Схема самодельного сварочного полуавтомата: Схема самодельного сварочного полуавтомата. | Самодельные сварочные аппараты, полуавтоматы, схемы

Ориентировочные режимы сварки стыковых швов при помощи полуавтомата:

Главным преимущество таких аппаратов считается маленький вес. Также есть возможность использования как переменного, так и постоянного тока. Агрегаты могут сваривать цветные металлы, а также чугун. В недостаткам относится низкий температурный интервал. Сварочный полуавтомат своими руками нельзя использовать при температуре ниже 15°С. Поэтому для холодных регионов и для зимнего периода времени такие устройства не подойдут. В основном такие инверторы используют на улице в летний период или в помещениях. Самодельные конструкции отлично подойдут для сваривания небольших конструкций в домашних условиях. Для профессионального сваривания и для широкого производства рекомендовано покупать готовые инверторы.

Схема сварочного полуавтомата

В продаже можно увидеть множество сварочных полуавтоматов отечественного и зарубежного производства, используемых при ремонте кузовов автомобилей. При желании можно сэкономить на расходах, собрав сварочный полуавтомат в гаражных условиях.

Регулятор скорости подачи проволоки сварочного полуавтомата

В комплект сварочного аппарата входит корпус, в нижней части которого устанавливается силовой трансформатор однофазного или трехфазного исполнения, выше располагается устройство протяжки сварочной проволоки.

В состав устройства входит электродвигатель постоянного тока с передаточным механизмом понижения оборотов, как правило, здесь используется электродвигатель с редуктором от стеклоочистителя а/ м УАЗ или «Жигули». Стальная проволока с медным покрытием с подающего барабана, проходя через вращающиеся ролики, поступает в шланг для подачи проволоки, на вы­ходе проволока входит в контакт с заземленным изделием, возникающая дуга сваривает металл. Для изоляции проволоки от кислорода воздуха сварка происходит в среде инертного газа. Для включения газа установлен электромагнитный клапан. При использовании прототипа заводского полуавтомата в них вы­явлены некоторые недостатки, препятствующие качественному проведению сварки. Это преждевременный выход от перегрузки из строя выходного транзистора схемы регулятора оборотов электродвигателя и отсутствие в бюджетной схеме автомата торможения двигателя по команде остановки. Сварочный ток при отключении пропадает, а двигатель продолжает подавать проволоку некоторое время, что приводит к перерасходу проволоки, опасности травматизма, необходимости удаления лишней проволоки специальным инструментом.

В лаборатории «Автоматика и телемеханика» Иркутского областного ЦДТТ разработана более современная схема регулятора подачи проволоки, принципиальное отличие которой от заводских- наличие схемы торможения и двукратный запас коммутационного транзистора по пусковому току с электронной защитой.

В состав принципиальной схемы регулятора подачи проволоки входит усилитель тока на мощном полевом транзисторе. Стабилизированная цепь установки оборотов позволяет поддерживать мощность в нагрузке независимо от напряжения питания электросети, защита от перегрузки снижает подгорание щеток электродвигателя при пуске или заедании в механизме подачи проволоки и выход из строя силового транзистора.

Схема торможения позволяет почти мгновенно остановить вращение двигателя.

Напряжение питания используется от силового или отдельного трансформатора с потребляемой мощностью не ниже максимальной мощности электродвигателя протяжки проволоки.

В схему введены светодиоды индикации напряжения питания и работы электродвигателя.

Характеристика устройства:

• напряжение питания, В — 12…16;
• мощность электродвигателя, Вт — до 100;
• время торможения, сек — 0,2;
• время пуска, сек — 0,6;
• регулировка
• оборотов, % — 80;
• ток пусковой, А — до 20.

Шаг 1. Описание схемы регулятора сварочного полуавтомата

Схема электрическая принципиальная устройства приведена на рис. 1. Напряжение с регулятора оборотов электродвигателя R3 через ограничительный резистор R6 поступает на затвор мощного полевого транзистора VT1. Питание регулятора оборотов выполнено от аналогового стабилизатора DA1, через токоограничительный резистор R2. Для устранения помех, возможных от поворота ползунка резистора R3, в схему введен конденсатор фильтра С1.
Светодиод HL1 указывает на включенное состояние схемы регулятора подачи сварочной проволоки.

Резистором R3 устанавливается скорость подачи сварочной проволоки в место дуговой сварки.

Подстроечный резистор R5 позволяет выбрать оптимальный вариант регулирования оборотов вращения двигателя в зависимости от его модификации мощности и напряжения источника питания.

Диод VD1 в цепи стабилизатора напряжения DA1 защищает микросхему от пробоя при неверной полярности питающего напряжения.
Полевой транзистор VT1 оснащен цепями защиты: в цепи истока установлен резистор R9, падение напряжения на котором используется для управления напряжением на затворе транзистора, с помощью компаратора DA2. При критическом токе в цепи истока напряжение через подстроечный резистор R8 поступает на управляющий электрод 1 компаратора DA2, цепь анод-катод микросхемы открывается и снижает напряжение на затворе транзистора VT1, обороты электродвигателя М1 автоматически снизятся.

Для устранения срабатывания защиты от импульсных токов, воз­никающих при искрении щеток электродвигателя, в схему введен конденсатор С2.
К стоковой цепи транзистора VT1 подключен электродвигатель подачи проволоки с цепями снижения искрения коллектора СЗ, С4, С5. Цепь, состоящая из диода VD2 с нагрузочным резистором R7, устраняет импульсы обратного тока электродвигателя.

Двухцветный светодиод HL2 позволяет контролировать состояние электродвигателя: при зеленом свечении — вращение, при красном свечении — торможение.

Схема торможения выполнена на электромагнитном реле К1. Емкость конденсатора фильтра С6 выбрана небольшой величины — только для снижения вибраций якоря реле К1, большая величина будет создавать инерционность при торможении электродвигателя. Резистор R9 ограничивает ток через обмотку реле при повышенном напряжении источника питания.

Принцип действия сил торможения, без применения реверса вращения, заключается в нагрузке обратного тока электродвигателя при вращении по инерции, при отключении напряжения питания, на постоянный резистор R11. Режим рекуперации — передачи энергии обратно в сеть позволяет в короткое время остановить мотор. При полной остановке скорость и обратный ток установятся в ноль, это происходит почти мгновенно и зависит от значения резистора R11 и конденсатора С5. Второе назначение конденсатора С5 — устранение подгорания контактов К1.1 реле К1. После подачи сетевого напряжения на схему управления регулятора, реле К1 замкнет цепь К1.1 питания электродвигателя, протяжка сварочной проволоки возобновится.

Источник питания состоит из сетевого трансформатора Т1 напряжением 12…15 В и ток 8…12 А, ди­одный мост VD4 выбран на двухкратный ток. При наличии на сварочном трансформаторе полуавтомата вторичной обмотки соответствующего напряжения, питание выполняется от нее.

Шаг 2. Детали схемы регулятора сварочного полуавтомата

Схема регулятора подачи про­волоки выполнена на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита размером 136*40 мм (рис. 2), кроме трансформатора и мотора все детали установлены с рекомендациями по возможной замене. Полевой транзистор установлен на радиатор размерами 100*50*20 мм.

Полевой транзистор аналог IRFP250 с током 20…30 А и напряжением выше 200 В. Резисторы типа МЛТ 0,125; резисторы R9, R11, R12 — проволочные. Резисторы R3, R5 установить типа СП-ЗБ. Тип реле К1 указан на схеме или №711.3747-02 на ток 70 А и напряжение 12 В, габариты у них одина­ковые и применяются в автомоби­лях «ВАЗ».

Компаратор DA2, при снижении стабилизации оборотов и защиты транзистора, из схемы можно уда­лить или заменить на стабилитрон КС156А. Диодный мост VD3 можно собрать на российских диодах типа Д243-246, без радиаторов.

Компаратор DA2 имеет полный аналог TL431CLP иностранного производства.

Электромагнитный клапан подачи инертного газа Em.1 — штатный, на напряжение питания 12 В.

Шаг 3. Наладка схемы регулятора сварочного полуавтомата

Наладку схемы регулятора подачи проволоки сварочного полуавтомата начинают с проверки питающего напряжения. Реле К1 при появлении напряжения должно срабатывать, обладая характер­ным пощелкиванием якоря.

Повышая регулятором оборотов R3 напряжение на затворе полевого транзистора VT1 проконтролировать, чтобы обороты начинали расти при минимальном положении движка резистора R3; если этого не происходит, минимальные обороты откорректировать резистором R5 — предварительно движок резистора R3 установить в нижнее положение, при плавном увеличении номинала резистора R5, двигатель должен набрать минимальные обороты.

Защита от перегрузки устанавливается резистором R8 при принудительном торможении электродвигателя. При закрытии полевого транзистора компаратором DA2 при перегрузке светодиод HL2 потухнет. Резистор R12 при напряже­нии источника питания 12…13 В из схемы можно исключить.
Схема опробована на разных типах электродвигателей, с близкой мощностью, время торможения в основном зависит от массы якоря, ввиду инерции массы. Нагрев транзистора и диодного моста не превышает 60°С.

Печатная плата закрепляется внутри корпуса сварочного полуавтомата, ручка регулятора оборотов двигателя — R3 выводится на па­нель управления вместе с индикаторами: включения HL1 и двухцвет­ного индикатора работы двигателя HL2. Питание на диодный мост по­дается с отдельной обмотки свароч­ного трансформатора напряжением 12… 16 В. Клапан подачи инертного газа можно подключить к конденсатору С6, он также будет включаться после подачи сетевого напряжения. Питание силовых сетей и цепей электродвигателя выполнить многожильным проводом в винило­вой изоляции сечением 2,5…4 мм2.

Пусковая схема сварочного полуавтомата

Характеристики сварочного полуавтомата:

• напряжение питания, В — 3 фазы * 380;
• первичный ток фазы, А — 8…12;
• вторичное напряжение холостого хода, В — 36…42;
• ток холостого хода, А — 2…3;
• напряжение холостого хода дуги, В — 56;
• ток сварки, А — 40…120;
• регулирование напряжения, % — ±20;
• продолжительность включения, % — 0.

Подача проволоки в зону сварки в сварочном полуавтомате происходит с помощью механизма, состоящего из двух вращающихся в противоположных направлениях электродвигателем стальных роликов. Для снижения оборотов электродвигатель оснащен редуктором. Из условий плавной регулировки скорости подачи проволоки, скорость вращения электродвигателя постоянного тока дополнительно изменяется полупроводниковым регулятором скорости подачи проволоки сварочного полуавтомата [1]. В зону сварки также подается инертный газ — аргон, для устранения воздействия на процесс сварки кислорода воздуха. Сетевое питание сварочного полуавтомата выполнено от однофазной или трехфазной электросети, в данной конструкции применен трехфазный трансформатор, рекомендации по питанию от однофазной сети указаны в статье.

Трехфазное питание позволяет использовать намоточный провод меньшего сечения, чем при использовании однофазного трансформатора. При эксплуатации трансформатор меньше нагревается, снижаются пульсации напряжения на выходе выпрямительного моста, не перегружается силовая линия.

Шаг 1. Работа схемы пуска сварочного полуавтомата

Коммутация подключения сило­вого трансформатора Т2 к электросети происходит симисторными ключами VS1 …VS3 (рис. 3). Выбор симисторов вместо механического пускателя позволяет устранить аварийные ситуации при поломке контактов и устраняет звук от «хлопаний» магнитной системы.
Выключатель SA1 позволяет отключить сварочный трансформатор от сети во время профилактических работ.

Использование симисторов без радиаторов приводит к их перегреву и произвольному включению сварочного полуавтомата, поэтому симисторы необходимо снабдить бюджетными радиаторами 50*50 мм.

Рекомендуется сварочный полуавтомат оснастить вентилятором с питанием 220 В, подключение его — параллельно сетевой обмотке трансформатора Т1.
Трехфазный трансформатор Т2 можно использовать готовый, на мощность 2…2,5 кВт или купить три трансформатора 220*36 В 600 ВА, используемые для освещения подвалов и металлорежущих станков, соединить их по схеме «звезда-звезда». При изготовлении самодельного трансформатора первичные обмотки должны иметь 240 витков провода ПЭВ диаметром 1,5… 1,8 мм, с тремя отводами через 20 витков от конца обмотки. Вторичные обмотки наматываются медной или алюминиевой шиной сечением 8…10 мм2, количество провода ПВЗ — 30 витков.

Отводы на первичной обмотке позволяют регулировать сварочный ток в зависимости от напряжения электросети от 160 до 230 В.
Использование в схеме однофазного сварочного трансформатора позволяет применять внутреннюю электросеть, используемую для питания домашних электропечей с установочной мощностью до 4,5 кВт — подходящий к розетке провод выдерживает ток до 25 А, имеется заземление. Сечение первичной и вторичной обмотки однофазного сварочного трансформатора в сравнении с трехфазным исполнением следует увеличить в 2…2,5 раза. Наличие отдельного провода заземления обязательно.

Дополнительное регулирование тока сварки производится изменением угла задержки включения симисторов. Использование сварочного полуавтомата в гаражах и дачных участках не требует особых сетевых фильтров для снижения импульсных помех. При использовании сварочного полуавтомата в бытовых условиях его следует оснастить выносным фильтром помех.

Плавное регулирование сварочного тока выполняется с помощью электронного блока на кремневом транзисторе VT1 при нажатой кнопке SA2 «Пуск» — регулировкой резистора R5 «Ток».

