Описание и работа со сварочным трансформатором

 

 

 

 

 

4. Эксплуатация  сварочных трансформаторов

 

Сварочные трансформаторы являются основным источником питания сварочной  дуги при ручной дуговой сварке различных  строительных конструкций (табл. 1). Для  ручной сварки на строительных площадках  предпочтительно используются мобильные  трансформаторы ТД-500 и ТДМ-503 и др., которые могут работать на малых  и больших сварочных токах  от 90 до 560 А. Трансформаторы ТД-300, ТДМ-317 и даже ТДМ-401 по мощности не удовлетворяют  строителей. Эти трансформаторы большей частою используются в производственных цехах и на ремонтных работах. У всех современных трансформаторов серии ТД и ТДМ иногда наблюдаются плохое крепление магнитопровода к каркасу, неплотности ходового регулировочного устройства и контактов, плохое крепление кожуха и другие недостатки, допущенные при изготовлении и подготовке к эксплуатации. Они вызывают усиление вибрации, что приводит к преждевременному выходу трансформатора из строя. Очень опасно нарушение изоляции обмоток, которое может вызвать их разрушение, а также замыкание на корпус тока высокого напряжения.

Показатель	ТД-500	ТД-502	ТДМ-317	ТДМ-401	ТДМ-503
Номинальный сварочный ток,А	500	500	315	400	500
Пределы регулирования тока,А	100-560	100-516	60-360	80-460	90-560
Габарит, мм	720*670*835	765*670*835	760*585*818	555*585*848	555*585*888
Масса, кг	180	210	145	145	170

Таблица 1. Технические  характеристики трансформаторов

 

Примечание:Для всех трансформаторах напряжение питающей сети 380В, 220В, режим работы ПН=60%

 

Использование мощных трансформаторов  серии ТДФ или ТДФЖ на токи до 1000А, 1600А и 2000 А для сварки под флюсом на строительной площадке, как правило, не практикуется. Они используются в цехах производственных предприятий, изготовляющих строительные конструкции.

Перед включением трансформатора в сеть необходимо удалить его  смазку, затем продуть трансформатор  сухим сжатым воздухом, подтянуть  ослабленные крепления, убедиться, что на трансформаторе нет видимых  повреждений, после чего проверить  мегомметром на 500 В сопротивление изоляции между первичной обмоткой и корпусом, между первичной и вторичной обмотками и между вторичной обмоткой и корпусом. После этого можно подсоединить кабель нужного сечения и затянуть все контактные зажимы. Особенно тщательно необходимо заземлить трансформатор и зажим вторичной обмотки, к которому подключается провод к изделию, а также свариваемую конструкцию. Затем нужно установить нужный диапазон и сварочный ток по шкале, проверить соответствие напряжения сети напряжению, указанному на заводской табличке, после чего подключить трансформатор к сети через рубильник и предохранители.

Ежедневно перед работой  следует осматривать трансформатор  для устранения замеченных повреждений  и недостатков.

Один раз в месяц  очищать трансформатор от пыли и  грязи и при необходимости  подтягивать контакты.

Один раз в три месяца следует проверять наружным осмотром состояние конденсаторов фильтра  защиты от радиопомех и при необходимости  заменять их, тщательно зачищая контакты и затягивая винтовые соединения; проверять сопротивление изоляции.

 
Рис. 9. Электрическая схема параллельного  соединения трансформаторов:   и   — первичное и вторичное напряжения трансформаторов; Т1 и Т2 — трансформаторы; Др1 и Др2 — дроссели; Пр — предохранители

 

Один раз в шесть  месяцев следует очищать контакты и изоляционное части переключателя диапазона от медной пыли и грязи, смазывать контактные поверхности и части тугоплавкой смазкой.

При работе на открытом воздухе  и во взрывоопасных помещениях и  опасных условиях работы необходимо применять ограничитель холостого  хода до 12В для уменьшения напряжения при смене электрода.

Наиболее характерные  неисправности сварочных трансформаторов, выявляемые при сварке: повышенная вибрация и гудение; повышенное напряжение холостого хода; толчки силовых катушек; повышенный нагрев (подгорание) контактов; замыкание высокого напряжения на корпус; перегрев трансформатора.

