Устройство и принцип действия сварочного преобразователя

Устройство и принцип действия сварочного преобразователя

Вопрос 1. Устройство и назначение сварочного преобразователя.
Сварочный преобразователь (рис. 43) представляет собой машину, служащую для преобразования переменного тока в постоянный сварочный ток.
Он состоит из сварочного генератора постоянного тока и приводного трехфазного асинхронного электродвигателя 8, сидящих на одном валу и смонтированных в общем корпусе. Сварочный генератор состоит из корпуса 11 с укрепленными на нем магнитными полюсами 10 и приводимого во вращение якоря 12.


Рис. 43. Сварочный преобразователь

Тело якоря набрано из отдельных лакированных пластин электротехнической стали. В продольных пазах его уложены витки обмотки. Рядом с якорем находится коллектор, состоящий из большого числа изолированных друг от друга медных пластинок 1, к которым припаяны начала и концы каждой группы витков якоря.
Магнитное поле внутри генератора создается магнитными полюсами обмоток возбуждения, которые питаются постоянным током от щеток 2 самого генератора. В распределительном устройстве 4 размещены пакетный выключатель, регулировочный реостат 3, вольтметр 6, доски зажимов 5 высокого и низкого напряжения и другая аппаратура. При включении электродвигателя якорь начинает вращаться в магнитном поле и в витках его возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный.
К коллектору прижимаются угольные щетки 2, с помощью которых постоянный ток снимается с коллектора и подводится к зажимам 5 («+» и «-»). К этим же зажимам присоединяют сварочные провода, подводящие сварочный ток к электроду и изделию. Для охлаждения преобразователя во время его работы на валу имеется вентилятор 7.
Ходовая часть преобразователя состоит из переднего поворотного колеса с тягой 9 и двух задних колес, сидящих на одной оси. Это позволяет передвигать его на небольшое расстояние. Для подъема и перемещения преобразователя предусмотрены два рым-болта.
Сварочный ток регулируется с помощью маховичка 3 реостата: при вращении его по часовой стрелке сварочный ток увеличивается, и наоборот.

