Jenis utama mesin kimpalan

Pengikat bahagian dengan mengimpal dan memateri adalah berdasarkan satu prinsip: menuangkan unsur-unsur yang akan dicantumkan dengan logam cair. Hanya apabila pematerian, pateri plumbum-timah cair rendah digunakan, dan apabila mengimpal, logam yang sama dari mana struktur yang dikimpal dibuat.

Undang-undang fizikal yang beroperasi dalam kimpalan

Untuk memindahkan logam daripada keadaan pepejal biasa kepada keadaan cecair, ia mesti dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi, lebih tinggi daripada takat leburnya. Mesin kimpalan elektrik berfungsi berdasarkan prinsip menjana haba dalam wayar apabila arus elektrik melaluinya.

Pada separuh pertama abad ke-19, fenomena ini digambarkan secara serentak oleh dua ahli fizik: orang Inggeris James Joule dan Emil Lenz Rusia. Mereka membuktikan bahawa jumlah haba yang dihasilkan dalam konduktor adalah berkadar terus dengan:

1. hasil darab kuasa dua arus yang berlalu;

2. rintangan elektrik litar;

3. masa pendedahan.

Untuk mencipta jumlah haba yang mampu mencairkan bahagian logam dengan arus, adalah perlu untuk mempengaruhinya dengan salah satu daripada tiga kriteria ini (I, R, t).

Semua mesin kimpalan menggunakan kawalan arka dengan menukar nilai arus yang mengalir. Baki dua parameter dikelaskan sebagai tambahan.

Jenis arus untuk mesin kimpalan

Sebaik-baiknya, arus elektrik masa tetap, yang boleh dijana daripada sumber seperti bateri boleh dicas semula atau bateri kimia atau penjana khas, paling sesuai untuk memanaskan bahagian dan kawasan jahitan secara sekata.

Walau bagaimanapun, skema yang ditunjukkan dalam foto tidak pernah digunakan dalam amalan. Ia telah ditunjukkan untuk memaparkan arus yang stabil yang boleh menyerang lengkok yang licin dan sempurna.

Mesin kimpalan elektrik beroperasi pada arus ulang alik dengan frekuensi industri 50 hertz. Pada masa yang sama, semuanya dicipta untuk kerja pengimpal jangka panjang dan selamat, yang memerlukan pemasangan perbezaan potensi minimum antara bahagian yang dikimpal.

Walau bagaimanapun, untuk penyalaan arka yang boleh dipercayai, adalah perlu untuk mengekalkan tahap voltan 60 ÷ 70 volt. Nilai ini diambil sebagai nilai permulaan untuk litar kerja manakala 220 atau 380 V dibekalkan kepada input mesin kimpalan.

Arus ulang alik untuk kimpalan

Untuk mengurangkan voltan bekalan pemasangan elektrik kepada nilai kerja kimpalan, pengubah langkah turun yang berkuasa dengan keupayaan untuk melaraskan nilai semasa digunakan. Pada output, mereka mencipta bentuk sinusoidal yang sama seperti dalam rangkaian kuasa. Dan amplitud harmonik untuk pembakaran arka dicipta lebih tinggi.

Reka bentuk transformer kimpalan mesti memenuhi dua syarat:

1.had arus litar pintas dalam litar sekunder, yang, mengikut keadaan operasi, berlaku agak kerap;

2. pembakaran stabil arka yang dinyalakan yang diperlukan untuk operasi.

Untuk tujuan ini, ia direka bentuk dengan ciri volt-ampere luaran (VAC) yang mempunyai penurunan yang curam. Ini dilakukan dengan meningkatkan pelesapan tenaga elektromagnet atau dengan memasukkan pencekik—gegelung rintangan induktif—dalam litar.

Dalam reka bentuk lama transformer kimpalan, kaedah menukar bilangan lilitan dalam belitan primer atau sekunder digunakan untuk melaraskan arus kimpalan. Kaedah yang susah payah dan mahal ini telah melebihi kegunaannya dan tidak digunakan dalam peranti moden.

