Сварочный трансформатор схема

Содержание

Сегодня будем делать очередную поделку, а именно точечную сварку своими руками. В основном точечные сварки делают из трансформаторов от микроволновки, а мы будем использовать трансформатор от советского телевизора.Вот так выглядит трансформатор Т-182. Можно взять любой трансформатор и проделать с ним такие же действия.

С этим трансформатором были проделаны следующие работы, прежде всего из него была полностью смотана вторичная обмотка, после чего намотана из толстого, медного, многожильного кабеля.

Доделал вот такие, вот медные рога

чтобы прикрепить провод.

Прорезал часть корпуса (на фото видно), чтобы сделать крепление под медные шины, к ним прикрутил провода.

На фото пальцем я показываю текстолит, если нет текстолита можно заменить деревом.

Вот как я делал…

Разобранное изделие :).

Вот намотаны катушки по 4 витка на каждой и на концах проводов зажаты трубки от тормозной системы авто, тем самым получились хорошие, медные наконечники.

Ну, а дальше всё собирается просто, я думаю, как закрутить болты рассказывать не надо. Катушки подсоединяются паралельно друг с другом. Вот я собрал трансформатор.

Корпус для точечной сварки я сделал из старого советского стабилизатора напряжения.

На эту платформу я прикрутил трансформатор. А в крышке разместилось остальное.

Вот педаль с кнопочкой, которая будет включать сварку, я не стал делать никакой сложной конструкции, просто будет ставиться на землю кнопкой вниз и нажиматься.

Так же в корпусе-крышке разместились трансформатор, реле включения и вывод на 220 вольт. Сейчас мы рассмотрим поподробней.

Вот схема данного устройства.:

Сама схема состоит из блока питания на 12 вольт, блок питания можно сделать самому, как в моём случаи или взять уже готовый, главное чтобы от него срабатывало реле. Реле я взял простое, автомобильное на 12 вольт, оно своими контактами будет питать наш силовой трансформатор от 220 вольт. Ну и кнопка (выключатель), которая включает реле.

Далее я полностью всё собрал в один корпус и полуился вот такой аппарат.

вот так пока что он выглядит,

Теперь немного о силовых проводах-электродах…

Я их сделал из проводов от сварочного аппарата, а сами электроды опять-таки сделаны из медной трубки, которой был обжат наш провод.

А другие концы сделаны из жала паяльника в которым было просверлино отверстие.

Ну и теперь проведём небольшой тест, возьмём две металлические крышки и попробуем их сварить.

Крышки были легко сварены, можно сказать, что точечный,сварочный аппарат свою функцию выполняет нормально.

Чтобы никого не обманывать ,сразу скажу, что если вы будете делать такой точечный, сварочный аппарат, как я из этого трансформатора, то он будет послабее, чем вариант их трансформатора микроволновки. Но микроволновку я ломать не стал 🙂

Особенности и принцип точечной сварки для выбора трансформатора

Метод точечной сварки применяют и на производственных площадках, и в кустарных мастерских. На производстве эту технологию применяют для работы с листовыми заготовками из разных марок металла – черного, цветного, нержавеющего и пр. С помощью точечной сварки обрабатывают детали разной формы и размеров, кроме того, на оборудовании такой сварки изготавливают пересекающиеся стрежни.

В домашней мастерской такую технологию применяют для выполнения ремонта бытовой техники, в т.ч. автомобильной, электрической, например, для наращивания силового кабеля.
Надо отметить то, что способ точечной сварки включает в себя несколько последовательных операций, причем, эти операции одинаковы и для промышленного, и для бытового оборудования.
На первом этапе заготовки, выполненные из металла, соединяют между собой в заданном пространственном положении. Для их фиксации могут быть использованы обыкновенные строительные струбцины или друга технологическая оснастка.

Затем, соединенные детали помещают в рабочую зону оборудования, в пространстве между электродами. После этого их приводят в движение, начинается сжимание заготовок и подача электрического тока с определенными характеристиками. Подаваемый ток, выполняет нагревание металла до определенной температуры, в результате, этого будет произведена необходимая деформация заготовок.
В промышленных условиях применяют автоматические установки точечной сварки, в условиях мастерской чаще применяют полуавтоматические сварочные аппараты. Некоторые виды оборудования позволяют получать до 600 сварных контактов в минуту.
Еще один способ точечной сварки — это лазерная. Ее применение обеспечивает высокое качество, получаемых швов.

Смысл сварки этого типа заключается в следующем:
После сильного нагрева заготовок происходит их оплавление и происходит образование однородной структуры (шва).

Главный параметр такого сварочного процесса – это импульсная характеристика тока.

Именно она обеспечивает требуемый нагрев. Кроме того, важную роль играет и сила, с которой заготовки прижимают друг с другом. Именно в результате этого происходит кристаллизация металлической структуры.
Импульсная сварка гарантирует максимальную прочность стыков, при практически полной автоматизации сварочного процесса. Но главный недостаток такой технологии это невозможность обеспечения 100% герметичности заготовок между собой.

Виды трансформаторов для сварки

Технические характеристики трансформаторов должны обеспечивать такие технические свойства, которые позволяют с минимальными потерями произвести нагрев, расплав и соединение обрабатываемых деталей.

Трансформатор, предназначенный для производства сварных работ, имеет простую конструкцию и именно поэтому, многие домашние мастера предпочитают его изготавливать самостоятельно.

В конструкцию входит несколько составных частей:

Сердечник для трансформатора

  1. Сердечник, состоящий из нескольких пластин, выполненных из стали. Для сборки магнитопровода применяют пластины, изготовленные из электротехнической стали. На нем устанавливают одну или несколько обмоток. Настройку напряжения выполняют с помощью винтовой пары, которая проходит через сердечник и обмотку.
  2. Металлический корпус предназначен для защиты устройства от каких-либо повреждений. Кроме того, в состав трансформатора входят устройства вентиляции, рукояти и колеса для транспортировки.

Номинальное рабочее напряжение составляет 220 или 380 вольт и это позволяет их использовать и на промышленных объектах, и домашнем хозяйстве. Технические характеристики трансформатора допускают производить работы с металлическими заготовками разной формы и размеров.

Трансформатор для контактной сварки, состоит из тех же узлов, что и для традиционной. Это оборудование работает в режиме коротких, но часто повторяющихся нагрузок. Это приводит к тому, что обмотки испытывают серьезные динамические нагрузки. Для их компенсации в трансформаторах для точечной сварки применяют сердечник броневого типа и дисковые обмотки.

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75 предназначается для работы в составе электросварного оборудования для точечной сварки, которые эксплуатируются в закрытых помещениях при соблюдении ряда условий. Магнитопровод в этом трансформаторе имеет ленточную конструкцию, и стянут в раму с помощью шпилек. Обмотки этого трансформатора дисковые. Для изготовления первой обмотки применяют теплостойкий кабель ПСД.

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75

Вторая обмотка собрана из отдельных дисков и с помощью металлических деталей, выполненных из меди, они собраны в параллельную схему.
Для охлаждения вторичной обмотки используют проточную воду, которая перемещается по специально проложенным трубам. Обмотки залиты эпоксидной смолой.
Напряжение регулируется с помощью переключателей, которые установлены на сварочной машине. К основным параметрам трансформатора этой марки можно отнести следующее:

Охлаждение водой, аппарат изготовлен по классу изоляции F. За счет использования технологии Unicore трансформатор несет минимальные потери в магнитопроводе. Производитель выпускает трансформатор в климатическом исполнении УХЛ4.

Трансформатор для контактной сварки ТКС — 4500 Каскад

Трансформатор для контактной сварки ТКС — 4500 Каскад используют для сварки деталей из малоуглеродистых сталей совокупной толщиной до 4 мм.

Расчет трансформатора для сварки

Магнитопровод и обмотки отвечают за создание рабочих параметров устройства. То есть, зная, какие характеристики должны быть у трансформатора можно просчитать параметры обмоток, сердечника и сечения всех проводов.

Для выполнения расчетов необходимо взять следующие данные:

Сварочный трансформатор своими руками

    1. Напряжение на первой обмотке.
    2. Напряжение на второй обмотке.
    3. Сила тока на второй обмотке. Размер этого параметра определяется типом электродов и размерами заготовки.
    4. Площадь сердечника. Этот параметр определяет надежность трансформатора в целом. Оптимальным размером можно считать от 45 до 55 кв. см.
    5. Размер площади окна сердечника. Оптимальным считают размер от 80 до 110 кв. см.
    6. Плотность тока внутри обмотки. Этот параметр отвечает за потери в обмотке. Для аппаратов, выполненных своими руками, эта характеристика составляет 2,5 – 3 А.

Самодельный аппарат из микроволновой печи

Для установки в домашней мастерской высокопроизводительного сварочного оборудования нет необходимости в приобретении дорогостоящего оборудования. Для этого достаточно использовать старую микроволновую печь. Точнее, ее трансформатор. Он в состоянии обеспечить напряжение необходимо для выполнения точечной сварки.

При извлечении трансформатора из корпуса микроволновой печи необходимо соблюдать аккуратность. Сначала надо снять все крепежные детали, и удалить вторичную обмотку. Кроме этого необходимо удалить шунты, встроенные в ограничители тока. Точечная сварка, изготовленная из микроволновой печи, обеспечивает мощность в 700 – 800 Вт и это позволяет выполнять сварку стальных листов толщиной до 1 мм.

Строение трансформатора

Как и для любого другого сварочного устройства для его работы потребуется электрод.

Создание электродов

Сварочное оборудование позволяет выполнять большое количество работ по неразъемному соединению деталей, выполненных из металла. Для выполнения этой операции применяют электроды. Те, которые применяют для точечной сварки, называют сварочные клещи. Их можно купить и в специализированном магазине, а можно изготовить своими силами.

