Что такое сварочный выпрямитель. устройство, принцип работы, виды

Разновидности аппаратов

В продаже встречается просто огромное количество разновидностей рассматриваемого оборудования, все они имеют свои определенные достоинства и недостатки. Классификация промышленных сварочных выпрямителей проводится следующим образом:

1. однофазный;
2. двухфазный;
3. трехфазный.

Выпрямитель для проведения ручной дуговой сварки трехфазного типа состоит из 6-12 диодов, которые зачастую подключаются параллельно. Двухфазные характеризуются параллельным и последовательным подключением мостов. Кроме этого, классификация может проводится по следующим критериям:

1. Сила тока на выходе. С увеличением этого показателя существенно повышается толщина обрабатываемого металла. Если устройство выдает небольшой ток, то можно будет проводить обработку тонких элементов. Также слишком высокий показатель силы тока позволяет применять сварочный аппарат для проведения резки металла.
2. Точность регулировки. Как ранее было отмечено, выпрямитель может использоваться для установки самых различных параметров тока. Чем выше показатель точности регулировки, тем более оптимальные условия для работы может себе обеспечить мастер.
3. Количество выходов для подключения. Сложное сварочное оборудование может применяться для одновременного подключения нескольких держателей для электродов. Подобная модель может понадобиться в том случае, когда работу поблизости одновременно выполняют несколько сварщиков. Однако, за счет усложнения конструкции она становится больше и дороже.
4. Эффективность охлаждения. Недорогие модели предназначены для бытового применения, так как могут эксплуатироваться на протяжении короткого промежутка времени. Это связано с тем, что конструкция не имеет эффективной системы охлаждения. Профессиональное оборудование может использоваться для сварки на протяжении длительного периода.
5. Размеры конструкции. Как правило, сварочные работы проводятся на выезде. Доставка всей аппаратуры может быть затруднена в случае, если оно имеет большой вес и габаритные размеры. В продаже встречаются компактные модели, которые просты в транспортировке.

Большой популярностью пользуются модели трехфазного типа. Это связано с тем, что они могут применяться для работы с металлом самой различной толщины. Однопостовой выпрямитель больше всего подходить для бытового применения, так как применяется при использовании только одного держателя электродов. В продаже есть и модели, которые позволяют подключать одновременно сразу несколько электрододержателей. Универсальные современные сварочные выпрямители выпускаются достаточно большим количеством различных производителей. Марки во многом определяют качество сборки, срок службы и стоимость оборудования. Для бытового применения подходить инверторный выпрямитель. Подобные модели можно охарактеризовать следующим образом:

1. За понижение напряжения отвечает трансформатор.
2. Устанавливается выпрямляющий блок, который отвечает за подачу постоянного напряжения.
3. Далее проводится преобразование в переменное электричество с высоким показателем частоты.

Подобное оборудование предусматривает использование переменного тока. Однако за счет существенного увеличения частоты подаваемого тока есть возможность применять инверторный выпрямитель для получения соединительных швов высокого качества. За счет существенного упрощения конструкции инверторы имеют относительно небольшие размеры, а также просты в эксплуатации.

Применение

Мощные устройства с постоянным электротоком дают возможность производить сварку многих разновидностей стали. Некоторые установки могут соединять изделия толщиной до 50 миллиметров.

Сварочный прибор может расплавлять и электродные стержни, и кромки металла. Кроме этого, выпрямители также работают и с проволокой-присадкой, которая подается с помощью катушки.

Преобразователи могут работать и с угольными и вольфрамовыми (неплавящимися) электродами. В этой ситуации ванну для сварки защищают с помощью подачи инертных газов. Так, пользуясь выпрямителем, можно производить обработку малоуглеродистой стали, нержавейки и чугуна.

Помимо сварки, устройства используются и для резки металлических изделий. Это становится возможным из-за повышения силы электротока.

Устройство сварочного выпрямителя предполагает несколько блоков. Самые главные детали агрегата:

• диоды;
• трансформатор;
• модуль охлаждения;
• устройства для измерения;
• токорегуляторы.

