Меню

Что такое сварочный стабилизатор дуги схема



Что такое сварочный стабилизатор дуги схема

Стабилизатор тока сварочной дуги.

Автор: Филипович Алексей
Опубликовано 14.03.2012
Создано при помощи КотоРед.

Основным недостатком сварочных трансформаторов переменного тока является циклическое прерывание горения дуги, вызванное периодическими переходами сварочного тока через нулевые значения при смене полярности на электроде и изделии, что негативно сказывается на качестве сварного шва. Стабилизатор сварочной дуги (ССД) позволяет устранить некоторые недостатки, а так же расширить возможности сварочного аппарата и повысить качество сварного шва.

Подключение стабилизатора сварочной дуги к сварочному трансформатору делает его универсальным по сварочно-технологическим свойствам, т.е. в этом случае сварочный трансформатор может заменить выпрямитель или установку для аргонно-дуговой сварки, что дает возможность осуществлять сварку переменным током в таких случаях:

а) при ручной дуговой сварке черных сталей плавящимися электродами, предназначенными для переменного тока (типа АНО-4, МР-3 и пр.) и для постоянного тока (типа УОНИ, ТМЛ, ТМУ и пр.);

б) при ручной дуговой сварке нержавеющих и специальных сталей плавящимися электродами (типа ОЗЛ, ЦЛ, ЦТ и пр.);

в) при ручной дуговой сварке чугуна плавящимися электродами (типа МНЧ, ЦЧ и пр.);

г) при аргонно-дуговой сварке неплавящимся электродом нержавеющих сталей, алюминия и его сплавов в тех случаях, когда допускается начальное зажигание дуги от короткого замыкания.

Применение сварочных трансформаторов совместно со стабилизатором сварочной дуги позволяет получить существенный экономический эффект благодаря:

1) увеличению на (10..15) % времени горения дуги в общем времени работы сварщика за счет более раннего поджига дуги в каждый полупериод синусоиды сварочного тока;

2) уменьшения расхода электродов и увеличения коэффициента наплавки за счет увеличения стабильности процесса сварки и уменьшения разбрызгивания металла;

3) снижения требований к квалификации сварщика, так как высокая стабильность горения дуги позволяет сварщику выполнять работы более качественно;

4) многофункциональности, позволяющей использовать трансформатор взамен выпрямителя или установки для аргонодуговой сварки.

Предлагаемое читателям устройство собрано на широкодоступной элементной базе. Благодаря применению современных компонентов отличается малыми габаритами и весом, что позволяет использовать его совместно с любым сварочным трансформатором переменного тока. Подключается ССД к сварочному аппарату параллельно его вторичной (силовой) обмотке и монтируется в любом свободном месте внутри корпуса сварочного трансформатора. При использовании ССД сварочный аппарат варит «мягко», как при постоянном токе, шов получается блестящим с минимальным количеством посторонних включений в виде шлака.

Принцип действия подобных устройств, в принципе одинаков. Он основан на явлении ЭДС самоиндукции трансформатора, возникающей при отключении нагрузки в момент нарастания синусоидального напряжения. В данном случае в качестве нагрузки выступает резистор R1 и открытый переход полевого транзистора с индуцируемым каналом VT1. По сварочной цепи, образованной зажимами, кабелями, сварочным электродом и свариваемыми поверхностями ток не протекает, так как напряжение на выходе трансформатора ещё не достигло значения, необходимого для «поджига» дуги. Таким образом для получения повышенного напряжения на выходе сварочного трансформатора не нужно применять какие-либо преобразователи напряжения, накопительные конденсаторы и т.п., достаточно лишь после начала роста выходного напряжения сварочного трансформатора, после перехода сети через «ноль» кратковременно закоротить вторичную обмотку этого трансформатора. Возникающий после снятия КЗ выброс напряжения достигает в пике значения 150…400 В. Однако такое значение напряжения получается лишь при холостом ходе сварочного аппарата. При поднесении сварочного электрода на расстояние 1…2 мм. К свариваемым поверхностям воздушный промежуток пробивается и протекающий ток сварочной дуги мгновенно гасит возникающий импульс напряжения. Поэтому, подключив осциллограф к сварочному аппарату и зажигая дугу, видно, что выброс напряжения достигает лишь пикового значения в 30…60 В., что соответствует напряжению зажигания дуги. Лавинный рост тока дуги в этом случае препятствует росту напряжения до значительных значений. Чего не скажешь о режиме холостого хода. По этому необходимо использование двойной изоляции рукоятки держателя электродов и соблюдение необходимых предосторожностей при работе со сварочным аппаратом с установленным ССД.