Подключение сварочного трансформатора Т2 к электросети выполняется кнопкой SA2 «Пуск», на­ходящейся на шланге подачи сва­рочной проволоки. Электронная схема через оптопары открывает силовые симисторы, и напряжение электросети поступает на сетевые обмотки сварочного трансформатора. После появления напряжения на сварочном трансформаторе включается отдельный блок подачи проволоки, открывается клапан подачи инертного газа и при касании выходящей из шланга проволокой свариваемой детали образуется электрическая дуга, начинается процесс сварки.

Трансформатор Т1 используется для питания электронной схемы пуска сварочного трансформатора.

При подаче сетевого напряжения на аноды симисторов через автоматический трехфазный автомат SA1 к линии подключается транс­форматор Т1 питания электронной схемы пуска, симисторы в это время находятся в закрытом состоянии. Выпрямленное диодным мостом VD1 напряжение вторичной обмотки трансформатора Т1 стабилизируется аналоговым стабилиза­тором DA1, для устойчивой работы схемы управления.

Конденсаторы С2, СЗ сглаживают пульсации выпрямленного напряжения питания пусковой схемы. Включение симисторов выполняется с помощью ключевого транзистора VT1 и симисторных оптопар U1.1 … U1.3.

Транзистор открывается напряжением положительной полярности с аналогового стабилизатора DA1 через кнопку «Пуск». Использование на кнопке низкого напряжения снижает вероятность поражения оператора высоким напряжением электросети, в случае нарушения изоляции проводов. Регулятором тока R5 регулируется сварочный ток в пределах 20 В. Резистор R6 не позволяет снижать напряжение на сетевых обмотках сварочного трансформатора более 20 В, при котором резко повышается уровень помех в электросети из-за искажения синусоиды напряжения симисторами.

Симисторные оптопары U1.1…U1.3 выполняют гальваническую развязку электросети от электронной схемы управления, позволяют простым методом регулировать угол открытия симистора: чем больше ток в цепи светодиода оптопары, тем меньше угол отсечки и больше ток сварочной цепи.
Напряжение на управляющие электроды симисторов поступает с анодной цепи через симистор оптопары, ограничительный резистор и диодный мост, синхронно с напряжением фазы сети. Резисторы в цепях светодиодов оптопар защищают их от перегрузки при максимальном токе. Измерения показали, что при пуске при максимальном сварочном токе падение напряжения на симисторах не превышало 2,5 В.

При большом разбросе крутизны включения симисторов их цепи управления полезно зашунтиро-вать на катод через сопротивление 3…5 кОм.
На один из стержней силового трансформатора намотана дополнительная обмотка для питания блока подачи проволоки напряжением переменного тока 12 В, напряжение на который должно поступать после включения сварочного трансформатора.

Вторичная цепь сварочного трансформатора подключена к трехфазному выпрямителю постоянного тока на диодах VD3…VD8. Установка мощных радиаторов не требуется. Цепи соединения диодного моста с конденсатором С5 выполнить медной шиной сечением 7*3 мм. Дроссель L1 выполнен на железе от силового трансформатора ламповых телевизоров типа ТС-270, обмотки предварительно удаляются, а на их место наматывается обмотка сечением не ниже 2-х кратной вторичной, до заполнения. Между половинками трансформаторного железа дросселя проложить прокладку из электрокартона.

Шаг 2. Монтаж схемы пуска сварочного полуавтомата

Пусковая схема (рис. 3) смонтирована на монтажной плате (рис. 4) размером 156*55 мм, кроме элементов: VD3…VD8, Т2, С5, SA1, R5, SA2 и L1. Эти элементы закреплены на корпусе сварочного полуавтомата. Схема не содержит элементов индикации, они входят в блок подачи проволоки: индикатор включения и индикатор подачи проволоки.

Силовые цепи выполнены изо­лированным проводом сечением 4…6 мм2, сварочные — медной или алюминиевой шиной, остальное — проводом в виниловой изоляции диаметром 2 мм.

Полярность подключения держака следует выбрать, исходя из условий сварки или наплавки при работе с металлом толщиной 0,3…0,8 мм.

Шаг 3. Наладка схемы пуска сварочного полуавтомата

Наладку пусковой схемы сварочного полуавтомата начинают с проверки напряжения 5,5 В. При нажатии кнопки «Пуск» на конденсаторе С5 напряжение холостого хода должно превышать 50 В постоянного тока, под нагрузкой — не менее 34 В.

На катодах симисторов относительно нуля сети напряжения не должно отличаться более чем на 2…5 В от напряжения на аноде, в ином случае заменить симистор или оптопару цепи управления.

При низком напряжении питающей сети переключить трансформатор на отводы низкого напряжения.

При наладке следует соблюдать технику безопасности.

Скачать печатные платы:

[attachment=8]
[attachment=9]

Источник: Радиолюбитель 7’2008

3.8 / 5 ( 55 голосов )

схема самодельных аппаратов для сварки. Как сделать его из инвертора по чертежам?

Сварка уже давно является одним из довольно востребованных процессов при работе с такой структурой, как металлы. Её использование позволяет обеспечить создание и ремонт разнообразных поверхностей, выполненных из различного рода металлов и сплавов. Но сам по себе сварочный аппарат – сравнительно недешёвое удовольствие.

Хотя, в принципе, сделать сварочный полуавтомат своими руками в домашних условиях можно. Попытаемся разобраться, как самостоятельно сконструировать простое полуавтоматическое устройство для сварки и какие для этого понадобятся запчасти.

Особенности изготовления

Для понимания того, как собрать сварочный полуавтомат, требуется обладать кое-какими познаниями в области электротехники, ведь создание подобного прибора – не самая простая задача. Проще всего переделать устройство из инвертора. Чтобы это стало возможным, его мощность должна составлять не менее 150 ампер.

Также важным моментом будет наличие пусковой схемы сварочного полуавтомата.

В данном случае потребуется иметь под рукой трансформатор на 150 ампер, бобину, блок управления, механизм проволокоподачи, шланг газоподачи.

Лучше всего будет разместить все вышеупомянутые элементы в специальном корпусе. Например, корпусе от персонального компьютера или микроволновки.

Инструменты и материалы

Выше была уже упомянута часть материалов, которые потребуются для сборки рассматриваемого устройства. Но полный список элементов выглядит так:

• 150-амперный инвертор;
• механизм подачи проволоки;
• газовая горелка;
• шланг подачи, что выполняет роль направляющего рукава;
• газовый шланг;
• катушка с проволокой присадки;
• электронный блок управления.

Как можно убедиться, большинство указанных компонентов применяется без каких-либо изменений. Единственное, что нужно будет немного поработать с механизмом проволокоподачи, чтобы процесс шёл с такой же скоростью, как и плавка. Кроме того, следует предусмотреть регулятор, ведь скорость может изменяться. На это повлияют:

• диаметр проволоки;
• тип;
• категория материалов, что свариваются.

Пошаговая инструкция

Теперь приведем пошаговую инструкцию создания полуавтомата для сварки из китайских деталей:

• немного будет сказано о схеме;
• разберёмся, как произвести подготовку трансформатора;
• произведём подбор корпуса;
• разберёмся с блоком управления и катушками;
• создадим охладительный механизм.

Схема

Схему самодельного полуавтоматического устройства для сваривания можно найти на просторах Всемирной паутины. Различные варианты почти не отличаются. Главные их компоненты – чертежи, а также описание конкретной модели рассматриваемого устройства. Учитывая малое количество отличий, целесообразно будет рассмотреть некую общую модель.

Обычно подача проволоки производится благодаря применению небольшого электрического двигателя. Лучше всего в данном случае использовать стеклоподъёмник, которым оснащается любой автомобиль.

Но работу этой части устройства следует регулировать. Для этого можно применить ШИМ-регулировку. Качество сварной работы будет полностью зависеть от верности подачи проволоки. Она должна идти ровно и чётко, без каких-либо прерываний.

Если говорить о подаче газа, то следует произвести регулировку соответствующим образом. Лучше всего будет, если клапан газоподачи будет открываться на пару мгновений ранее, чем начнется подача электрода. Если регулировку настроить неверно, это может стать причиной преждевременного оплавления и вместо ванны будет происходить возгорание электрода. Естественно, что в этой ситуации о получении хорошего и крепкого шва можно забыть.

Реализация необходимой задержки проволоки к месту подачи сварки может быть осуществлена при помощи реле. Если говорить о клапане подавания, его можно снять с автомобиля, применив автомобильный воздушный клапан. В качестве альтернативы может быть использован и электроклапан от баллонного редуктора.

Подобная схема полуавтомата будет приблизительной, где описаны основные части устройства. Конечно, другие модели могут иметь модификации, но принцип работы устройства везде остаётся одинаковым.

Подготовка трансформатора

Трансформатор – главный элемент самодельного сварочного аппарата из инвертора. Следует знать, что чаще всего при самостоятельном конструировании его берут из обычной СВЧ-печи, попросту переделав его. Это основной узел, который обеспечит питание процесса сварки. Обычно принцип его действия являются снижающим. Причина этого состоит в том, что сетевое напряжение довольно большое, из-за чего его необходимо снизить до требуемого показателя.

Переделка данной части будет состоять в создании определённого количества витков на обмотке первичного и вторичного типа, ведь в микроволновке установлен трансформатор повышающего типа, а в данном случае требуется противоположный.

Основа работы рассматриваемого устройства будет следующей: когда осуществится подключение к сети по контуру первичного типа, по нему начнёт идти ток переменного характера, что будет формировать магнитный поток. В обмотках начнёт индуцироваться ЭДС, что будет зависеть от наличия некоторого количества витков кабеля.

Если максимально упростить, то намотав на первичную обмотку 100 витков, а на вторую, предположим, 5, получим трансформационный коэффициент, равный 20. А в результате он даст где-то 11 вольт, то есть почти в 20 раз меньшее значение, чем в электросети.

То есть, делаем мы переделку, чтобы изменить количество витков на обмотке вторичного типа, ведь их существенно больше, чем потребуется. Но в этом вопросе лучше сильно не спешить. Если сила тока будет очень велика, то может случиться возгорание проводки, и трансформатор просто сгорит. А слабый ток не позволит устройству работать нормально.

Найти идеальное значение можно лишь исходя из расчётов. Сначала требуется понять, сколько напряжения будет на намотках, каким будет ток и иные показатели.

Именно на основе этих характеристик и должен производиться расчёт сердечника, намоток и подбор проводов с соответствующим сечением.

При проведении расчётов следует принимать во внимание большое количество характеристик. В данном случае лучше воспользоваться онлайн-калькуляторами.

Подбор корпуса

Если смотреть на схему сварочного аппарата, то можно увидеть, что тут присутствует немалое количество различных частей. Естественно, что они должны быть правильно размещены в корпусе устройства. Требований к нему не очень много, ведь он никак не влияет на работоспособность нашего полуавтомата. Но правильный подбор корпуса может существенно повысить комфорт работы с устройством.

Лучше всего будет использовать в данном случае короб, выполненный из тонколистового металла. Все размеры тут следует продумать заранее. Чтобы получить действительно удобный и практичный корпус, стоит предварительно сделать чертеж, где нужно отметить места расположения всех частей агрегата.

Когда короб будет изготовлен, в него следует поставить трансформатор, регулятор подачи проволоки и другие элементы, согласно схеме. Важным моментом, которым не следует пренебрегать, является механизм охлаждения. Он нужен, чтобы трёхфазный инвертор работал стабильно, ведь именно этот элемент нагревается больше всего. За охлаждение в данной конструкции будут отвечать вентиляторы, которые лучше всего будет расположить по бокам корпуса внутри.

Экономить на вентиляции нет нужды, и нагнетаемый воздух должен максимально быстро выводиться наружу.

Неплохим решением в этом вопросе будет корпус от компьютера. Его сильными сторонами будет наличие требуемых отверстий и места для вентиляторов.

Плата управления

Одним из важнейших элементов рассматриваемого устройства является блок управления. Он состоит из таких частей:

• реле;
• генератора задающего типа;
• защиты от перегрузок температурного характера;
• обратной связи.

Нелишним будет оборудовать наш полуавтомат регулятором тока, который вполне можно сделать самому. После окончания всех работ управляющую плату следует присоединить к силовому блоку устройства перед подключением в электросеть. После этого остаётся проверить работоспособность блока при помощи осциллографа через его присоединение к выходам.

Катушки

Как уже говорилось, в корпус полуавтомата из аккумулятора или любого другого приспособления, сделанного собственноручно, монтируются трансформаторы. После этого их следует совместить. Точнее, совместить первичные катушки со вторичными. Сделать это можно так: первичные намотки соединяем параллельно, а вот вторичные будут соединяться последовательно.

Благодаря этому появится возможность получить на выходе большую силу тока, которой будет вполне достаточно для бесперебойной работы устройства. То есть получится полуавтомат с вольтодобавкой.

Система охлаждения

Как уже стало ясно, во время постоянной работы трансформаторный импульсный инвертор может сильно перегреваться. Поэтому тут требуется хорошая система охлаждения.

Простейшим методом, который позволит осуществлять охлаждение элементов полуавтомата, будет монтаж вентиляторов, которые можно установить по бокам корпуса.

Их следует установить так, чтобы они могли работать исключительно на выдув. Кулеры можно вытащить из отработанного блока питания от компьютера. Кстати, не забудьте проделать отверстия для вывода воздушных масс в корпусе механизма. Их размер должен быть не меньше 5 миллиметров.

Использование самодельного аппарата

Чтобы нормально использовать самодельный сварочный полуавтомат, требуется чётко понимать, что его долговечность и надёжность зависят от того, насколько будет соблюдаться температурный режим. Нормальными будут считаться значения на радиаторах около 75 градусов по Цельсию.

При перегреве, поломке либо замыкании пользователь будет оповещён сигналом звукового характера. Кроме того, электронный блок управления автоматически снизит ток для работы до 20 ампер, а звуковое оповещение будет сохраняться до нормализации ситуации.

