Джерела живлення для зварювання являють собою різні перетворювачі струму промислової частоти або генератори, самостійно виробляють електроенергію необхідних параметрів. У зв'язку з тим, що для зварки потрібні особливі параметри живильного струму і напруги (приводячи усереднений приклад - напруга низька, а струм дуже великий), стандартна напруга побутової чи промислової мережі потрібно, як мінімум, знизити. Як максимум - привести робочі характеристики харчування у відповідність із заданою потребою. Тому до джерел живлення зварювальної дуги висуваються особливі вимоги.
Основні вимоги Джерело живлення для зварювальних робіт будь-якого виду і класу повинен відповідати таким ключовим характеристикам: • забезпечувати легкість запалювання дуги; • підтримувати стабільне горіння; • контролювати верхній поріг струму короткого замикання; • володіти хорошою динамікою; • відповідати вимогам з електробезпеки.
Під динамікою в даному випадку розуміється швидкість відновлення напруги від моменту контакту електрода з масою (виникнення короткого замикання) до спалахування дуги, тобто освіти електричного пробою повітря. Дуга спалахує при напрузі близько 20 В. Час від моменту короткого замикання до спалаху дуги у хорошого джерела живлення повинна складати не більше 0,05 секунди. Чим воно менше, тим динаміка вище. Крім того, дуже важливо, щоб джерело підтримував стабільне горіння дуги, тобто автоматично регулював зміна напруги від режиму холостого ходу (60-90 В) до напруги робочого ходу (18-20 В). Ці вимоги пред'являються до всіх без винятку пристроїв. Їм повинен відповідати навіть саморобний зварювальний апарат, зібраний для ручного дугового зварювання з блоку живлення комп'ютера. До речі, з останнього зібрати пристрій для домашнього застосування не так вже й складно. Імпульсний блок живлення якраз і призначений для зниження напруги. Але варити можна буде тільки тонкий метал.
принципи класифікація Джерела живлення зварювальної дуги класифікуються за багатьма градаціях. В тому числі: • по призначенню - для ручного зварювання, зварювання під флюсом або в середовищі захисного газу (наприклад, аргонодуговой); • по числу зварювальних постів, які можна підключити одноразово; • по можливості пересуватися - мобільні та стаціонарні; • за способом виробництва енергії - перетворювачі або виробники; • за родом вихідного струму; • по ВАХ (вольт-амперна характеритик).
Основними параметрами зварювального апарату для зварника є призначення даного конкретного агрегату і зварювальний струм, який він видає. У багатьох випадках ключовим вимогам є підбір потрібної вольт-амперної характеристики (ВАХ). Так, наприклад, для зварювання в середовищі захисних газів потрібні пристрої з жорсткою характеристикою, Варя постійним струмом. Для ручного і напівавтоматичного зварювання під флюсом застосовуються апарати змінного і постійного струму з падаючою характеристикою. Деякі сучасні джерела живлення зварювальної дуги універсальні: мають багато режимів роботи, в тому числі дозволяють змінювати рід зварювального струму і змінювати його ВАХ.
Чотири види перетворювачів Основна відмінність між джерелами живлення зварювальної дуги, що визначає їх технічні характеристики, масу, габарити і сферу застосування - це відмінності за принципом перетворення електроструму. Існують наступні види джерел: • трансформатори; • випрямлячі; • перетворювачі; • інвертори.
Окремо стоять генератори, так звані агрегати. Ці машини - не вторинні, а первинні джерела енергії, вони не перетворять тим чи іншим способом живлення від міської або промислової мережі, а виробляють його самі. Як правило, агрегати будуються на базі двигуна внутрішнього згоряння - бензинового або дизельного. Перші - дешевше, другі мають більшу потужність і моторесурс.
трансформатор Це найпростіший тип зварювального апарату. Основою йому служить дросель - реактивна котушка індуктивності. Простий понижуючий трансформатор знижує вольтаж мережі до величини холостого ходу - 60 ... 80 В. В подальшому при роботі підтримується напруга зварювання в 20 В. Трансформатор варить тільки змінним струмом. Його перевага полягає в простоті конструкції (можна виготовити своїми руками, розрахувавши кількість витків обох намоток). Він має високий ККД, порівняно невеликі витрати енергії, відрізняється надійністю в поєднанні з ремонтопридатністю. Трансформаторне джерело живлення дуги безшумно працює, відносно небагато коштує.