Pada mulanya, pengubah ditetapkan untuk menyampaikan kuasa maksimum, yang ditunjukkan dalam dokumentasi teknikal dan pada papan nama kotak. Kemudian, untuk melaraskan arus operasi arka, ia dikurangkan dengan salah satu cara berikut:

• menyambungkan rintangan induktif kepada litar sekunder. Pada masa yang sama, cerun ciri I - V meningkat dan amplitud arus kimpalan berkurangan, seperti yang ditunjukkan dalam foto di atas;

• perubahan dalam keadaan litar magnetik;

• litar thyristor.

Kaedah melaraskan arus kimpalan dengan memperkenalkan rintangan induktif dalam litar sekunder

Pengubah kimpalankerja berdasarkan prinsip ini terdiri daripada dua jenis:

1. dengan sistem kawalan arus yang lancar disebabkan oleh perubahan beransur-ansur jurang udara di dalam wayar magnet induktif;

2. dengan pensuisan berperingkat bilangan belitan.

Dalam kaedah pertama, litar magnet induktif diperbuat daripada dua bahagian: satu pegun dan satu boleh alih, yang digerakkan oleh putaran pemegang kawalan.

Pada jurang udara maksimum, rintangan terbesar kepada aliran elektromagnet dan rintangan induktif terkecil dicipta, yang memberikan nilai maksimum arus kimpalan.

Pendekatan penuh bahagian litar magnet yang bergerak ke litar pegun mengurangkan arus kimpalan ke nilai terendah yang mungkin.

Peraturan langkah adalah berdasarkan penggunaan kenalan boleh alih untuk menukar bilangan belitan tertentu secara berperingkat.

Untuk induktansi ini, litar magnet dibuat keseluruhan, tidak boleh dipisahkan, yang sedikit memudahkan reka bentuk keseluruhan.

Kaedah peraturan semasa berdasarkan menukar geometri litar magnet pengubah kimpalan

Teknik ini dilakukan menggunakan salah satu kaedah berikut:

1. dengan menggerakkan bahagian gegelung bergerak pada jarak yang berbeza daripada gegelung yang dipasang pegun;

2. Dengan melaraskan kedudukan shunt magnet di dalam litar magnet.

Dalam kes pertama, pengubah kimpalan dicipta dengan pelesapan induktansi yang meningkat kerana kemungkinan mengubah jarak antara belitan litar utama, pegun di kawasan kuk bawah, dan belitan sekunder alih.

Ia bergerak disebabkan oleh putaran manual pemegang aci pelaras, yang berfungsi pada prinsip skru plumbum dengan kacang. Dalam kes ini, kedudukan gegelung kuasa dipindahkan oleh gambar rajah kinematik mudah ke penunjuk mekanikal, yang lulus dalam bahagian arus kimpalan. Ketepatannya adalah kira-kira 7.5%.Untuk pengukuran yang lebih baik, pengubah arus dengan ammeter dibina ke dalam litar sekunder.

Pada jarak minimum antara gegelung, arus kimpalan tertinggi dihasilkan. Untuk mengurangkannya, adalah perlu untuk menggerakkan gegelung bergerak ke sisi.

Pembinaan transformer kimpalan sedemikian mewujudkan gangguan radio yang besar semasa operasi. Oleh itu, litar elektrik mereka termasuk penapis kapasitif yang mengurangkan bunyi elektromagnet.

Cara menghidupkan shunt magnet boleh alih

Salah satu versi litar magnet pengubah sedemikian ditunjukkan dalam foto di bawah.

Prinsip operasinya adalah berdasarkan pergerakan bahagian tertentu fluks magnet dalam teras kerana kemasukan badan pelaras dengan skru plumbum.