Электрод для контактной сварки

Сварочные клещи состоят из:

  • захвата, который несет токонесущие части;
  • собственно электроды;
  • сварочные кабели;
  • механизм управления.

Для качественного сварного соединения необходимо, чтобы на выходе из аппарата было устойчивое пониженное напряжение и повышенная сила тока. Часто, для достижения необходимых параметров применяют аппараты с усиленной второй обмоткой.

Напряжение с обмотки поступает на сварочные клещи, в которые вставляют заготовки, подлежащие сварке.

Когда заготовки собраны между собой и помещены в рабочее пространство электроды сжимают. Это можно выполнить в ручном, а можно и в автоматическом режимах. Одновременно с этим на электроды подается ток надлежащей мощности. Он вызывает нагрев металла, его расплав и перемешивание. Так, выполняется контактная сварка. Диаметр пятна контакта определяет размер силы тока и время выдержки деталей между электродами.

Технология конденсаторной сварки

Одна из разновидностей контактной сварки – конденсаторная. Такой метод сварки известен с первой половины прошлого века. Сварка происходит за счет расплавления заготовок в тех местах, где происходит короткое замыкание тока, которое получают из энергии разряда конденсаторов. Время процесса сварки составляет от 1 до 3 миллисекунд.

Технология конденсаторной сварки

В основе такого сварочного аппарата находится конденсаторная емкость, заряжаемая от источника постоянного напряжения.

По достижении потребного количества энергии в емкости, электроды смыкают в месте сварки. Ток, протекающий между заготовками, вызывает необходимый нагрев поверхности и в результате металл плавится и образуется шов высокого качества.

К достоинствам конденсаторной сварки можно отнести:

Скорость, применение автоматизированного оборудования позволяет получать до 600 точек сварки в минуту. Точность позиционирования и соединения заготовок. Малое выделение тепла, отсутствие расходных материалов – проволоки или электродов.

На практике применяют два вида аппаратов такого типа сварки. Первые обеспечивают разряд из накопителей энергии на поверхности деталей, вторые получают разряд от второй обмотки трансформатора. Первый метод применяют при проведении ударно-конденсаторной сварки, второй применяют тогда, когда речь идет о необходимости получения качественного шва.

Такая сварка отличается экономичностью и поэтому ее часто применяют в условиях домашней мастерской. На рынке можно встретить устройства с мощностью в 100 – 400 Вт, которые часто применяют для работы в небольших мастерских по ремонту автомобильных кузовов.
Продолжительность нагрева и сила давления
Режимы сварки определяют следующими характеристиками – силой тока, длительностью нагрева, силой сжатия, размерами рабочего конца электрода.

Конструкция устройства

Схема устройства не является сложной. Многие пользователи способны самостоятельно заняться сборкой такой конструкции. Самая простая схема сварки будет работать на одной фазе. Но этого более чем достаточно.

Она состоит из трёх составляющих:

  • магнитный привод или сердечник;
  • первый слой обмотки;
  • второй слой обмотки.

Таким элементом, как магнитный привод или сердечник, является деталь из ферромагнитного сплава с замкнутым контуром. Первый слой обмотки соединяется с сетью, а второй направляется на массу и держатель электрода, которым непосредственно осуществляется сварка. При этом контур теряет сопротивление, а электромагнитная связь повышается.

Но это конструкция самой простой модели. Более профессиональные модели имеют и дополнительные элементы, такие как дроссель и другие.

Полная конструкция обыкновенного сварочного трансформатора состоит из следующих элементов:

  • сердечник;
  • держатель коробки;
  • зажим для сцепки проводов;
  • металлический ящик;
  • жалюзи для охлаждения;
  • рукоятка;
  • болт;
  • крышка конструкции;
  • вертикальный винт;
  • винтовая гайка;
  • первичная и вторичная обмотка трансформатора.

Принцип работы аппарата

Работает сварочный трансформатор по такому алгоритму: постепенно понижается напряжение до 55−80 В, и в то же время повышается сила тока до 50−450 ампер. В работе подобная конструкция в основном функционирует благодаря принципу переменного тока. Но есть и альтернативные модели, которые выдают постоянный ток. Также встречаются названия — выпрямительные сварочные аппараты.

Работает оборудование похожим образом. После соединения с сетью по первичному контуру проходит переменный ток, который и создаёт магнитное поле. И в первой, и второй обмотке проходит электрическая сила. Её можно определить в зависимости от количества витков обмотки.

К примеру, первая обмотка имеет 200 витков, а вторая 10. Коэффициент в этом случае выходит 200:10 = 20. Когда такое оборудование подключаем к обычной сети, то на выходе мы получим примерно одиннадцать ватт.

Для смены нагрузки сварки зачастую меняют зазор магнитного привода. Если зазор увеличить, то сила тока уменьшится. Если уменьшить зазор, то, соответственно, увеличится. Подобрать нужное напряжение можно, узнав количество витков.

Дополнительные узлы аппарата

Трансформатор для сварки как однофазный, так и трёхфазный и выпрямляющий, может иметь и определённое количество дополнительных узлов. С их помощью аппарат будет работать более качественно.

В качестве дополнительных узлов могут выступать:

  • дополнительные обмотки;
  • стабилизаторы;
  • конденсаторы;
  • регуляторы фаз.

Некоторые конструкции оборудованы подвижным шунтом. Расстояние между обмотками меняется за счёт образования новой детали, а не за счёт движения второго слоя обмотки. Дополнительной деталью является шунт, который будет менять зазор между обмотками. Ещё одна обмотка даст возможность регулировки напряжения.

И заводские профессиональные модели, и бытовые, как правило, требуют дополнительного сопротивления. Профессиональные мастера могут произвести соответствующую регулировку. Специальные возможности возникают и без разведения обмоток. Опытный мастер может сделать, таким образом, тонкие или толстые швы.

Подобное сопротивление может быть сделано в виде цельного корпуса. В нём расположены различные контакты, с помощью которых можно регулировать сопротивление.

Различные виды конструкции

Принцип действия бытового или профессионального образца определяет то, какими техническими характеристиками владеет определённый прибор. В связи с этим образовалось множество принципов и факторов классификации подобной аппаратуры. Например, на многопостные и однопостные. Последние предназначены исключительно для бытового использования. Они рассчитаны на инвертор в 3−9 кВт. Домашние сети не рассчитаны на мощность более 10 кВт.

В отличие от предыдущих, многопостные конструкции имеют сложное строение. Они считаются профессиональными и применяются с мощностью более 10 кВт. С одним таким аппаратом может одновременно работать до десяти человек.

Также можно разделить трансформаторы по фазному принципу на однофазный и трёхфазный аппарат. Существуют модели, которые могут переключаться на различное напряжение в сети.

Для применения в домашних условиях могут подойти однофазные агрегаты, а для профессионального уровня трёхфазные. По этому фактору можно определить и напряжение на выходе. Толстые детали можно сварить исключительно трёхфазным аппаратом, так как однофазные не смогу этого сделать.

Классифицировать можно также и по типу аппарата. В основном выделяют три лидирующие группы сварок:

  • Аппараты с минимальным рассеиванием магнитного поля. Характерно для такого аппарата наличие дросселя.
  • Конструкции с большим рассеиванием магнитного поля. Они имеют довольно сложную схему. Основные её детали — это несколько обмоток, конденсаторов и стабилизаторов. Не исключено присутствие и других дополнительных элементов.
  • Тиристорные конструкции. Оборудованы фазорегулятором. Характерные особенности и преимущества — это маленький вес, большая сила тока.

Такую классификацию можно применять только к устройствам с переменным током. Сварочные трансформаторы постоянного тока к этому не относятся. Для подобных конструкций характерными особенностями являются большие габариты, сложная схема и наличие выпрямителя. Самодельный сварочный аппарат постоянного тока своими руками может сделать только профессионал.

Они являются более надёжными и удобными в работе. Такой сварочный аппарат считается профессиональным при условиях использования его на постоянном токе. Этим прибором можно работать с различными видами цветных металлов. Их стоимость довольно высока, и в связи с этим применяются для сварки только профессиональными мастерами. Домашние требования может исполнить и сварочный трансформатор переменного тока.

Все модели переменного тока можно сделать самостоятельно, как и трансформатор для полуавтомата своими руками. В качестве исходного материала можно использовать трансформаторы советского производства с двойной намоткой.

Холостой ход

Сварочные конструкции могут работать как под напряжением, так и в режиме холостого хода. Когда создаётся сварочный шов, между электродом и непосредственно объектом сварки замыкается второй слой обмотки. С помощью электрического тока металл плавится и соединяет две детали в одну конструкцию. Когда детали связаны между собой, аппарат прекращает работу и включает состояние ожидания (холостой ход).

Сборка конструкции своими руками

Все элементы будущей конструкции должны быть на отведённых местах и состоять из металла и текстолита.

По правилам сборки и большинству схем выпрямитель находится вблизи с трансформатором, а дроссель на одном уровне с выпрямителем. Регулятор напряжения должен находиться на панели аппаратного управления. Как основа для конструкции подойдёт и сталь, но рекомендуется использовать алюминий.

Можно использовать и приобретённый корпус для аппарата, например, основы для системного блока компьютера или т. п. Но главное — это прочность и надёжность конструкции.

Важно и то, что тиристоры должны размещаться на отдельной плате и далеко от трансформатора. Далеко от него также должен быть расположен выпрямитель.

Причиной такому расположению является сильное нагревание дросселя и непосредственно трансформатора.

Виды сварочных трансформаторов

В продаже можно встретить такие сварочные аппараты трансформаторного типа, выпускаемые серийно:

  1. Агрегаты с регулированием амплитуды, у которых нормальное магнитное рассеяние, а дроссель имеет воздушный зазор.
  2. Сварочники на переменном токе с регулированием амплитуды, у которых увеличенное магнитное рассеяние – обмотки в подвижном состоянии или разнесенные, имеющие реактивный характер, магнит подвижный или шунт, который подмагничивается, со стабилизацией конденсаторной или импульсного типа.
  3. Тиристорные модели, где регулируется фаза – стабилизация выполнена по импульсному типу либо методом подпитки.