Схемотехнически принцип работы устройства заключается в следующем: Диодный мост VD1-VD4 выпрямляет поступающее от сварочного трансформатора через предохранитель FU1 напряжение. По мере роста напряжения сначала, током протекающим через резистор R5 открывается транзистор VT3, затем напряжение, поступающее с резистора R6 отпирает тиристор VS1. В результате отпирается пара транзисторов VT2-VT1 и нарастающий ток короткого замыкания сварочного трансформатора начинает протекать через резистор R1. Падение напряжения на резисторе и открытом силовом транзисторе составляет 1…2В. Этого значения достаточно для удержания тиристора VS1 в открытом состоянии. С ростом напряжения на выходе сварочного трансформатора увеличивается и ток, протекающий через R1, вызывая рост напряжения на управляющем электроде тиристора VS2. По достижению напряжением на R1 значения около 3 В. тиристор открывается и шунтирует базу транзистора VT3, вызывая лавинное запирание всей цепочки транзисторов. Ток через устройство снижается до значения 5…10 мА., а сварочный трансформатор генерирует высоковольтный выброс. Стабилитрон VD5 предназначен для защиты транзистора VT1, хотя может быть он и лишний, но как говорится надёжность прежде всего. Параллельно с резистором R3 можно включить резистор R11 и светодиод, который будет индицировать работу ключевого транзистора. Светодиод при этом монтируется на плату со стороны печатных проводников.

Читайте также:  Втулка стабилизатора лифан бриз аналог

Следует заметить, что нормальная работа устройства при указанных на схеме номиналах не гарантируется. Это объясняется значительным разбросом параметров активных элементов, и в первую очередь тиристоров. Кроме того даже правильно настроенный ССД, идеально работающий с одним сварочным трансформатором не даст никакого эффекта при подключении к другому. Это делает невозможным массовое производство подобных устройств.

Настройку устройства следует проводить при его подключении к сварочному трансформатору, причём к тому, на котором в дальнейшем оно будет установлено. Настройка производится на холостом ходе сварочного трансформатора при подключенном параллельно устройству осциллографе. Подбором R5 добиваются максимальной амплитуды выброса, следя за тем, чтобы транзистор VT1 не перегревался. Затем подбором R6 импульс «сдвигают» максимально близко к началу перехода сетевого напряжения через ноль, следя за тем, чтобы его амплитуда значительно не уменьшилась, затем снова подбором R5 добиваются максимальной амплитуды выброса, не забывая контролировать температуру силового транзистора. При значительном нагреве VT1 следует уменьшить длительность импульса короткого замыкания, уменьшая сопротивление R10. Как примерно должна выглядеть осциллограмма напряжения, полученная на выходе сварочного трансформатора при правильно настроенном устройстве показано на рис.2.

Конструктивно ССД размещён в подходящем пластмассовом корпусе (в авторском экземпляре использована обычная мыльница), к основанию которого прикручена алюминиевая пластина-теплоотвод, к которой внутри корпуса, сквозь печатную плату, прикручены силовые элементы VD1-VD4 и VT1 (рис.3).

В пластине предусмотрены отверстия для крепления к корпусу сварочного трансформатора. Чертёж проводников печатной платы и расположение элементов на ней, изображено на рисунках 4 и 5 соответственно.

Схема подключения к сварочному трансформатору показана на рис.7.

Внимание! Устройство генерирует импульсы напряжением до 400 В. при настройке и эксплуатации соблюдайте необходимые меры техники безопасности. Автор не несёт ответственности за возможную порчу оборудования или иной ущерб, вызванный использованием или невозможностью использования данного устройства.

Источник

Что такое сварочный стабилизатор дуги схема

Стабилизатор тока сварочной дуги.