Transformer kimpalan dikawal oleh kaedah yang diterangkan dibuat dengan teras magnet yang diperbuat daripada kepingan keluli elektrik dan gegelung wayar tembaga atau aluminium dengan penebat tahan haba. Walau bagaimanapun, untuk tujuan operasi jangka panjang, ia dicipta dengan kemungkinan pertukaran udara yang baik untuk menghilangkan haba yang dihasilkan di atmosfera sekeliling, oleh itu ia mempunyai berat dan dimensi yang besar.

Dalam semua kes yang dipertimbangkan, arus kimpalan yang mengalir melalui elektrod mempunyai nilai berubah-ubah, yang mengurangkan keseragaman dan kualiti arka.

Arus terus untuk kimpalan

Litar thyristor

Jika dua thyristor bersambung bertentangan atau satu triac disambungkan selepas penggulungan sekunder pengubah kimpalan, melalui elektrod kawalan, dari mana litar kawalan digunakan untuk melaraskan fasa pembukaan setiap separuh kitaran harmonik, maka ia menjadi mungkin untuk mengurangkan arus maksimum litar kuasa kepada nilai yang diperlukan untuk keadaan kimpalan tertentu.

Setiap thyristor hanya menghantar separuh gelombang positif arus dari anod ke katod dan menyekat laluan separuh negatifnya. Maklum balas membolehkan anda mengawal kedua-dua gelombang separuh.

Badan pengawal selia dalam litar kawalan menetapkan selang masa t1 semasa thyristor masih ditutup dan tidak melepasi separuh gelombangnya. Apabila arus dibekalkan kepada litar elektrod kawalan pada masa t2, thyristor terbuka dan sebahagian daripada separuh gelombang positif, ditandakan dengan tanda «+», melaluinya.

Apabila sinusoid melalui nilai sifar, thyristor ditutup, ia tidak akan melalui arus melalui dirinya sendiri sehingga separuh gelombang positif menghampiri anodnya dan litar kawalan blok peralihan fasa memberi arahan kepada elektrod kawalan.

Pada masa ini t3 dan T4, thyristor yang disambungkan ke kaunter berfungsi mengikut algoritma yang telah diterangkan. Oleh itu, dalam pengubah kimpalan menggunakan litar thyristor, sebahagian daripada tenaga semasa terganggu pada masa t1 dan t3 (jeda tanpa arus dicipta), dan arus yang mengalir dalam selang t2 dan t4 digunakan untuk kimpalan.

Selain itu, semikonduktor ini boleh dipasang dalam gelung utama dan bukannya dalam litar elektrik. Ini membolehkan penggunaan thyristor berkuasa rendah.Tetapi dalam kes ini, pengubah akan menukar bahagian potong separuh gelombang gelombang sinus, ditandakan dengan tanda «+» dan «-«.

Kehadiran jeda tanpa arus semasa tempoh gangguan sebahagian daripada harmonik semasa adalah kekurangan litar, yang menjejaskan kualiti pembakaran arka. Penggunaan elektrod khas dan beberapa langkah lain memungkinkan untuk berjaya menggunakan litar thyristor untuk kimpalan, yang telah menemui aplikasi yang agak luas dalam struktur yang dipanggil penerus kimpalan.

Litar diod

Penerus kimpalan fasa tunggal berkuasa rendah mempunyai gambar rajah sambungan jambatan yang dipasang daripada empat diod.

Ia mencipta satu bentuk arus diperbetulkan yang mengambil bentuk separuh gelombang positif yang berselang-seli berterusan. Dalam litar ini, arus kimpalan tidak mengubah arahnya, tetapi hanya turun naik dalam magnitud, mewujudkan riak. Bentuk ini mengekalkan arka kimpalan lebih baik daripada bentuk thyristor.

Peranti sedemikian mungkin mempunyai belitan tambahan yang disambungkan kepada belitan operasi pengubah pengawal selia semasa. Nilainya ditentukan oleh ammeter yang disambungkan kepada litar diperbetulkan melalui shunt atau sinusoidal — melalui pengubah arus.

