Сварочный трансформатор

Введение

Цена качественных агрегатов измеряется в условных единицах, цифра которых стартует от 100. Не каждый бюджет осилит такую покупку.

В такой ситуации есть выход – сделать агрегат своими руками. А когда не хватает знание, то советуем начать с самого простого – со сборки трансформатора.

Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, главный орган аппарата для сварки, буквально его сердце. Многие задаются следующими вопросами:

• Как намотать такой трансформатор?
• Как его рассчитать?
• Как собрать агрегат для сваривания?

Без паники. В данной статье мы дадим ответ на вопрос, как своими силами сделать статическое электромагнитное устройство для сварочного аппарата для получения качественной основы для монтажа сварочного агрегата.

Самостоятельное изготовление

Перед самостоятельной сборкой сварочного трансформатора, эксплуатация которого возможна в домашних условиях, необходимо вкратце ознакомиться с рядом требований, предъявляемых к этому устройству.

Расчет самодельного устройства

Согласно схемному решению, к вторичной обмотке трансформатора подключаются две толстые медные шины, ответные концы которых подсоединяется к электродному держателю и свариваемой заготовке. За счёт этих подключений образуется замкнутая цепь для , обеспечивающая получение дугового разряда, необходимого для сварки.

Помимо этого необходимо предусмотреть возможность работы самодельного сварочного трансформатора в режиме перегрузок, что требует тщательного расчёта его основных параметров (эти показатели рекомендуется выбирать с небольшим запасом). Чтобы рассчитать трансформатор, нужно определить вначале его требуемую мощность, затем количество витков на первой и второй обмотках.

Расчеты нельзя назвать простыми. В их основу должны быть заложены данные по обмоточным проводам и выбору их сечения, обеспечивающие соответствие входных и выходных параметров заданным характеристикам.

Также следует побеспокоиться о вспомогательных приспособлениях, облегчающих намотку (и перемотку, в случае необходимости) первичной катушки сварочного трансформатора с большим количеством витков.

Использование СВЧ

В отдельных случаях в качестве преобразователя напряжения может использоваться трансформатор от пришедшей в негодность СВЧ печи (микроволновки), в котором достаточно будет заменить лишь вторичную обмотку. Для самостоятельного изготовления лучше всего выбрать простейший агрегат без встроенной автоматики, в основу применения которого заложено выполнение основных рабочих функций. С таким аппаратом будет проще работать, да и ремонт его в случае необходимости можно произвести без излишних затрат нервов и времени.

Неприхотливость в обслуживании и ремонте изделий этого класса объясняется простотой их конструктивного решения, позволяющей быстро найти пришедшую в негодность деталь и заменить её исправной.

При самостоятельном изготовлении трансформатора следует учитывать и возможность обустройства на его основе сварочного инвертора, получаемого после добавления к трансформатору импульсного модуля.

Относительная сложность конструкции этого устройства полностью компенсируется его лучшими техническими показателями, оказывающими существенное влияние на рабочие параметры сварочной дуги.

Меры и техника безопасности

При эксплуатации трансформатора ТД-500 необходимо соблюдать следующие правила личной безопасности и меры предосторожности. Перед включением нужно осмотреть корпус устройства и убедиться в его целостности

При прекращении поджига дуги аппарат следует немедленно отключить от питания и убедиться в исправности конденсаторов, не пробовать многократно ее возбудить

Перед включением нужно осмотреть корпус устройства и убедиться в его целостности. При прекращении поджига дуги аппарат следует немедленно отключить от питания и убедиться в исправности конденсаторов, не пробовать многократно ее возбудить.

Использование прибора должно выполняться при неукоснительном соблюдении правил, изложенных в инструкции. Ремонт и уход за преобразователем должны выполняться только при отключении его от питания. После выключения преобразователю необходимо дать время на остывание.

Что такое сварочный трансформатор и для чего он служит

Сварочный трансформатор применяется для образования неразъёмных соединений в производственных и ремонтных целях настолько широко, что уже стал классическим оборудованием.

Сварочный трансформатор предназначен для следующих задач:

• преобразование высокого сетевого напряжения в низкое, а низкой силы электрического тока в высокую;
• осуществление сварочных и наплавочных работ посредством расходования покрытых электродов.

При совмещении результатов этих процессов осуществляется ручная . Несмотря на освоение этой техники уже более 100 лет назад трансформатор до сих широко применяется.