Вопрос 2. Наплавочные работы (виды, назначение, технология, материалы).
Наплавка деталей и восстановление изношенных деталей наплавкой — эффективный и экономичный способ продления срока службы деталей и машин.
Наплавку выполняют с помощью сварки, преимущественно дуговой, для наложения необходимого слоя металла на поверхность детали с целью повышения ее стойкости против истирания, повышенных температур, абразивного изнашивания, коррозии и других видов разрушения.
Наплавку применяют для восстановления размеров изношенных деталей и создания слоя металла и поверхности детали, отличающегося по своим свойствам от основного металла детали повышенной износостойкостью, антикоррозионностью, жаростойкостью и другими свойствами.
Наиболее распространены ручная дуговая наплавка покрытыми электродами, наплавка неплавящимися угольным или вольфрамовым электродом в среде защитного газа, наплавка в углекислом газе, под слоем флюса, вибродуговая наплавка.
По степени механизации процесса различают наплавку:
• ручную дуговую покрытыми электродами;
• полуавтоматическую;
• автоматическую.
Материалы для наплавки. Сплавы, применяемые для дуговой наплавки, можно подразделить на:
• литые (сормайт);
• порошкообразные или зернистые (вокар, висхром-9);
• плавленые карбиды и спеченные (карбиды вольфрама и титана).
Для ручной и механизированной наплавки выпускают большое количество различных наплавочных материалов (проволок, лент, электродов, флюсов и др.) различных химических составов и свойств. При выборе наплавляемого металла учитывают химический состав металла наплавляемой детали, условия работы, характер и вид нагрузки, износ, требуемую износостойкость.
Особое внимание при наплавке под флюсом уделяют свойствам флюсов: способствуют ли они формированию наплавленного металла, стабильности горения дуги, какой склонностью обладают к образованию пор в наплавленном металле, какие содержат легирующие элементы.
Наплавку выполняют покрытыми, проволочными и ленточными электродами. При этом ленточный и проволочный электроды могут быть сплошными или в виде порошковой ленты или порошковой проволоки.
Порошковый электрод представляет собой стержень из порошковой проволоки, имеющий толстое основное покрытие. На свойства и состав наплавленного металла влияют изменения состава порошкового наполнителя.
Порошковые электроды более производительные, чем стержневые.
При наплавке порошковым электродом создается защита легирующих элементов за счет более быстрого плавления наполнителя по сравнению со скоростью плавления оболочки электрода.
Наплавку высоколегированных сталей рекомендуется вести под низколегированными флюсами ФЦЛ-2 и АН-20, под бескислородными флюсами БКФ-1, ВКФ-2, под флюсами 48-ОФ-7 и АН-70.
Технология и способы наплавки. Сущность процесса наплавки заключается в использовании теплоты для расплавления присадочного материала и его соединения с основным металлом детали.
Используя возможности дуговой наплавки, на поверхности детали можно получить наплавленный слой любой толщины, любого химического состава с разнообразными свойствами.
Наплавка может производиться на:
• плоские;
• цилиндрические;
• конические;
• сферические и другие формы поверхности в один или несколько слоев.
Толщина слоя наплавки может изменяться в широких пределах — от долей миллиметра до сантиметров. При наплавке поверхностных слоев с заданными свойствами, как правило, химический состав наплавленного металла существенно отличается от химического состава основного металла.
Поэтому при наплавке должен выполняться ряд технологических требований.
1. В первую очередь таким требованием является минимальное разбавление наплавленного слоя основным металлом, расплавляемым при наложении валиков. Поэтому в процессе наплавки необходимо получение наплавленного слоя с минимальным проплавлением основного металла, так как в противном случае возрастает доля основного металла в формировании наплавленного слоя. Это приводит к ненужному разбавлению наплавленного металла расплавляемым основным.
2. При наплавке необходимо обеспечение минимальной зоны термического влияния и минимальных напряжений и деформаций.
Это требование обеспечивается за счет уменьшения глубины проплавления, регулированием параметров режима, погонной энергии, увеличением вылета электрода, применением широкой электродной ленты и другими технологическими приемами.
Технология наплавки различных поверхностей предусматривает ряд приемов нанесения наплавленного слоя:
• ниточными валиками с перекрытием один другого на 0,3-0,4 их ширины;
• широкими валиками, полученными за счет поперечных к направлению оси валика колебаний электрода, электродными лентами и др.
Расположение валиков с учетом их взаимного перекрытия характеризуется шагом наплавки (рис. 44).


Рис. 44. Схема наплавки слоев:
В, hн, hпр — соответственно ширина валика, высота наплавки, глубина проплавления; Sн — шаг наплавки

Наплавку криволинейных поверхностей тел вращения выполняют тремя способами (рис. 45):
• наплавкой валиков вдоль образующей тела вращения;
• по окружностям;
• по винтовой линии.


Рис. 45. Наплавка тел вращения:
а — по образующей; б — по окружности; в — по винтовой линии

Наплавку по образующей выполняют отдельными валиками так же, как при наплавке плоских поверхностей.
Наплавка по окружности также выполняется отдельными валиками до полного замыкания начального и конечного участков со смещением их на определенный шаг вдоль образующей.
При винтовой наплавке деталь вращают непрерывно, при этом источник нагрева перемещается вдоль тела со скоростью, при которой одному обороту детали соответствует смещение источника нагрева, равное шагу наплавки.
При наплавке тел вращения необходимо учитывать возможность стекания расплавленного металла в направлении вращения детали. В этом случае источник нагрева смещают в сторону, противоположную направлению вращении (рис. 46).