Необходимо точно знать, что именно вы делаете и для чего. Кроме того, следует использовать самодельный прибор исключительно по его прямому назначению и не пытаться применять его для чего-то ещё. Следует помнить и о том, что перед началом эксплуатации не будет лишним проверить его работоспособность.

О том, как сделать сварочный полуавтомат своими руками, смотрите далее.

Сварочный полуавтомат своими руками — схема для сборки

Изделие, которое предназначено для процесса сварки называется сварочным полуавтоматом. Аппараты для сварки бывают разных форм и видов, но главное, чтобы этот механизм надежно работал, был качественным, практичным, безопасным и служил долгие годы.

Схемы самодельных сварочных полуавтоматов можно найти в интернете или узнать, получив консультацию специалиста. Данный инструмент пригодится в любом хозяйстве, хранить его можно как дома, так и в гараже или на даче. Для того чтобы сварка полуавтомат своими руками работала, необходимо знать кое-что о принципах работы этого механизма.

Виды сварочных полуавтоматов

Во-первых, нужно отметить, что сварочные аппараты делятся на следующие виды:

• для сварки под слоем флюса;
• для сварки на газах;
• а также для сварки порошковой проволокой.

Бывает такое, что для качественного результата необходимо взаимодействие этих видов аппаратов.

Кроме вышеперечисленных видов, эти изделия делятся и по другим критериям и бывают:

• однокорпусные и двукорпусные;
• стационарные, переносные и передвижные;
• профессиональные, полупрофессиональные и любительские;
• тянущие, толкающие.

Иногда для полноценной и качественной работы необходимо приобрести дополнительное оборудование (например, баллон с углекислым газом).

Основные составляющие сварочного аппарата и принцип сварки

Сварочный полуавтомат своими руками, схема которого не представляет особой сложности, состоит из нескольких основных элементов:

• источник питания;
• устройство с основной функцией – управление сварочным током;
• рукава;
• горелки;
• зажимы.

Источником питания может служить трансформатор, инвертор или выпрямитель. От того, какой источник питания выбран, зависит объем и цена сварочника. Лучшими называют инверторные источники питания.

Электрическая схема сварочного полуавтомата предусматривает, что тип сварки влияет на слаженность работы оборудования в целом.

Принцип работы аппарата заключается в перемещении и регулировке грелки, в контроле и отслеживании сварочного процесса.

Также схемы самодельных сварочных аппаратов предусматривают определенную последовательность работы. На начальном этапе проходит подготовительная продувка системы для дальнейшей подачи газа. Следующим запускается источник питания дуги. Потом подается проволока и начинается движение полуавтомата с определенной скоростью. По окончании процесса, необходимо обеспечить заварку кратера и защиту шва.

Нужно также учесть, что процесс сварки выполняется в специальном помещении с применением сварочного оборудования.

Сварка полуавтомат своими руками предусматривает обязательное соблюдение правил безопасности. Нужно проверить исправность всех механизмов, перепроверить заземлен ли корпус устройства. Во время сварки, нельзя облокачиваться или опираться на аппарат. Если с аппаратом возникли какие-то неполадки, следует немедленно прекратить работу и прибегнуть к помощи специалиста.

Плюсы и минусы сварочного аппарата, и советы по его изготовлению своими руками

Сварочный полуавтомат своими руками, схема которого рассмотрена выше, имеет свои достоинства и недочеты.

К преимуществам можно отнести высокий коэффициент полезного действия, минимальную потерю энергии и расход электротехнического материала. Этот современный механизм характеризуется небольшими габаритами и весом, высоким качеством шва и возможностью работы с любыми сплавами. Его удобно передвигать к месту сварки, и он имеет достаточно высокий уровень безопасности.

Недостатками этого аппарата можно считать его высокую стоимость и плохую работу в условиях отрицательных температур.

Существуют инструкции для изготовления полуавтоматов для сварки своими руками, которые, как правило, предусматривают их применение в мелких бытовых целях. Именно исходя из этого и производятся основные расчеты по его изготовлению. Лучше всего для изготовления этого аппарата ручным способом, использовать трансформаторное железо.

Изучив, что такое электросхема сварочного полуавтомата и основные принципы его действия можно без особого труда сделать сварочный аппарат самостоятельно. Важно не забывать об электробезопасности и правилах, удобнее выполнять работы по изготовлению сварочного полуавтомата в домашних условиях вдвоем. Также нужно помнить, что электрическая схема сварочного полуавтомата предусматривает предварительные расчеты, которые лучше лишний раз перепроверить.

Схема простого сварочного полуавтомата

Сварочные полуавтоматы (СПА) находят все большее распространение в народном хозяйстве нашей страны. Их использование дает возможность многим мелким предприятиям эффективно сваривать металлические конструкции любой сложности.

В этой статье рассмотрена конструкция наиболее простого сварочного полуавтомата, а также основные принципы работы и требования, предъявляемые к сварочным   не нажатом положении). В других подающих механизмах двигатели имеют обмотку реверса движения.

Рис. 1. Структурная схема.

В основном используют двигатели постоянного тока. В некоторых современных портативных СПА механизм подачи как бы вращается вокруг проволоки, тем самым, заставляя двигаться ее, благодаря нарезанию резьбы вокруг проволоки.

Существуют подающие механизмы, находящиеся на рукаве у самого наконечника, они выполнены в виде цанги, которая является сердечником соленоидной катушки. При воздействии импульса цанга захватывает проволоку и оттягивает ее на небольшое расстояние, отпуская проволоку только в конце движения. При поступлении серии импульсов проволока потихоньку двигается.

Рис. 2. Конструкция.

В данной статье остановимся на самом простом варианте. Для любого простого СПА необходим в первую очередь сварочный трансформатор. Так как СПА обязан проваривать металл толщиной до 3 мм, то с учетом [1, 2] его мощность должна быть 1,8-3 кВт при напряжении холостого хода 40-60 В и крутопадающей характеристике (можно с низким КПД, т.е. собранном в любительских условиях).

Для соблюдения мер безопасности в холостом режиме СПА не должен выдавать напряжение на наконечник рукава. Логика управления должна соответствовать диаграмме на рис. 3, где имк — напряжение включения СПА, снимаемое с микровыключателя; идв -напряжение, подаваемое на двигатель; ирев — напряжение, подаваемое на реверсивную обмотку двигателя; Ucna -напряжение, подаваемое на рукав и на отсекатель газа.

Рис. 3. Диаграмма логики управления.

Принципиальная схема

Схема на рис.4 является наиболее распространенной, хотя имеет ряд недостатков. В некоторые СПА устанавливают трансформаторы с многовыводной первичной обмоткой.

Это делается для возможности регулировки тока. Но, как показали многолетние испытания, регулировка таким способом отрицательно сказывается на качестве свариваемого шва. Поэтому автор использовал сварочный реостат R2 (рис.4), который также применяется при сварке электродами.

Рис. 4. Принципиальная схема простого сварочного полуавтомата.

Изменение тока сварки с помощью реостата является наиболее простым и очень эффективным средством при регулировке сварочной дуги с разной толщиной металла. Автору удавалось сваривать изделия для швейной промышленности (оверлоков), имеющие размеры 5×5 мм с толщиной 0,5 мм, а также пруты для оконных решеток толщиной 1 см, и при этом никаких конструктивных изменений в СПА не вводилось.

Рис. 5. Схема подключения.

При нажатии SA1 (рис.4) вольтметр РА1 показывает напряжение Х.Х., на наконечнике рукава напряжение отсутствует. При нажатии SA2 включается подача проволоки, контакты SA2.2 замыкаются, а SA2.1 размыкаются. Срабатывает реле К1, замыкаются контакты К1.1 — К1.3. Включается отсекатель тока КЗ, отсекатель газа К4, а К1.3 замыкает цепь питания двигателя М.

В данной схеме рассматривается двигатель с реверсивной обмоткой. Для двигателя подачи с электротормозом схема включения показана на рис.5 (где 1 — двигатель; 2 — электротормоз). Через К1.2 заряжается С11.

По окончании режима сварки (SA2 не нажата) цепь питания К1 разрывается, а к К2 через замкнутые контакты SA2.1 от С11 подводится напряжение питания. В результате K2.1 и К2.2 замыкаются. Включается обмотка реверса двигателя М. А так как отсекатель тока КЗ и отсекатель газа К4 остаются включены, благодаря контактам К2.1, то на наконечнике рукава присутствует напряжение питания и подается углекислота.

Это необходимо для того, чтобы подающая проволока отгорела в месте окончания сварки без ухудшения качества свариваемого шва. Одновременно реверсивный режим работы двигателя демпфирует инерционность редуктора и якоря двигателя. По окончании разряда конденсатора С11 реле К2 отключается и СПА переходит в начальное положение.

Элементы

Подающий механизм взят от сварочного полуавтомата типа А547УмПДГ-309. Реле K1, K2 типа ТКЕ-54ПД1 или аналогичные с максимальным током на контактах до 2 А. Реле КЗ КМ200Д-В, реле К4 — отсекатель газа (идет в комплекте с подающим).

Трансформатор TV1 любой сварочный с габаритной мощностью 3 кВт. Выключатель SA1 — пакетный на 380 В, 15 А или два спаренных типа ВДС 6320-75 на 15 А. Предохранитель РА1 на 15 А.

Силовой дроссель L1: сердечник из низкочастотного железа от трансформатора на габаритную мощность 1,5-3 кВт. Обмотка имеет 40-80 витков сечением 20 мм . Автор использовал стандартный дроссель от сварочного полуавтомата типа А547УмПДГ-309. L2 — ДФ2 или любой другой на ток 2 А.

В зазор установлена полоска из текстолита толщиной 7 мм (рис.6). Диоды VD1-VD4 типа ВЛ-200-90 или другие низкочастотные с током пропускания не менее 100 А. Радиатор стандартный 7x8x10 см.

Рис. 6. В зазор трансформатора установлена полоска из текстолита толщиной 7 мм.

VD9 — Д816Д на радиаторе с площадью рассеивания 100 см , VD5-VD8 — Д226 с любым буквенным индексом; C1, C2 — 0,1 на 400 В, любые металлобумажные; C3-С8 -10000 на100 В типа К50-32, можно К50-18,К50-19; С9-С11 — 100 на 100 В К50-27, можно другие; R1 — шунт типа 75ШС ММЗ-500; R2 — реостат сварочный, можно от регулятора аргонно-дуговой сварки; R3 — 20 Ом ПЭВ-5-77; R4 — 47 Ом, реостат переменный 22 Вт; R5- 12 Ом ПЗ-75; R6- 100 Ом ПЗ-75; РА1 — вольтметр с пределом шкалы 75-100 В типа М43300, М43100; РА2 — амперметр с пределом шкалы 300500 А типа М43300, М43100.

Провода, указанные на схеме утолщенной линией, должны иметь площадь сечения не менее 20 мм.

Конструкция

На рис. 7 (а — вид сбоку; б — вид сверху) показана конструкция сварочного полуавтомата в сборе: 1 — трансформатор; 2 — диодный мост; 3 — дроссель L1; 4 — реостат R2; 5 — баллон углекислоты; 6 — «масса»; 7 -редуктор; 8 — подающий механизм; 9 — рукав; 10 — предохранитель; 11 — пакетный выключатель SA1; 12 -вольтметр, амперметр РА1 и РА2; 13 — регулятор скорости подачи R4.

Рис. 7. Конструкция сварочного полуавтомата. а — вид сбоку; б — вид сверху.

Наладка СПА. От качества настройки СПА сильно зависит удобство пользования аппаратом, поэтому необходимо как можно внимательней отнестись к следующим рекомендациям. В данном простейшем варианте СПА «узким местом» является настройка подачи проволоки и настройка качества шва.

Настройка подачи проволоки

Подающий механизм следует включить без затяжки проволоки в рукав и без подсоединения углекислоты. Если углекислота подключена тумблером SA3 (он необходим для отключения отсекателя газа при затяжке проволоки в целях экономии С02), отключить отсекатель газа.

При нажатии SA2 должны сработать отсекатель тока, отсекатель газа (при включенном SA3) и двигатель подающего механизма М. Через 5 с отпустить SA2 , при этом двигатель должен включиться в обратном направлении.

Заправить проволоку от барабана 1 через подающий механизм в рукав и затянуть ролик подачи, чтобы проволока 5 прижималась роликом 3 к подшипнику 4 и входила в рукав 2 (рис.8).

Рис. 8. Подающий механизм для проволоки.

Включить SA2 на 20 с, после чего выключить. Механика очень инерционна, поэтому проволока сначала движется медленно, а со временем ускоряется. При отпускании SA2 ток в двигателе через реверсивную обмотку должен быть достаточен для полного торможения проволоки. Ток регулируют подстроечным реостатом R5. Для торможения проволоки необходимо время.

Обмотка реверса включена в цепь питания на время, определяемое временем разряда С11 через К2 и R6. Для нормального торможения проволоки, чтобы проволоку не затягивало обратно в рукав или не выводило дольше наконечника более чем на 1 см, необходимо очень точно и терпеливо отрегулировать R5 и R6, режим торможения зависит на 20% также от реостата R2.

К сожалению, описать все подробности регулировки не позволяет объем статьи и, кроме того, невозможно учесть все нюансы разных серий подающих механизмов. Процесс сварки чаще всего будет прерывистым, т.е. с интервалом включения подачи проволоки примерно в 0,5-1 с. Настройка качества шва для проволоки диаметром 0,8-1 мм

Отрегулировать в процессе сварки подачу углекислоты в пределах 0,5-1 атм по манометру на редукторе. Установить в среднее положение реостат R2.

На чистом листе металла 0,7-0,8 мм при подсоединенной массе включить режим подачи проволоки. Если лист металла будет прожигаться, уменьшить подачу проволоки реостатом R4.