Причинами этого являются простота и дешевизна устройства, его низкая неприхотливость и высокая ремонтопригодность, а также универсальность как для технического средства производства.

Рассмотрим устройство и принцип действия сварочного трансформатора, а также его основные конструкционные особенности.

Предложения

Компания довольно скромная и малоизвестная даже в кругах строителей. Тем не менее в сегменте производства электротехнического оборудования она работает с 1998 г. и за это время выпустила целую линейку сварочных аппаратов российского производства с приемлемыми ценниками. Особого внимания заслуживает аппарат MMA-220. Устройство работает от однофазной линии на 220 В, поэтому его можно использовать и в быту, и на стройплощадке. Разработчики повысили точность направления тока, герметизировали печатную плату и заключили функциональную базу в ударостойкий корпус.

Поскольку модель обеспечивает максимальную силу тока на 220 А при поддержке мощности около 6 кВт, с ее помощью можно выполнять сложные соединения толстых металлических конструкций. Например, для монтажных работ в профессиональном строительстве это оптимальное решение. Кроме того, сварочные аппараты российского производства отличаются богатой комплектацией. Базовые наборы поставки, кроме инвертора, содержат устройства для заземления, фиксатор для электродов, необходимую кабельную фурнитуру и т. д.

Устройство пускового механизма

Пусковое устройство включает в свой состав – магнитопровод, две обмотки и клеммы. Переключатели изменяют напряжение и общее число обмоток подключаемых к выпрямителю. В первичную цепь устанавливают регулятор, собранный на основе полупроводников (тиристоров). Вторая обмотка, подключаемая к выпрямительному мосту, обеспечивает подачу двух уровней изменяемого напряжения.

Устройство пускового механизма трансформатора

Для работы пускового устройства требуется напряжение в 220 В. Ток лежит в диапазоне от 0 до 120 А, а напряжение достигает 70 В случае самостоятельного изготовления устройства, за основу принимают стержневой трансформатор, на его первой обмотке накручено 230 витков, на второй 32. Пульт управления полупроводниками монтируют над дросселем. Для охлаждения всей системы используют принудительную вентиляцию.

Устройство магнитопровода

Ключевыми деталями магнитопровода, являются пластинки или листы, произведенные из электромагнитной стали. К конструктивным деталям относят крепеж, корпус и пр. Магнитопроводы сварочных трансформаторов разделяют на стержневые и броневые. В устройствах стержневого типа все сегменты магнитной цепи обладают одинаковым сечением. В магнитопроводах броневого типа полным сечением обладает только средний стержень, на который устанавливают обмотки.

Виды магнитопроводов трансформатора

Сечения остальных участков магнитной цепи почти в два раза меньше. По ним происходит замыкание магнитного потока. На участках магнитопровода имеющего Т-образную форму, каждый имеет свое сечение. При этом его размер составляет в три раза меньший размер, чем собственно сам стержень. По каждому из участков происходит замыкание третьей части потока. Пластины, входящие в пакеты покрывают специальным составом, который называют оксидной изоляцией. Принцип работы сварочного трансформатора Аппаратура для сварки работает по алгоритму:

1. Питание подается на первую обмотку. В ней генерируется магнитный поток, замыкающийся на сердечнике.
2. Затем питание направляется на вторую обмотку.
3. Магнитопровод, который собран из ферромагнитов, генерирует постоянное магнитное поле. Индуцирующий поток производит ЭДС.
4. Разность в числе витков допускает колебание тока с требуемыми для выполнения сварки параметрами. Эти же показатели учитывают при расчетах аппаратуры для сварки.

Существует связь числа витков на второй катушке и напряжением на выходе. То есть для повышения тока количество витков необходимо увеличить. Но так как, сварочный трансформатор – это понижающий тип, то число витков на второй обмотке будет ниже, чем на первой. Устройство и принцип действия сварочного трансформатора обеспечивает настройку величины тока. Этого достигают уменьшая или увеличивая пространство между катушками. Для этого в сварочном оборудовании установлены движущиеся компоненты. Расстояние между обмотками изменяет сопротивление и это дает возможность выбирать именно тот ток, который нужен для сварки.

Холостой ход

Аппаратура для сварки работает в двух режимах – рабочем и холостом. Во время сварки вторая обмотка замыкается между рабочим инструментом и деталью. Ток расплавляет кромки заготовок и в результате получается надежное соединение деталей. После того, как сварщик закончит работы, цепь прерывается и трансформатор переключается на холостой ход. ЭДС в первой обмотке появляются из-за наличия:

• магнитного потока;
• его рассеивания.