В первых двух категориях сварочных трансформаторов бытовой или профессиональной комплектации регулировка амплитуды осуществляется за счет изменения трансформаторного сопротивления или при помощи регулировки напряжения, когда холостой ход. Форма однофазного сигнала, а именно синусоида, остается неизменной.

Сварочные трансформаторы-тиристорники имеют в своей схеме фазорегулирование. Основные типы таких агрегатов работают по принципу преобразования синусоиды сигнала в форму, близкую к импульсам разных чередующихся полярностей.

Устройство оборудования

При классическом устройстве сварочного трансформатора с подвижной обмоткой он содержит следующие элементы:

  1. Металлический корпус прямоугольной формы, где по всем сторонам имеются продольные отверстия для циркуляции воздуха при охлаждении.
  2. Крышку, на которой расположен элемент регулировки сварочного тока.
  3. Сам трансформатор с двумя обмотками первичного и вторичного назначения с магнитопроводом или сердечником замкнутой конструкции, регулировочным винтом, по ленточной резьбе которого перемещается ходовая гайка с закрепленной на ней обмоткой.
  4. Рукоять, связанную с регулировочным винтом и служащую для управления зазором.
  5. Клеммы или зажимы для подключения к сварочному агрегату силовых кабелей с держателем электрода и общей клеммой.

Магнитопровод

Так как магнитопровод в сварочном трансформаторе является одним из главных элементов, следует поговорить о нем отдельно. Основная задача магнитопровода состоит в передаче магнитного поля от первичной обмотки ко вторичной. При этом сам замкнутый сердечник не является элементом, который каким-либо образом может повлиять на силу тока. Материал, из которого он изготовлен, – это сталь электротехническая. Сердечник не имеет цельнометаллической формы, а собран из отдельных пластин, изолированных друг от друга специальным лаком.

Целью объединения пластин в одну группу является способ предотвращения появления в сердечнике токов, противодействующих магнитной индукции и таким образом ослабляющих ее.

Как снизить шумы сварочного трансформатора? При прохождении токов большой величины в обмотках трансформатора за счет сильного магнитного поля пластины сердечника начинают издавать гул. Чтобы его уменьшить, необходимо как можно сильнее стянуть пластины.

Принцип работы сварочного трансформатора

Трансформатор сварочного типа является прибором понижающего типа. Он преобразует высокое напряжение в более низкое. За счет этого увеличивается сила тока во вторичной обмотке, которая способна плавить металл во время сварки. В самом физическом процессе – принципе работы в трансформаторе с подвижной обмоткой – нет ничего сложного:

  1. При подаче на обмотку первичного типа высоковольтного переменного напряжения в ней образуется поток магнитного поля, который имеет переменный характер.
  2. Этот магнитный поток пронизывает сердечник. Последний в свою очередь передает поле на вторую обмотку, при этом снижая потери магнитной индукции в пространстве.
  3. Магнитная индукция наводит во вторичной обмотке электродвижущую силу (ЭДС), которая заставляет электроны металла перемещаться, то есть получается электрический ток.
  4. Так как витков во вторичной обмотке меньше, чем в первичной катушке, напряжение на выходе трансформатора падает, а ток возрастает.
  5. При замыкании электрода о заготовку возникает электрическая дуга, которая и переносит частицы металла с электрода на свариваемые детали.

Кроме режима сварки, когда сварочный трансформатор находится под нагрузкой, схема сварочного трансформатора может быть в режиме холостого хода.

Холостой ход не означает, что нет протекания тока в проводе вторичной катушки. За счет магнитных потоков рассеяния он может возникать. Это не всегда безопасно для сварщика, так как напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора при холостом ходе увеличивается сильнее, нежели под нагрузкой, и можно получить электрический удар.

Чтобы этого избежать, металлический корпус агрегата всегда должен быть заземлен. Также в некоторых моделях сварочных трансформаторов ставят блок защиты от возрастающего тока холостого хода. Включение этого блока происходит сразу по завершении сварочной операции.

Какие характеристики учитывать при покупке

Помните! При покупке сварочного аппарата на базе трансформатора нужно осознавать, что этот прибор хорош своей простотой, но редко можно получить на нем красивый сварной шов. Поэтому недорогие аппараты такого типа подойдут только для бытовых нужд без претензий на профессиональную сварку. Если же брать серьезные трансформаторные агрегаты с системой стабилизации дуги, то они будут прилично стоить и должны себя оправдывать.

Осуществляя выбор сварочного оборудования, смотрят на следующие параметры:

  1. Величину сварочного тока, которая у слабых бытовых моделей не более 200 ампер, у полупрофессиональных будет доходить до 300 ампер, у мощных производственных моделей превышает отметку в 300 ампер.
  2. Толщину электрода и тип, с которым способен работать аппарат. Для сварки тонкостенных и средних по толщине металла заготовок подойдет сварочник, работающий с 2- и 5-миллиметровыми электродами, для сварки толстых стенок агрегат должен иметь возможность плавить электроды диаметром свыше 5 мм.
  3. Мощность потребления и выходная КПД. Более мощные трехфазные агрегаты чаще используют как промышленное оборудование.

Популярные модели

ЗУБР ЗТС-200 – компактный трансформатор, которым можно варить сталь низкоуглеродистой марки. Установка может брать питание как от трехфазной, так и от однофазной сети, что выбирается специальным переключателем. Прибор обеспечивает сварной ток в диапазоне от 60 до 200 ампер, чего достаточно для решения бытовых задач при работе с металлами толщиной не более 6 мм. Во избежание перегрева модель снабжена тепловым предохранителем.

PRORAB FORWARD 180 – дешевый маломощный сварочный трансформатор для работы с чугуном и сталью. На нем применяют электроды диаметром не более 4 мм, мощность сварного тока не превышает 180 ампер. Запитывать устройство можно от 380 и 220 В. Производитель укомплектовал сварочник силовыми проводами с крокодилом и держателем электродов, щитком для защиты лица, щеткой по металлу и удалителем шлака.

ELITECH АС 200Т – сварочный трансформатор полупрофессиональной категории с питанием от сети любого типа. Мощная модель (в пределах 10 кВт), которая рассчитана на продолжительную непрерывную работу с выдачей максимального тока 200 ампер. Допустимо работать тонкими электродами от 1.6 до 4 мм толщины. Пользователи отзываются о сварочнике как об очень неприхотливом устройстве.

Изучите продукт! Самое лучшее при выборе сварочного трансформатора – изучить наиболее удачные технические параметры для такой категории устройств и сопоставить их с параметрами реальных моделей, предлагаемых на рынке.

Варианты самодельных устройств

Необязательно покупать сварочник, можно собрать конструкцию сварочного трансформатора своими руками. Для этого применяют один из следующих способов:

  1. Используют старый ЛАТР (автотрансформатор). Самое важное в ЛАТРе – это его мощный сердечник тороидальной формы. Таких магнитопроводов берут два экземпляра и наматывают на каждом кольце по обмотке. Одна будет выполнять роль первички, другая – вторички. Наиболее подходящая модель автотрансформатора для такой переработки – ЛАТР 1М, оригинальная обмотка которого может выдерживать ток до 10 ампер.
  2. Применяют магнитопровод от старого электродвижка. То, что можно взять от двигателя для изготовления сварочника, – это его статор. Его нужно только освободить от старой обмотки путем ее удаления из пазов и вынуть из корпуса, разбив или разрезав последний. Пластины сердечника после этого следует скрепить шпильками и намотать поверх него новую обмотку. Лучше для таких операций подходят те магнитопроводы движков, которые имеют большой диаметр и маленькую толщину.
  3. Переделывают в сварочный трансформаторы от старых цветных телевизоров типа ТС-310 или ТС-270. Эти сетевые преобразователи удобны тем, что имеют крупные размеры, легко разбирающийся сердечник U-образной формы.

Сварка «катушки» при наличии защемленной плети d = 500 мм, выполняемая электродами с основным видом покрытия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сварка «катушки» при наличии защемленной плети d = 500 мм, выполняемая электродами с основным видом покрытия

Трубы для сооружения и капитального ремонта линейной части магистральных нефтепроводов

сварка труба нефтепровод стык

Для сооружения и капитального ремонта линейной части магистральных нефтепроводов могут быть использованы электросварные прямошовные и спиральношовные трубы диаметром 219 — 1220 мм, изготовленные из низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Трубы поставляются по ГОСТам или по техническим условиям, утвержденным в установленном порядке и представленным в Инструкции по применению стальных труб в газовой и нефтяной промышленности ( Р 51-31323949-58-2000). Сортамент современных труб производства Волжского трубного завода, Выксунского металлургического завода и Челябинского трубопрокатного завода, а также труб импортной поставки. Каждая партия труб должна иметь сертификат завода — изготовителя с указанием регламентируемых стандартом или техническими условиями приемосдаточных характеристик.

Овальность концов труб (отношение разности между наибольшим и наименьшим диаметром к номинальному диаметру) не должна превышать 1% от номинального диаметра для труб с толщиной стенки менее 20 мм и 0,8% — для труб с толщиной стенки 20 мм и более.

Кривизна трубы не должна превышать 1,5 мм на любом ее участке длиной 1 м. общая кривизна не должна превышать 0,2% длины трубы.

Концы труб должны быть обрезаны под прямым углом. Отклонение от перпендикулярности торцов (косина реза ) труб, поставляемых по техническим условиям,- не должно превышать 1,6 мм. Аналогичный показатель для труб, поставляемых по ГОСТ 20295, должен составлять не более 1,0 мм при диаметре труб 219-325 мм, не более 1,5 мм — при диаметре 351-426 мм и не более 2,0 мм — при диаметре 530-820 мм.