Все неисправности должны быть устранены электромонтажником при выключенном от силовой сети трансформаторе. Если мощности и номинальный  сварочный ток имеющихся на строительной площадке трансформаторов недостаточны для сварки на большом токе, трансформаторы одного типа могут быть подсоединены параллельно (рис. 9). Однако при этом необходимо, чтобы напряжение холостого  хода подсоединяемых трансформаторов  было одинаково, сварочный ток каждого  был отрегулирован на одно и то же значение. При сварке необходимо постоянно контролировать приборами (вольтметрами и амперметрами) значение напряжения и тока соединенных параллельно трансформаторов.

Дистанционное регулирование  тока при сварке значительно упрощает работу сварщика, уменьшает потери его рабочего времени на переходы к источнику питания дуги для  регулирования тока и, следовательно, повышает производительность труда. В  новой модели тиристорного трансформатора для ручной сварки ТДЭ-402 можно осуществлять дистанционное регулирование с переносного пульта управления. В трансформаторе ТДФ дистанционно включается ток подмагничивания шунта, а в ТДФЖ регулирование силы сварочного тока осуществляется автоматически путем изменения скорости подачи сварочной проволоки.

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Сварочные генераторы  переменного тока повышенной  частоты

 

Для ручной дуговой сварки переменным током стали небольшой  толщины (1—3 мм) штучными электродами  и сварки конструкций из алюминиевых  сплавов неплавящимся вольфрамовым электродом в инертном газе требовалось  повысить стабильность дуги, которая  резко ухудшалась из-за необходимости  применения малых сварочных токов.

Повысить стабильность можно  увеличением частоты сварочного тока. Для этой цели использовался  сварочный преобразователь переменного  тока ПС-100-1 повышенной частоты (рис. 10). Преобразователь состоит из генератора однофазного переменного тока и  приводного асинхронного трехфазного  электродвигателя, имеющих общий  вал и заключенных в один корпус. Генератор состоит из статора  и ротора. Статор имеет две постоянные обмотки 5, соединенные последовательно, и обмотку возбуждения 4, питаемую постоянным током от селенового выпрямителя  «В», который подключен к одной  из фаз обмотки электродвигателя. Статор и ротор состоят из пакетов  тонколистовой электролитической  стали. При вращении зубчатого ротора наводится магнитный поток, вызываемый постоянным током обмотки возбуждения 4, в результате чего в постоянных обмотках создается электродвижущая  сила (ЭДС), частота которой пропорциональна  числу оборотов и числу зубцов ротора. Преобразователь ПС-100-1 был рассчитан на ток до 115 А с частотой 480 Гц.

Для получения падающей характеристики и регулирования тока в сварочную  цепь включался последовательно  специальный дроссель.

 

Рис. 10. Электрическая схема  преобразователя (генератора) ПС-100-1

 

 

1 — электродвигатель; 2 —  генератор; 3 и 4 — обмотки.                                                                                         

 

 

Преобразователь ПС-100-1 получил  ограниченное распространение вследствие небольшой мощности, сравнительно высокой  стоимости и недостаточно хороших  технологических показателей.

6. Аппаратура для  возбуждения и стабилизации дуги  при ручной сварке

 

Для возбуждения и стабилизации дуги применяются специальные аппараты (устройства), приспособленные для  работы с серийными источниками  питания переменного и постоянного  тока.

Эти аппараты обеспечивают наложение тока высокого напряжения и высокой частоты на сварочную  цепь. Они разделяются на два типа: возбудители непрерывного действия и возбудители импульсного питания. К первым относятся осцилляторы, которые, работая совместно с  источниками питания дуги, обеспечивают ее возбуждение наложением на сварочные  провода тока высокого напряжения (3000—6000 В) и высокой частоты (150—250 кГц). Такой  ток не представляет большой опасности  для сварщика при соблюдении им правил электробезопаспости, но дает возможность возбуждать дугу, не касаясь электродом изделия. Высокая частота обеспечивает спокойное горение дуги даже при малых сварочных токах основного источника. Электрическая схема осциллятора ОСПЗ-201 приведена на рис. 11. Как видно из схемы, осциллятор включен в сварочную цепь параллельно и в цепь переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц, Предохранитель  обеспечивает без аварийную работу помехозащитного фильтра ПЗ, состоящего из батареи конденсаторов. Высоковольтный низкочастотный трансформатор Т1 повышает напряжение до 6 кВ. На стороне высокого напряжения трансформатора ТТ находится высокочастотный искровой генератор, состоящий из разрядника ФВ, конденсатора   и первичной обмотки трансформатора высокой частоты и напряжения Ί2. Этот генератор является колебательным контуром, в котором беспрерывно, с большой скоростью, накапливаются в конденсаторе и разряжаются через искровой разрядник импульсы тока высокого напряжения, создавая высокочастотную характеристику трансформатора Т2. Для защиты источника от тока высокого напряжения служит фильтр в виде конденсатора а предохранитель  защищает обмотку трансформатора Т2 от пробоев фильтра  Осциллятор может питаться не от сети, а непосредственно от сварочной цепи, что улучшает его свойства.