Холостой ход трансформатора

Эти силы отпочковываются от направления потока в магнитопроводе и замыкаются между катушками в воздухе. Именно эти силы и являются основой работы в холостую. Работа на холостом ходу не должна представлять опасность для рабочего — сварщика и окружающих людей. То есть оно не должно быть больше чем 46 В. Но отдельные модели сварочного оборудования, имеют большие значения, например, 60 – 70 В. В этом случае в конструкции сварочного устройства устанавливают ограничитель параметров холостого хода. Скорость его срабатывания не превышает одну секунду с момента разрыва цепи и окончания работы. В целях дополнительной защиты сварщика, корпус трансформатора необходимо заземлять.

Возможно, вам также будет интересно

При разработке источника сварочного тока инверторного типа (ИИСТ) возникает естественный вопрос о выборе способа регулирования и стабилизации тока нагрузки — сварочной дуги. Оптимальный способ регулирования тока ИИСТ должен соответствовать ряду основных требований, отражающих специфику источников сварочного тока: формировать статическую вольт-амперную нагрузочную характеристику (ВАХ) нужного вида; учитывать динамические особенности поведения нагрузки при тех сварочных процессах, для

Все статьи цикла. В первой статье цикла приводятся сведения об областях применения мощных высоковольтных источников питания (ВВИП) и их классификация. Рассмотрены отличия ВВИП от низковольтных ИП. Дается обзор структур построения мощных ВВИП в аспекте их развития. В последующих частях данного цикла будут отмечены особенности реализации собственно высоковольтных блоков, модулей, блоков и их компонентов. В большей

В статье рассматривается преобразователь нового поколения, который был спроектирован и изготовлен ЗАО «РЭПХ» в соответствии с требованиями Российского морского регистра судоходства. Рассмотрены его основные свойства и технические характеристики, отличительные особенности, представлены сборочные чертежи ППЧ.

Что такое режим холостого хода сварочного трансформатора? — Металлы, оборудование, инструкции

Из всевозможных видов промышленного оборудования самым распространенным является сварочный трансформатор. Такой аппарат состоит из нескольких ключевых узлов и способен создавать ток, дуга которого плавит сталь, и соединяет стороны изделия в единый шов.

Оборудование делится на несколько видов по сложности исполнения конструкции, а также способности выдавать необходимую величину напряжения.

В чем заключается принцип действия сварочного трансформатора и его устройство? Какие физические процессы происходят внутри аппарата? Чем одни изделия могут отличаться от других? Материал статьи и видео сполна осветят эти вопросы.

Устройство сварочного трансформатора

Чтобы осуществлять плавление металла электрической дугой, необходимо изменить параметры тока, потребляемого от сети. В аппарате он модернизируется так, что напряжение понижается (V), а сила тока возрастает (А). Сварка металла этим оборудованием возможна благодаря несложным комплектующим, входящим в его конструкцию. Большинство моделей включают в себя:

• магнитопровод;
• стационарную первичную обмотку из изолированного провода;
• движущуюся вторичную обмотку, часто без изоляции, для улучшения теплоотдачи;
• вертикальный винт с лентовидной резьбой;
• ходовую гайку винта и крепление к обмотке;
• рукоятку для вращения винта;
• зажимы для вывода и крепления проводов;
• корпус с жалюзи для охлаждения.

Некоторые сварочные трансформаторы переменного тока содержат дополнительное оборудование, совершенствующее их работу, о котором будет описано ниже в разделе схем.

Устройство сварочного трансформатора предусматривает магнитопровод. Сердечник не влияет на силу тока, а лишь способствует образованию магнитного поля. Для этого используется пакет пластин из специальной стали. Их поверхность покрывается оксидной изоляцией.

Некоторые модели лакируются. Если бы сердечник был из сплошного металла, то вихревые токи (токи Фуко), получаемые из-за действия магнитного потока, снижали бы индукцию поля.

За счет наборных составляющих сердечник не образует сплошной проводник, что снижает влияние токов Фуко.

Для более тихой работы пластины сердечника важно стягивать потуже. Слабое соединение ведет к вибрации составляющих благодаря прохождению переменного тока с частотой 50 Гц

Но даже плотное стягивание не устраняет всего шума, поэтому любой расчет сварочного трансформатора подразумевает гул, что слышно на видео по его работе.