При дальнейшем прожигании листа увеличить сопротивление реостата R2. Если проволока не расплавляется, а краснеет и ложится на лист небольшими кучками, увеличить реостатом R4 подачу проволоки или уменьшить сопротивление реостата R2.

Эти все процессы необходимо наблюдать через маску для электросварки. Как только шов будет ложиться нормально на лист металла, необходимо отрегулировать зазор в дросселе. Для этого измеряют вольтметром переменную составляющую в режиме сварки непосредственно между плюсом на рукаве и «массой». Регулируя зазор в дросселе, а также количество витков, добиваются переменной составляющей напряжения в пределах 1,2-3 В.

Надо учитывать слишком большую индуктивность дросселя. При этом ток, необходимый для нормальной сварки, будет нарастать через определенный промежуток времени, а в начальный момент подаваемая проволока не будет даже расправляться. В этом случае необходимо уменьшить количество витков на дросселе.

Для безопасности автор рекомендует все операции настройки проводить в резиновых перчатках на резиновом коврике в сухом помещении. Все детали, находящиеся под напряжением, следует изолировать. Для сварщика лучше использовать специальный сварочный костюм, так как при работе образуется большое количество окалины (брызг раскаленного металла).

Литература:

1. Пронский И.Н. Секреты сварочного трансформатора//Радиоаматор.- 1998.-№1 .-С..21-22
2. Пронский И.Н. Секреты сварочного трансформатора//Радиоаматор.- 1998.-№3.- С.43-45.

Ответы на вопросы тех, кто хочет самостоятельно изготовить сварочный агрегат

Почему именно крутопадающая характеристика?

Большинство радиолюбителей при сборке СПА пользуются самодельными сварочными трансформаторами. Трансформаторы ручной сборки (не профессиональной) имеют низкий КПД и вследствие этого крутопадающую характеристику (рис.1, кривая А) [1].

Рис. 1. Трансформаторы ручной сборки (не профессиональной) имеют низкий КПД и вследствие этого крутопадающую характеристику.

Это выгодно сказывается при конструировании СПА, так как основная масса сварщиков имеет невысокие профессиональные навыки, а именно, умение правильно держать «рукав» (под правильным углом по отношению к свариваемой конструкции), правильно зажигать дугу и поддерживать ее горение.

Как видим из рис.1, дуга имеет разные характеристики при различной ее длине 11, 12 где 11 и 12 ~ расстояние между электродами. При этом изменение тока незначительное, что выгодно влияет на фильтрацию переменной составляющей, а также на однородность свариваемого шва.2. 

Как собрать трансформатор для СПА?

Этот вопрос является наиболее трудным, так как количество витков в трансформаторе напрямую зависит от свойств магнитного железа, применяемого в сердечнике трансформатора.

При расчете сварочного трансформатора в первую очередь необходимо учитывать габаритную мощность трансформатора, которая для нормального провара металла глубиной до 4 мм составляет примерно 3 кВт. Рассмотрим подробнее устройство трансформаторов [2].

Трансформатор состоит из следующих частей: сердечника, обмоток, каркаса и деталей, стягивающих сердечник. Сердечник трансформатора является магнитопроводом, который изготовляют из стальных листов толщиной 0,35…0,5 мм [3]. В настоящее время применяют два вида специальной электротехнической стали: горячекатаную с высоким содержанием кремния и холоднокатаную. Последняя имеет лучшие магнитные характеристики в направлении прокатки.

Стальные листы изолированы друг от друга бумажной, лаковой изоляцией (толщиной 0,04-0,6 мм) или окалиной, что позволяет уменьшить потери мощности в магнитопроводе за счет того, что вихревые токи замыкаются в плоскости поперечного сечения отдельного листа (рис.2). Чем меньше толщина листа, тем меньше сечение проводника, по которому протекает вихревой ток 1 В, и тем больше его сопротивление.

Рис. 2. Стальные листы трансформатора изолированы друг от друга бумажной, лаковой изоляцией.

В результате вихревой ток и потери мощности на нагрев магнитопровода уменьшаются (по этой причине автор не советует использовать сердечники от электродвигателей).

По типу или конфигурации магнитопровода трансформаторы подразделяют на стержневые и броневые.

В стержневых трансформаторах обмотки, насаженные на стержень магнитопровода, охватывают его (рис.3,а) В броневых трансформаторах магнитопровод частично охватывает обмотки и как бы «бронирует» их (рис.3,6).

Рис. 3. В стержневых трансформаторах обмотки, насаженные на стержень магнитопровода, охватывают его.

Горизонтальные части магнитопровода, не охваченные обмотками, называются нижним и верхним ярмом. Трансформаторы большой и средней мощностей обычно изготовляют стержневыми, так как они проще по конструкции, имеют лучшие условия для охлаждения обмоток, что особенно важно в мощных трансформаторах, имеющих большие габариты. Магнитопровод таких трансформаторов набирают из отдельных пластин прямоугольной формы (рис.4,а, автор применил именно такую сборку трансформатора).

Рис. 4. Магнитопровод трансформаторов большой и средней мощностей набирают из отдельных пластин прямоугольной формы.

Для уменьшения магнитного сопротивления их набирают так, чтобы стыки пластин в двух соседних слоях были в разных местах. Аналогично выполняют магнитопроводы с двумя стержнями. Магнитопроводы броневого типа применяют для сухих трансформаторов средней мощности и используют в электросварке. Наружные броневые стержни этого магнитопровода частично защищают обмотки трансформатора от механических повреждений.

Трансформаторы малой мощности могут иметь магнитопровод, собранный из пластин, выполненных в форме буквы «Ш», и прямоугольных полос (рис.4,6) Магнитопроводы стержневых и броневых трансформаторов малой мощности можно навивать из узкой ленты электротехнической стали (рис.5).

Рис. 5. Магнитопроводы стержневых и броневых трансформаторов малой мощности можно навивать из узкой ленты электротехнической стали.

Это позволяет уменьшить воздушные зазоры в магнитопроводе и снизить магнитное сопротивление, а следовательно, и ток холостого хода. В большинстве случаев ленточные магнитопроводы разрезают, чтобы на них легче посадить заранее намотанные обмотки.

Затем половинки магнитопроводов соединяют. Из ленточных магнитопроводов чаще всего для электросварки применяют кольцевые тороидальные (рис.5,в). КПД таких тороидальных трансформаторов очень высок. Поэтому количество наматываемых витков на сердечник меньше, чем в стержневых и броневых трансформаторах.

При изготовлении трансформаторов используют каркасы для намотки обмоток (рис.6). Как правило, их изготовляют из листовых электроизоляционных материалов (гетинакс или электроизоляционный картон). Размеры каркаса зависят от размера сердечника.

Рис. 6. Каркас для намотки обмоток трансформаторов.

У тороидальных трансформаторов каркас отсутствует, сердечник обматывают специальной лакотканью (стеклоткань или искусственная высоковольтная электротехническая ткань, пропитанная электротехническим лаком). Сердечник обматывают в два-три слоя тканью в натяжку и фиксируют нитками или пропитывают лаком. После высыхания лака наматывают обмотку.

Для изготовления обмоток трансформаторов и дросселей применяют круглые медные провода с эмалевой изоляцией (в первичной обмотке можно использовать указанные провода, при этом провода укладывают как можно ближе друг к другу, одновременно провод изолируют лакотканью (можно стеклотканью с пропиткой лаком), в случае намотки первичной обмотки двумя проводами каждый провод изолируют отдельно).

Начало намотки фиксируют ниткой (рис.7). При этом провод должен выходить сбоку трансформатора, а не внутри его. Вторичную обмотку (силовую) наматывают прямоугольным проводом (изоляция провода аналогична рассмотренной выше).

Рис. 7. Начало намотки фиксируют ниткой.

Расчет трансформатора

Рассмотрим наиболее простой метод расчета сварочного трансформатора. Начальные данные: Ргаб=3 кВт; Uxx=45 В при Ih=0; Uh=30 В при 1н=100 А; исети=220 В; Рсети=50 Гц; допустимый КПД=0,85.

Автор использовал табличные данные из разных источников, поэтому они приближенные.

Рис. 8. Магнитопроводы трансформаторов.

Воспользуемся методикой, предложенной в [4]. Имеем формулу:

Как видим, полученное значение Км меньше табличного (табл.2). В этом случае полезно на 10% увеличить диаметр провода первичной обмотки, поскольку она расположена внутри и хуже охлаждается. В большинстве случаев конструирования сварочных трансформаторов число витков на 1 В достигает 0,7.

Прежде чем наматывать вторичную обмотку, желательно собрать трансформатор и проверить ток холостого хода по методике, рассмотренной в [2].

Остановимся немного на технологии сборки трансформатора. Каркас изготовляем с внутренним окном (рис.6,б) не 10-20% больше размеров сечения сердечника. После сборки трансформатора в оставшиеся промежутки между каркасом и сердечником забиваем расклинивающие деревянные клинья для снижения уровня шума.

При намотке на каркас обмотки (особенно вторичной) в окно каркаса вставляем деревянный брусок, а обмотку прибиваем к каркасу деревянным молотком (лучше через текстолитовую пластину, чтобы не повредить изоляцию проводов). Обмотки изолируем друг от друга специальным изоляционным материалом (табл.4)

Диэлектрическая проницаемость Епр не должна быть менее (в межобмоточной изоляции) 10 кВ/мм. Как правило, первичную обмотку наматываем первой, а вторичную -сверху первичной, изоляция между обмотками должна быть двойной.

Если необходимого провода нет, то обмотку можно наматывая двойным проводом (одновременно), причем суммарная площадь сечения проводов должна быть на 10-20% больше расчетной.

Сердечник трансформатора стягиваем шпильками через отверстия (рис.4), при этом саму шпильку изолируем от сердечника электроизоляционной бумагой (табл.4). Для стяжки сердечника используем также бандаж или брусья (стальная лента шириной 40 мм, толщиной 1-3 мм) из маломагнитной стали.

Как правило, верхнюю ярмовую балку стягиваем с обеих сторон пластинами, а нижнюю — уголками, которые играют роль шасси. От активной стали магнитопровода эти пластины изолируем с помощью полосы электротехнического картона толщиной 23 мм. Активную сталь магнитопровода и ярмовых балок заземляем в одной точке с помощью медной луженой ленты.

Автор:  И.Н. Пронский, г. Киев. Украина.

Литература:

1. Пронский И.Н. Секреты сварочного трансформатора // Радиоаматор. — 1998.- №1.
2. Зызюк А.Г. О трансформаторах // Радиоаматор.- 1998.- №2.
3. Иванов И.И., Равдоник B.C. Электротехника — М.: Высш. шк., 1984.
4. Мезель К.Б. Трансформаторы электропитания — М.: Энергоиздат, 1982.

Сварочный полуавтомат своими руками: детали и схема сборки

Сварочный полуавтомат в руках человека, умеющего пользоваться техникой, — многофункциональное и полезное устройство. Благодаря ему рьяный хозяин дачного участка всегда может изготовить различные металлоконструкции, а также заняться мелким ремонтом автомобилей, не прибегая к посторонней помощи.

Конечно, вы можете приобрести сварочный аппарат в торговой сети, поскольку промышленность в настоящее время предлагает огромное количество моделей, но это может серьезно ударить по семейному бюджету.Поэтому мастера, найдя необходимые детали и схему сборки, стараются сделать сварочный полуавтомат своими руками.

В принципе схема такого устройства не отличается особой сложностью. Обладая небольшими знаниями в области электротехники и умением проводить слесарные работы, можно смело переходить к изготовлению сварочного полуавтомата самостоятельно.

Сварочные функции

Традиционный сварочный аппарат — это трансформатор с вторичной обмоткой большой мощности.Сварка черных металлов и стали на таком аппарате не представляет особой сложности, но сваривать медь, алюминий и другие цветные металлы им не удастся.

А объясняется это очень просто: детали из цветных металлов и сплавов на открытом воздухе очень быстро окисляются, поэтому их соединения не происходит. Для защиты сварного шва в зону сварки необходимо подавать элементы, которые могут ограничить доступ кислорода.

Наиболее качественно такие работы можно выполнить на самодельных сварочных полуавтоматах, которые подразделяются на следующие виды защиты:

• Сварка проходит под защитой флюсом.
• Состав образуется в атмосфере инертного газа.
• Процесс стыковки осуществляется электродной порошковой проволокой.

Главное условие прочного и качественного соединения — стабильное горение дуги, которое достигается за счет использования постоянного тока.

Самодельный аппарат

Принцип работы сварочного полуавтомата основан на преобразовании электрического тока переменной частоты в постоянный. Кроме того, к стыку необходимо подать сварочную проволоку и защитный инертный газ.

Эти операции выполняются следующими основными узлами, самодельным сварочным полуавтоматом:

• Инверторное устройство.
• Устройство подачи сварочной проволоки.
• Комплект защитного газового оборудования.

Несмотря на кажущуюся сложность концепции сварочного полуавтомата, сделать это человеку, знакомому с принципами электротехники, несложно.

Изготовление самодельного приспособления

Изготовление сварочного полуавтомата своими руками рекомендуется при планировании расположения основных узлов агрегата.В первую очередь нужно тщательно продумать, из чего сделать внешний корпус агрегата. Он должен быть вместительным, легко открываться и закрываться для чистки, а также, что немаловажно, иметь небольшой вес.

Наиболее оптимальным вариантом является использование для этих целей корпуса от старого системного блока персонального компьютера. Наличие готовых вырезов для охлаждения — огромное преимущество его использования.

Также в таком самодельном сварочном полуавтомате от компьютера уже есть встроенный блок питания с напряжением 12 В, который необходим для питания системы подачи проволоки.Если системный блок так и не удалось найти, то для внешнего корпуса вполне подойдет металлическая коробка соответствующего размера.