Прибор функционирует по принципу подачи электротока переменного типа на первичную трансформаторную обмотку. Благодаря силе электромагнитной индукции на поверхности вторичной обмотке формируется другой поток тока с увеличенной силой и уменьшенным напряжением.

Затем поток направляется на диоды, в качестве которых зачастую выступают кремниевые детали. В связи с тем, что при этом диоды подвергаются нагреву, то около них размещается вентилятор и радиаторы. Для того чтобы контролировать эксплуатационные характеристики, в системе имеются вольтметр и амперметр. Некоторые устройства могут оснащаться специальными датчиками, реагирующими на перегрев. Если случится превышение одного из показателей, то сработает защитный блок, и сварка остановится.

Обслуживание и основные неисправности

Новые преобразователи обязательно продувают перед включением в сеть. Делать это лучше бытовым феном на среднем режиме нагрева. Нужно устранить скопившуюся пыль, возможную влагу, она снижает сопротивление медных обмоток встроенного трансформатора. Раз в квартал продувку повторяют.

После длительного хранения (до года) преобразователя, перед работой полезно «прокачать» полупроводники – дать выпрямителю поработать на разных режимах, начиная с минимального. После двухчасовой «обкатки» устройство будет стабильно работать, не откажет во время сварки

Важно следить за исправность вентилятора, оборудование не должно перегреваться

Возможные неисправности сварочного выпрямителя и методы их устранения:

Устройство не включается при подключении к сети. Такое возможно:

• при переломе жилы запитывающего проводника, брякают контакты в вилке – проверяют кабель, меняют вилку,
• в сети отсутствует напряжение – необходимо проверить входной рубильник,
• один из узлов вышел из строя – пора нести преобразователь в сервис или чинить устройства самостоятельно,
• выработан ресурс полупроводниковых элементов – требуется перепайка схемы.

Плавящийся электрод залипает, а преобразователь гудит – нужно:

• проверить исправность полупроводников и конденсатора,
• убедиться, что нет просадки питающей электросети,
• посмотреть целостность обмотки дросселя.

Преобразователь самопроизвольно отключается при работе – такое бывает:

• при перегреве, проверяют исправность вентилятора или охлаждающей системы,
• прорыве обмотки встроенного трансформатора – снимают старую, делают новую.

Устройство перестает выдавать питание нужных параметров – надо потрогать корпус, насколько он горячий, проверить подачу воздуха к вентилятору, дать генератору отдохнуть.

Прыгает напряжение холостого и рабочего тока – проверяют:

• ручку регулятора,
• предохранители первичной обмотки,
• плотность закрепления контактов клеммы у пускателя.

Схемы преобразователей указаны в инструкции по эксплуатации. Для ремонта устройств требуются электротехнические знания, навыки пайки. Лучше отдать устройство в сервисный центр. Они точно определят причину поломки, устранят ее.

Особенности использования

Он неприхотливый в обслуживании, редко требует ремонта, поскольку в его конструкции мало слабых мест

Тем не менее, важно перед началом работы и после ее окончания осматривать оборудование, чтобы убедиться в целостности контактов, а также проверить исправность вентилятора, которые отвечает за охлаждение диодов. Техника безопасности требует исключить контакты оборудования с влагой, тем более – попадание ее внутрь механизмов

Периодически аппарат нужно продувать сухим чистым воздухом, чтобы удалить пыль и мелкую грязь. Желательно делать это хотя бы раз в месяц. В продаже представлены сварочные выпрямители, рассчитанные на сваривание металлов до 5 см толщиной. Благодаря тому, что показатели тока регулируются, даже такие аппараты подходят для сварки металла около 1 мм. Кроме непосредственно сварки, оборудование используют для плавки кромки металла, а также его резки. Для резки следует увеличить силу тока, и тогда дуга сможет прожечь сталь, чугун.