Принцип работы сварочного трансформатора

Аппарат, состоящий из вышеописанных элементов, работает по следующему принципу:

1. Напряжение из сети подается на первичную обмотку, в которой образуется магнитный поток, замыкающийся на сердечнике устройства.
2. После этого напряжение передается на вторичную катушку.
3. Магнитопровод, созданный из ферромагнитных материалов, размещая на себе обе обмотки, создает магнитное поле. Индуцирующий магнитный поток образовывает в обмотках переменные электродвижущие силы (ЭДС).
4. Разница в количестве витков катушек позволяет изменять ток с необходимыми для сварки значениями V и А. По этим показателя происходит расчет сварочного трансформатора.

Автоматизированные системы

Автоматическое сварочное оборудование используется исключительно в промышленном производстве и строительстве магистральных трубопроводов большого диаметра благодаря высокой производительности сварочных работ.

Роль человека здесь минимальна, оператору требуется установить оборудование в начале шва, остальное сделает устройство. Качество шва получается высоким с постоянными заданными характеристиками.

Промышленные установки узкоспециализированы, могут варить, например, только трубы. В основном автоматические сварочные аппараты делают стационарного исполнения, но бывают и мобильные.

Более высокий уровень автоматизации наблюдается в роботизированных производственных линиях, где функция человека ограничивается наблюдением за процессом сварки и проведением регламентных работ.

Сферы применения

Сварочный трансформатор постоянного тока и переменного можно использовать, только чтобы соединить изделия из черных металлов. Качество соединения будет зависеть от мастерства работника. Прибор используется в строительстве, строительной промышленности. Он позволяет сэкономить металл, ускорить производственный процесс, снизить стоимость конечной продукции, получить рациональные конструкции, понизить трудоемкость резки, пробивки, сверления и чеканки.

Также помогает заменить некоторые литые изделия легкими сварными, сэкономив материал на 50 %, а также изготовить, установить, преобразовывать металлические, сборные железобетонные конструкции.

Строительство как сфера применения

К сведению! Сварочный аппарат нашел свое применение в космосе, автомобильной промышленности, ремонте сельскохозяйственной техники, архитектуре и дизайне. Главной сферой применения остается строительство.

Принцип работы сварочного трансформатора

Итак, настало время рассмотреть детальнее, что такое сварочный трансформатор и как он функционирует. Алгоритм работы оборудования включает несколько основных этапов:

1. Из сети энергоснабжения ток подается на первичную обмотку. В результате этого генерируется магнитный поток, замыкающийся на сердечнике устройства;
2. Далее напряжение поступает на вторичную обмотку.
3. Изготовленный из ферромагнитных материалов сердечник, на котором располагаются обе обмотки – первичная и вторичная, генерирует магнитное поле.
4. По количеству витков катушки, точнее их разницы, изменяются напряжение и сила тока. По данным параметрам и рассчитывается трансформатор.

Есть прямая зависимость между количеством витков вторичной обмотки и выходным напряжением. Если нужно повысить напряжение на выходе, то следует прибавить количество витков вторичной катушки, и наоборот. Сварочный трансформатор является понижающим устройством. По этой причине количество витков на вторичной обмотке у него меньше, чем на первичной.

Помимо этого, устройство и узлы сварочного аппарата позволяют регулировать и силу тока. Для этого необходимо изменять расстояние между вторичной и первичной обмотками. Здесь наблюдается обратная зависимость: чем меньше расстояние, тем сильнее сила тока, и наоборот – чем больше расстояние, тем меньше значение. Данные регулировки дают возможность сварщику работать с материалами, которые отличаются и по составу, и по толщине.

Как выбирать сварочные аппараты российского производства?

Начинать подбор следует с ключевых показателей, выражаемых и той же силой тока, и диаметром допустимых для использования электродов. Чем больше эти показатели, то толще и плотнее могут быть целевые заготовки. К примеру, универсальным решением для комплексных работ в гараже, на даче и дома может стать аппарат на 170-200 А, поддерживающий электроды толщиной до 4 мм.

Не стоит игнорировать и рабочие условия, в числе которых стабильность напряжения и температурный режим. Допустимость применения оборудования в тех или иных условиях может расширить или ограничить возможности его эксплуатации. Но практика применения и в этом отношении подтверждает универсальность сварочных бытовых аппаратов российского производства. Фото, представленное ниже, также демонстрирует пример минимального технического оснащения рабочего места, в котором используется инвертор.

