Справочное руководство по ручной сварке стержневыми электродами EWM - часть 9

 

устройствами используются большей частью на 

сменных  рабочих  местах  и  строительных 
площадках. 

5.1  Источники сварочного тока 

Источник питания необходим для производства 

электрической  энергии,  необходимой  для 
сварочного процесса. Кроме того, он понижает 

высокое  напряжение  сети  и  обеспечивает 
подачу  требуемой  высокой  силы  тока  даже  в 

случае короткого замыкания. Так как при сварке 
МИГ/МАГ используется, за исключением самых 

последних  разработок,  только  постоянный  ток, 
в  качестве  источников  тока  используются 

только  выпрямители  и  инверторы.  Источники 
питания  для  сварки  МИГ/МАГ  обладают 

горизонтальной  либо  слегка  понижающейся 
статической  характеристикой  (характеристикой 

постоянного напряжения). Это необходимо для 
внутреннего регулирования процесса. Ниже это 

будет  рассмотрено  подробнее.  У  устройств, 
используемых  в  качестве  многозадачных 

установок,  статическая  характеристика  также 
перемещается  в  области  от  вертикально 

понижающейся до горизонтальной. 
Сварочный 

выпрямитель 

состоит 

из 

трансформатора 

и 

последующих 

выпрямительных  агрегатов.  В  то  время  как 

трансформатор 

преобразует 

высокое 

напряжение  и  низкую  силу  тока  электросети  в 

сварочный  ток  с  низким  напряжением  и 

высокой силой тока, выпрямительные агрегаты 
выпрямляют  поступающий  от  трансформатора 

переменный 

ток. 

Для 

того, 

чтобы 

соответствовать 

особым 

требованиям 

различных производственных задач, источники 
питания  должны  быть  регулируемыми.  У 

простых  устройств  для  сварки  МИГ/МАГ 
регулирование  производится  при  помощи 

расположенного 

с 

первичной 

стороны 

трансформатора  ответвления  обмотки  и 

переключателя 

ступеней 

обмоток 

трансформатора.  На  Рис. 10  показан  принцип 

машины  с  переключателем  ступеней  обмоток 
трансформатора. 
При отводе большего или меньшего количества 
витков 

первичной 

обмотки 

меняется 

передаточное  отношение  трансформатора,  как 
и  напряжение  на  вторичной  стороне.  В 

несколько  более  дорогих  источниках  питания 
установка  тока  в  в  выпрямительной  части 

происходит 

при 

помощи 

управляемых 

выпрямителей  (тиристоров).  Схема  подобной 
установки показана на Рис. 11. 

 

10 04.07

. : WM.0223.00

 

 

Рис. 9 

Инверторный мультипроцессный 
аппарат 
PHOENIX PROGRESS 

 

Рис. 10 

Принцип машины с переключателем 
ступеней обмоток трансформатора 

Regler

- einfach -

 

Рис. 11 

Принцип источника питания с 
тиристорным управлением 

 

МИГ/МАГ  в  качестве  источников  питания 
оснащаются 

инверторами. 

Инвертор 

представляет  собой  электронный  источник 
питания.  Раньше  в  течение  долгого  времени 

применялись 

как 

аналоговые, 

так 

и 

электронные 

источники 

с 

генерацией 

импульсов  на  вторичной  либо  первичной 
стороне,  в  настоящее  время  используются 

электронные 

источники 

с 

генерацией 

импульсов  на  первичной  стороне.  Их  принцип 

работы  полностью  отличается  от  обычных 
источников питания (Рис. 12). 
Подаваемый 

от 

сети 

ток 

сначала 

выпрямляется,  а  затем,  когда  он  уже  может 

быть  трансформирован,  он  разделяется  на 
короткие отрезки при включении и выключении. 

Этот  процесс  называется  тактированием.  Он 
осуществляется 

благодаря 

быстро 

реагирующим  электронным  переключателям - 
транзисторам. 

Первые 

инверторы 

на 

транзисторах  работали  с  импульсной  частотой 
примерно 25 кГц.  Сегодня  новейшие 

транзисторы  обеспечивают  частоту 100 кГц  и 
более. 
После  "прерывания" (тактирования)  тока  он 
трансформируется на требуемую высокую силу 

и  низкой  напряжение.  За  трансформатором 
возникает  прямоугольный  переменный  ток, 

который  затем  еще  раз  выпрямляется. 
Преимущество высокой частоты заключается в 

том,  что  вес  трансформатора  может  быть 
очень  небольшим.  Он  непосредственное 

зависит  от  частоты  трансформируемого  тока. 
Благодаря  этому  существует  возможность 

производства легких источников питания.  