В металле труб не допускается наличие трещин, плен, равнин, закатов, а также расслоений длиной более 80 мм в любом направлении. Расслоения любого размера на торцах труб и в зоне шириной 25 мм от торца труб не допускается.

Заводские швы труб должны иметь плавный переход к основному металлу без резких переходов, подрезов, несплавлений, непроваров и других дефектов формирования шва.

Классификация по прочности, диаметру и толщине стенок труб

Группы по классу прочности труб

Номер

группы

Класс

прочности

Нормативное значение временного сопротивления

разрыву основного металла, МПа (кгс/мм2 )

До К50

Менее 490 ( 50 )

К50…К54

490…530 (50…54 )

К55…К60

539…588 ( 55…60 )

Свыше к60

Более 588 (60 )

Группы по диаметру труб

Номер группы

Диапозон номинальных диаметров

От 426 до 720 мм включительно

Свыше 720 до 1220 мм включительно

Группы по толщине стенки труб

Номер группы

Номинальная толщина стенки трубы, мм

До 12,5 вкл.

Свыше 12,5 до 19 вкл.

Свыше 19,0

Сварочные материалы

Для сварки кольцевых стыков нефтепроводов могут быть использованы следующие сварочные материалы:

электроды с основным и целлюлозным видами покрытия для ручной дуговой сварки;

флюсы плавленые и агломерированные для автоматической сварки поворотных стыков;

сварочные проволоки сплошного сечения для автоматической и полуавтоматической сварки в среде защитных газов и автоматической сварки под флюсом;

самозащитные порошковые проволоки для полуавтоматической сварки со свободным формированием шва;

порошковые проволоки для автоматической сварки в среде защитных газов;

защитные газы — аргон газообразный, двуокись углерода газообразная и их смесь — для автоматической и полуавтоматической сварки неповоротных и поворотных стыков труб.

Все сварочные материалы должны проходить входной контроль, включающий:

проверку наличия сертификатов качества или сертификатов соответствия фирмы ( завода-изготовителя );

проверку сохранности упаковки;

проверку внешнего вида покрытия электродов и проволок — прочности (адгезии ) покрытия электродов, отсутствия поверхностных дефектов электродных покрытий и проволок, следов ржавчины на поверхности проволок и электродных стержнях;

проверку сварочно-технологических свойств электродов и порошковых проволок при сварке катушек труб во всех пространственных положениях.

В данной работе рассматриваются электроды с основным видом покрытия.

Сварочные электроды с покрытием основного вида, упакованные в картонные коробки, обтянутые термоусадочной пленкой, должны быть прокалены перед сваркой при температуре 300-350 С в течении 1.0-1.5 час. С последующим размещением в термостатах ( термопеналах ).

Электроды, не размещенные в термопеналах, хранятся в сушильно-прокалочных печах.

Сварка труб

Сварка труб объектов магистральных нефтепроводов регламентируется РД 153-006-02 “ Инструкция по технологии сварки при строительстве и капитальном строительстве магистральных нефтепроводов “.

При правильно выбранных режимах ручной дуговой сварки в нижнем положении можно обеспечить качественный провар стали толщиной до 3-4 мм. Для обеспечения качественного провара при сварке металла большей толщины применяют одностороннюю или двустороннюю разделку кромок. Двусторонняя разделка кромок обеспечивает экономный расход электродов за счет уменьшения количества наплавленного металла на единицу длины шва. При этом уменьшается сварочные остаточные напряжения и деформации. Но двусторонняя разделка возможна только при двустороннем доступе к сварному шву.

Односторонняя разделка кромок применяется при сварке металла толщиной 3- 25 мм и при возможности выполнения шва только с одной стороны, как, например, при сварке труб малого диаметра.

Для качественного протекания процесса сварки и получения качественных сварных швов необходимо выбрать правильный и оптимальный режим сварки. Режимом с варки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных швов заданных размеров, форм и качества. При ручной дуговой сварке характеристиками режима сварки являются: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость сварки, род тока и его полярность и др.

При сварке многопроходных швов стремятся выполнять все швы электродами одного и того же диаметра и на одних и тех же режимах. Но для сварки корневого слоя обычно выбирают электроды меньшего диаметра, возможна и смена марки электрода.

Наиболее решающим параметром режима сварки являются величина сварочного тока. При недостаточном сварочном токе дуга горит неустойчиво, а при чрезмерном токе возрастают потери металла на разбрызгивание, ухудшается формирование шва. Чрезмерный ток ведет к перегреву стержня электрода, что вредно влияет на покрытие электрода.

Напряжение дуги при ручной дуговой сварке изменяется в пределах 20-36 В и при проектировании технологических процессов ручной сварки не регламентируется.

Неповоротные вертикальные и горизонтальные стыки труб диаметром 219 мм и более могут сваривать в зависимости от диаметра труб одновременно два, три или четыре сварщика. При этом должны быть приняты меры для защиты каждого сварщика от брызг расплавленного металла и шлака.

Вертикальные неповоротные стыки сваривают в направлении снизу вверх. Начиная сварку слоя в потолочной части стыка следует отступать на 10-15 мм от нижней точки. При сварке последующего слоя отступать от нижней точки следует в другую сторону.

Сварку первых трех слоев в стыках труб диаметром более 219 мм следует выполнять обратноступенчатым способом, при этом длина каждого участка должна быть 200-250 мм. Длина участков последующих слоев может составлять половину окружности стыка. Стыки труб с толщиной стенки до 16 мм можно сваривать участками длиной, равной половине окружности, начиная со второго слоя.

Стыкуеме элементы “ труба + труба”

Катушка трубы — отрезок трубы, подготавливаемый для вварки в нефтепровод и имеющий торцы, обработанные механическим способом или путем газовой резки с последующей зачисткой.

Трубы, детали трубопроводов, арматура и сварочные материалы должны пройти входной контроль в соответствии с требованиями СниП lll-42-80 и ВСН 012-88. Результаты контроля заносят в Журнал входного контроля.

До начала работ следует проверить наличие сертификатов (паспортов) на трубы, детали и запорную арматуру и все сварочные материалы, которые будут использованы для сооружения объекта, а также соответствие маркировки (клейма) к обозначениям, указанных в сертификатах (паспортах).

При отсутствии клейм, маркировки, сертификатов (или других документов, удостоверяющих их качество) трубы, детали трубопроводов и арматура к сборке и сварке не допускаются.

При сооружении трубопроводов сварные стыки труб могут быть поворотными, неповоротными и горизонтальными.

Перед сборкой и сваркой трубы проверяют на соответствие требованиям проекта, по которому сооружается трубопровод, и техническим условиям.

При подготовке стыков труб под сварку проверяют перпендикулярность плоскости реза трубы к ее оси, угол раскрытия шва и величину притупления. Угол раскрытия шва должен составлять 60 — 70 градусов, а величина притупления—2 — 2,5 мм. Фаски снимают с торцов труб механическим способом, газовой резкой или другими способами, обеспечивающими требуемую форму, размеры и качество обрабатываемых кромок.

Точность обработки фасок под сварку и размеры разделки проверяют инструментально. Перед сборкой труб необходимо очистить внутреннюю полость труб и деталей трубопроводов от попавшего грунта, снега и т. п. загрязнений, а также механически очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб, деталей тубопроводов на ширину не менее 10 мм. Усиление заводских продольных или спиральных швов удалить снаружи трубы до величины 0-0,5 мм на участке шириной 10-15 мм от торца трубы.

При стыковке труб должен обеспечиваться равномерный зазор между соединяемыми кромками стыкуемых элементов, равный 2 — 3 мм.

Смещение кромок электросварочных труб с одинаковой нормативной толщиной стенки не должно превышать 20 % от нормативной толщины стенки, но не более 3 мм. При толщине стенки менее 10 мм допускается смещение кромок до 40 % нормативной осуществлять шаблоном по наружным поверхностям труб.

При сборке под толщины стенки, но не более 2 мм. Измерение величины смещения кромок допускается последующую сварку корневого слоя шва электродами с основным видом покрытия количество прихваток, равномерно распределенных по периметру стыка, зависит от диаметра труб. При сварке труб диаметром до 300 мм прихватки выполняются равномерно по окружности в 4 мм местах швом высотой 3 — 4 мм и длиной 50 мм каждая. При сварке труб диаметром более 300 мм прихватки располагают равномерно по всей окружности стыка через каждые 250 -300 мм.

Сборку на внутреннем центраторе допускается выполнять без прихваток.

Режимы сварки при выполнении прихваток должны соответствовать режиму сварки корневого слоя шва.

Трубы, толщина стенки которых составляет 8 — 12 мм, сваривают в три слоя плюс декоративный шов.

Первый слой создает местный провар в корне шва и надежное сплавление кромок. Для этого необходимо, чтобы наплавленный металл образовал внутри трубы узкий ниточный валик высотой 1 — 1,5 мм, равномерно распределяющийся по всей окружности. Используют электроды диаметром 2 — 3 мм.

Для получения провара без сосулек и грата движение электрода должно быть возвратно — поступательным с непродолжительной зедержкой электрода на сварочной ванне, незначительным поперечным колебанием между кромками и образованием небольшого отверстия в вершине угла скоса кромок. Отверстие получается в результате проплавления основного металла дугой. Размер его не должен превышать 2 мм — больше установленного зазора между трубами.

Второй и третий слой выполняют электродом 4 — 5 мм и при повышенном токе

Сварка захлесточных стыков производится по трем схемам, которые определяются взаимным расположением соединяемых участков трубопровода (плетей) и возможностью их монтажного перемещения:

Схема А — оба конца стыкуемых участков трубопровода (плетей) свободны (не засыпаны грунтом) и имеют свободу перемещений в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

Схема Б — конец одного из стыкуемых участков трубопровода имеет свободу перемещений в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а второй защемлен (например, подходит к крановому узлу, засыпан грунтом и др.);

Схема В — оба конца соединяемых участков трубопровода защемлены.