Сварочную проволоку лучше всего использовать в стандартных бобинах 5 кг, так как их внутренний диаметр хорошо соответствует диаметру полиэтиленовой трубы, используемой для оси вращения.

Проанализировав и расставив элементы для изготовления сварочного полуавтомата своими руками, приступаем к переделке необходимых узлов.

Основные комплектующие, необходимые для аппарата

Конечно, прежде чем делать сварочный полуавтомат, нужно заранее подготовить необходимые комплектующие этого устройства.Для этих целей необходимо подготовить:

1. Устройство, которое будет генерировать рабочий ток 150 А, является инвертором. Для самодельной сварочной схемы полуавтомата мастера часто используют трансформатор от бытовой микроволновки.
2. Электрический блок, необходимый для управления блоком.
3. Горелки специального назначения.
4. Шланг для сварочного полуавтомата, необходимый для подачи защитного газа на место сварки.
5. Устройство подачи сварочной проволоки.
6. Бобина с проволокой.

Учитывая, что все оборудование тяжелое, многие сварщики рекомендуют изготовить тележку для сварочного полуавтомата своими руками.

Производство трансформаторов

Для сварочного полуавтомата трансформатор от СВЧ подходит по многим техническим параметрам. Изделие состоит из двух катушек с медным проводом. Первичная обмотка трансформатора остается неизменной.

Все операции по переоборудованию сварочного трансформатора в полуавтомат будут производиться на вторичной обмотке.Чтобы снизить рабочее напряжение и увеличить выходной ток, необходимо перемотать вторичную обмотку. В этом случае необходимо правильно рассчитать диаметр медной проволоки для катушки, потому что как высокое, так и низкое напряжение на выходе существенно влияют на качество сварки.

Операции перемотки должны выполняться с особой осторожностью, чтобы не повредить изоляцию проводов.

Для получения стабильного выходного напряжения в электрическую схему блока питания также входят выпрямительный мост, конденсатор и катушка индуктивности.Использование конденсатора необходимо для сглаживания пульсаций напряжения на выходе выпрямителя. Дроссель служит для стабильного поддержания заданного уровня рабочего напряжения.

Горелка газовая

Использование данного устройства связано с необходимостью подачи защитного газа к месту образования шва. Чаще всего этот приспособление приобретается в торговой сети, так как самому сделать его очень сложно, тем более что для самодельного сварочного аппарата, сделанного с использованием дорогих моделей, нет необходимости.

Слишком жесткий шланг затрудняет работу с оборудованием, а мягкий шланг может гнуться. Поэтому особое внимание следует уделить качеству гильзы для сварочного полуавтомата. Исключите перегибы возле мест соединения, вставив дополнительные пружины.

Механизм подачи проволоки

Основным условием создания качественного шва является равномерная и непрерывная подача проволоки к месту сварки. Для этих целей самодельный сварочный полуавтомат оснащается системой подачи проволоки.

Для изготовления узла подачи вам потребуются:

1. Два подшипника, один из которых зажимной (регулируемый).
2. Прижимная пружина.
3. Ролик направляющий.
4. Электродвигатель вращения вала.
5. Система крепления механизма.

Электродвигатель питается от встроенного источника питания, который находится в системном блоке. Если корпус собирается из отдельного устройства, необходимо собрать схему автономного питания.

Этапы сборки механизма:

1. На специальной металлической пластине просверливаем отверстия для крепления подшипников, а также вала электродвигателя.
2. К задней части пластины прикреплен электродвигатель.
3. На приводном валу установлен направляющий ролик.
4. Подшипники закреплены в верхней и нижней частях.

Устройство системы охлаждения

При работе сварочного полуавтомата происходит нагрев вторичной обмотки трансформатора. Следовательно, возникает необходимость в охлаждении агрегата. Для этих целей по бокам корпуса необходимо установить вентиляторы. Они устанавливаются напротив трансформатора, при этом должны быть настроены на отвод нагретого воздуха.

Для улучшения циркуляции воздуха необходимо просверлить в обсадной колонне 20-50 отверстий диаметром около 5 мм.

Помните, что качественное и эффективное охлаждение электрической части сварочного оборудования положительно сказывается на его работоспособности.

Дополнительное оборудование

Стандартный тип газового баллона для защитного газа принято приобретать, так как при работе с газовыми смесями часто на первое место выходят показатели техники безопасности оборудования.

Использование углекислого газа для защиты места сварки позволяет использовать баки огнетушителей в качестве баллонов. В этом случае все равно придется установить специальный переходник для подключения коробки передач.

Для повышения мобильности работы сварочные полуавтоматы для дачи и дачного участка оснащаются специальными тележками. Можно приобрести готовую фабричную продукцию, но опытные мастера предпочитают изготавливать тележки самостоятельно.

Разработать конструкцию данного устройства своими руками может каждый специалист.Материалы также могут быть разных типов (швеллер, круглая или профильная труба).

Некоторые особенности эксплуатации

Сварочный полуавтомат своими руками требует определенного отношения к его эффективной эксплуатации. Помните, что самодельный прибор не подходит для профессиональной деятельности.

Обязательно полностью очищать оборудование от грязи и пыли не реже одного раза в 3-6 месяцев. При более частом использовании эту операцию можно проводить чаще. Опытные сварщики рекомендуют чистить оборудование после каждого использования.

Конечно, современная промышленность выпускает широкий ассортимент сварочных полуавтоматов, но каждый расчетливый хозяин предпочитает изготавливать это устройство самостоятельно. Это не только экономия средств, но и возможность сделать сборку, отвечающую требованиям мастера.

Quia — Challenge Board (Gabrielle Williams)

Ручная сварка — обзор

3.2 «Производственные дефекты»

Ручная сварка — это метод, требующий значительных навыков и сноровки. При ручной дуговой сварке металлическим электродом (MMA) (рис. 3.2) дуга зажигается между плавящимся электродом и свариваемой деталью. Электродный стержень плавится на кончике дуги, и капли металла падают в сварочную ванну. Таким образом, по мере сварки сварочный электрод становится короче. Сварщик должен поддерживать постоянную длину дуги между заготовкой и концом электрода по мере того, как электрод перемещается по стыку, при этом компенсируя скорость выгорания электрода.При работе с электродом необходима твердая рука, а для получения удовлетворительных результатов ручной сварки необходимо надлежащее обучение сварщиков. Дефекты неплавления могут возникать при ручной сварке, особенно в корне шва, где доступ наиболее ограничен и металл шва затвердевает быстрее всего, но неплавление может также возникать между проходами сварного шва (рис. 3.3). Мастерство сварщика влияет на форму, смешение и рябь на поверхности сварного шва, а также на наличие брызг вокруг сварного шва.На поверхности сварочного металла могут оставаться куски сварочного шлака даже после очистки проволочной щеткой между проходами сварного шва, и они могут затем застрять в виде шлаковых включений в стыке, когда более поздние проходы сварного шва накладываются поверх .

Рисунок 3.2. Ручная металлическая дуговая сварка стальной панели.

Рисунок 3.3. Отсутствие дефектов плавления и пористости при многопроходном стыковом шве GMAW углеродисто-марганцевой стали.

Есть несколько причин пористости сварных швов, и это особая проблема для алюминиевых сварных швов.В сталях пористость может быть вызвана недостаточной защитой сварного шва инертным газом, позволяющей атмосферным газам или влаге попадать в сварочную ванну. В алюминиевых сплавах пористость вызвана захваченным водородом, который полностью нерастворим в твердом состоянии; поэтому любая смазка или влага в стыке вызывает пористость.

Эти типы дефектов, которые, как правило, являются результатом плохой квалификации сварщика, обычно известны как дефекты «изготовления». Возможно, что дефекты не могут повлиять на структурную целостность готового сварного шва, но обычно существует ограничение на количество разрешенных дефектов изготовления, поскольку они могут указывать на то, что сварщик не имеет достаточных навыков или опыта в этой конкретной области. сварочный процесс.Когда имеется чрезмерная пористость или отсутствие плавления, несущее поперечное сечение сварного шва может быть значительно уменьшено. Чрезмерный выступ в заглушке сварного шва или чрезмерное проплавление корневого прохода могут привести к высокой концентрации напряжений на носке сварного шва. Некоторые дефекты неплавления могут быть достаточно острыми, чтобы вызвать хрупкое разрушение чувствительных сталей, поэтому эти дефекты изготовления нельзя сбрасывать со счетов как незначительные. Пределы допустимого размера дефектов, известные как уровни качества сварных швов, указаны в таких стандартах, как BS EN ISO 5817.В качестве альтернативы, их значимость можно оценить с помощью оценки пригодности к эксплуатации, как описано в главе 11.

Механизированные сварочные процессы, основанные на дуговой сварке металлическим газом (сварка GMAW, MIG или MAG), снижают требуемый уровень квалификации сварщика. Электронные средства управления при сварке MAG самостоятельно регулируют длину сварочной дуги, когда горелка перемещается ближе или дальше от заготовки в руке сварщика. Следовательно, размер получаемого сварного шва намного более постоянен, а скорость осаждения расходной проволоки является постоянной, поскольку она постоянно подается из устройства подачи проволоки.Механизированные сварочные швы позволяют достичь более высоких скоростей сварки и, следовательно, в значительной степени заменили сварку стержневым электродом в большинстве видов промышленной ручной сварки сегодня (рис. 3.4).

Рисунок 3.4. Механизированная сварка кольцевого шва газопровода с использованием дуговой сварки металлическим газом и системы «жучок на ленте» для обеспечения стабильной сварки.

Для полностью автоматизированных сварочных процессов не требуется ручной сварщик для их выполнения, вместо этого оператор управляет машиной или роботом, который выполняет сварку.Наиболее распространенным примером является сварка под флюсом (SAW), но лазерная сварка, сварка трением с перемешиванием и электронно-лучевая сварка также являются автоматизированными сварочными процессами. Автоматическая сварка полностью исключает квалификацию сварщика как фактор качества сварки и позволяет выполнять непрерывную сварку в течение нескольких часов. Даже в этом случае механизированные и автоматизированные сварочные процессы не могут всегда гарантировать бездефектность сварных швов.

Зависимость постоянного тока от постоянного выходного напряжения

У меня дома есть небольшой сварщик MIG.Я хочу использовать его для сварки штангой, но мне сказали, что я не могу. Почему это? В работе у нас есть несколько разных типов сварочных аппаратов. Почему некоторые из них могут использоваться только для сварки штучной сваркой, а некоторые — только для сварки проволокой, а другие аппараты могут использоваться и для того, и для другого? Я слышал термины CC и CV, но что они означают и почему они важны? Наконец, у нашей компании есть несколько переносных механизмов подачи проволоки с переключателем «CV / CC» внутри них. Значит ли это, что их можно использовать с любым сварочным аппаратом?

Это очень хорошие вопросы, и я уверен, что их задавали многие сварщики.С точки зрения конструкции и управления дугой существует два принципиально разных типа источников сварочного тока. К ним относятся источники питания, вырабатывающие на выходе постоянный ток (CC), и источники питания, которые производят постоянное выходное напряжение (CV). Многопроцессорные источники питания — это те, которые содержат дополнительные схемы и компоненты, которые позволяют им выдавать как CC, так и CV выход в зависимости от выбранного режима.

Обратите внимание, что сварочная дуга является динамической, в которой ток (A) и напряжение (V) постоянно меняются.Источник питания отслеживает дугу и вносит изменения в миллисекунды, чтобы поддерживать стабильное состояние дуги. Термин «постоянный» относителен. Источник питания CC будет поддерживать ток на относительно постоянном уровне, несмотря на довольно большие изменения напряжения, в то время как источник питания CV будет поддерживать напряжение на относительно постоянном уровне, независимо от довольно больших изменений тока. Рисунок 1 содержит графики типичных выходных кривых источников питания постоянного и постоянного тока. Обратите внимание, что в различных рабочих точках кривой выхода на каждом графике наблюдается относительно небольшое изменение одной переменной и довольно большие изменения другой переменной («Δ» (дельта) = разница).

Также следует отметить, что в этой статье обсуждаются только обычные типы источников сварочного тока. При импульсной сварке с использованием многих новейших источников питания с технологией управления формой волны вы действительно не можете рассматривать выход как строго CC или CV. Скорее, источники питания отслеживают и изменяют как напряжение, так и ток с чрезвычайно высокой скоростью (намного быстрее, чем источники питания с традиционной технологией), чтобы обеспечить очень стабильные условия дуговой сварки.

Прежде чем обсуждать вопрос о CC и CV, мы должны сначала понять эффекты как тока, так и напряжения при дуговой сварке. Ток влияет на скорость плавления или скорость расхода электрода, будь то стержневой электрод или проволочный электрод. Чем выше уровень тока, тем быстрее плавится электрод или тем выше скорость плавления, измеряемая в фунтах в час (фунт / час) или килограммах в час (кг / час). Чем ниже ток, тем ниже становится скорость плавления электрода. Напряжение контролирует длину сварочной дуги и, как следствие, ширину и объем дугового конуса.По мере увеличения напряжения длина дуги становится больше (и конус дуги шире), а по мере ее уменьшения длина дуги становится короче (и конус дуги уже). Рисунок 2 иллюстрирует влияние напряжения на дугу.

Теперь тип используемого сварочного процесса и связанный с ним уровень автоматизации определяют, какой тип сварочной мощности является наиболее стабильным и, следовательно, предпочтительным.Процессы дуговой сварки защищенного металла (SMAW) (также известные как MMAW или Stick) и газо-вольфрамовая дуговая сварка (GTAW) (также известные как TIG) обычно считаются ручными процессами. Это означает, что вы управляете всеми параметрами сварки вручную. Вы держите электрододержатель или горелку TIG в руке и вручную управляете углом перемещения, рабочим углом, скоростью перемещения, длиной дуги и скоростью подачи электрода в соединение. В процессах SMAW и GTAW (т. Е. Ручных процессах) CC является предпочтительным типом выхода от источника питания.