Рис. 46. Смещение электрода при наплавке тел вращения:
а — наклонно расположенным электродом; б — с вертикальным расположением электрода

Предварительный подогрев наплавляемой детали до температуры 200-250°С уменьшает склонность наплавленного металла к образованию трещин.
Все дефекты в наплавленном металле можно подразделить на наружные и внутренние.
К последним относятся непровар (несплавление наплавленного металла с основным), пористость, трещины и шлаковые включения. Наружные дефекты, к которым относятся раковины и трещины, выявляют визуально.
Режимы наплавки характеризуются следующими параметрами:
• при ручной наплавке покрытым электродом в технологии указывают марку электрода, его диаметр, род тока, сварочный ток;
• при автоматической наплавке — тип электродного материала (проволока, лента: сплошного сечения, порошковая), ток, напряжение дуги, длину дуги, скорость наплавки;
• при наплавке в защитном газе дополнительно указывают защитный газ;
• при наплавке под флюсом — марку флюса.
Выбирая способ наплавки, вначале оценивают возможность его применения в данном конкретном случае, затем определяют возможность обеспечения технических требований, предъявляемых к наплавленному материалу, и, наконец, оценивают экономическую эффективность наплавки. При оценке экономической эффективности способа наплавки общую стоимость ручной дуговой наплавки принимают за 100% наплавку под слоем флюса — 74%, а вибродуговую наплавку — 82%.

3. Задача. По условному обозначению на стволах горелок Г1, Г2, ГЗ, Г4 охарактеризуйте их, расшифровав это обозначение.
Г1 — горелка безынжекторная микромощности; Г2 — горелка инжекторная малой мощности; ГЗ — горелка инжекторная средней мощности; Г4 — горелка инжекторная большой мощности.

Дата добавления: 2015-01-18 ; просмотров: 7 ; Нарушение авторских прав

Разновидностью источника рабочего тока считается сварочный преобразователь, объединяющий в одном корпусе электродвигатель, генератор и выпрямитель. Такая установка используется при проведении строительно-монтажных работ, когда электросеть провисает и другие сварочные аппараты работают нестабильно. Сварка преобразователем проводится током в пределах 500 ампер, можно варить толстые заготовки, формировать сварочный шов от 10 до 30 мм глубиной. Преобразователь меняет напряжение, тип токовых характеристик.

Принцип работы

Строение у всех видов сварочных преобразователей типовое:

  • подводимый к асинхронному электродвигателю ток после включения установки преобразуется в механическую, которая подается на вал генератора;
  • генератор выдает необходимую частотность токовых параметров, в работе использован метод электромагнитной индукции, на вал насажен якорь с обмотками;
  • коллектор выполняет функцию выпрямителя, подает питание на выходные клеммы.

Сварочный преобразователь по сути – это комбинация электродвигателя, работающего от сети 220 или 380 В и генератора постоянного тока. Надежность преобразователя снижают вращающиеся узлы, велики энергопотери в процессе преобразования электротока.

Оборудование ценится за стабильность токовых характеристик вне зависимости от скачков подаваемого на двигатель напряжения. Регулятором рабочих характеристик является реостат, меняя число витков независимой обмотки изменяют ампераж. Выходной ток регулируется вручную по амперметру.

Чем отличается сварочный преобразователь от генератора

Генерирующие установки схожи по принципу формирования рабочего тока для сварки. Генератор работает от жидкого топлива, двигатель устанавливают бензиновый или дизельный. Топливный принцип работы необходим для полевых условий, когда приходится варить вдали от электромагистралей. Тепловая энергия трансформируется в электрическую без перехода в механическую.

Сварочный преобразователь оснащается только электромотором, подключаемым к однофазной или трехфазной сети. Установка сложнее генераторной, мотор и генератор тока связаны опосредовано – валом, передающим механическую энергию, получаемую из электрической.