В данной работе рассматривается сварка по схеме Б.

При монтаже захлеста по схеме Б (вварка катушки) рекомендуется следующий порядок подготовительных и сборочно-сварочных операций:

На торцах труб соединяемых плетей произвести замер (с точностью 1 мм) их периметров по внутренней и наружной поверхностям. На основании полученных результатов произвести выбор трубы аналогичного размера и класса прочности для изготовления катушки;

Подготовить катушку не менее 1 диаметра трубы сразделкой кромок, соответствующей разделке соединяемых труб. На одном из торцов катушки целесообразно иметь заводскую разделку;

Освободить от грунта незащемленный участок трубопровода на длине, необходимой для манипулирования плетью при сборке стыка захлеста;

Подготовить под сварку ззащемленную плеть трубопровода, выкопав приямок, размеры которого достаточны для проведения работ по сварке и контролю;

Приподнять трубоукладчиком незащемленную плеть, установить опору и прицентровать катушку. Произвести предварительный подогрев

Произвести сборку на наружном центраторе, выполнить сварку первого стыка согласно операционной технологической карте;

Вывесить трубоукладчиком незащемленную плеть с приваренной катушкой и разметить на катушке место реза. Разметка линии реза должна быть выполнена с помощью шаблона, чтобы исключить обарзование “ косого стыка “ ;

Установить страховочную опору. Осуществить газовую резку с последующей обработкой кромок механизированным абразивным инструментом. Угол скоса кромки должен составлять 30 градусов с притуплением 1,8+_ 0,8 мм;

Поднять трубоукладчиком незащемленную плеть на высоту, необходимую для совмещения ее торца с торцом защемленной плети трубопровода. Рекомендуется поддерживание поднятого конца трубопровода вторым трубоукладчиком вблизи зоны сварки. Произвести предварительный подогрев.

Выполнить сборку на наружном центраторе и сварку второго стыка в соответствии с технологической картой.

Катушку от 500 мм сваривают четыре сварщика. После выполнения прихваток накладывается индукционный пояс нагрева.

Снимается центратор, затем производится зачистка и шлифовка прихваток механизированным абразивным инструментом. Видимы дефекты устраняются шлифовкой.

После обработки прихваток и визуального осмотра на наличие видимых дефектов при их отсутствии производится наложение корневого слоя шва. Сварка ведется на подьем начиная с потолочного положения. После наложения корневого слоя шва производится зачистка корневого шва механизированным абразивным инструментом от шлака.

После шлифовки корневого слоя шва выполняется заполняющий слой шва, после его выполнения также производится зачистка шва от шлака, визуальный осмотр на наличие пор, трещин, подрезов и других видимых дефектов. Электроды, используемые при выполнении заполняющего слоя шва указаны в операционной технологической карте.

После заполняющего слоя шва выполняется лицевой (облицовочный) слой. При этом меняются параметры режима сварки. После чего он также подвергается обработке механизированным абразивным инструментом. Производится визуальный осмотр на на личие видимых дефектов ( поры, брызги металла, подрезы и др.) при их наличии они должны быть устранены. Усиление лицевого шва: высота — 1,3 ; ширина — 25 — 30 мм.

После этого накладывается термозащитный пояс.

Нужно помнить, что электрическая дуга должна возбуждаться только в разделке кромок, не выходя из них, во избежания дефектов. При возбуждении электрической дуги равномерно поддерживать ее, длина дуги должна быть минимальной, с целью предупреждения возникновения дефектов. Колебательные движения электродом вести равномерно. Поднимать электрод (угол электрода по отношению к основному металлу) наблюдая за тем, как формируется сварочная ванна.

Размещено на Allbest.ru

Ручная дуговая сварка (ММА)

Как происходит аттестация и что нужно взять с собой на экзамен?

Как получить НАКС сварщика? На аттестацию отводится один день. Если экзамен будете сдавать не на предприятии, а при комбинате или в институте, то приходите с утра, начинаете готовиться. После подготовки вам дается два отрезка труб (катушка) и вы их варите на просвет. Так же нужно произвести подготовку кромок – снятие фасок до 45 градусов, стыковку труб (для этого в кабинке должен быть специальный зажим), их прихватку.
На аттестацию лучше прийти подготовленным, со своим инструментом и расходными материалами. Хорошо бы купить сумку, в которую можно будет все компактно уложить и без особых проблем транспортировать. С собой надо взять:
• килограммов 2-3 электродов LB 52U Kobelco диаметром 2,6, потому что они аттестованные. На месте вам скорее всего предложат электроды, но вряд ли это будут LB, вероятно вам дадут меровские (МР-3), которыми шов не заваришь, либо УОНИ. Т.е. лучше прийти со своими электродами и попросить их положить в печь, пока вы будете тренироваться;
• угольник для центровки деталей, чтобы не было их смещения;
• шлакоотбойный молоток;
• шлифмашинка (болгарка). Шлифовальные круги, отрезные, щетка по металлу. Труба должна быть зачищена до металлического блеска изнутри и снаружи на расстоянии 30 мм от свариваемых кромок.
• обычную металлическую щетку.
• свой электрододержатель. Держак, который будет вам предоставлен на месте может быть разболтанным и не держать электрод.
• маску (это самое главное). Лучше приобрести недорогой Хамелеон. Можно приобрести его на один раз, чтобы сдать экзамен.


Читайте на сайте статью:
Ремонт маски хамелеон своими руками

Сварка труб для аттестации НАКС под дефектоконтроль (ультразвук или рентген)

Подготовительные работы

В качестве заготовок возьмите два обрезка стальной трубы диаметром 133 мм и толщиной стенки 4 мм, ровно обрезанные (максимально эффективно сделать это можно на торцовочной пиле). Следите за тем, чтобы рез был абсолютно ровный. Если он будет немного кривой, то в процессе сварки вы столкнетесь с достаточно серьезными затруднениями. Далее необходимо снять фаску шлифмашинкой и зачистить края. Фаска снимается в соответствии с ГОСТ 16037-80 «Сварные соединения» под определенным углом. Угол на каждой трубе должен быть 25- 30 градусов.


После того. как была снята фаска необходимо зачистить заусенцы, чтобы они не мешали правильному формированию корня шва. Делается это напильником. После того, как вы сняли фаску и внутри заусенцы нужно сделать притупление кромок, потому как слишком острый угол в процессе сварки будет быстро плавиться. По ГОСТ притупление делают до 2 мм.


Читайте на сайте статью:
Электроды ESAB OK

Сборка

Этот этап очень важный, выполняйте его предельно внимательно. От правильности сборки полностью будет зависеть успех сварного соединения.
По правилам необходимо состыковать трубу и прихватить ее. Делать это нужно так, чтобы был соответственный зазор для полного провара, не было смещения. Так же хотелось бы отметить, что трубы бывают с эксентриситетом (не совсем круглые). Даже в такой серьезной организации, как НАКС трубы могут раздавать овальные, что в итоге повлияет на смещение. По правилам допускается 1 мм, но все-равно это много и в корне шва могут быть не сплавления из-за смещения и эллиптичности труб.

Для стыковки труб берут ровный уголок или швеллер, на который их укладывают и выставляют зазор, который может быть примерно от 2 до 3 мм. Обычно его обеспечивают диаметром электрода, который просто вставляется в стык между двумя трубами. Если вы варите электродом 2,5 мм. то, соответственно, и зазор будет столько же.

Примечание. Корневой проход труб любого диаметра (если это не совсем огромный размер) варится только электродом 2,5 мм. если пробовать заварить корень тройкой, то ничего хорошего из этого не выйдет.

Следующий момент, который хотелось бы отметить. При сдаче аттестации НАКС вам могут предоставить трубы толщиной до 10 мм, чтобы усложнить задачу. При таких толщинах нужно увеличивать зазор до 3 мм. Так же нужно учитывать и делать погрешность на то, что при прихватывании трубу может стягивать в месте прихватки напряжениями в металле. Сделайте зазор побольше на несколько десятых миллиметра, чтобы не было трудностей в дальнейшем.
Для более надежной стыковки так же можно применить магниты. Их можно закрепить с двух сторон.

Наплавка прихваток

Для сварки трубы диаметром 133 мм и толщиной стенки 4 понадобится ориентировочный ток 50А, в процессе работы его можно корректировать. Прихватка ставится сначала с одной стороны трубы, потом, соответственно, напротив. Если это необходимо, корректируется зазор между трубами. Третья прихватка ставится на 90 градусов от первой, а четвертая напротив третьей.

Обработка прихваток

После постановки прихваток необходимо их хорошо зачистить. В их начале и конце необходимо сделать запилы, чтобы устранить возможные дефекты (несплавления и поры).

Сварка корня шва

Для эффективного выполнения этой задачи достаточно научиться делать всего лишь одно колебательное движение «вперед-назад» с постепенным смещением от одной прихватки к другой. Скорость сварки – по ситуации. Зажечь электрод можно на прихватке, на длинной дуге, сам корень варится короткой дугой. Варим углом назад, электрод можно держать под углом от прямого до острого. Если разрезать трубу напополам валик с обратной ее стороны должен выглядеть после завершения операции, как показано на картинке.


Варить удобно, подвесив трубу на приспособлении в «полупотолочном» положении. Когда вы подходите к очередной прихватке, желательно запиливаться, чтобы на стыке валиков было хорошее сплавление. По возможности процесс должен происходить без отрыва электрода. Если отрыв имеет место быть, то можно в этот момент немного добавлять ток, чтобы обеспечить провар. Ток регулируется по ситуации, чтобы обеспечить достаточное проплавление и избежать прожегов металла. При сварке в вертикальном положении можно ток делать всегда на минимуме, когда выходите на нижнее положение, надо учитывать, что жидкому металлу легче проваливаться внутрь трубы – следите за тем, чтобы сильно не перегревать сталь в этот момент.