Основным недостатком сварочных трансформаторов переменного тока является циклическое прерывание горения дуги, вызванное периодическими переходами сварочного тока через нулевые значения при смене полярности на электроде и изделии, что негативно сказывается на качестве сварного шва. Стабилизатор сварочной дуги (ССД) позволяет устранить некоторые недостатки, а так же расширить возможности сварочного аппарата и повысить качество сварного шва.

Подключение стабилизатора сварочной дуги к сварочному трансформатору делает его универсальным по сварочно-технологическим свойствам, т.е. в этом случае сварочный трансформатор может заменить выпрямитель или установку для аргонно-дуговой сварки, что дает возможность осуществлять сварку переменным током в таких случаях:
а) при ручной дуговой сварке черных сталей плавящимися электродами, предназначенными для переменного тока (типа АНО-4, МР-3 и пр.) и для постоянного тока (типа УОНИ, ТМЛ, ТМУ и пр.);
б) при ручной дуговой сварке нержавеющих и специальных сталей плавящимися электродами (типа ОЗЛ, ЦЛ, ЦТ и пр.);
в) при ручной дуговой сварке чугуна плавящимися электродами (типа МНЧ, ЦЧ и пр.);
г) при аргонно-дуговой сварке неплавящимся электродом нержавеющих сталей, алюминия и его сплавов в тех случаях, когда допускается начальное зажигание дуги от короткого замыкания.
Применение сварочных трансформаторов совместно со стабилизатором сварочной дуги позволяет получить существенный экономический эффект благодаря:
1) увеличению на (10..15) % времени горения дуги в общем времени работы сварщика за счет более раннего поджига дуги в каждый полупериод синусоиды сварочного тока;
2) уменьшения расхода электродов и увеличения коэффициента наплавки за счет увеличения стабильности процесса сварки и уменьшения разбрызгивания металла;
3) снижения требований к квалификации сварщика, так как высокая стабильность горения дуги позволяет сварщику выполнять работы более качественно;
4) многофункциональности, позволяющей использовать трансформатор взамен выпрямителя или установки для аргонодуговой сварки.

Предлагаемое читателям устройство собрано на широкодоступной элементной базе. Благодаря применению современных компонентов отличается малыми габаритами и весом, что позволяет использовать его совместно с любым сварочным трансформатором переменного тока. Подключается ССД к сварочному аппарату параллельно его вторичной (силовой) обмотке и монтируется в любом свободном месте внутри корпуса сварочного трансформатора. При использовании ССД сварочный аппарат варит «мягко», как при постоянном токе, шов получается блестящим с минимальным количеством посторонних включений в виде шлака.

Принцип действия подобных устройств, в принципе одинаков. Он основан на явлении ЭДС самоиндукции трансформатора, возникающей при отключении нагрузки в момент нарастания синусоидального напряжения. В данном случае в качестве нагрузки выступает резистор R 1 и открытый переход полевого транзистора с индуцируемым каналом VT 1. По сварочной цепи, образованной зажимами, кабелями, сварочным электродом и свариваемыми поверхностями ток не протекает, так как напряжение на выходе трансформатора ещё не достигло значения, необходимого для «поджига» дуги. Таким образом для получения повышенного напряжения на выходе сварочного трансформатора не нужно применять какие-либо преобразователи напряжения, накопительные конденсаторы и т.п., достаточно лишь после начала роста выходного напряжения сварочного трансформатора, после перехода сети через «ноль» кратковременно закоротить вторичную обмотку этого трансформатора. Возникающий после снятия КЗ выброс напряжения достигает в пике значения 150…400 В. Однако такое значение напряжения получается лишь при холостом ходе сварочного аппарата. При поднесении сварочного электрода на расстояние 1…2 мм. К свариваемым поверхностям воздушный промежуток пробивается и протекающий ток сварочной дуги мгновенно гасит возникающий импульс напряжения. Поэтому, подключив осциллограф к сварочному аппарату и зажигая дугу, видно, что выброс напряжения достигает лишь пикового значения в 30…60 В., что соответствует напряжению зажигания дуги. Лавинный рост тока дуги в этом случае препятствует росту напряжения до значительных значений. Чего не скажешь о режиме холостого хода. По этому необходимо использование двойной изоляции рукоятки держателя электродов и соблюдение необходимых предосторожностей при работе со сварочным аппаратом с установленным ССД.