Устройство

Детально рассмотреть устройство оборудования можно на примере стационарного сварочного преобразователя ПСО 500, выдающего два рабочих режима с максимальными токовыми характеристиками 300 или 500 ампер. Между ротором электромотора и якорем генератора, расположенными на одном валу, размещен вентилятор с крыльчаткой, обеспечивающей направленное охлаждение контактной зоны, где большая сила трения. Подшипники размещены в корпусе преобразователя, он обязательно заземляется.

Катушечный якорь генератора с 4-мя независимыми обмотками соединен с коллектором, пластины выпрямителя подключены к концам якорных обмоток. При вращении катушек между полюсами магнитов, возникает электромагнитная индукция, наводится переменный ток. Для обмотки используют отожженную медную или алюминиевую проволоку – металлы с хорошей электропроводностью. Для защиты от внешних электромагнитных полей и вихревых, возникающих при работе преобразователя, предусмотрен «фильтр» – электроемкость (два конденсатора, стабилизирующие напряжение).

Блок управления у преобразователя модульный. Для запуска сварочного преобразователя вмонтирован пакетник. Рядом размещен амперметр, по которому определяют токовые параметры. Прибор подключен к реостату, регулирующему рабочие токовые показатели (измеряет ампераж в цепи независимой обмотки возбуждения).

После включения преобразователя важно проверять направление вращения обмоток генератора. При необходимости запитывающие клеммы меняют местами, чтобы ротор вращался против часовой стрелки. Для требуемой величины рабочего тока перемычка фиксируется в положении «300 А» или «500 А» (это максимальное значение генерируемого электротока).

Классификация

Производители выпускают преобразователи разных модификаций. При выборе генерирующих установок учитывают вид сварки, предполагаемое место работы. Классификация источников тока для сварных работ проводится по нескольким признакам:

  • Количество сварочных постов. Однопостовые рассчитаны на подключение к одному аппарату, для работы одного сварщика. От многопостовых могут запитаться несколько сварщиков, выполнять работы одновременно на нескольких рабочих участках.
  • Конструктивно различаются по габаритам, виду исполнения. Бывают:

передвижные сварочные установки, оснащаются колесиками или подставными тележками;

стационарными, крепятся к фундаменту или устанавливаются непосредственно у рабочего места сварщика.

  • По количеству корпусов сварочные установки бывают одинарные или сдвоенные.
  • По разновидности токовых показателей:

с падающей вольт-амперной характеристикой (однокорпусные модели ПСО/однопостовые/ и ПСМ/многопостовые/ с асинхронными трехфазными двигателями) предназначены для ручной электродуговой сварки плавящимся или неплавящимся электродом с использованием защитных флюсов или газов;

с жесткой или пологопадающей ВАХ необходимы для аргоновой, полуавтоматической, автоматической сварки (модельный ряд источников тока типа ПСГ);

универсальные, работающие в различных режимах (установки ПСУ с регулируемыми вольт-амперными характеристиками).

От ВАХ зависит функциональность генерирующих установок. При выборе оборудования важно это учитывать.

  • По типу использованной технологии генерации:

якорь с расщепленными полюсами, отдельно монтируются обмотки намагничивания и размагничивания;

раздельные обмотки размагничивания наводят ток от независимого возбуждения.

Физические электромагнитные особенности оборудования несущественно сказываются на КПД.

Техника безопасности

Для работы с генерирующим электрооборудованием разработаны правила. Перед включением важно соблюдать несколько пунктов:

  1. Проверять систему заземления корпуса, это особенно актуально для мобильных установок, после транспортировки нужно убедиться, что заземление надежное.
  2. Щетки коллектора должны быть в порядке. Для проверки штурвал реостата сдвигают в крайнее положение, до упора (направление штурвала совпадает с движением обмоток – только против часовой стрелки).
  3. Следующий этап – установка токовых параметров, контролируют положение перемычки.
  4. Подключение к сети осуществляет электрик с допуском. Он зажимает клеммы на электродвигателе в соответствии правилами безопасности ПЭУ.