Плюсы и минусы оборудования

По сравнению с трансформатором, выпрямитель обладает рядом преимуществ:

• Экономное потребление энергии;
• Стабильность электрической дуги;
• Качество соединения;
• Малое количество брызг;
• Работа с нержавейкой;
• Простота и надежность конструкции, которые обеспечивают комфортную регулировку;
• Высокий КПД.
• Небольшие габариты и малый вес.

Наряду с достоинствами имеется ряд недостатков, которых гораздо меньше:

• Повышенные требования к стабильности напряжения в сети;
• Повышение качества сопровождается незначительной потерей мощности;
• Слабая защита от коротких замыканий, особенно длительных;
• Более высокая стоимость.

Положительные качества обеспечивают устойчивый интерес к оборудованию, несмотря на недостатки.

Применение выпрямителей

Выпрямитель для сварочного аппарата – устройство, которое состоит из нескольких блоков для преобразования и выпрямления входящего напряжения. При работе устройство также повышает показатель силы тока, за счет чего обеспечиваются наиболее благоприятные условия. Назначение сварочного выпрямителя заключается в генерации постоянного тока с высоким значением А

Рассматривая применение сварочного выпрямителя следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. Устройство позволяет проводить сварочные работы при применении электродов, покрытых различными веществами. За счет использования электродов с покрытием, дуга становится более устойчивой, что обеспечивает благоприятные условия для получения качественного шва.
2. В продаже встречаются аппараты, которые могут применяться для сваривания металлов толщиной до 50 мм. Регулировка показателей тока позволяет также проводить работы с металлом толщиной стенок около 1мм. Этот момент определяет, что сварочные выпрямители существенно расширяют область применения аппаратов для сварки.
3. Сварочное устройство может применяться для плавки кромки обрабатываемого металла или стержня применяемого электрода.
4. Многие модели могут использоваться для работы с присадочной проволокой. Кроме этого, они практически незаменимы при применении неплавящихся электродов, к примеру, покрытие которых изготавливается из вольфрама.
5. При применении сварочного выпрямителя можно проводить соединение элементов, которые изготавливаются из нержавеющей стали, чугуна, малоуглеродистой стали или других сплавов.
6. Кроме сварочных работ, с применением рассматриваемого аппарата можно выполнять резку металлов. Для этого проводится существенное увеличение показателя силы тока, дуга прожигает металл.

Если сравнивать с ранее применяемыми трансформаторами, выпрямители способны существенно снизить расход электродов. Сегодня они довольно часто встраиваются в сварочные аппараты, но можно приобрести и подключаемые вариант исполнения. Применяется устройство достаточно просто, подходит оно для самых различных случаев работы. К особенностям использования отнесем нижеприведенные моменты:

1. Устройство, как правило, имеет две клеммы.
2. Одна клемма предназначена для подключения к обрабатываемому изделию, а вторая присоединяется к держателю.
3. В зависимости от конкретного полюса определяется полярность, а также наиболее подходящие режимы работы.

Сваривание металла происходит при образовании дуги между обрабатываемой поверхности и применяемым электродом. Процесс относительно прост, но даже при применении сварочного выпрямителя могут возникнуть некоторые трудности при работе, и только при наличии определенных знаний, навыков и опыта сварщик может получить качественный шов.

Оборудование для полуавтоматической сварки

В комплект оборудования для механизированной сварки входят источник питания сварочной дуги, подающий механизм, газовое оборудование, горелка. Для повышения производительности и избежания перегрева горелки при серийном производстве могут использоваться системы охлаждения.

Источники питания сварочной дуги

Для сварки в среде защитных газов изготавливают источники питания с жесткими внешними вольт-амперными характеристиками. Сварка производится на источниках постоянного тока — сварочные выпрямители, преобразователи, инверторы или специальные установки, содержащие в себе источник питания и подающий механизм, а также блок управления. Источники питания переменного тока практически не используются.

Многопостовые источники питания

Для организации работы в цехах на производстве со стационарными сварочными постами целесообразно использовать многопостовые источники питания. Для этих целей можно использовать преобразователи и выпрямители. Существует две схемы организации многопостовой сварки.