EWM HIGHTEC WELDING GmbH

 

Dr. Günter-Henle-Str. 8, D-56271 Mündersbach/Ww., Germany

 

www.ewm.de 

 

11 04.07

. : WM.0223.00

На  электронных  источниках  тока  многие 

задачи, 

решаемые 

на 

традиционных 

источниках тока с помощью таких компонентов, 

как  сопротивления,  дроссели  и  конденсаторы, 

решаются 

с 

помощью 

электронного 

управления. 

Система 

управления 

этих 

источников так же важна, как и силовая часть. 

Регулирование  тока  производится,  например, 
на  тактируемых  источниках  путем  изменения 

соотношения 

между 

временем 

включения/выключения 

тока. 

Изменение 

тактовой  частоты  также  может  использоваться 
для  регулировки  силы  тока.  Для  генерации 

импульсного 

тока 

отношения 

времени 

включения 

и 

выключения 

циклически 

изменяется 

системой 

управления. 

Аналогичным  образом  можно  и  включить  либо 

отключить ток в начале и конце сварки. 
А  благодаря  новой  технике  стало  возможным 

также  создание  регулируемого  источника  тока, 
который  уже  давно  требовался  для  сварочной 

техники.  Контрольное  устройство  измеряет 
сварочный ток и напряжение и сравнивает их с 

заданными  значениями.  Если  фактические 
сварочные 

параметры 

отклоняются 

от 

заданных,  например,  из-за  возникновения 
нежелательных 

сопротивлений 

в 

цепи 

сварочного  тока,  устройство  управление 
выполняет  подрегулировку.  Подрегулировка 
производится  очень  быстро  в 

μs-области. 

Аналогичным  способом  можно  ограничить  ток 
короткого замыкания и улучшить cos

ϕ. Гораздо 

лучший  КПД  и  меньшие  потери  при  холостом 

ходе  инверторных  источников  тока  получен 
также 

благодаря 

меньшей 

массе 

трансформатора.  

5.2  Устройства подачи проволоки 

В  устройстве  подачи  проволоки  проволочный 
электрод  подается  к  месту  сварки  в 

соответствии  со  скоростью  его  расплавления 
при  помощи  подающих  роликов.  При  этом 

электрод вытягивается с катушки и проводится 
по  пакету  шлангов,  на  конце  которого 

расположена  горелка.  Для  этого  перед 
подающими 

роликами 

расположен 

направляющий 

мундштук, 

приводящий 

проволоку  в  нужное  положение,  а  позади 

роликов,  в  начале  пакета  шлангов - приемный 
мундштук 

для 

проволоки. 

Установки 

механизированной  сварки  оснащаются  еще  и 
промежуточным  направляющим  устройством, 

устраняющим 

предварительный 

изгиб 

проволоки, 

возникающий 

вследствие 

наматывания ее на катушку. 

Ïîñòîÿííûé

âûïðÿìèòåëü (äèîä)

Ïîñòîÿííûé

âûïðÿìèòåëü (äèîä)

Ïåðåìåííûé

âûïðÿìèòåëü (òðàíçèñòîð)

Òðàíñôîðìàòîð

Äðîññåëü

Ñåòü

 

Рис. 12 

Блок-схема инвертора 3 поколения 

 

 

больше.  Поэтому  двигатели  соединены  с 
приводным валом передачей. 
Устройство  подачи  проволоки  не  должно 

повредить 

поверхность 

проволочного 

электрода.  Поэтому  диаметр  подающих 
роликов  должен  быть  достаточно  большим, 

чтобы  удельное  давление  на  поверхность 
проволоки  не  было  слишком  высоким.  В 

отличие  от 2-роликового  привода  при  помощи 
4-роликовых приводов подача проволоки может 

осуществляться  с  небольшим  давлением 
прижима, 

но, 

тем 

не 

менее, 

без 

проскальзывания.  Давление  прижима  между 
роликами  можно  еще  снизить  в  том  случае, 

если  в  движение  приводится  больше  роликов. 
В 4-роликовых 

приводах 

все 

ролики 

многократно  соединены  между  собой  при 
помощи  зубчатого  соединения  и  приводятся  в 

движение при помощи двигателя. 
На  Рис. 13  изображено  устройство  подачи 

проволоки с 4-роликовым приводом. На Рис. 14 
виден привод в деталях. 
Чаще  всего  только  один  ролик  из  пары 
подающих  роликов  имеет  трапециевидную 