Осцилляторы последовательного  включения (рис. 12) считаются более  эффективными, так как не требуют  установки в цепи источника специальной  защиты от высокого напряжения. Как  видно из схемы, катушка включена последовательно со сварочной дугой, остальные обозначения схемы аналогичны рис. 11. При работе осциллятора разрядник издает тихое потрескивание; искровой зазор величиной 1,5—2 мм может быть установлен регулировочным винтом, но только при отключенном от сети осцилляторе. Следует иметь в виду, что установка и ремонт осцилляторов требуют более высокой квалификации электротехнического персонала.

 

Рис. 11. Электрическая схема  осциллятора, включенного в сварочную  цепь параллельно

 

Рис.12. Электрическая схема  осциллятора последовательного  включения

 

Основные типы применяемых  осцилляторов и их характеристики приведены  в табл. 2. При сварке переменным током  требуются возбудители с импульсным питанием, которые наряду с первоначальным возбуждением дуги должны способствовать ее зажиганию при смене полярности переменного тока. Казалось бы, что  осцилляторы отвечают этому требованию. Однако они неудовлетворительно  выполняют повторные зажигания  при смене полярности переменного  тока источника, в результате чего действующий  сварочный ток колеблется и ухудшается качество сварки. Кроме того, несинхронизированные осцилляторы создают значительные радиопомехи. Для стабилизации дуги переменного тока используются возбудители-стабилизаторы  с импульсным питанием, управляемые  напряжением дуги. Как правило, они  являются частью установки для сварки на переменном токе. Так, в комплекте  со сварочным трансформатором ТДМ-503-4 промышленность выпускает возбудитель-стабилизатор, управляемый напряжением дуги ВСД-01.УЗ. Амплитуда импульса стабилизатора  достигает.400—600 В. Энергия импульса накапливается в накопителе, обычно емкостном. Импульс вводится в цепь дуги по команде управляющего устройства. Такой тип стабилизатора называется активным в отличие от пассивных  стабилизаторов, в которых импульс  генерируется за счет процессов, происходящих в цепи дуги. Промышленностью используются стабилизаторы активного типа как  более надежные. Управляющее устройство стабилизатора задерживает импульс  на 60—100 мкс, что вместе с запозданием срабатываемых коммутаторов обеспечивает наиболее эффективное время ввода импульса для стабилизации дуги. Стабилизировать процесс сварки переменным током можно с помощью тиристорных трансформаторов.

Таблица 2. Характеристики осцилляторов

Показатели	ОСПЗ-2М	ОСЦВ-2	М-3	ОСППЗ-300М	О013355п
Напряжение питающей сети В, и рода тока	220 В, переменный		65 В, переменный	200 В, переменный	380/220 В, переменный
Вторичное напрежение холостого хода, В	6000	2300	2600	6000	Частота 400кГц
Род тока дуги	Переменный, постоянный	Переменный		Переменный, постоянный	Переменный
Включение в сварочную сеть	Параллельно	Последовательно
Потребляемоя мощьность, кВт	0,045	0,08	0,14	___	0,4
Масса, Кг	6,5	16	20	___	15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

Алексеев Е. К., Мельник  В. И. Сварка в промышленном строительстве. — Μ .· Стройиздат, 2000. — 377 с.

Алешин Н. Пм Щербинский В. Г. Контроль качества сварочных работ. — М.: Высш. школа, 2006. — 167 с.

Безопасность производственных процессов/Под ред. С. В. Белова —  М.: Машиностроение, 1995. — 448 с.

Блинов As H.t Лялин К. В- Организация и производство сварочно-монтажных работ, — М: Стройиздат, 1998. — 343 с.

Думов С. И. Технология электрической  сварки плавлением.— Л.: Машиностроение, 2007. — 468 с.