Первая схема используется когда сварка производиться одинаковыми режимами на каждом посте с частыми замыканиями сварочной цепи (возбуждение дуги). При такой схеме в цепь каждого сварочного поста включают дроссель, который способствует снижению влияния постов друг на друга при одновременной работе.

Вторая схема может быть использована для регулирования режимов сварки индивидуально на каждом посте с минимальным влиянием постов друг на друга. В таком случае напряжение холостого хода многопостового источника питания устанавливают на максимум, а снижение силы тока (регулирование) выполняется с помощью балластного реостата на каждом посте.

Механизмы подачи проволоки

Механизмы подачи проволоки используются для стабильной подачи проволоки и регулирования скорости подачи в сварочную горелку. Обычно подающий механизм состоит из электродвигателя, редуктора, тормозящего устройства, подающих и прижимных роликов, а также кассеты с проволокой. Существуют различные варианты исполнения подающих механизмов — закрытого и открытого типа.

В зависимости от числа роликов различают двухроликовые и четырехроликовые подающие механизмы. Последние более надежные и рекомендуется использовать для проволоки большего сечения или при сварке порошковой проволокой.

Для увеличения радиуса проведения сварочных работ и обеспечения стабильной подачи сварочной проволоки могут применяться промежуточные механизмы подачи. Это позволяет увеличить зону проведения сварочных работ от 10 до 20 метров. Промежуточные механизмы синхронизируются с основным что позволяет значительно удалятся от источника питания или полуавтомата и газового оборудования.

Механизмы подачи проволоки

Механизмы подачи проволоки используются для стабильной подачи проволоки и регулирования скорости подачи в сварочную горелку. Обычно подающий механизм состоит из электродвигателя, редуктора, тормозящего устройства, подающих и прижимных роликов, а также кассеты с проволокой. Существуют различные варианты исполнения подающих механизмов — закрытого и открытого типа.

В зависимости от числа роликов различают двухроликовые и четырехроликовые подающие механизмы. Последние более надежные и рекомендуется использовать для проволоки большего сечения или при сварке порошковой проволокой.

Для увеличения радиуса проведения сварочных работ и обеспечения стабильной подачи сварочной проволоки могут применяться промежуточные механизмы подачи. Это позволяет увеличить зону проведения сварочных работ от 10 до 20 метров. Промежуточные механизмы синхронизируются с основным что позволяет значительно удалятся от источника питания или полуавтомата и газового оборудования.

Сварочные полуавтоматы

Сварочные полуавтоматы — специальные установки для механизированной сварки в среде защитных газов содержащие в себе источник питания, подающий механизм, горелку и блок управления процессом. Дополнительно полуавтомат может иметь дистанционный пульт управления, включать схемы позволяющие выполнять сварку в импульсно-дуговом режиме и т.д.

Сегодня чаще используется схема сварки от сварочного полуавтомата, чем источник питания + подающий механизм.

Сварочная горелка

Выполняет несколько функций, среди которых: направление проволоки в зону сварки, подвод тока к сварочной проволоке, подача защитного газа, управление процессом при помощи кнопки управления. Все это возможно благодаря использованию специального шланга внутри которого находится сразу несколько элементов — сварочные кабеля, управляющие провода, спиралеобразный канал для направления проволоки, трубка для подачи газа, а иногда и для подачи воды.

Определение

Говоря простыми словами, диодный мост — это стандартный выпрямитель. Он состоит из нескольких мощных силовых диодов, связанных в единую цепь. Справа схема диодного моста. Это его стандартная схема, которую с опытом можно модифицировать под свои нужды. Диоды крепятся к радиаторам с помощью болтов и гаек. Вся эта конструкция находится под постоянным напряжением и призвана выполнять простую, но важную роль — преобразовать ток переменный в ток пульсирующий. Этот процесс называется выпрямлением, поэтому сварочные мосты называют выпрямителями.