Читайте также:  Втулка стабилизатора задняя duster 4x4

Схемотехнически принцип работы устройства заключается в следующем: Диодный мост VD 1- VD 4 выпрямляет поступающее от сварочного трансформатора через предохранитель FU 1 напряжение. По мере роста напряжения сначала, током протекающим через резистор R 5 открывается транзистор VT 3, затем напряжение, поступающее с резистора R 6 отпирает тиристор VS 1. В результате отпирается пара транзисторов VT 2- VT 1 и нарастающий ток короткого замыкания сварочного трансформатора начинает протекать через резистор R 1. Падение напряжения на резисторе и открытом силовом транзисторе составляет 1…2В. Этого значения достаточно для удержания тиристора VS 1 в открытом состоянии. С ростом напряжения на выходе сварочного трансформатора увеличивается и ток, протекающий через R 1, вызывая рост напряжения на управляющем электроде тиристора VS 2. По достижению напряжением на R 1 значения около 3 В. тиристор открывается и шунтирует базу транзистора VT 3, вызывая лавинное запирание всей цепочки транзисторов. Ток через устройство снижается до значения 5…10 мА., а сварочный трансформатор генерирует высоковольтный выброс. Стабилитрон VD 5 предназначен для защиты транзистора VT 1, хотя может быть он и лишний, но как говорится надёжность прежде всего. Параллельно с резистором R 3 можно включить резистор R 11 и светодиод, который будет индицировать работу ключевого транзистора. Светодиод при этом монтируется на плату со стороны печатных проводников.

Следует заметить, что нормальная работа устройства при указанных на схеме номиналах не гарантируется. Это объясняется значительным разбросом параметров активных элементов, и в первую очередь тиристоров. Кроме того даже правильно настроенный ССД, идеально работающий с одним сварочным трансформатором не даст никакого эффекта при подключении к другому. Это делает невозможным массовое производство подобных устройств.

Настройку устройства следует проводить при его подключении к сварочному трансформатору, причём к тому, на котором в дальнейшем оно будет установлено. Настройка производится на холостом ходе сварочного трансформатора при подключенном параллельно устройству осциллографе. Подбором R 5 добиваются максимальной амплитуды выброса, следя за тем, чтобы транзистор VT 1 не перегревался. Затем подбором R 6 импульс «сдвигают» максимально близко к началу перехода сетевого напряжения через ноль, следя за тем, чтобы его амплитуда значительно не уменьшилась, затем снова подбором R 5 добиваются максимальной амплитуды выброса, не забывая контролировать температуру силового транзистора. При значительном нагреве VT 1 следует уменьшить длительность импульса короткого замыкания, уменьшая сопротивление R 10. Как примерно должна выглядеть осциллограмма напряжения, полученная на выходе сварочного трансформатора при правильно настроенном устройстве показано на рис.2.

Конструктивно ССД размещён в подходящем пластмассовом корпусе (в авторском экземпляре использована обычная мыльница), к основанию которого прикручена алюминиевая пластина-теплоотвод, к которой внутри корпуса, сквозь печатную плату, прикручены силовые элементы VD 1- VD 4 и VT 1 (рис.3).

В пластине предусмотрены отверстия для крепления к корпусу сварочного трансформатора. Чертёж проводников печатной платы и расположение элементов на ней, изображено на рисунках 4 и 5 соответственно.

Схема подключения к сварочному трансформатору показана на рис.7.

Скачать чертёж печатной платы в формате LAY можно отсюда, а принципиальную схему в формате S-Plan отсюда.

Внимание! Устройство генерирует импульсы напряжением до 400 В. при настройке и эксплуатации соблюдайте необходимые меры техники безопасности. Автор не несёт ответственности за возможную порчу оборудования или иной ущерб, вызванный использованием или невозможностью использования данного устройства.