И наоборот, процесс газовой дуговой сварки (GMAW) (он же MIG) и процесс дуговой сварки порошковой проволокой (FCAW) (он же флюсовый сердечник) обычно считаются полуавтоматическими процессами. Это означает, что вы по-прежнему держите сварочный пистолет в руке и вручную контролируете угол перемещения, рабочий угол, скорость перемещения и расстояние между контактным наконечником и рабочим расстоянием (CTWD). Однако скорость подачи электрода в соединение (известная как скорость подачи проволоки (WFS)) автоматически регулируется устройством подачи проволоки с постоянной скоростью.Для процессов GMAW и FCAW (то есть полуавтоматических процессов) предпочтительным выходом является CV.

Таблица 1 содержит сводку рекомендуемых типов вывода по процессу сварки.

Чтобы использовать более простую конструкцию и снизить затраты на закупку, источники сварочного тока обычно предназначены для использования только с одним или двумя типами сварочных процессов.Таким образом, базовая машина для стержневой сварки будет иметь мощность только CC, поскольку она предназначена только для сварки стержнем. Аппарат TIG также будет иметь выход только CC, так как он предназначен только для сварки TIG и электродной сварки. И наоборот, базовая машина MIG будет иметь только выходное напряжение CV, поскольку она предназначена только для сварки MIG и сердечника под флюсом. Что касается вашего первого вопроса «Почему я не могу выполнять сварку при помощи сварочного шва на моем аппарате MIG», то ответ заключается в том, что ваш аппарат MIG имеет только выходное напряжение CV, что не предназначено и не рекомендуется для сварки при помощи сварочного шва. И наоборот, вы, как правило, не можете выполнять сварку MIG на ручном станке с выходом CC, потому что это неправильный тип мощности для сварки MIG.Как упоминалось ранее, существуют источники питания для многопроцессорной сварки, которые могут обеспечивать выход как CC, так и CV. Однако они, как правило, более сложные, имеют более высокую производительность, предназначены для промышленного применения и не имеют цены в базовом ценовом диапазоне сварочных аппаратов начального уровня. На рис. 3 показаны примеры типичных сварочных аппаратов CC, CV и многопроцессорных сварочных аппаратов.

Вы можете создать сварочную дугу с помощью любого из сварочных процессов на выходе типа CC или CV (если вы можете настроить сварочное оборудование для этого).Однако, когда вы используете предпочтительный тип выхода для каждого соответствующего процесса, условия дуги очень стабильны. Однако, когда вы используете неправильный тип вывода для каждого соответствующего процесса, условия дуги могут быть очень нестабильными. В большинстве случаев они настолько нестабильны, что поддерживать дугу невозможно.

Теперь давайте обсудим, почему эти последние утверждения верны. С помощью двух ручных процессов, SMAW и GTAW, вы контролируете все переменные вручную (вот почему они являются двумя процессами, требующими наибольшего количества навыков оператора).Вам необходимо, чтобы электрод плавился с постоянной скоростью, чтобы вы могли подавать его в соединение с постоянной скоростью. Для этого сварочная мощность должна поддерживать постоянный ток (т. Е. CC), чтобы результирующая скорость плавления была постоянной. Напряжение — менее контролируемая переменная. При ручных процессах очень трудно постоянно поддерживать одну и ту же длину дуги, потому что вы также постоянно вводите электрод в соединение. Напряжение меняется в результате изменения длины дуги.С выходом CC ток — это ваша предварительная установка, регулирующая переменная и напряжение просто измеряются (обычно как среднее значение) во время сварки.

Если вы попытаетесь сваривать с помощью процесса SMAW, например, используя выходное напряжение CV, ток и итоговая скорость плавления будут слишком сильно отличаться. Когда вы двигались вдоль стыка (пытаясь согласоваться со всеми другими параметрами сварки), электрод плавился бы быстрее, затем с меньшей скоростью, затем с большей скоростью и т. Д. вы вставили электрод в стык.Это невыполнимое условие, поэтому выход CV нежелателен.

Когда вы переключаетесь на полуавтоматический процесс, такой как GMAW или FCAW, что-то меняется. Хотя вы все еще управляете многими параметрами сварки вручную, электрод подается в соединение с постоянной скоростью (в зависимости от конкретной WFS, установленной на механизме подачи проволоки). Теперь вы хотите, чтобы длина дуги была одинаковой. Для этого сварочная мощность должна поддерживать напряжение на постоянном уровне (т.е.е., CV), так что результирующая длина дуги согласована. Ток — менее контролирующая переменная. Он пропорционален WFS или является его результатом. По мере увеличения WFS увеличивается и ток, и наоборот. С выходом CV напряжение и WFS являются вашими предустановками, а управляющие переменные и ток просто измеряются во время сварки.

Если вы попытаетесь выполнить сварку с использованием процессов GMAW или FCAW, используя выход CC, напряжение и результирующая длина дуги будут слишком сильно отличаться. При уменьшении напряжения длина дуги станет очень короткой, и электрод войдет в пластину.Затем по мере увеличения напряжения длина дуги становится очень большой, и электрод сгорает в направлении контактного наконечника. Электрод будет постоянно врезаться в пластину, затем сгорать обратно к наконечнику, затем вонзиться в пластину и т. Д. Это невыполнимое условие, что делает выход CC нежелательным.

В качестве примечания, также распространена полная автоматизация процессов сварки GTAW, GMAW и FCAW. В случае полной автоматизации все переменные контролируются машиной и удерживаются под постоянным углом, расстоянием или скоростью.Следовательно, меньше изменений в условиях дуги. Однако предпочтительным типом вывода для автоматизированной GTAW по-прежнему является CC, а для автоматизированных GMAW и FCAW — по-прежнему CV. Пятый распространенный процесс дуговой сварки, сварка под флюсом (SAW) (также известный как поддуговая сварка), также обычно является автоматизированным процессом. Для SAW обычно используется выход CC или CV. Определяющими факторами, определяющими, какой тип вывода является наилучший, обычно являются диаметр электрода, скорость перемещения и размер сварочной ванны. Для полуавтоматической резки SAW предпочтительным типом вывода является CV.

Ваш последний вопрос касался переносных механизмов подачи проволоки (см. Пример на , рис. 4 ). Это оборудование, которое позволяет вам идти вразрез с основными правилами, описанными в этой статье… в некоторой степени. Они предназначены в первую очередь для сварки в полевых условиях и обладают тремя уникальными особенностями по сравнению с традиционными механизмами подачи проволоки в заводских условиях. Во-первых, провод заключен в жесткий пластиковый футляр для лучшей защиты и долговечности в полевых условиях. Во-вторых, им не требуется кабель управления для питания приводного двигателя, а скорее используется провод измерения напряжения от механизма подачи проволоки.Таким образом, подключение осуществляется просто, для этого достаточно использовать имеющийся сварочный кабель источника питания (и добавить газовый шланг). В-третьих, они могут работать с источником питания CC, но с ОГРАНИЧЕННЫМ успехом. У них есть тумблер «CC / CV», с помощью которого вы выбираете тип выхода от источника питания.

Когда впервые появились эти портативные механизмы подачи проволоки, теория заключалась в том, что они могут использоваться с большой существующей базой источников питания CC, уже используемых в полевых условиях (в основном, сварочных аппаратов с приводом от двигателя), и, таким образом, теперь дают производителям GMAW и FCAW (т.е. проволочная сварка) возможность. Вместо того, чтобы покупать новый источник питания постоянного тока, им нужно было только получить механизм подачи проволоки. Чтобы компенсировать колебания напряжения, которые вы получаете на выходе CC, эти механизмы подачи проволоки имеют дополнительную схему, которая замедляет реакцию скорости подачи проволоки на изменения напряжения, чтобы помочь стабилизировать дугу (обратите внимание, что на CC скорость подачи проволоки равна больше не является постоянным, а, скорее, постоянно увеличивается и уменьшается в попытке сохранить постоянный ток на выходе).

Реальность сварки проволокой с выходом CC состоит в том, что она довольно хорошо работает с одними приложениями и плохо работает с другими. Относительно хорошая стабильность дуги достигается при использовании процесса порошковой сварки в среде защитного газа (FCAW-G) и процесса GMAW в режиме струйной дуги или импульсной струйной дуги для переноса металла. Тем не менее, стабильность дуги по-прежнему очень неустойчива и неприемлема для самозащитной порошковой проволоки (FCAW-S) и процесса GMAW в режиме передачи металла при коротком замыкании.В то время как напряжение изменяется в зависимости от выхода CC, процессы, которые обычно работают при более высоких напряжениях (например, 24 В или более), такие как FCAW-G и струйная дуга или импульсная дуга MIG со струйным распылением, менее чувствительны к изменениям напряжения, возникающим при выходе CC. Поэтому стабильность дуги очень хорошая. В то время как такие процессы, как короткое замыкание MIG и FCAW-S, которые обычно работают при более низких настройках напряжения (например, 22 В или меньше), более чувствительны к колебаниям напряжения. Поэтому стабильность дуги намного хуже и обычно считается неприемлемой.Другой фактор, связанный с электродами FCAW-S на выходе CC, заключается в том, что чрезмерное напряжение дуги и, как следствие, более длинная дуга, по существу, могут привести к чрезмерному воздействию на дугу атмосферы. Это потенциально может привести к пористости сварного шва и / или резкому снижению ударной вязкости металла шва при низких температурах.

В заключение, выход CV ВСЕГДА рекомендуется для сварки проволокой. Поэтому при использовании этих переносных механизмов подачи проволоки с источником питания с выходом CV используйте его вместо выхода CC.Наконец, хотя выход CC может быть приемлемым для сварки FCAW-G общего назначения, а также для струйной дуги и импульсной сварки MIG, он не рекомендуется для работы с качеством кода.

Различные типы сварки и их применение

Металлы — одни из самых прочных материалов на планете. Таким образом, были внесены заслуживающие внимания разработки в области инженерии, позволяющей формировать из металла детали и приспособления, которые вы видите и используете ежедневно. Одним из этапов, используемых в металлических конструкциях, является сварка, процесс, в котором рабочий плавит один кусок металла концентрированным теплом в выбранном месте, а затем связывает его с соответствующей металлической деталью.Со временем изобретатели разработали различные методы сварки двух или более металлических частей вместе.

Три наиболее распространенных типа сварки — это MIG, TIG и ручная сварка. Каждый из этих методов пригоден для различных сварочных работ. В следующей статье рассматриваются эти и другие типы сварки и определения.

Сварка металла в среде инертного газа (MIG) — это форма ручной дуговой сварки тяжелых металлов, также известная как дуговая сварка металла в газе.

MIG — это процесс соединения металла и придания ему формы, при котором электрод пропускается через инструментальный пистолет и наносится на соответствующие металлические поверхности.Чтобы предотвратить загрязнение, сварочный пистолет использует защитный газ, который защищает область сварного шва. Процесс MIG — это простой и доступный процесс сварки для слесарных рабочих и любителей.

Этот процесс работает с металлами толщиной от 24 до полдюйма. Сварка MIG популярна среди новичков в области металлообработки, потому что это более простой метод для изучения и освоения. Проволока MIG не защищает металлические конструкции от ржавчины или коррозии. Поэтому перед нанесением MIG очистите и обработайте щеткой металлические части без покрытия.Для обеспечения беспрепятственного прохождения электрического провода используйте в процессе только чистый металл.

Сварка МИГ — один из методов, наиболее часто используемых при дуговой сварке в тяжелых условиях. Некоторые из металлических компонентов, из которых состоит система канализации или водоснабжения вашего города, являются результатом сварки MIG. Этот процесс является стандартным для сварки труб. Таким образом, вода, которую вы используете для питья, приготовления пищи и санитарии, поступает по трубам, что было бы невозможно без сварки MIG.

Из-за сверхмощного характера метода, сварка MIG является типичным методом наплавки твердым сплавом, при котором грубые материалы привариваются к основным металлам.Вам следует поблагодарить сварку MIG за некоторые детали тракторов, кранов и других типов подвижного состава.

MIG также сыграла важную роль при подготовке и сборке железнодорожных путей страны. Благодаря способности этого метода соединять толстые металлические детали с непревзойденной прочностью, сварка MIG используется для железных дорог и путей общественного трамвая, которые редко требуют технического обслуживания. Таким образом, сварка MIG — это главный помощник в транспортировке и торговле.

Автомобильная промышленность также полагается на сварку MIG. На заводах, где рабочие производят и собирают автомобильные детали в готовые автомобили, они используют сварку MIG для более тяжелых металлов и оборудования. Кроме того, сварка MIG отвечает за изготовление заводского оборудования, которое вы видите вдоль производственных линий. Сварка MIG также является популярным методом в автомастерских.

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) — это процесс ручной дуговой сварки тяжелых металлов, также известный как дуговая сварка вольфрамовым газом.

Сварка TIG — это процесс соединения металлов, в котором используется вольфрамовый электрод для соединения одной металлической поверхности с другой. Во время процесса газообразный аргон или гелий образует защитный экран на обрабатываемых поверхностях от окисления и других загрязнителей, связанных с воздухом. Применения, в которых используется газообразный гелий, также называют гелиарными сварными швами. В большинстве приложений для сварки TIG используется средний металл. Исключения из правила называются автогенными швами.

Существенное различие между сваркой MIG и TIG заключается в том, что первая основана на непрерывной подаче проволоки, а вторая — на сварочных стержнях, которые вы направляете в сварочную ванну.