Эксплуатационные требования ограничивают токовые характеристики:

  • допустимая рабочая нагрузка 40 В;
  • напряжение холостого хода не выше 85 В;
  • при работе в помещениях с повышенной загазованностью, влажностью, запыленностью допустимое напряжение снижают до 12 В.

Необходимы специальные защитные средства: диэлектрические резиновые коврики, перчатки. Сварщикам необходима спецодежда, защищающая глаза, лицо, кожу рук, ног от воздействия сварочной электрической дуги, расплавленного металла.

Мастера, которые не так давно занимаются сварочными работами знакомы в основном только с инверторами или полуавтоматическими аппаратами, не зная о других видах.

В магазинах всё также можно встретить старомодные трансформаторы, выпрямители и генераторы. Но кроме них вы найдёте и сварочный преобразователь, который сейчас используется редко.

Но всё равно, узнать о нём, его устройстве и особенностях стоит, ведь никогда не знаешь, что может пригодиться в работе.

Мы расскажем, зачем нужен преобразователь, из чего он состоит и как работает. Кроме того, мы разберем его отличия от сварочного генератора.

Общая информация

Преобразовательный аппарат — вид сварочных устройств, состоящий из электрического двигателя и генератора. Классический сварочный преобразователь — это ПСО500.

Устроено это оборудование для сварки просто. Мы уже сказали, что аппарат состоит из генератора и двигателя. Первый работает на постоянном токе, а второй — на переменном.

Преобразователь называется так именно потому, что он превращает переменный ток, на котором работает двигатель, в постоянный ток генератора. Это происходит из-за того, что генераторный вал вращается механически.

Превращение энергии механической энергии в электрическую как раз обеспечивает вращение вала без приложения ручного усилия.

В отличие от выпрямителей, преобразователи менее надежные, так как механические детали чаще ломаются и выходят из строя. К тому же, коэффициент полезного действия выпрямителя больше.

Но при этом преобразователь нечувствительный к перепадам напряжения и нестабильности сети в целом. В условиях дачи или строительной площадки этот фактор становится решающим, когда вы выбираете сварочное оборудование.

Преобразователи, так же, как и сварочные трансформаторы, не работают по нажатию одной кнопки, и нет поворота одного регулирующего рычага для настройки сварочного тока.

Характеристики тока устанавливаются через реостат, находящийся в цепи независимой обмотки.

Отличие от сварочного агрегата генератора

Начинающие сварщики нередко "теряются" между сварочным агрегатом и преобразователем. Эти виды сварочных аппаратов имеют много общих черт: их устройство и основы работы в целом похожи.

Но они бы не назывались по-разному, если бы не было различий между ними. В первую очередь это касается типа двигателя, который используется для создания течения тока.

У данного аппарата это электрический двигатель, поэтому его нужно подсоединять к сети или другому источнику питания.

У агрегата — это двигатель на топливе (бензине или дизеле), потому для сварки таким оборудованием не нужно иметь рядом розетку. Агрегат можно использовать где угодно.

Сварочные преобразователи делят на группы по разным критериям.

О них поговорим дальше.

Количество сварочных постов

В преобразователе может быть один или несколько сварочных постов. Однопостовые могут обеспечить питанием лишь одну сварочную электродугу.

То есть, варить в одно время сможет только один человек. Многопостовая машина может обеспечить работой несколько мастеров одновременно, поэтому такие варианты часто встречаются на заводах.

Преобразователь со множеством сварочных постов имеет много полюсов. К нему подсоединяется много кабелей питания, поэтому создавать конструкции можно нескольким людям.

Так производство экономит на ремонте и техническом обслуживании оборудования, выполняет больше работы за один день. Коэффициент полезного действия многопостового аппарата меньше, чем у аппарата с одним постом.

Поэтому то, сколько постов выбирать при покупке, зависит от того, чего ожидают от оборудования.

Иногда мощности однопостового преобразователя недостаточно, хотя он может подходить по всем остальным критериям.