Але використання для зварювання змінного струму має і певні недоліки. У такого джерела живлення зварювальної дуги великі габарити і дуже велика маса. Дуга горить нестабільно, і сильно залежить від стрибків напруги живлення. Виникає необхідність у використанні спеціальних покритих електродів. Перелік металів і сплавів, які можна варити змінним струмом (в основному це низьковуглецевих сталі), обмежений.
випрямляч Як випливає з назви, цей пристрій, випрямляє змінний струм, тобто перетворює його в постійний. Для цього використовуються напівпровідникові елементи на основі селену або кремнію. Випрямлячі можуть бути однофазні та трифазні, стаціонарні або мобільні, мати будь-яку вольт-амперну характеристику - або жорстко задану виробником, або змінну користувачем згідно його потреб. У випрямлячів є багато достоїнств. Це безшумна робота, високий ККД (вище, ніж у трансформаторів), широкий діапазон використання (можна варити будь-які метали і сплави). У такого джерела живлення малі втрати на холостому ходу, порівняно невеликі габарити і вага і мале споживання енергії.
Недоліків у них небагато, але, на жаль, вони досить суттєві. Випрямлячі, як джерела живлення зварювальної дуги, дуже сильно нагріваються під час робочого процесу, тому мають потребу в гарній системі охолодження, за якої треба ретельно стежити. Крім того, вони дуже чутливі до перепадів напруги, не люблять пилу, яка може вивести з ладу систему охолодження, і досить дорогі.
перетворювачі Перетворювач - пристрій, механічним способом перетворює змінний струм в постійний. По суті своїй це електродвигун, що обертає вал генератора постійного струму. Колись це були перші пристрої, здатні виконувати зварювання постійним струмом. За схожим принципом працюють і генератори, що живляться від бензинового або дизельного мотора.
Незважаючи на гадану нелогічність конструкції, перетворювачі також мають свої плюси і мінуси. Їхня основна перевага в тому, що ці апарати нечутливі до перепадів напруги - струм на виході завжди має стабільну характеристику. Крім того, вони можуть видавати дуже великий струм - 300, 500, деякі моделі 1000 А. У деяких видах робіт, наприклад, при зварюванні товстих металевих плит, це принципово. Їх недоліки полягають у великій масі (до 500 кг), а також в необхідності регулярного ТО через наявність обертаються з високою швидкістю деталей. ККД перетворювачів невисокий через витрати енергії на розкрутку вала двигуна.
Інвертори Інвертори - особливий клас джерел живлення зварювальної дуги. Це зварювальні апарати, які оптимально підходять для побутових потреб. Завдяки малим розмірам і зручності в користуванні вони активно використовуються там, де потрібна мобільність, а також є обмеження по потужності, яку можна взяти від мережі. Більшість інверторних джерел живлення зварювальної дуги можна включати в звичайну розетку, не боячись перевантаження мережі.
Принцип дії цих пристроїв полягає в інверсії - дзеркальному перетворенні одного стану енергії в інше. Інверторний апарат здійснює зварювання змінним струмом високої частоти, який він отримує з постійного струму, а його, в свою чергу - з промислового змінного. Інверсія дозволяє збільшити частоту струму в 1000 разів - до 50 кГц. За рахунок цього вдалося домогтися істотного зниження розмірів і ваги апарату. Завдяки деяким інверторним джерел живлення зварювальної дуги можна проводити зварку і постійним, і змінним струмом, в залежності від режиму.
До їх достоїнств, крім габаритів, відноситься мале енергоспоживання, високий рівень безпеки, плавне регулювання вихідного струму і мале розбризкування розплаву при зварюванні. Список недоліків невеликий. Апарат потребує ретельного догляду і захисту від пилу, не любить морозів, і не дуже дешевий в ремонті. Інвертор можна назвати оптимальним апаратом для ручного зварювання.
|