стройство стабилизации горения сварочной дуги сварка на

переменном токе как на постоянном доработка сварочника

Источник

Что такое сварочный стабилизатор дуги схема

Осциллятор — это устройство, преобразующее ток промышленной частоты низкого напряжения в ток высокой частоты (150 — 500 тыс. Гц) и высокого напряжения (2000 — 6000 В), наложение которого на сварочную цепь облегчает возбуждение и стабилизирует дугу при сварке.

Основное применение осцилляторы нашли при аргоно-дуговой сварке переменным током не плавящимся электродом металлов малой толщины и при сварке электродами с низкими ионизирующими свойствами покрытия.

Принципиальная электрическая схема осциллятора ОСПЗ-2М показана на рис. 73.

Осциллятор состоит из колебательного контура (конденсатора С5, в качестве индукционной катушки используется подвижная обмотка трансформатора ВЧТ и разрядника Р) и двух индуктивных дроссельных катушек Др1 и Др2, повышающего трансформатора ПТ, высокочастотного трансформатора ВЧТ.

Колебательный контур генерирует ток высокой частоты и связан со сварочной цепью индуктивно через высокочастотный трансформатор, выводы вторичных обмоток которого присоединяются: один к заземленному зажиму выводной панели, другой — через конденсатор С6 и предохранитель Пр2 ко второму зажиму. Для защиты сварщика от поражения электрическим током в цепь включен конденсатор С6, сопротивление которого препятствует прохождению тока высокого напряжения и низкой частоты в сварочную цепь. На случай пробоя конденсатора С6 в цепь включен плавкий предохранитель Пр2.

Читайте также:  Стабилизатор wester stb 2000

Осциллятор ОСПЗ-2М рассчитан на подключение непосредственно в двухфазную или однофазную сеть напряжением 220 В.

При нормальной работе осциллятор равномерно потрескивает, и за счет высокого напряжения происходит пробой зазора искрового разрядника. Величина искрового зазора должна быть 1,5 — 2 мм, которая регулируется сжатием электродов регулировочным винтом. Напряжение на элементах схемы осциллятора достигает нескольких тысяч вольт, поэтому регулирование необходимо выполнять при отключенном осцилляторе.

Рис. 73. Принципиальная электрическая схема осциллятора ОСПЗ-2М: СТ - сварочный трансформатор, Пр1, Пр2 - предохранители, Др1, Др2- дроссели, С, - С6 - конденсаторы, ПТ - повышающий трансформатор, ВЧТ - высокочастотный трансформатор, Р - разрядник
Рис. 73. Принципиальная электрическая схема осциллятора ОСПЗ-2М: СТ — сварочный трансформатор, Пр1, Пр2 — предохранители, Др1, Др2 — дроссели, С1 — С6 — конденсаторы, ПТ — повышающий трансформатор, ВЧТ — высокочастотный трансформатор, Р — разрядник

Рис. 74. Схема включения осциллятора М-3 и ОС-1 в сварочную цепь: Тр1 - трансформатор сварочный, Др - дроссель, Тр, - повышающий трансформатор осциллятора, Р - разрядник, С1 - конденсатор контура, С2 - защитный конденсатор контура, L1 - катушка самоиндукции, L2 - катушка связи
Рис. 74. Схема включения осциллятора М-3 и ОС-1 в сварочную цепь: Тр1 — трансформатор сварочный, Др — дроссель, Тр2 — повышающий трансформатор осциллятора, Р — разрядник, С1 — конденсатор контура, С2 — защитный конденсатор контура, L1 — катушка самоиндукции, L2 — катушка связи

Осциллятор необходимо зарегистрировать в местных органах инспекции электросвязи; при эксплуатации следить за его правильным присоединением к силовой и сварочной цепи, а также за исправным состоянием контактов; работать при надетом кожухе; кожух снимать только при осмотре или ремонте и при отсоединенной сети; следить за исправным состоянием рабочих поверхностей разрядника, а при появлении нагара — зачистить их наждачной бумагой. Осцилляторы, у которых первичное напряжение 65 В, подключать к вторичным зажимам сварочных трансформаторов типа ТС, СТН, ТСД, СТАН не рекомендуется, так как в этом случае напряжение в цепи при сварке понижается. Для питания осциллятора нужно применять силовой трансформатор, имеющий вторичное напряжение 65-70 В.