Кстати, один из самых эффективных выпрямителей — ВД 306. Его изготавливают многие заводы и даже сами сварщики делают его своими руками из подручных средств. Экземпляры, изготовленные на заводе, позволяют плавно регулировать ток, но при этом потребляют достаточно много электроэнергии — около 12 киловатт, и весят 100 кг. Согласитесь, не очень удобный прибор для любительской сварки в гараже. Поэтому его используют в цехах и на заводах. А в домашних условиях используют самодельные выпрямители из диодов или более компактные приборы. Использование диодов позволяет решить сразу несколько проблем:

• Диодный мост стабилизирует перепады напряжения и помогает запуститься аппаратам со слабыми техническими характеристиками.
• Качество сварного шва становится лучше.
• Дуга заживается проще и быстрее, даже если аппарат выдает малый показатель напряжения.
• Диодный мост на сварочном аппарате улучшает характеристики дуги. Она горит стабильнее и дольше.

Плюсы и минусы оборудования

Как ранее было отмечено, при работе вместо выпрямителя может также использоваться трансформатор. Преимуществами сварочного выпрямителя назовем нижеприведенные моменты:

1. Можно получить более стабильную дугу. Во время выполнения сварочных работ характеристики получаемой дуги во многом определяют качество шва. Рассматриваемое оборудование характеризуется тем, что обеспечивает более стабильное горение дуги. Именно поэтому в последнее время оно получило широкое распространение.
2. Преимущества сварочного выпрямителя также заключаются в том, что после проведения работы получается ровный шов с мелким чешуйчатым рисунком. За счет этого существенно расширили область применения подобного оборудования.
3. Низкая склонность к образованию брызг расплавленного металла существенно упрощает поставленную задачу и повышает качество получаемого результата.
4. Высокая степень экономичности. Как ранее было отмечено, применение рассматриваемого оборудования позволяет существенно снизить скорость плавки электрода.

Недостатки сварочных выпрямителей во многом связаны с его довольно высокой стоимостью и необходимостью в транспортировке

Стоит учитывать, что для обеспечения длительного срока службы устройства следует уделять внимание его состоянию перед каждым использованием. Обслуживание предусматривает:

1. Проверку надежности фиксации используемых клемм.
2. Удаление накопившейся пыли.
3. Проверку изоляции всех токопроводящих элементов.

Что касается частых поломок, то зачастую их признаками становятся сильный гул во время работы устройства или его нагрев. При наблюдении подобных симптомов следует проверить состояние устройства, так как причинами их появления может стать:

1. Деформация или полная остановка вентилятора охлаждающей системы. Стоит учитывать, что неправильная работа охлаждающей системы может привести к серьезным проблемам.
2. Замыкание первичной обмотки или нарушение изоляции листов сердечника.
3. Снижение выходного напряжение происходить из-за замыкания или обрыва во вторичной обмотке.

 В заключение отметим, что современные выпрямители позволяют получать качественные швы при соединении различных металлов. Большое количество положительных качеств определило обширное распространение устройства. В продаже встречаются самые различные варианты исполнения, которые обладают исключительными эксплуатационными качествами.

Меры предосторожности при использовании сварочных выпрямителей

При использовании сварочных выпрямителей необходимо соблюдать определённые меры предосторожности для обеспечения безопасности сварщика и используемой техники. Ниже приведены основные требования при работе со сварочными выпрямителями:. Аппараты должны использоваться по прямому назначению – выпрямители можно применять только в тех режимах и для тех видов сварки, которые рекомендуются производителем техники

Аппараты должны использоваться по прямому назначению – выпрямители можно применять только в тех режимах и для тех видов сварки, которые рекомендуются производителем техники.

Использование защитной одежды – сварочные работы можно проводить только в специальной экипировке, которая включает: защитные очки или маску, специальный шлем, перчатки, защитную одежду, специальную обувь. Это защитит сварщика от попадания искр, окалины и других потенциально опасных веществ.

Работать нужно в хорошо проветриваемом помещении – во время сварки выделяется много дыма, паров и газов, которые могут быть вредными для здоровья. Поэтому рекомендуется работать в помещении с хорошей вентиляцией или использовать системы принудительной вентиляции, вытяжки.