TIG играет жизненно важную роль в автомобильной промышленности, где этот процесс эффективен для склеивания металлических деталей в автомобилях, фургонах, грузовиках и внедорожниках. Вольфрамовые электроды хорошо работают на заводах, где рабочие собирают детали двигателя из отдельных кусков металла, а также на заводах, где детали кузова готовятся к сборочным конвейерам.

TIG также важна в строительной отрасли, где оборудование доставляется на рабочие места и используется при подготовке деталей для зданий и общественных памятников.Многие из зданий, которые вы видите на улицах и проездах в вашем районе, были работой строительных бригад, которые в значительной степени полагаются на сварку TIG.

В судостроении также применяется сварка TIG. Этот процесс упрощает для судостроителей соединение фасонных металлических деталей для таких кораблей, как авианосцы или круизные лайнеры. Если вы ездили на пассажирском судне или путешествовали за границу во время службы в ВМС США, вольфрамовые электроды, вероятно, полностью или частично сварили корпус каждого корабля.

TIG также имеет решающее значение в аэрокосмической промышленности, где в процессе объединяются детали, из которых состоят ракетные корабли НАСА и космические шаттлы.

Ручная сварка — это разновидность ручной дуговой сварки, применяемой для различных металлов. Этот процесс также известен как дуговая сварка в защитном металлическом корпусе и дуговая сварка в защитном флюсе.

Сварка палкой — это метод соединения металлов, при котором покрытый флюсом плавящийся электрод соединяет две металлические поверхности вместе. В процессе сварки штангой между электродом и прилегающими металлическими поверхностями возникает постоянный или переменный ток.Пары, образующиеся в результате затухания электродов, создают защитный газ. Люди обычно используют этот процесс для сварки стали и железа, а также меди, никеля и алюминия.

палкой может помочь работникам выполнять большие и малые задачи практически в любом месте. Для исходящих приложений этот процесс удобен, поскольку необходимое оборудование портативно и легко транспортируется для выполнения задач ремонта по вызову. Поэтому сварка стержнем часто применяется в труднодоступных местах и ​​удаленных общественных зданиях.

палкой также распространена на строительных площадках под открытым небом, где рабочий процесс упрощает сборку и модификацию металлических деталей на месте. Покрытые флюсом электроды устойчивы к ветру, что делает процесс удобным в различных средах. Когда случается бедствие, сварка стержнем часто используется для ремонта поврежденных металлических приспособлений.

При удаленных настройках сварка штучной сваркой — один из самых удобных видов дуговой сварки. Когда рабочие собирают временные конструкции для уездных ярмарок и карнавалов, сварка палкой может укрепить и укрепить опорные балки палаток и заборов.Для сообществ, живущих за пределами сети, сварка стержнем — один из самых надежных методов ремонта и строительства металла.

Портативность и простота сварки штангой также сделали ее одним из предпочтительных методов среди любителей и независимых мастеров. Поскольку этот подход работает с широким спектром металлов, ювелиры иногда используют сварку штучной сваркой.

В большинстве отраслей промышленности, где используются металлоконструкции, наиболее широко используются процессы MIG, TIG и сварки штучной сваркой благодаря мощности, эффективности и универсальности каждого метода.Однако многие другие процессы также позволяют сваривать два или более металлических куска вместе. Итак, сколько существует видов сварки? Существует множество различных подходов к сварке, включая следующие 12 методов, некоторые из которых в некоторой степени относятся к трем наиболее популярным типам.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) — это метод сварки металлов, аналогичный сварке MIG, поскольку в обоих случаях используется сплошной электрод. Однако для FCAW требуется проволока в форме трубки, а не сплошная. Этот метод подходит как для внутреннего, так и для наружного использования, если провода имеют надлежащее экранирование.FCAW — один из наиболее эффективных подходов к дуговой сварке, поскольку он использует большую часть электрода, который используется в процессе. Благодаря форме порошковой проволоки, использование защитного газа для FCAW не требуется. Метод оставляет мало мусора и, следовательно, требует лишь небольшого процесса очистки после завершения.

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) — это метод соединения металлов, при котором электронные лучи запускаются с высокой скоростью, чтобы соединить одну поверхность металла с другой. Когда луч попадает в цель, пораженное пятно плавится ровно настолько, чтобы соединить соседний кусок на месте.Электронно-лучевая сварка играет важную роль во всем промышленном секторе. Этот метод особенно полезен для производителей автомобилей и авиакосмической промышленности, которые используют сварку EBW для плавления многих металлических деталей, используемых в автомобилях, грузовиках, самолетах и ​​космических кораблях. Благодаря вакуумной природе электронно-лучевой сварки, этот процесс безопасен для аварийных работ в эвакуированных зданиях и жилых домах.

Сварка атомарным водородом (AHW) — это старый метод соединения металлов, который по большей части отошел на второй план в пользу более эффективных и действенных методов, таких как дуговая сварка металлическим электродом в газовой среде.Одна область, в которой AHW все еще широко распространена, — это сварка вольфрама. Поскольку вольфрам очень чувствителен к нагреванию, AHW безопасен для этого процесса. Американский химик Ирвинг Ленгмюр разработал этот процесс после открытия атомарного водорода.

Плазменная дуговая сварка, изобретенная в середине 1950-х годов, представляет собой метод, аналогичный дуговой сварке вольфрамовым электродом в газе. В этом процессе используется электрический ток, который проходит через крошечное сопло, которое прорезает защитный газ. Когда вам нужно сварить небольшие участки на металлической поверхности, плазменная сварка обеспечивает максимальную точность.Плазменно-дуговая сварка идеально подходит для сварочных работ при суровых температурах, так как при этом создаются более прочные и плотные сварные швы. Производители самолетов используют этот метод, как и независимые мастера для ряда проектов.

Электрошлак — это процесс быстрой сварки, который был новшеством 1950-х годов. Электрошлаковая сварка склеивает детали из тяжелых металлов для использования в машинах и промышленном оборудовании. Процесс происходит в вертикальном положении, что позволяет четко видеть работу по мере ее обретения.Метод получил свое название от медных держателей воды, содержащихся внутри инструмента, используемого для электрошлаковой сварки. Вода предотвращает просачивание жидкого шлака в другие участки во время сварочного сеанса.

Одной из менее часто используемых форм соединения металлов является процесс дуговой сварки под флюсом, который подходит только для нержавеющей стали и других металлов, богатых железом. Процесс позволяет использовать как автоматические, так и полуавтоматические средства, что делает его быстрым и эффективным. Несмотря на скорость, для этого процесса требуется флюс для защиты металла при сварке, отсюда и название «погружной».«С этой обложкой люди могут завершить свою работу без риска разбрызгивания. Поэтому дуговая сварка под флюсом — безопасная практика для независимых мастеров.

Угольная дуговая сварка (CAW) — это метод соединения металлов при температурах, превышающих 300 градусов Цельсия. При сварке CAW между металлическими поверхностями и электродом образуется дуга. Когда-то этот метод был популярен, но в последние десятилетия его заменила дуговая сварка двумя углями.

Кислородная сварка — это процесс, в котором для придания формы металлу используется жидкое топливо и кислород.Его изобрели французские инженеры Эдмон Фуше и Шарль Пикар. Температура, генерируемая кислородом, используемая в процессе, применяется к концентрированным областям поверхности металла. Кислородная сварка происходит в помещении.

Контактная точечная сварка — это метод дуговой сварки, при котором металлические поверхности склеиваются при нагревании. Это тепло генерируется сопротивлением электрического тока. Сварка RSW относится к группе методов сварки, известных как контактная сварка сопротивлением.

Сварка контактным швом — это метод, при котором между соприкасающимися поверхностями металлов с аналогичными свойствами выделяется тепло. Сварка шва начинается с одной стороны стыка и продолжается до другого конца. Процесс зависит от двойных электродов, обычно сделанных из меди.

Как форма точечной сварки, выступающая сварка — это процесс, при котором тепло локализуется в определенной области для позиционирования. Этот процесс распространен в проектах, в которых используются гайки, шпильки и другие металлические крепежные детали с резьбой, а также перекрещенные стержни и провода.

Холодная сварка, также известная как контактная сварка, представляет собой метод соединения поверхностей без нагрева или плавления.

Более 30 лет Astro Machine Works сваривает металлы для изделий и оборудования, используемого в различных отраслях промышленности. Как основные специалисты по сварке в Пенсильвании, наша команда обслуживала, в частности, аэрокосмическую, электронную, телекоммуникационную, пищевую и фармацевтическую промышленность. Чтобы узнать больше о наших сварочных услугах, свяжитесь с нами сегодня, чтобы поговорить с нашими представителями.

Modern Welding, 12-е издание стр. 232

232 Modern Welding Copyright Goodheart-Willcox Co., Inc. 8.13.2 Сварные швы с разделкой кромок На Рис. 8-69 и Рис. 8-70 показаны углы, используемые для сварки стыкового соединения и внешнего углового соединения. в положении потолочной сварки. Корневой проход аналогичен другим позициям сварки. Держите дугу по центру сварного шва и по направлению к передней части сварочной ванны. Следите за замочной скважиной, чтобы убедиться, что обе части плавятся.Используется угол перемещения сопротивления 5 ° –15 °. Несмотря на то, что сварной шов находится над головой, можно использовать небольшое переплетение. Может потребоваться небольшое переплетение, чтобы перекрыть более широкий корневой промежуток. После корневого прохода для промежуточных проходов используется небольшое переплетение. 8.14 Автоматический GMAW и FCAW Газовая дуговая сварка металлическим электродом и дуговая сварка порошковой проволокой могут быть полуавтоматическими или полностью автоматическими процессами. В полуавтоматическом процессе сварщик должен направлять и перемещать горелку, в то время как сварочная проволока автоматически подается в сварочную ванну.Пистолеты GMAW и FCAW могут быть установлены на моторной тележке или роботе. См. Рис. 8-71. Процесс полностью автоматический, если сварочная горелка управляется аппаратом с обратной связью. В главе 26 «Автоматическая и роботизированная сварка» представлена ​​дополнительная информация о роботах и ​​другом автоматическом сварочном оборудовании. A B Направление движения Угол движения 5 ° –10 ° Покровный проход Корневой проход Goodheart-Willcox Publisher Компания Lincoln Electric Рис. 8-69.A — Сварка со скосом под кромку стыка в положении потолочной сварки, выполняемая за два прохода. B — сварщик, использующий FCAW – S для выполнения сварного шва со скосом и канавкой в ​​положении потолочной сварки. Вид спереди Вид сбоку Угол перемещения 5–10 ° Goodheart-Willcox Publisher Рис. 8-70. Сварной шов с J-образной канавкой в ​​наружном угловом соединении в положении потолочной сварки. Motoman, Inc. Рисунок 8-71. Пушка GMAW, установленная на роботе. Деталь удерживается в креплении.

Классификация сварочных процессов: 7 видов

Эта статья проливает свет на семь основных типов сварочных процессов. Типы: 1. Ручная сварка 2. Полуавтоматическая сварка 3. Автоматическая сварка 4. Автоматическая сварка 5. Адаптивное управление 6. Дистанционная сварка 7. Роботизированная сварка.

Это означает, что все восемь операций последовательности сварки выполняются вручную. Однако обратите внимание, что этап 4, который представляет собой «относительное движение между сварочной головкой и изделием», может включать в себя некоторую механическую помощь, такую ​​как сварочный манипулятор, который перемещает деталь примерно с правильной скоростью для сварки.

Один из таких манипуляторов, называемый гравитационным двигателем, показан на рис. 21.1, на котором сварщик наматывает груз, а затем регулирует скорость стола, удерживая край и позволяя ему проходить сквозь пальцы с желаемой скоростью, что позволяет ему выполнять более аккуратные, непрерывные сварные швы. о круговых аферах в положении сварки вниз.

Ручная сварка наиболее популярна при сварке SMAW, GTAW, газокислородной и плазменной сварке.

В этой системе этап 5, который представляет собой «управление параметрами сварки, такими как скорость подачи проволоки в GMAW или продолжительность тока при контактной сварке с помощью сварочного аппарата, является автоматическим», но сварочные средства находятся в руках. Этап 4, то есть относительное движение между сварочной головкой и работой, обычно выполняется вручную, но можно использовать механические средства, такие как конвейерная лента или рабочий манипулятор. Таким образом, процесс GMAW можно использовать в сочетании с гравитационным двигателем для повышения качества и производительности сварки.

Различные операции на этапах 3 и 6, то есть «запуск и остановка работы», могут выполняться последовательно автоматически с помощью одного двухпозиционного переключателя.

Полуавтоматическая сварочная система наиболее популярна с GMAW и FCAW. Хотя этот метод можно использовать с процессами GTAW, SAW и ESW, но он используется редко.

Это система, в которой, по крайней мере, этап 5 — «управление параметрами сварки», а этап 4 i.е., «относительное движение между сварочной головкой и изделием» выполняется автоматически. Обычно один переключатель, работающий через устройство последовательности, управляет элементами управления питанием и расходными материалами, такими как провод и газ. Это также может привести к автоматическому срабатыванию устройства для заполнения кратера, если оно установлено. На рис. 21.2 показана блок-схема типичной автоматической сварочной системы.

В автоматической системе сварки этапы 1, 2, 7 и 8 выполняются вручную или запускаются вручную.Согласно приведенной выше логике, гравитационная сварка классифицируется как переносной автоматический метод сварки.

Автоматическая сварочная система наиболее популярна с процессами SAW и ESW. Он также используется, в ограниченной степени, в процессах GTAW, GMAW, FCAW и плазменной сварки.

Автоматическая сварочная система выполняет все восемь этапов от сборки и передачи деталей на сварочную головку без регулировки органов управления сварщиком.Сварка, которая может быть завершена в один или несколько этапов, и окончательный выброс готового продукта выполняются механически без ручного вмешательства. Важным аспектом автоматизированной сварки является то, что оператору не нужно постоянно контролировать операцию. По сравнению с автоматической сваркой это увеличивает производительность, улучшает качество и снижает утомляемость оператора.

На рис. 21.3 показана принципиальная схема автоматизированной сварочной системы, в которой используются мини-компьютер, мульти-программатор и блок отслеживания мошенничества.Автоматические сварочные системы широко используются с процессами SAW, GMAW и FCAW. В ограниченной степени GTAW, PAW и ESW также используются в автоматических режимах.

Рис. 21.3 Принципиальная схема автоматизированной сварочной системы

В связи с более широким использованием автоматических и автоматизированных сварочных систем крайне важно, чтобы сварочная головка двигалась точно по траектории соединения и обеспечивала сварные швы желаемых характеристик и качества.Обычно это делается с помощью устройств, называемых адаптивным управлением.

Адаптивный контроль в сварочных системах, таким образом, преследует две цели, а именно: отслеживание мошенничества и контроль качества.

Есть несколько типов устройств отслеживания шва. Самый простой из них показан на рис. 21.4. представляет собой механический толкатель, который использует подпружиненные колеса для физического следования стыковому шву. Эта система удовлетворительно работает на длинных горизонтальных или вертикальных путях, но может оказаться бесполезной для отслеживания швов по изогнутой траектории, как видно из двух положений этого типа трекера мошенничества, показанных на рис.21.5.

Другие системы отслеживания швов включают электромеханические устройства, в которых используются легкие электронные датчики. Однако их способность отслеживать многопроходные сварные швы и швы с квадратной канавкой ограничена. На них также отрицательно влияет высокая температура сварки.

Некоторые другие системы, используемые в процессе GTAW, основаны на обнаружении дуги с использованием управления напряжением дуги для поддержания пути. Более сложные версии отслеживания дугового шва используют механизм для колебания дуги и интерпретации изменения характеристик дуги для определения местоположения стыка.Такая система может быть желательной или нежелательной для конкретного процесса сварки и может быть ограничена в скорости движения из-за требований к колебаниям.

Безусловно, самые сложные системы отслеживания мошенничества относятся к оптическому типу, в которых используются видеокамеры, как показано на рис. 21.6, или другие устройства для получения двух- или трехмерного изображения сварного шва. Эти изображения используются компьютерной системой, чтобы сварочная головка очень точно следовала траектории соединения.

Оптическая система слежения за швом с использованием лазерного луча — это новейший метод достижения высокой точности при следовании заданной траектории сварки.Однако острые углы и эффект сварочного тепла и дыма по-прежнему создают проблемы, которые не удается полностью устранить.

Адаптивное управление, используемое для контроля качества в процессе контактной сварки, позволяет продолжать процесс до тех пор, пока не будет сформирована крупинка соответствующего размера.

Когда используется какая-либо форма адаптивного управления, слова «с отслеживанием мошенничества» или «с адаптивным управлением» должны быть добавлены к основному режиму процесса, например, «автоматическая сварка с отслеживанием мошенничества или точечная сварка сопротивлением с контролем качества в процессе. ‘.

Дистанционная сварка и автоматическая сварка имеют много общего. В обоих случаях сварка выполняется без непосредственного присутствия сварщика-человека. В случае автоматической сварки оператор может находиться всего в нескольких метрах от места проведения сварки, но сварщик также может находиться на расстоянии многих метров.

Это связано с тем, что мониторинг и регулировка не требуются во время работы. Во многих случаях сварочные операции выполняются за шторами, так что оператор не может даже видеть операции или на него не влияет дуга.

Дистанционная сварка во многом похожа на автоматическую сварку тем, что сварщик не находится в месте сварки и может находиться на большом расстоянии от него. Однако разница в том, что автоматическая сварка обычно предназначена для выполнения одного и того же идентичного сварного шва раз за разом. Дистанционная сварка обычно включает операции технического обслуживания, при которых каждый сварной шов может отличаться от предыдущего.

Когда один и тот же шов выполняется снова и снова, дистанционная сварка становится похожей на автоматическую сварку.Дистанционная сварка становится все более широко используемой с увеличением числа атомных электростанций. Как правило, это выполняется там, где люди не могут присутствовать из-за враждебной атмосферы, например, там, где существует высокий уровень радиоактивности. Поэтому блоки технического обслуживания должны предусматривать удаленную работу, включая сварку.

Некоторые из типичных применений дистанционной сварки включают запечатывание радиоактивных материалов в металлические контейнеры. Герметизация твэлов и стержней мишеней также выполняется в атомной промышленности дистанционной сваркой, как показано на рис.21.12.

Дистанционная сварка находит применение на некоторых предприятиях радиохимической обработки, где работают с высококоррозионными растворами. Это также делается для ядерных реакторов, где условия эксплуатации требуют наивысшего качества сварки. Заглушка негерметичных трубок теплообменников на атомных электростанциях — еще одно применение удаленной сварки с использованием автоматической установки GTAW.

Сварные швы труб в радиоактивной атмосфере также выполняются дистанционно с помощью автоматических GTAW-головок.Дистанционные сварные швы в трубах и трубках выполняются так, как если бы они выполнялись на оборудовании в нормальных условиях.

Роботизированная сварка в основном является частью автоматизированной сварочной системы, но рассматривается отдельно, потому что из всех технологий, доступных в настоящее время, роботы, возможно, являются наиболее захватывающими и, следовательно, нуждаются в особом справочнике по автоматизации сварки. Шарнирно-сочлененные роботы могут точно имитировать продуктивные действия человека в сварочной среде и в определенных пределах обеспечивают приемлемую альтернативу для выполнения многих монотонных и, следовательно, утомительных задач, которые часто встречаются в промышленности.В этом контексте робот может быть экономичным решением многих задач дуговой сварки.

В простейшем случае робот — это манипулятор, который можно программировать по желанию. Манипулятор приводится в действие исполнительными механизмами, такими как электродвигатели, и управляется компьютером. Большинство сварочных роботов имеют пять или шесть осей, по которым они перемещаются. Некоторые из этих осей являются линейными, а другие — вращательными.

Комбинация линейных осей и осей вращения делает робота более или менее подходящим для конкретной задачи или ряда задач.Контроллер робота имеет память, в которой могут храниться программы, и эти программы можно воспроизводить по желанию. Таким образом, обучаемые программы могут быть записаны для использования в будущем. Поскольку роботы обладают такой гибкостью, они отличаются от фиксированной автоматизации, которая предназначена только для одной задачи. На рис. 21.13 показаны основные элементы роботизированной сварочной системы с шарнирно-сочлененным роботом.

Несомненно, роботы не могут выполнять всю работу, выполняемую в настоящее время людьми, и сомнительно, что они когда-нибудь будут.Там, где необходимо сваривать экзотические материалы или где доступ сильно ограничен, где допуски на предварительные сварочные процессы недостаточно легкие или когда компоненты не могут быть надлежащим образом зажаты во время сварки, возможности использования робота сокращаются.

Несмотря на эти ограничения, существует множество приложений, в которых роботизированная система доказывает свою ценность, потому что сварка вряд ли может не стать областью роста, поскольку операция по своей природе трудоемкая, часто повторяющаяся и является экологически неприятным занятием, поэтому она требует навыки, которые довольно легко могут быть переданы роботу. Также случайно при сварке часто используется рабочий манипулятор, устройство, которое благодаря своим собственным движениям может упростить программу, которую необходимо обучить роботу, и может легко взаимодействовать с последним.

Таким образом, эффективная роботизированная сварка — это не только вопрос правильного взаимодействия между управляющей электроникой и сварочным комплексом, но и зависит от прецизионного, программируемого оборудования для обработки деталей, работающего в очень узких диапазонах.

Типы сварочных роботов:

В области сварки роботы были впервые представлены для точечной сварки в автомобильной промышленности, и они хорошо зарекомендовали себя в этой области. Однако в настоящее время основное внимание уделяется разработке сварочных роботов MIG.В последнее время были разработаны даже сварочные роботы TIG, поскольку сварка TIG — это сложная, медленная и, следовательно, утомительная работа, при которой сварочная горелка должна находиться в точном положении, а сварщик вынужден мириться с интенсивно пульсирующей дугой вольфрамового электрода.

Если соединение требует присадочной проволоки, ситуация еще хуже, поскольку другая рука должна подавать проволоку под правильным углом и с такой же точностью. Когда заготовка имеет сложную форму с несколькими короткими соединениями под разными углами или в случае несимметричного соединения труб, подходящего оборудования до сих пор не было.Поскольку к сварке TIG прибегают только в том случае, если основной материал представляет собой специальный сплав или когда в процессе производства необходимо обеспечить полное проплавление без каких-либо сварочных дефектов, это обычно только для некоторых специальных применений.

Однако, поскольку он используется для изготовления критических соединений в таких отраслях, как авиастроение, производство пищевых продуктов, химическая промышленность, производство огнестрельного оружия и прецизионных инструментов, роботы для сварки TIG были разработаны для промышленного использования, в котором они работают. сварочной горелкой и подает присадочную проволоку в стык.На рис. 21.14 показаны основные элементы системы сварки TIG, использующей инфракрасный сканер для отслеживания шва.

Рис. 21.14 Робот-система для сварки TIG, использующая инфракрасный сканер для отслеживания мошенничества

Последней разработкой в ​​индустрии сварочных роботов является внедрение робота, который использует систему технического зрения на основе лазера для дуговой сварки, когда свариваемые детали имеют большие неровности. Такой робот может обнаруживать вариации и исправлять их, как это сделали бы люди в реальном времени.

Для эффективного использования сварочного робота важно следовать установленной процедуре, иначе это может привести к смещению дуги и, как следствие, низкому качеству сварных швов, как показано для стыковых и угловых швов на рис. 21.15 и 21.16 соответственно. Кроме того, неправильная процедура может повлечь за собой дополнительное перемещение заготовки, как показано на рис. 21.17, что приведет к задержке в производстве и увеличению стоимости продукта.

Меры предосторожности при использовании роботов :

Использование робота никоим образом не отменяет существующие требования безопасности для любой сварочной установки.Робот, безусловно, поможет, потому что его использование позволяет убрать людей из опасных или нездоровых ситуаций. Это не только улучшает трудовые отношения, но также может повысить производительность за счет устранения перерывов на отдых, которые часто требуются по закону в некоторых обстоятельствах.

Риск, который робот вносит в окружающую среду, лучше всего понять, если рассматривать робота как слепую, глухую и немую автоматизацию, которая будет реагировать только на сигналы, вводимые непосредственно в его мозг.Однако роботы могут точно имитировать навыки человека, но это только в том случае, если окружающая среда остается постоянной.

Самая большая сила робота в том, что он может игнорировать тепло, свет, излучение и т.д. В свете этих фактов следует признать, что роботы и люди плохо сочетаются друг с другом и что пропуски должны выдаваться тем сотрудникам, которым разрешено контактировать с роботизированной системой.

Роботизированные системы представляют собой сложные взаимодействия компьютерной электроники, механических систем и систем управления. Они могут выйти из строя неожиданным образом, поэтому необходимо принять меры для защиты окружающих людей и процессов. Это называется отказоустойчивым. В аварийных ситуациях всегда должна быть предусмотрена возможность ручного управления.

Заявки:

Роботы находят применение на работе, которая может быть опасной для человека, или на грязной или утомительной работе, где трудно поддерживать эффективность.Помимо снижения затрат за счет повышения производительности, другими преимуществами роботов являются постоянная точность, минимальные потери материалов, стабильная оплата труда, потому что отсутствие работы означает отсутствие оплаты, и, наконец, не будет проблемой нехватка квалифицированного персонала.

Теоретически робот может использоваться даже для разовой работы, но было бы явно напрасной тратой времени постоянно программировать робота, если задача может быть выполнена за одно и то же время традиционными методами. Однако, если это серийное производство и партия повторяется с любой регулярностью, скажем, еженедельно или ежемесячно, и если приспособления могут быть точно расположены после их использования для первого сварного шва, то использование робота может быть распределено по многим компонентам. .

Когда размер партии становится слишком большим, необходимо снова проверить робота, чтобы выяснить, не может ли стационарная автоматизация быть лучшим предложением. В этих обстоятельствах роботы могут быть оправданы, если партия будет меняться каждый год, так что затраты на переоборудование могут быть ограничены.

Размер сварной конструкции обычно не вызывает трудностей при обращении с ней при условии обеспечения доступа. С другой стороны, толщина свариваемого материала накладывает множество ограничений, например, когда металл становится очень тонким, скажем, менее 1 мм, сварка становится все более и более критичной.

Сварной шов необходимо укладывать очень быстро, чтобы избежать прожога », а сварной шов может сильно деформироваться во время сварки. Эти нежелательные условия не подходят роботу, который в основном ожидает относительно стабильного набора условий сварки. При возникновении трудностей иногда возможно либо перепроектировать продукт, либо перепланировать работу в соответствии с требованиями робота. Следовательно, использование сварочного робота, вероятно, также будет стимулировать изменения в конструкции продукта, чтобы облегчить доступ к стыкам, и из-за улучшенного качества поверхности сварного шва можно будет указать больше внешних сварных швов.

Робот стоит :

Стоимость роботизированной системы для дуговой сварки может варьироваться от 25 лакхов до 30 рупий. Ожидается, что роботизированная система дуговой сварки прослужит от 10 до 20 лет. Если система стареет, она, вероятно, устареет и будет относительно неэффективной. Кроме того, неразумно ожидать, что поставщики роботов будут хранить запасные части для роботов каждой модели на неопределенный срок.