В этой ситуации к дуге одновременно подключают два преобразовательных прибора, для которых настраивают одинаковые характеристики напряжения и электрического тока.

Способ установки и характеристики

Преобразователь для сварки можно устанавливать стационарно, есть и модели, которые можно перемещать. Перед тем, как закрепить прибор на одном месте, нужно создать фундамент, чтобы поверхность, на которой будет стоять преобразователь, не прогнулась и не сломалась под его весом. Для передвижного аппарата нужно сделать раму на колёсах.

Характеристики напряжения и тока могут быть падающие, падающие полого, жесткие и комбинированные.

Функционал

Большинство устройств многофункциональны и подходят для многих типов сварки. Например, электродуговой ручной, полуавтоматической в среде инертных газов или сварки автоматом с использованием флюса.

Для того, чтобы преобразователь "осилил" всё это, его вольтамперные характеристики должны быть совмещёнными: быть в состоянии работать с зафиксированным и падающим напряжением.

Особенности и техника безопасности

Использовать преобразователь сложно. От мастера нужно понимание техники работы и особенностей оборудования. Вот несколько советов для увеличения эффективности и правильного применения преобразовательного аппарата.

Перед включением прибора необходимо заземлить его корпус. Убедитесь, что коллекторные щётки в рабочем состоянии и не нуждаются в замене.

Рычаг реостата проверните против часовой стрелки до упора. На доске с зажимами установите переключатель, учитывая силу тока.

В основном устройство работает от сети в 380 вольт. Это напряжение выше привычного в 220 и небезопасно для мастера.

Неправильное обращение даже с обычной розеткой может обернуться несчастным случаем, поэтому ни в коем разе не перекрывайте клеммы двигателя.

Генераторные клеммы должны получать напряжение не больше 12 вольт. Особенно, если вы варите в среде с большой концентрацией водяного пара или высокой температурой, на сверх чувствительном к топу полу или в комнате с частичками пыли в воздухе.

Обеспечить правильное напряжение обычно сложно, поэтому всегда пользуйтесь резиновой спецодеждой и ковриками, чтобы не навредить себе.

Прочие основы безопасности такие же, как и для другой сварочной аппаратуры. Закрывайте чувствительные части тела (глаза, руки, нос и так далее), защитными средствами: маской, перчатками и так далее.

Излучение дуги и брызги расплавленного металла могут легко повредить слизистые оболочки и кожу рук.

Заключение

Хоть преобразователь и устаревший тип оборудования, про него зря забыли в кругах мастеров. В некоторых случаях он может заменить привычные автоматы и полуавтоматы.

Сварочный преобразователь может работать в трудных условиях, где аппаратура с мелкими микросхемами легко изнашивается. Да, это оборудование крупногабаритное и сложное в понимании для новичков в сварке. Несмотря на это, забывать про него не стоит.

Мы постарались рассказать вам основные факты про сварочные преобразователи. Мы разобрали, в каких случаях они хорошо проявляют себя, в чем принцип их работы, как можно использовать их возможности по максимуму.

Главное, на что стоит обратить внимание — техника безопасности. Ведь при работе с любым сварочным оборудованием можно легко оступиться и нанести себе вред.

А приходилось ли вам сваривать конструкции с помощью такого устройства? Поделитесь своим опытом в комментариях. Удачи в работе!

Читайте также:

  1. БЕЗОПАСНОСТЬ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ В ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ БИЛЕТАХ И В ЖИЗНИ
  2. Билет 1
  3. Билет 10
  4. БИЛЕТ 10. Граничные условия для векторов Е и D . Преломление силовых линий на границе диэлектриков.
  5. Билет 10. Сварка трением
  6. Билет 11
  7. БИЛЕТ 11 1.Теоретические труды В.К.Тредиаковского в связи с литературными представлениями классицизма.
  8. Билет 11. Способы сварки плавлением
  9. Билет 12
  10. Билет 12
Ссылка на основную публикацию
Adblock detector