канавку,  а  ролик  противодавления  имеет 
гладкую поверхность (Рис. 15). 
Таким  образом,  поверхность  проволоки 
прилегает  к  роликам  в 3 точках  и  благодаря 

этому  не  повреждается.  Иногда  в  устройствах 
подачи  порошковых  и  мягких  проволочных 

электродов  оба  ролика  имеют  полукруглую 
канавку.  Защита  проволоки  от  повреждения 

важна  и  потому,  что  материал,  сорванный  с 
поверхности электрода, также попадает в пакет 

шлангов,  который  из-за  этого  может  забиться. 
Усиленное 

истирание 

металлической 

поверхности  возникает  и  в  случае  износа 

 

Рис. 13 

Вид устройства подачи проволоки с 4-
роликовым приводом 

 

 
 

Рис. 14 

4-роликовый привод 

a)

b)

c)

 

Рис. 15 

Различные приводные ролики 
a) сталь 
b) алюминий 
c) порошковая проволока 

EWM HIGHTEC WELDING GmbH

 

Dr. Günter-Henle-Str. 8, D-56271 Mündersbach/Ww., Germany

 

www.ewm.de 

 

12 04.07

. : WM.0223.00

 

 

подачи  защитного  газа,  шланг  подачи 
проволоки, управляющая линия, а у устройств, 

рассчитанных на высокие значения силы тока - 
также подача и отвод охлаждающей жидкости. 
У  аппаратов  с  водяным  охлаждением 
электропроводка 

находится 

в 

линии 

рециркуляции воды. Поэтому сечение проводки 
может  быть  меньше,  чем  в  аппаратах  без 

охлаждения, а пакет шлангов становится более 
гибким.  Шланг  подачи  проволоки  при  сварке 

нелегированных  и  низколегированных  сталей 
представляет  собой  стальную  спираль.  При 

использовании  проволочных  электродов  из 
хромоникелевой  стали  или  из  алюминия  и 

других  металлов  для  подачи  используется 
шланг  из  износостойкого  синтетического 

материала 

(например, 

тефлона). 

Синтетические 

шланги 

имеют 

лучший 

коэффициент  трения,  чем  сталь.  Благодаря 
линии  управления  управляющие  сигналы 

передаются  от  горелки  к  системе  управления. 
Для  этого  на  держателе  горелки  находится 

переключатель,  при  помощи  которого  можно 
управлять 

необходимыми 

при 

сварке 

функциями. 
На конце пакета шлангов находится сварочная 

горелка.  На  следующих  рисунках  показаны 
наиболее употребительные типы горелок. 
Чаще  всего  применяют S-образные  горелки 
(Рис. 16).  Они  обладают  небольшим  весом, 

благодаря чему обеспечивается очень хороший 
доступ  дуги  к  месту  сварки.  Горелка  для 

скоростной  сварки  отличается  особенной 
формой и удобством (Рис. 17). 
Следующим  типом  является  сварочный 
пистолет.  На  Рис. 18  он изображен  в  качестве 

двухтактной горелки. 

При  двухтактном  приводе  проволочный 

электрод тянется расположенным в держателе 
горелки  двигателем  подачи  и  одновременно 

проталкивается  в  пакет  расположенным  в 
аппарате  двигателем.  Благодаря  этому 

осуществляется беспроблемная подача мягкой 
и  тонкой  проволоки.  Двухтактный  привод 

зачастую  используется  в  сварочных  роботах  и 
машинных сварочных установках, в которых из-

за  их  конструкции  проволочный  электрод 
подается  на  большие  расстояния.  На  Рис. 20 

показана  горелка  для  цифровой  сварочной 
установки,  при  работе  с  которой  можно 

считывать  параметры  сварочного  процесса  с 
дисплея и регулировать их с горелки. 
У  горелки  с  малой  катушкой  (Илл 19) 
миникатушка  для  проволоки  расположена 

непосредственно  на  горелке,  а  двигатель 
подачи - в держателе. 

EWM HIGHTEC WELDING GmbH

 

Dr. Günter-Henle-Str. 8, D-56271 Mündersbach/Ww., Germany

 

www.ewm.de 

 

13 04.07

. : WM.0223.00

 

 

Рис. 16 

S-образная горелка 

Рис. 17 

Горелка для скоростной сварки 
HIGHSPEED 

 

Рис. 18 

Двухтактная горелка