Основная классификация

Для соединения металлов разработано множество видов оборудования, которое отличается не только конструкцией, но и методом сварки. Сварочные аппараты могут быть следующих типов.

1. Трансформаторы. С помощью данного типа агрегата переменное напряжение сети преобразуется в переменное, но с характеристиками, подходящими для сварки.
2. Выпрямители. Агрегаты являются преобразователями переменного тока в постоянный, благодаря чему сварочная дуга становится более устойчивой, а сварочный шов – более качественным.
3. Инверторы. Сварочный инвертор преобразует переменный ток в постоянный, после чего постоянный преобразуется в переменный высокочастотный, а на выходе снова выпрямляется, поскольку сварочная дуга на постоянном токе, как уже говорилось, более устойчива.
4. Полуавтоматы бывают как трансформаторные, так и инверторные. На агрегатах вместо электродов используется специальная проволока, а сварка происходит в среде защитных газов. Аппараты способны варить как в режиме непрерывного горения дуги, так и в импульсном режиме. Такой способностью обладает инверторно-импульсный агрегат.
5. Сварочные генераторы. Это комбинация сварочного аппарата (трансформаторного или инверторного) с генератором. Последний может иметь бензиновый либо дизельный двигатель. Данные устройства используются в местах, где отсутствует электроснабжение.

На сварочных аппаратах можно увидеть следующую аббревиатуру, относящуюся к токам, с которыми они работают:

• AC (англ. alternating current) – данными буквами обозначается переменный ток;
• DC (англ. direct current) – маркировка постоянного тока.

Методы сварки обозначаются следующими аббревиатурами.

1. ММА (Manual Metal Arc) переводится как “ручная электродуговая сварка” (РДС). Это традиционный и самый распространенный способ соединения металлических изделий. В качестве присадки с аппаратами используются штучные электроды, имеющие защитное покрытие (обмазку).
2. MAG (Metal Active Gas) – способ сварки, при котором происходит обдув дуги активным газом (обычно используется углекислота СО₂). Данный способ применяется на полуавтоматах, использующих в качестве присадки электродную проволоку.
3. MIG (Metal Inert Gas). При данном способе сварки используются инертные газы, такие как аргон, гелий и др. Метод MIG также используется на полуавтоматических сварочниках для соединения цветных металлов и нержавеющей стали. Для сварки используется проволока из различных металлов.
4. TIG (Tungsten Inert Gas). В переводе с английского слово “Tungsten” означает “вольфрам”. Сварка происходит неплавящимся электродом в среде инертного газа. Возникновение дуги происходит между металлом и электродом из вольфрама. Присадка, в качестве которой используют металлический прут, подается непосредственно в место сварки, активно обдуваемое защитным газом.
5. PAW (Plasma Arc Welding) – это плазменная сварка. Выполняется с помощью направленного потока ионизированной плазмы.

На фото ниже ПН аппарата равняется 60%. Это значит, что через каждые 6 минут работы устройства ему нужно давать на отдых 4 минуты.

Но, как показывается практика, именно такой режим работы по умолчанию и получается у любого сварщика из-за технологических остановок (замена электрода или свариваемых деталей, перемещение в пределах рабочего места и т.д.).

Показатели напряжения

Грубо говоря, весь ассортимент условно делится на модели, работающие от однофазных сетей, и аппараты, подключающиеся к трехфазным линиям энергоснабжения, как в случае с версией «ТДМ-402». Соответственно, первые работают под напряжением в 220 В, а вторые – 380 В. Очевидно, что однофазная сеть менее требовательна к мощностям и покрывает ресурсы, которые задействуются в мелких операциях. Такие модели подойдут скорее для гаражно-дачных работ. Однако есть и промежуточная группа аппаратов с «плавающим» напряжением. Сварочные трансформаторы этого типа могут подключаться к сетям обоих видов. Причем данная особенность важна и для рядовых пользователей, и для специалистов. Речь идет даже не столько об универсальности, сколько о преимуществах, которые дает возможность работы от разных источников. Например, при наличии двух сетей владелец аппарата с номинально небольшими характеристиками выиграет от подключения к сети на 380 В, так как на фоне сбалансированного распределения нагрузки будут отсутствовать скачки напряжения. Что касается владельцев профессионального оборудования, то в их случае подключение к однофазной сети будет выгоднее при работе на минимальной рабочей нагрузке.