимі для застосування у всіх видах зварювальних робіт. Крім того, інвертори забезпечують роботу з легованими, нержавіючими сталями і кольоровими металами.

Інверторна схема не потребує частих і тривалих перервах в роботі.

Конструкція інвертора дозволяє виконувати плавне регулювання режимів зварювання у всьому діапазоні струмів і напруг, необхідних для виконання зварювальних робіт. Інвертор володіє широким діапазоном струмів від декількох одиниць до сотень тисяч. У побуті застосовують апарати, які дозволяють варити метал щодо тонкими електродами до 3 мм. Застосування апаратів такого рівня дозволяє формувати шов в різних положеннях і забезпечити мінімальну кількість бризок розплавленого металу, що виникають під час зварювальних робіт.

Інверторні зварювальні апарати

Інверторні зварювальні апарати, вироблені в наші дні, здебільшого мають мікропроцесорне управління. Воно дозволяє:

• забезпечити зростання струму при запалюванні дуги;
• мінімізувати залипання електрода і деталі і ще ряд функцій що полегшують роботу зварювальника.

Після виконання зварювання за допомогою трансформатора або випрямляча, робота з інвертором може з повною підставою вважатися святом.
Тим часом інвертори мають ряд недоліків. Зокрема, ремонт інвертора може обійтися в копієчку. Крім того, у апаратів інверторного типу підвищені вимоги до умов зберігання. Це обумовлено тим що, в інверторах міститься багато елементів мікроелектроніки.

На що звертати увагу при виборі

Треба розуміти, що вибір зварювального устаткування це непросте завдання і вирішують її в кілька етапів.

1. Необхідно знати марку зварювальних матеріалів і вид необхідного шва. Так, для обробки сталі або нержавіючої сталі досить апарату забезпечує ручне дугове зварювання. Для зварювання звичайної стали можна використовувати апарати зі змінним і постійним струмом. Для роботи з нержавіючої сталлю необхідно використовувати апарати постійного струму. Робочі характеристики зварювального трансформатора дозволяють працювати з різними матеріалами.

1. Залежно від розміру струму, апарати в 200 А, відносять до побутових, а в 300 до професійних.
2. Залежно від типу роботи - напівавтомати, що володіють складною конструкцією і досить високою вартістю, показують високу продуктивність і простоту в управлінні.
3. Інвертори мають малими габаритами і вагою і широкою можливістю налаштувань.
4. Важливе значення має місце виконання робіт, зокрема, кліматичні умови.
5. Само собою, приймаючи рішення про вибір апарату необхідно звертати увагу на компанію - виробника.

Можливі несправності і ремонт

Зварювальна апаратура, як і будь-який технічний пристрій, завжди може вийти з ладу. Існують деякі ознаки, за якими можна визначити виникли несправності.

можливі несправності

Наприклад, при проведенні зварювання, постійно відбувається залипання електрода. Це може бути викликано низькою напругою, неправильно вибрано параметр струму, неправильним вибором електрода і рядом інших причин.
Відсутність дуги може бути викликано перебитим кабелем, перегрівом зварювального устаткування і безліччю інших причин.

Для ремонту зварювального трансформатора необхідно володіти певними знаннями, тобто необхідно вміння читати принципові електричні схеми і навик виконання електромонтажних робіт. Саме тому має сенс при виникненні несправностей звертатися в майстерню по їх ремонту та обслуговування.

Як правильно змонтуваті трансформатор

Зварювальний апаратуру та патенти надійно заземліті. Для полегшення життя, на трансформаторів встановлюють спеціальні болтові затискачі з супровідним написом «ЗЕМЛЯ».
Класифікація за різними ознаками
Зварювальний апаратура класифікується за такими ознаками - по фазах, по вживаності.
На практиці застосовують одне і трифазні зварювальні апарати. Однофазні апарати, здебільшого застосовують для виконання зварювальних робіт змінним струмом. Трифазні застосовують на будівельних і виробничих.

До однофазним відносяться апарати марки ТД. По суті, це трансформатори з хорошим магнітним розсіюванням і переміщаються обмотками. Їх постачають механічними регуляторами, виконаними у вигляді гвинтових.
Трифазні апарати застосовують для зварювання трифазної дугою. Такий спосіб підвищує продуктивність зварювання, дозволяє економити електроенергії, виробляє вирівнювання навантаження між фазами.

Трифазний зварювальний трансформатор

Трифазні апарати застосовують для організації многопостовой зварювання. Зокрема, використання такого обладнання дозволяє використовувати як мінімум два електроди одночасно. У конструкцію апарату вносять некритичні зміни. Таке застосування апаратури дозволяє підняти економічний ефект від зварювальних робіт.

Пристрій зварювального трансформатора ТДМ

Трансформатор ТДМ включає до свого складу наступні частини:

Пристрій зварювального трансформатора ТДМ

• металічний корпус;
• клеми для зварювальних;
• штурвал для налаштування середовища;
• муздрамтеатр;
• перша обмотка;
• друга обмотка;
• кручені пару для переміщення частин обмоток.

Принцип роботи трансформатора ТДМ

Як вже зазначалося в конструкцію апарату ТДМ входить муздрамтеатр, представлений у вигляді набір сталевих пластин і ізольованих обмоток. Струм, що подається з мережі електроживлення, потрапляє на первинну обмотку. В цей час друга обмотка, яка є переміщуваної, повинна бути підключена до зварювального електрода і оброблюваної деталлю.

Між обмотками існує зазор, який і визначає параметри зварювального струму і напруги. Чим більше розмір зазору, тим більше зварювальний струм. Це досягається за рахунок розсіювання магнітного поля.

Зварювальний трансформатор своїми руками

Для виготовлення зварювального апарату своїми руками треба розуміти його базові принципи робіт. Насамперед необхідно визначитися з параметром потужності струму. Для зварювання масивних заготовок буде затребувана висока потужність генерується струму.

Крім того, не можна забувати і про те, що цей параметр жорстко пов'язаний з тим, які електроди будуть використовуватися під час роботи. Для роботи з металом від 3 до 5 мм, необхідно використовувати електроди 3 - 4 мм. Якщо товщина металу менше 2 мм, то цілком достатньо електродів 1,5 - 3 мм.

Іншими словами, якщо планується використання електродів товщиною 4 мм, то сила струму повинна становити 150 - 200 А, а електроди в 2 мм, сила струму повинна становити 50 - 70 А.
Дуга формується за рахунок використання трансформатора, що складається з обмоток і магнітопровода.

Розрахунок зварювального трансформатора

У кожного типу зварювання свої вимоги до трансформаційних пристроїв. Базовий розрахунок виконують на підставі різниці кількості витків на первинної та вторинної обмотці. Для понижуючого обладнання працює наступне правило - якщо існує необхідність зниження напруги в 10 разів, то кількість витків на вторинній обмотці повинно бути в 10 разів менше. Треба відзначити, що це правило має зворотну силу.

У кожного трансформатора є так званий коефіцієнт трансформації. Він показує розмір масштабу сили струму при переході з первинної обмотки на вторинну. Керуючись цим принципом можна виконати розрахунок зварювального трансформатора придатного для будь-якого типу зварювання.

Если ви нашли помилки, будь ласка, віділіть фрагмент тексту и натісніть Ctrl + Enter.