Облицовочный шов

• Перед тем, как приступить к облицовочному проходу, нужно зачистить корень шва до чистого металла (убрать бугорки, шлак, подрезы) . Делается небольшая канавка.
• Облицовочный шов в потолочном положении удобно варить движениями электрода по спирали.
• Вертикальный проход – «полумесяцем-елочкой».
• При сварке без отрыва старайтесь находить наиболее комфортное положение тела, рук, следите за тем, чтобы длины провода горелки хватало для выполнения всех необходимых манипуляций.
• когда отбиваете шлак желательно закрывать глаза и лицо рукой.
• при сварке второго валика обязательно нужно сделать запил.

Контроль узла

Края шва зачищаются на расстояние около 50 мм (брызги, наплывы и т.д.)
Сам контроль начинается с визуального осмотра качества лицевого шва. Впрочем, к нему обычно вопросов не возникает, чего не скажешь про корневой проход.
Если труба прошла визуальный осмотр, только в таком случае она допускается на исследование неразрушающими методами (УЗВ, рентген).

Требования к лицевому проходу:

• Высота валика 0,5 – 2 мм
• Ширина валика должна быть равна толщине трубы, умноженной на 2. Если толщина трубы 4 мм, то ширина валика должны составлять 8-10 мм.
• Шов – ровный, прямолинейный, расположение чешуек плотное.

Корневой проход:

• Высота обратного валика 0,5-1 мм.
• не допускаются несплавления и непровары.

(полуавтоматическая сварка)

Теперь речь пойдет о том, как сделать сварные швы с помощью полуавтомата, если вы варите ответственные конструкции или собираетесь их передать под контроль для аттестации НАКС.

Вот как это делается на примере двух заготовок (пластин) толщиной 12 мм, свариваемых встык в вертикальном положении инвертором SKYWAY 330.

Пластины нужно подготовить: вырезать с помощью плазмореза или болгарки.

Также для корректного хода работы понадобятся:
• выводные планки (2 шт.) – необходимы для начала и завершения сварки, так как трудно получить качественный шов на данных этапах. Планки технологические и впоследствии срезаются;

• приспособления, препятствующие обратному выгибанию наших заготовок (2 шт.);

• шаблон для контроля зазора (любая железка, позволяющая выставить зазор, в нашем случае 2 мм).

Для того, чтобы правильно подготовить наше соединение к проведению дальнейших сварочных работ, нужно ознакомиться с требованиями ГОСТ 5264-80 (кликните, чтобы загрузить страницу с текстом). Ищите в нем соединение, с которым вы будете работать, в в нашем варианте это С17. В ГОСТе указано, как это соединение подготовить: нужно выполнить скос кромок под углом 30о и притупить их. Пластины нужно зачистить от окислов, грязи и ржавчины на расстоянии не менее 10 мм от границ будущего сварного шва.

Для правильной сборки удобно использовать магнитный угольник. Он выровняет пластины относительно друг друга и предупредит их смещение в процессе постановки прихваток.

Магнитный угольник

Двухмиллиметровый зазор контролируем шаблоном, роль которого может выполнять любой подходящий по размерам кусок металла. Приложите шаблон к месту предполагаемого начала сварки и выставите зазор точно по нему. В месте конца сварки зазор нужно немного увеличить, из-за того, что пластины будут стягиваться во время кристаллизации наплавленного металла.

Далее ставят приспособление, препятствующее изгибанию и стягиванию заготовок. Прихватывают одно приспособление, затем контролируют смещение и устанавливают зазор, как и было сказано, чуть более 2 мм, например, 2,2 …2,3 мм. После ставят точечные прихватки на второй «приспособе».

Присп-я, препятствующие деформации пластин, прихваченные точками

После того, как вы поставили прихватки, нужно посмотреть, не сместились ли пластины. Для этого можно использовать тот же шаблон для выставления зазора. Если он имеет ровный край, им можно контролировать, насколько свариваемые пластины ровно выставлены относительно друг друга – просто приложить ровный край к соединению и посмотреть отсутствие просветов.

Проверка смещения шаблоном

Если такие будут обнаружены – на данном этапе всегда можно подрихтовать с помощью молотка или других спец. приспособлений.

Теперь можно варить сплошной шов. Надеваем перчатки, маску, вооружаемся горелкой полуавтомата. Обваривать нужно не сильно, потому что приспособления против выгиба заготовок выполняют технологическую роль и их нужно будет выбить.

Приварка выводных планок

Подготовка планок такая же, как и для основного металла. Выполняется скос кромок, толщина их тоже должна соответствовать толщине свариваемой конструкции. Их устанавливают на прихватках.

Выводная планка, прихваченная к основному металлу

Для того, чтобы повысить уровень сложности задачи, сварщику лучше выполнить вертикальный шов соединения, это позволит в полной мере проверить его навыки и умения. Также необходимо правильно настроить параметры сварки на источнике питания SKYWAY 330. Параметры можно настроить путем проб и ошибок. В нашем случае, для толщины заготовок 12 мм были выбраны следующий сварочный режим: U = 17В; Vподачи= 3 метра; Uкорректир.=-5; L=0, где L-индуктивность.
Расходные материалы (они оптимальны для приведенного случая):
Электродная проволока Ø1 мм;
Газовая смесь 82% Ar+18% CО2.

По правилам, чтобы избежать наводораживания сварного шва, приводящего к появлению пор, пластины нужно подогреть до Т = 100 … 120 оС. Правила, на то они и правила, чтобы их обходить. Несомненно, поры представляют собой дефекты шва и являются браковочным признаком. Однако следует предположить, что в процессе прохождения шва имеющаяся на поверхности металла влага немедленно испарится. В конце концов, никому не приходит в голову подогревать проволоку перед сваркой. Тем не менее, если вы сдаете экзамен на аттестацию НАКС, вам следует о существовании такой операции знать — это требование обязательное. В производственных условиях операцию можно выполнить в печи, в остальных случаях — с помощью ацетилено-кислородного резака или горелки.

Устройство ограничения напряжения холостого хода сварочного трансформатора

Опасным в электросети считается напряжении свыше 36 вольт. Вторичное напряжение холостого хода сварочных трансформаторов достигает 80 вольт и при проведении электросварочных работ сварщик может получить электротравму а в сырых помещениях и с летальным исходом.

Вторичное напряжение холостого хода в процессе сварки снижается по крутопадающей нагрузочной характеристике.
Использование средств первичной защиты при производстве сварочных работ, в виде резиновых перчаток и бот создают дополнительные неудобства и не всегда защищают от поражения электротоком.

Применение сварочных аппаратов с низким напряжением вторичной цепи приведёт к неустойчивому зажиганию сварочной дуги, длительность времени зажигания не менее 20 мсек — не ниже времени соприкосновения сварочного электрода с изделием. Практически все заводские сварочные трансформаторы имеют напряжение холостого хода в пределах 80 вольт и рабочее напряжение в 36-46 вольт переменного тока при максимальном токе сварочной дуги.
Использование стационарных устройств по снижению напряжения холостого хода сварочных аппаратов в переносном варианте невозможно по ряду причин : большие габариты и вес, обязательное вторичное заземление, сбои в работе от нечёткого включения при применении релейной коммутации.

Цели устройства:
Снизить вторичное напряжение сварочного аппарата возможно простыми методами:
1. Установить в первичную цепь резистор – реостат с плавной регулировкой сопротивления. Недостаток такого устройства – большие габариты и потери электроэнергии на нагрев сопротивления, невозможность автоматически поддерживать напряжение вторичной цепи в заданных приделах.
2. Избавиться от тепловых потерь можно вторым методом — питанием первичной обмотки через разделительный конденсатор, недостаток такого включения состоит в том, что при определённых условиях создаётся резонанс напряжений и их почти двукратный рост на конденсаторе и обмотках трансформатора.
Это может привести к выходу из строя этих элементов и даже возгоранию.
3.Третий способ снижения напряжения холостого хода прост по реализации, но требует дополнительных затрат на выполнение схемы ограничения холостого хода сварочного аппарата, позволяет поддерживать вторичное напряжение на безопасном уровне сколько угодно длительное время, автоматически, почти мгновенно, зажигает дугу при любом состоянии поверхности свариваемого металла.

Характеристики устройства:
Напряжение электросети -220/380 В.
Мощность сварочного аппарата — не ограничена.
Сварочный ток — не ограничен.
Напряжение холостого хода сварочной цепи — 16-36 Вольт переменного тока.
Напряжение зажигания сварочной дуги -80 -120 вольт.
Время зажигания сварочной дуги 8-16 мсек.
Частота сети 50 Гц.
Экономия электроэнергии при ПВ 30% до 62 %.
Регулировка тока 36%.

Цели использования устройства:
1) защита персонала при производстве сварочных работах в опасных промышленных и бытовых условиях
2) снижение напряжения сварочной цепи до допустимых пределов
3) ограничение загрузки электросети токами холостого хода
4) понижение температуры сварочного трансформатора при работе
5) улучшение качества сварки за счёт возможного регулирования сварочного тока и устойчивого зажигания дуги
6) экономия электроэнергии расходуемой агрегатом на холостой ход.

Принцип работы устройства заключается в предварительном ограничении напряжения холостого хода сварочной цепи, автоматического, устойчивого, зажигания сварочной дуги, путём кратковременной подачи повышенного напряжения в сварочную цепь и поддержание сварочного тока в установленных приделах.

Схема устройства ограничения холостого хода сварочного аппарата состоит из бюджетного силового сварочного трансформатора Т 3 (Рис.1) с цепями защиты FU1 и коммутации SA1 первичной цепи и элементов вторичной цепи – диодного моста VD 7, дросселя L 1 и конденсатора фильтра C7.
В разрыв первичной цепи сварочного трансформатора включен мощный симистор VS1 с цепями защиты от помех С6, R15.