Skim jambatan Larionov

Ia direka untuk sistem tiga fasa dan berfungsi dengan baik dengan penerus kimpalan.

Kemasukan diod mengikut skema jambatan ini memungkinkan untuk menambah vektor voltan pada beban sedemikian rupa sehingga mereka menghasilkan voltan akhir U keluar, yang dicirikan oleh riak kecil dan, menurut undang-undang Ohm, membentuk arka. arus yang serupa bentuk pada elektrod kimpalan. Ia lebih dekat dengan bentuk arus terus yang ideal.

Ciri-ciri penggunaan penerus kimpalan

Arus diperbetulkan dalam kebanyakan kes membolehkan:

• adalah lebih selamat untuk menyalakan arka;

• memastikan pembakarannya yang stabil;

• mencipta sedikit percikan logam cair daripada transformer kimpalan.

Ini memperluaskan kemungkinan kimpalan, membolehkan anda menyambung aloi keluli tahan karat dan logam bukan ferus dengan pasti.

Arus penyongsang untuk kimpalan

Penyongsang kimpalan ialah peranti yang melakukan penukaran elektrik langkah demi langkah mengikut algoritma berikut:

1. elektrik industri 220 atau 380 volt ditukar oleh penerus;

2. bunyi teknologi yang timbul dilemahkan dengan menggunakan penapis terbina dalam;

3. tenaga yang distabilkan diterbalikkan kepada arus frekuensi tinggi (10 hingga 100 kHz);

4. pengubah frekuensi tinggi mengurangkan voltan kepada nilai yang diperlukan untuk pencucuhan stabil arka elektrod (60 V);

5. Penerus frekuensi tinggi menukarkan elektrik kepada arus terus untuk kimpalan.

Setiap daripada lima peringkat penyongsang dikawal secara automatik oleh modul transistor khas siri IGBT dalam mod maklum balas. Sistem kawalan berdasarkan modul ini tergolong dalam elemen penyongsang kimpalan yang paling kompleks dan mahal.

Bentuk arus diperbetulkan yang dicipta untuk arka oleh penyongsang hampir hampir dengan garis lurus yang sempurna. Ia membolehkan anda melakukan pelbagai jenis kimpalan pada logam yang berbeza.

Terima kasih kepada kawalan mikropemproses proses teknologi yang berlaku dalam penyongsang, kerja pengimpal sangat difasilitasi oleh pengenalan fungsi perkakasan:

• permulaan panas (mod mula panas) dengan meningkatkan arus secara automatik pada permulaan kimpalan untuk memudahkan memulakan arka;

• anti-stick (Mod Anti Stick), apabila apabila elektrod menyentuh bahagian yang hendak dikimpal, nilai arus kimpalan berkurangan kepada nilai yang tidak menyebabkan logam cair dan melekat pada elektrod;

• pemaksaan arka (mod daya arka) apabila titisan besar logam cair dipisahkan daripada elektrod apabila panjang arka dipendekkan dan terdapat kemungkinan melekat.

Ciri-ciri ini membolehkan walaupun pemula membuat kimpalan berkualiti. Mesin kimpalan penyongsang berfungsi dengan pasti dengan turun naik yang besar dalam voltan sesalur masukan.

Peranti penyongsang memerlukan pengendalian dan perlindungan yang teliti daripada habuk, yang, jika digunakan pada komponen elektronik, boleh mengganggu operasinya, membawa kepada kemerosotan pelesapan haba dan terlalu panas struktur.

Pada suhu rendah, pemeluwapan mungkin muncul pada papan modul. Ini akan menyebabkan kerosakan dan kerosakan. Oleh itu, penyongsang disimpan di dalam bilik yang dipanaskan dan tidak berfungsi dengan mereka semasa fros atau hujan.