Не допускать нахождения в области сварки легко воспламеняемых материалов – перед началом работ нужно убедиться, что рабочая область свободна от горючих материалов, жидкостей, газов, взрывоопасных веществ. Огнетушитель должен располагаться рядом с рабочей областью на случай непредвиденных ситуаций.

Правильно подключать технику и контур заземление – перед началом работ нужно убедиться, что сварочный выпрямитель правильно подключён к сети электропитания и надёжно заземлён. Это поможет предотвратить поражение электрическим током и снизит вероятность перенапряжения или короткого замыкания.

Устройство сварочного выпрямителя

Сварочные выпрямители имеют различные конструкции и характеристики, которые и определяют их конкретное предназначение. Они могут использоваться для обеспечения различных видов электродуговой сварки: в среде инертного защитного газа (MIG), активного защитного газа (MAG), агронодуговой сварки (TIG).

Устройство сварочного выпрямителя достаточно простое, что обеспечивает его стабильную работу в разных режимах и простоту обслуживания, ремонта.

Выпрямители состоят из следующих функциональных элементов:

• понижающий трансформатор – используется для преобразования электрического тока питающей сети; с его помощью снижается напряжение, что приводит к параллельному увеличению силы тока во вторичной цепи трансформатора;

•выпрямитель – этот узел осуществляет преобразование переменного тока вторичной цепи трансформатора в постоянный ток; использование постоянного тока обеспечивает более стабильное горение сварочной дуги, повышает качество и надёжность сварочного шва;

•модуль защиты – предназначен для защиты сварочных аппаратов от перегрузок, аварийных ситуаций, возможных ошибок сварщика;

•модуль управления – электронно-механический блок, предназначенный для настройки рабочего режима и параметров сварочного аппарата;

•охлаждающий радиатор – предназначен для отвода тепловой энергии, выделяемой всеми токопроводящими элементами и электронными компонентами; система охлаждения позволяет предотвращать перегрев сварочного аппарата и его выход из строя; может использоваться два вида систем охлаждения – с естественной или принудительной вентиляцией;

•пусковой модуль – используется для запуска сварочного аппарата, помогает зажечь дугу, выключает устройство в случае короткого замыкания;

•сварочный шлейф с электродержателем – предназначен для удержания электрода во время работы и подачи к нему рабочего тока, сварочной проволоки с присадками.

Что такое сварочный выпрямитель

Оборудование представляет собой преобразовательный блок с вольтамперной регулировкой. У сварочного выпрямителя на выходе два провода с клеммами: плюс и минус. При подключении одной из них к электроду, а другой к металлу возникает высокотемпературная электрическая дуга, образующая ванну расплава.

Сварочные выпрямители разделяют по уровню сложности, дополнительным функциям. Но принцип устройства у всех одинаковый: помимо трансформатора, создающего необходимое напряжение, в схему включают полупроводники, пропускающие только положительную часть синусоиды переменного тока.

Заключение

Сварочный выпрямитель – источник повышенной опасности. В процессе эксплуатации необходимо соблюдать все требования инструкции завода-изготовителя, а также общие требования нормативных документов по охране труда. Следует помнить, что здоровье человека – его главная ценность.

Сварщик 6-го разряда Шатилов Александр Геннадьевич, опыт работы – 17 лет: «Я работаю сварщиком металлоконструкций на металлургическом заводе. Основное оборудование, на котором приходится работать – многопостовые сварочные выпрямители серии ВД/ВДМ симферопольского завода. В целом, это достаточно надежные аппараты, которые не нуждаются в особом уходе. Единственное требование к эксплуатации в условиях металлургического завода – регулярная очистка от пыли. Для этих целей мы пользуемся сжатым воздухом из воздушных магистралей. Пыль здесь содержит отходы металлургического производства, а потому работа в течении двух смеем без очистки ведет к гарантированной поломки. Коллеги на прошлом ремонте подтвердили эту гипотезу на собственном аппарате, во время проведения капитального ремонта агломашины