Во вторичной цепи сварочного трансформатора Т3 установлен трансформатор тока Т2 для снятия сигнала обратной связи, необходимого для запуска схемы и регулировки сварочного тока.
Для гальванического развязки схемы блока управления от опасного воздействия электросети, питание электронной схемы выполнено через силовой трансформатор Т1, а управление симистором VS1 происходит через динисторную оптопару DA2 включенную в коллекторную цепь усилителя на транзисторе VT2. Светодиодный индикатор HL1 указывает на рабочее состояние устройства.

Программируемый аналоговый таймер на микросхеме DA1 позволяет установить необходимые режимы работы устройства по времени.
Входной усилитель сигнала обратной связи на транзисторе VT1 позволяет предварительно усилить слабый сигнал до уровня достаточного для переключения таймера в рабочий режим, с отработкой функций — ограничения напряжения холостого хода, импульсного зажигания сварочной электродуги и установки рабочего тока в зависимости от сечения сварочного электрода.

При прохождении сварочного тока на обмотке (1) трансформатора тока Т2 возникает небольшое напряжение, которое после выпрямления диодным мостом VD4 сглаживается конденсатором С4 и стабилизируется на уровне трёх вольт стабилизатором VD3. C установочного резистора R7 через обратный диод VD2 напряжение обратной связи поступает на вход предварительного усилителя на транзисторе VT1. Коэффициент усиления зависит от свойств транзистора и номиналов резисторов R1,R2,R3. Начальное напряжение на коллекторе величиной в 2/3 Uп запрещает запуск таймера DA1, а при наличии входного сигнала обратной связи транзистор VT1 мгновенно переключается и напряжение на коллекторе снижается до 1/3 Uп, что создаёт условия для запуска таймера. Конденсатор С2 улучшает условия переключения и задерживает отключение на доли секунды при разрыве сварочного электрода, защищая от потери дуги.

Низкий уровень на входе 2DA1 нижнего компаратора таймера находящегося в состоянии ждущего мультивибратора разрешает его работу и на выходе (3) появляется высокий уровень.
Ждущий мультивибратор на таймере начинает генерировать на выходе импульс прямоугольного напряжения длительностью Т1=1,1 (R4+R5) C1, по окончанию этого процесса и по достижению напряжения на конденсаторе величины 2/3U срабатывает верхний компаратор по входу (6) DA1, выход микросхемы переключается в нулевое состояние, внутренний транзистор таймера откроется и разрядит конденсатор С1 со временем Т2= С1R6. При наличии сигнала обратной связи процесс генерирования прямоугольных импульсов продолжится.

Питание микросхемы и предварительного усилителя выполнено от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1 и ограничительном резисторе R8.
Импульсы положительной полярности через резистор R9 с выхода 3 DA1 таймера поступают на базу VT2 усилителя на транзисторе, а резисторами R7 устанавливается напряжение холостого хода вторичной обмотки сварочного трансформатора.
Транзистор VT2 с частотой определённой параметрами внешних элементов таймера DA1 через оптопару DA2 открывает симистор VS1 в обеих полярностях переменного тока сети.

Радиодетали в схеме установлены заводского исполнения: резисторы МЛТ -0,125 или С-29 -0,12, резистор R16 мощностью не менее двух ватт. Конденсаторы типа КМ и К50. Транзисторы обратной проводимости с коэффициентом усиления не менее В -100 типа КТ315 и КТ815Б соответственно со схемой. Вместо таймера DA1 можно установить аналог серии 555 или 7555.

Тип применяемого симистора зависит от сварочного трансформатора. Трансформатор тока Т2 типа ТК 20 -100 / 5.
Трансформатор питания Т1 — ТПП -112 на напряжение 8-10 вольт и ток не менее 100 мА, мощностью 8-15 ватт.
Плата устройства ограничения холостого хода сварочного трансформатора установлена в корпусе соответствующего размера, отдельно размещен трансформатор тока Т2, возможен вариант установки устройства вне корпуса сварочного аппарата.

Наладку устройства начинают с контроля напряжения на резисторе R8. Верхний вывод резистора R7 предварительно от схемы отключить. Резистором R5 при временно замкнутых выводах 2,6 DA1 установить вторичное напряжение сварочного трансформатора не ниже 16 вольт и не выше 36 вольт в зависимости от условий эксплуатации. Далее замкнув сварочную цепь электродом диаметром 3 мм установить резистором R7 момент переключения таймера DA1 по повышению яркости контрольного светодиода HL1 и по появлению полного напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т3. Резистором R4 выполняется регулирование сварочного тока в небольших пределах. Схема устройства выполнена на плате размерами 140 * 35 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Литература:
1.С.Замковой. Ограничитель напряжения сварочного трансформатора. «Радио» №8,1984 г. стр.55-56.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
DA1 Программируемый таймер и осциллятор NE555 1 КР1006ВИ11 Поиск в Utsource В блокнот
VT1 Биполярный транзистор КТ3102Б 1 Поиск в Utsource В блокнот
VT2 Биполярный транзистор КТ972А 1 Поиск в Utsource В блокнот
VD1 Стабилитрон КС210Б 1 Поиск в Utsource В блокнот
VD2 Стабилитрон КС512Б 1 Поиск в Utsource В блокнот
VD3 Стабилитрон КС133А 1 Поиск в Utsource В блокнот
VD4-VD6 Диодный мост КЦ407А 3 Поиск в Utsource В блокнот
VD7 Диод Д160 4 Поиск в Utsource В блокнот
VS1 Тиристор & Симистор ТС132-40-12 1 Поиск в Utsource В блокнот
DA2 Оптопара АОУ103В 1 Поиск в Utsource В блокнот
С1, С3 Конденсатор 0.01 мкФ 2 Поиск в Utsource В блокнот
С2 Электролитический конденсатор 1 мкФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
С4 Электролитический конденсатор 10 мкФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
С5 Электролитический конденсатор 470 мкФ 50 В 1 Поиск в Utsource В блокнот
С6 Конденсатор 1 мкФ 600 В 1 Поиск в Utsource В блокнот
С7 Электролитический конденсатор 10000 мкФ 100 В 1 Поиск в Utsource В блокнот
С7 Конденсатор 0.1 мкФ 600 В 1 Поиск в Utsource В блокнот
R1 Резистор 16 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R2 Резистор 1 МОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R3 Резистор 1.2 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R4 Резистор 3.6 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R5 Переменный резистор 220 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R6 Резистор 120 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
R7 Подстроечный резистор 3.3 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R8 Резистор 910 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
R9 Резистор 560 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
R10 Резистор 470 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R11 Подстроечный резистор 510 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R12 Резистор 8.2 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R13 Резистор 510 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
R14 Резистор 200 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
R15 Резистор 360 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
R16 Резистор 180 Ом 1 2 Вт Поиск в Utsource В блокнот
Т1 Трансформатор ТПП -112 1 Поиск в Utsource В блокнот
Т2 Трансформатор ТК 20 -100 / 5 1 Поиск в Utsource В блокнот
Т3 Трансформатор 1 Поиск в Utsource В блокнот
HL1 Светодиод АЛ307Б 1 Поиск в Utsource В блокнот
FU1 Предохранитель 25 А 1 Поиск в Utsource В блокнот
SA1 Выключатель 1 Поиск в Utsource В блокнот
L1 Катушка индуктивности 1 Поиск в Utsource В блокнот
Е1 Сварочный электрод 1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Инструменты

34 votes + Голос за! — Голос против!

Занимаясь поисками подходящего сварочного трансформатора, многие отказываются от заводских моделей в пользу самодельных. Причины такого решения могут быть самые разнообразные, начиная от неприемлемых цен и заканчивая желанием сделать сварочный трансформатор самостоятельно. По сути особых сложностей в том, как сделать сварочный трансформатор, нет, к тому же, самодельный сварочный трансформатор может по праву считаться предметом гордости любого хозяина. Но при его создании невозможно обойтись без знаний об устройстве и схеме трансформатора, его характеристиках и расчетах по ним.

  1. Рабочие характеристики сварочного трансформатора
    • Напряжение сети и количество фаз
    • Номинальный сварочный ток трансформатора
    • Диаметр электрода
    • Пределы регулирования сварочного тока
    • Номинальное рабочее напряжение
    • Номинальный режим работы
    • Мощность потребления и выходная
    • Напряжение холостого хода
  2. Схема сварочного трансформатора
  3. Расчет сварочного трансформатора

Рабочие характеристики сварочного трансформатора

Любой электроинструмент обладает определенными рабочими характеристиками и сварочный трансформатор не исключение. Но кроме привычных, таких как мощность, количество фаз и требуемое для работы напряжение в сети, сварочный трансформатор имеет целый набор уникальных характеристик, каждая из которых позволит безошибочно подобрать в магазине аппарат под определенный вид работ. Для тех же, кто собирается изготовить сварочный трансформатор своими руками, знание этих характеристик потребуется для выполнения расчетов.

Но прежде чем перейти к детальному описанию каждой характеристики, необходимо разобраться, что собой представляет базовый принцип работы сварочного трансформатора. Он довольно прост и заключается в преобразовании входящего напряжения, а именно его понижении. Понижающая вольтамперная характеристика сварочного трансформатора имеет следующую зависимость – при понижении напряжения (Вольт) возрастает сила тока сварки (Ампер), что и позволяет плавить и сваривать металл. На основе этого принципа и построена вся работа сварочного трансформатора, а также связанные с ней другие рабочие характеристики.

Напряжение сети и количество фаз

С этой характеристикой все довольно просто. Она указывает на требуемое для работы сварочного трансформатора напряжение. Это может быть 220 В или 380 В. На практике напряжение в сети может немного колебаться в пределах +/- 10 В, что может сказаться на стабильной работе трансформатора. При расчетах для сварочного трансформатора напряжение в сети является основополагающей характеристикой для расчетов. К тому же, от напряжения в сети зависит количество фаз. Для 220 В – это две фазы, для 380 В – три. В расчетах это не учитывается, но для подключения сварочного аппарата и его работы это важный момент. Также есть отдельная категория трансформаторов, которые могут работать как от 220 В, так и от 380 В.