Схема подключения осцилляторов М-3 и ОС-1 к сварочному трансформатору типа СТЭ показана на рис. 74. Технические характеристики осцилляторов приведены в табл. 16.

Импульсные возбудители дуги. Это такие устройства, которые служат для подачи синхронизированных импульсов повышенного напряжения на сварочную дугу переменного тока в момент изменения полярности. Благодаря этому значительно облегчается повторное зажигание дуги, что позволяет снизить напряжение холостого хода трансформатора до 40 — 50 В.

Импульсные возбудители применяют только для дуговой сварки в среде защитных газов не плавящимся электродом. Возбудители с высокой стороны подключаются параллельно к сети питания трансформатора (380 В), а на выходе — параллельно дуге.

16. Технические характеристики осцилляторов
16. Технические характеристики осцилляторов

Мощные возбудители последовательного включения применяют для сварки под флюсом.

Импульсные возбудители дуги более устойчивы в работе, чем осцилляторы, они не создают радиопомех, но из-за недостаточного напряжения (200 — 300 В) не обеспечивают зажигания дуги без соприкосновения электрода с изделием. Возможны также случаи комбинированного применения осциллятора для начального зажигания дуги и импульсного возбудителя для поддержания ее последующего стабильного горения.

Разработанный Институтом электросварки имени Е. О. Па- тона генератор импульсов ГИ-1 имеет мощность 100 Вт, его габариты 275×305×340 мм.

Стабилизатор сварочной дуги. Для повышения производительности ручной дуговой сварки и экономичного использования электроэнергии создан стабилизатор сварочной дуги С Д-2. Стабилизатор поддерживает устойчивое горение сварочной дуги при сварке переменным током плавящимся электродом путем подачи на дугу в начале каждого периода импульса напряжения. Стабилизатор расширяет технологические возможности сварочного трансформатора и позволяет выполнять сварку на переменном токе электродами УОНИ, ручную дуговую сварку не плавящимся электродом изделий из легированных сталей и алюминиевых сплавов.

Схема внешних электрических соединений стабилизатора показана на рис. 75,а, осциллограмма стабилизирующего импульса — на рис. 75,6.

Сварка с применением стабилизатора позволяет экономичнее использовать электроэнергию, расширить технологические возможности применения сварочного трансформатора, уменьшить эксплуатационные расходы, ликвидировать магнитное дутье.

Сварочное устройство «Разряд-250». Это устройство разработано на базе сварочного трансформатора ТСМ-250 и стабилизатора сварочной дуги, выдающего импульсы частотой 100 Гц.

Рис. 75. Схема внешних электрических соединений стабилизатора и осциллограмма стабилизирующего импульса : а - схема: 1 - стабилизатор, 2 - трансформатор сварочный, 3 - электрод, 4 - изделие, б - осциллограмма: 1 - стабилизирующий импульс, 2 - напряжение на вторичной обмотке трансформатора
Рис. 75. Схема внешних электрических соединений стабилизатора и осциллограмма стабилизирующего импульса : а — схема: 1 — стабилизатор, 2 — трансформатор сварочный, 3 — электрод, 4 — изделие, б — осциллограмма: 1 — стабилизирующий импульс, 2 — напряжение на вторичной обмотке трансформатора

Функциональная схема сварочного устройства и осциллограмма напряжения холостого хода на выходе устройства показаны на рис. 76, а, б.

Устройство «Разряд-250» предназначено для ручной дуговой сварки переменным током плавящимися электродами любого типа, в том числе предназначенными для сварки на постоянном токе. Устройство может использоваться при сварке не плавящимися электродами, например, при сварке алюминия.

Рис. 76. Сварочное устройство
Рис. 76. Сварочное устройство ‘Разряд-250’: а — схема устройства, б — осциллограмма напряжения холостого хода на выходе

Устойчивое горение дуги обеспечивается подачей на дугу в начале каждой половины периода переменного напряжения сварочного трансформатора импульса напряжения прямой полярности, т. е. совпадающего с полярностью указанного напряжения.

Источник