Номинальный сварочный ток трансформатора

Это основная рабочая характеристика любого сварочного трансформатора. От величины силы сварочного тока зависит возможность резки и сварки металла. Во всех сварочных трансформаторах это значение указывается максимальным, так как именно столько способен выдать трансформатор на пределе возможностей. Конечно, номинальный сварочный ток можно регулировать для возможности работы электродами различного диаметра, и для этого в трансформаторах предусмотрен специальный регулятор. Необходимо отметить, что для бытовых сварочных трансформаторов, созданных своими руками, сварочный ток не превышает 160 – 200 А. Это связано в первую очередь с весом самого трансформатора. Ведь чем больше сила сварочного тока, тем больше требуется витков медного провода, а это лишние неподъемные килограммы. В дополнение на сварочный трансформатор цена зависит от металла для проводов обмоток, и чем больше провода было потрачено, тем дороже обойдется сам аппарат.

Диаметр электрода

В работе со сварочным трансформатором для сварки металла используются наплавляемые электроды различного диаметра. При этом возможность использовать электрод определенного диаметра зависит от двух факторов. Первый – номинальный сварочный ток трансформатора. Второй – толщина металла. В приведенной ниже таблице указаны диаметры электродов в зависимости от толщины металла и сварочного тока самого трансформатора.

Как видно из этой таблицы, использование 2 мм электрода будет просто бессмысленным при силе тока в 200 А. Или наоборот, 4 мм электрод бесполезен при силе тока в 100 А. Но довольно часто приходится выполнять сварку металла различной толщины одним и тем же аппаратом и для этого сварочные трансформаторы оборудуются регуляторами силы тока.

Пределы регулирования сварочного тока

Для сварки металла различной толщины используются электроды различного диаметра. Но если сила сварочного тока будет слишком большой, то металл при сварке прогорит, а если слишком маленькой, то не удастся его расплавить. Потому в сварочных трансформаторах для этих целей встраивается специальный регулятор, позволяющий понижать номинальный сварочный ток до определенного значения. Обычно в самодельных сварочных трансформаторах создается несколько ступеней регулировки, начиная от 50 А и заканчивая 200 А.

Номинальное рабочее напряжение

Как уже отмечалось, сварочный трансформатор преобразует входящее напряжение до более низкого значения, составляющего 30 – 60 В. Это и есть номинальное рабочее напряжение, которое необходимо для поддержания стабильного горения дуги. Также от этого параметра зависит возможность сварки металла определенной толщины. Так для сварки тонколистового металла требуется низкое напряжение, а для более толстого – высокое. При расчетах этот показатель весьма важен.

Номинальный режим работы

Одной из ключевых рабочих характеристик сварочного трансформатора является его номинальный режим работы. Он указывает на период беспрерывной работы. Этот показатель для заводских сварочных трансформаторов обычно составляет около 40%, а вот для самодельных он может быть не выше 20 – 30%. Это значит, что из 10 минут работы можно беспрерывно варить 3 минуты, а 7 давать отдохнуть.

Мощность потребления и выходная

Как и любой другой электроинструмент, сварочный трансформатор потребляет электроэнергию. При расчетах и создании трансформатора показатель потребляемой мощности играет важную роль. Что касается выходной мощности, то её также следует учитывать, так как коэффициент полезного действия сварочного трансформатора напрямую зависит от разницы между этими двумя показателями. И чем меньше эта разница, тем лучше.

Напряжение холостого хода

Одной из важных рабочих характеристик является напряжение холостого хода сварочного трансформатора. Эта характеристика отвечает за легкость появления сварочной дуги, и чем выше будет напряжение, тем легче появится дуга. Но есть один важный момент. Для обеспечения безопасности человека, работающего с аппаратом, напряжение ограничивается 80 В.

Схема сварочного трансформатора

Как уже отмечалось, принцип работы сварочного трансформатора заключается в понижении напряжения и повышении силы тока. В большинстве случаев устройство сварочного трансформатора довольно простое. Он состоит из металлического сердечника, двух обмоток – первичной и вторичной. На представленном ниже фото изображено устройство сварочного трансформатора.

С развитием электротехники принципиальная схема сварочного трансформатора совершенствовалась, и сегодня производятся сварочные аппараты, в схеме которых используются дроссели, диодный мост и регуляторы силы тока. На представленной схеме видно, как диодный мост интегрирован в сварочный трансформатор (фото ниже).

Одним из самых популярных самодельных сварочных трансформаторов является трансформатор с тороидальным сердечником, в силу его малого веса и прекрасных рабочих характеристик. Схема такого трансформатора представлена ниже.

Сегодня существует множество различных схем сварочных трансформаторов, начиная от классических и заканчивая схемами инверторов и выпрямителей. Но для создания сварочного трансформатора своими руками лучше выбирать более простую и надежную схему, не требующую использования дорогой электроники. Как, например, сварочный тороидальный трансформатор или трансформатор с дросселем и диодным мостом. В любом случае для создания сварочного трансформатора, кроме схемы, придется выполнить определенные расчеты, чтобы получить требуемые рабочие характеристики.

Расчет сварочного трансформатора

При создании сварочного трансформатора под конкретные цели приходится определять его рабочие характеристики заранее. Кроме этого, расчет сварочного трансформатора выполняется для определения количества витков первичной и вторичной обмоток, площади сечения сердечника и его окна, мощности трансформатора, напряжения дуги и прочего.

Для выполнения расчетов потребуются следующие исходные данные:

  • входящее напряжение первичной обмотки (В) U1;
  • номинальное напряжение вторичной обмотки (В) U2;
  • номинальная сила тока вторичной обмотки (А) I;
  • площадь сердечника (см2) Sс;
  • площадь окна (см2)So;
  • плотность тока в обмотке (A/мм2).

Рассмотрим на примере расчета для тороидального трансформатора со следующими параметрами: входящее напряжение U1=220 В, номинальное напряжение вторичной обмотки U2=70 В, номинальная сила тока вторичной обмотки 200 А, площадь сердечника Sс=45 см2, площадь окна So=80 см2, плотность тока в обмотке составляет 3 A/мм2.

Вначале рассчитываем мощность тороидального трансформатора по формуле:

P габаритн = 1,9*Sc*So. В результате получим 6840 Вт или упрощенно 6,8 кВт.

Важно! Данная формула применима только для тороидальных трансформаторов. Для трансформаторов с сердечником типа ПЛ, ШЛ используется коэффициент 1,7. Для трансформаторов с сердечником типа П, Ш – 1,5.

Следующим шагом будет расчет количества витков для первичной и вторичной обмоток. Чтобы это сделать, вначале придется вычислить необходимое количество витков на 1 В. Для этого используем следующую формулу: K = 35/S. В результате получим 0,77 витка на 1 В потребляемого напряжения.

Важно! Как и в первой формуле, коэффициент 35 применим только для тороидальных трансформаторов. Для трансформаторов с сердечником типа ПЛ, ШЛ используется коэффициент 40. Для трансформаторов с сердечником типа П, Ш – 50.

Далее рассчитываем максимальный ток первичной обмотки по формуле: Imax = P/U. В результате получим ток для первичной обмотки 6480/220=31 А. Для вторичной обмотки силу тока берем за константу в 200 А, так как возможно придется варить электродами с диаметром от 2 до 3 мм металл различной толщины. Конечно, на практике 200 А – это предельная сила тока, но запас в пару десятков ампер позволит аппарату работать более надежно.

Теперь на основании полученных данных рассчитываем количество витков для первичной и вторичной обмоток в трансформаторе со ступенчатым регулированием в первичной обмотке. Расчет для вторичной обмотки выполняем по следующей формуле W2 =U2*K, в результате получим 54 витка. Далее переходим к расчету ступеней первичной обмотки. Для этого используем формулу W1ст = (220*W2)/Uст.

Где:

Uст – необходимое выходное напряжение вторичной обмотки.

W2 – количество витков вторичной обмотки.

W1ст – количество витков первичной обмотки определенной ступени.

Но прежде чем приступить к расчету витков ступеней первичной обмотки, необходимо определить напряжение для каждого. Сделать это можно по формуле U=P/I, где:

P – мощность (Вт).

U – напряжение (В).

I – ток (А).

Например, нам требуется сделать четыре ступени со следующими показателями номинальной силы тока на вторичной обмотке: 160 А, 130 А, 100 А и 90 А. Такой разброс понадобится для использования электродов различного диаметра и сварки металла различной толщины. В результате получим Uст = 40,5 В для первой ступени, 50 В для второй ступени, 65 В для третьей ступени и 72 В для четвертой. Подставив полученные данные в формулу W1ст = (220*W2)/Uст, рассчитываем количество витков для каждой ступени. W1ст1 = 293 витка, W1ст2 = 238 витков, W1ст3 = 182 витка, W1ст4 = 165 витков. В процессе намотки провода на каждом из этих витков делается отвод для регулятора.

Осталось рассчитать сечение провода для первичной и вторичной обмоток. Для этого используем показатель плотности тока в проводе, который равен 3 A/мм2. Формула довольно проста – необходимо максимальный ток каждой из обмоток разделить на плотность тока в проводке. В результате получим для первичной обмотки сечение провода Sперв = 10 мм2. Для вторичной обмотки сечение провода Sвтор = 66 мм2.

Создавая сварочный трансформатор своими руками, необходимо выполнить все вышеперечисленные расчеты. Это поможет правильно подобрать все необходимые детали и затем собрать из них аппарат. Для новичка выполнение расчетов может показаться весьма запутанным занятием, но если вникнуть в суть выполняемых действий, все окажется не таким уж и сложным.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *