Инверторные источники питания для электродуговой сварки

• заданный ток  поддерживается вне зависимости  от колебаний напряжения сети;

• в высокое  выходное напряжение позволяет вести  сварку при суммарной длине кабелей  до 100 м;

• возможна поставка с блоком импульсного режима (исполнение 01) В этом случае цифровой индикатор отображает значение тока паузы (А), времени протекания тока импульса и тока паузы (с). Импульсный режим работы облегчает ведение процесса в различных пространственных положениях, сварку деталей малой толщины и снижает требования к квалификации сварщика, например при сварке вертикальных и потолочных швов. Управление тепловой мощностью дуги позволяет регулировать в широких пределах глубину проплавления и скорость кристаллизации металла шва при сварке труб и металлоконструкций в любом пространственном положении. Во время импульса тока мощность дуги нарастает, соответственно увеличивается количество расплавленного электродного и основного металлов. Снижение мощности дуги во время паузы способствует ускоренной кристаллизации жидкого металла сварочной ванны с одновременным снижением количества основного и электродного металлов. Используя импульсный режим, можно обеспечить требуемую проплавляющую способность дуги без опасности прожогов и получить большее количество наплавленного металла в единицу времени. При этом упрощается технология однопроходной сварки и выполнение корневых проходов при многослойной сварке труб и металлоконструкций без подкладок даже при больших допусках на сборку, повышается эффективность процесса сварки и улучшается формирование швов. Плавное очертание и мелкая чешуйчатость

швов соответствуют  выбранному режиму пульсации дуги.

Питание источника  осуществляется от стационарной трехфазной сети напряжением 380 В (50 Гц). Возможны колебания  напряжения -15/+10 % (от 320 до 420 В) и колебания частоты -5/+15 Гц (от 45 до 65 Гц). Кпд источника около 85 %.

Предусмотрено питание источника от генератора (в составе передвижных машин). При этом аппарат потребляет не более 12 кВ • А на максимальном токе (250 А). И если при питании от стационарной сети это означает просто экономию электроэнергии, то при питании от дизель-генератора существенный выигрыш в количестве постов.

Возможно использование  двух аппаратов при питании от генератора мощностью 30 кВт и четырех-пяти аппаратов - от генератора на 60 кВт.

Питание обычного инверторного источника от генератора имеет некоторые особенности.

Рис.19 - ВАХ источника  при слабом (1) и сильном (2) "форсировании" сварочной дуги

Большинство генераторов  рассчитано на активно-индуктивную  нагрузку, при которой с ростом потребления напряжение питания  падает. Поэтому производители устанавливают  на генераторе корректор напряжения, который создает положительную  обратную связь по току, компенсируя падение напряжения на нагрузке. Обычный инверторный источник имеет емкостной характер потребления, поэтому с ростом нагрузки напряжение на генераторе возрастает, а наличие корректора напряжения приводит к еще большему его росту. Результатом может быть выход из строя и инвертора, и самого генератора от перенапряжений. Чтобы избежать этого, приходится снижать напряжение холостого хода генератора, использовать его не на полную мощность или ставить дополнительные фильтры.

Аппарат ДС 250 33 полностью лишен указанных недостатков. Встроенный LC-фильтр обеспечивает питание источника от генератора. Аппарат адаптирован к работе с любым генератором, обеспечивающим необходимые напряжение, частоту и мощность.

Источники используются в составе передвижных ремонтных мастерских на базе автомобилей "КамАЗ" "УРАЛ", тракторов ДТ-75 ТТ-4М и ТДТ-55А. При этом аппарат ДС 250 33 комплектуется набором амортизаторов, силовыми кабелями и дистанционным управлением на 25м. Возможно удлинение кабелей до 50 м (суммарная длина 100 м).

Конструктивно внутреннее оснащение источника  элементами выполнено по принципу "трубы", через которую воздух прогоняется  вентилятором. Дном и боковыми стенами  служат соответственно "трубы", дно  и боковые стенки источника верхняя  же стенка представляет собой "гребенку" радиатора. На радиаторе в верхней части источника находятся силовые элементы и система управления в нижней части внутри "трубы" силовой трансформатор выходной дроссель и другие элементы. Таким образом источник как бы разделен на две части. Такая компоновка дает явные преимущества, во-первых резко возрастает интенсивность охлаждения радиаторов во-вторых, пыль, которая, учитывая возможные места использования источника, может иметь и металлическую составляющую не попадает в верхнюю часть источника, где находится наиболее чувствительная к ней система управления.

Аппарат имеет  микропроцессорное управление. Электронные  платы собраны по технологии поверхностного монтажа, имеют защитную маску и  покрыты двойным слоем лака. Все  элементы рассчитаны на температурный диапазон работы от -40 до 40 °С.

Электронные платы  не требуют дополнительной настройки  имеют быстроразъемные соединения и могут быть заменены в течение 30 мин.

Аппараты проходят периодические испытания в камере тепла и холода при температуре от -40 до 40 °С на вибростенде, стенде радиопомех и при питании дизель-генератора мощностью 30 кВт. Перед отправкой потребителю все аппараты испытывают на полигоне.

Инверторный аппарат  ДС 250 33 для сварки покрытыми электродами  предназначен для работы в цеховых и трассовых условиях при питании как от стационарной сети, так и от генератора. Он сочетает в себе современные достижения в области техники и технологии сварки с простотой и удобством эксплуатации.

2.4 Универсальный сварочный  инверторный источник общего назначения Invertec V300-1

В отечественном  сварочном производстве давно существует потребность в надежном инверторном  источнике на ток 300 А. При этом с  точки зрения потребительских свойств (массы, минимума пульсаций, отсутствия неприятного звука) это должен быть высокочастотный, т.е. транзисторный инвертор. Основными недостатками выпускаемых в настоящее время машин такого класса являются низкая ПВ и недостаточный диапазон рабочих температур. Это в сочетании с высокой ценой сдерживает массово применение инверторных источников.

Сегодня на российском рынке появилась машина без указанных  недостатков, учитывающая все тонкости эксплуатации сварочного оборудования на российских предприятиях.

Инверторный источник питания Invertec V300-1 является базовым для целой серии инверторов фирмы The Lincoln Electric Company и предназначен для ручной дуговой сварки штучным электродом, аргонодуговой неплавящимся электродом, механизированной сплошной или порошковой проволокой. Основные технические характеристики машины приведены в таблице №5.

Таблица № 5

В основе конструкции  лежит транзисторный инвертор с  частотой преобразования 20 кГц. Высокая  частота позволяет исключить характерное для источников такого рода неприятное звучание, особенно на больших токах, а также дает исключительно гладкую выходную характеристику и большие возможности для управления основными сварочными параметрами током (падающая характеристика) или напряжением (жесткая).

Установку режимов  и параметров сварки выполняют с  помощью органов управления, расположенных  на передней панели источника (рис 20).

Тип используемого  процесса устанавливают с помощью  пятипозиционного переключателя:

1. GTAW - аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. Позволяет легко возбуждать дугу путем касания электродом изделия либо с помощью высокочастотного устройства.

2 СС SOFT - крутопадающая  характеристика, "мягкая" дуга. Рекомендуется  для ручной дуговой сварки  электродами с основным покрытием типа ЕХХ18-ЕХХ28 по AWS;

3. СС CRISP - пологопадающая  характеристика, "жесткая" дуга. Используется для ручной дуговой  сварки электродами с целлюлозным  покрытием типа ЕХХ10-ЕХХ14 по AWS. Данный  режим можно также применять  для разогрева изделия электрическим током и выполнения теста работоспособности аппарата подачей активных нагрузок.

4. CV FCAW - жесткая  характеристика Рекомендуется для  механизированной сварки газозащитной  или самозащитной порошковой  проволокой.

5. CV GMAW - жесткая характеристика Применяется при механизированной сварке сплошной проволокой в защитном газе. Сварку можно вести в режимах переноса металла сериями в процессе коротких замыканий, а также капельного или струйного переноса. При сварочном напряжении ниже 16 В сварку сплошной проволокой в защитном газе рекомендуется выполнять в режиме CV FCAW.

Регулировку выходной мощности во всем диапазоне обеспечивает плавный регулятор Заданные значения напряжения или тока (в зависимости  от выбранного режима) индицируются на жидкокристаллическом дисплее. Во время сварки дисплей показывает реальные значения тока или напряжения, измеряемые на выходных клеммах источника. Для выбора индицируемого параметра достаточно установить в необходимое положение специальный тумблер, расположенный рядом с индикатором Для установки правильной полярности измеряемого напряжения используют двухпозиционный переключатель, расположенный на задней стенке корпуса машины.

Источник оснащен  специальным регулятором форсирования дуги или индуктивности сварочного контура Arc Fcrce / Inductance Control (рис.21), который применяют во всех указанных сварочных процессах за исключением аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW). При крутопадающей вольт-амперной характеристике регулятор изменяет ток короткого замыкания, управляя степенью активности сварочной дуги в момент закорачивания дугового промежутка. Дуга становится "мягкой" при установке регулятора на минимальные значения по относительной шкале. При максимальных значениях давление проплавления) дуги увеличивается, она становится более подвижной. При этом увеличивается разбрызгивание.

При жесткой  вольт-амперной характеристике регулятор  изменяет количество индуктивности вводимой в сварочную цепь. При этом изменяется динамика роста или снижается сварочный ток при изменении напряжения вследствие влияния так называемого 'Пинч-эффекта". Последнее наиболее ощутимо при сварке на режиме переноса металла сериями коротких замыканий.

Рис.20 – Панель управления источника Invertec V300-1

При сварке порошковой проволокой рекомендуется устанавливать  регулятор в положение, соответствующее  максимуму. Для сварки сплошной проволокой в СО2 или смеси газов с большим  содержанием СО2 на шкале устанавливают одно из значений верхней половины диапазона. При использовании в качестве защитной среды смеси инертных газов рекомендуется первая половина шкалы.

Источник имеет  возможность дистанционного управления путем подачи напряжения на выходные терминалы и регулировки выходной мощности с помощью двух двухпозиционных переключателей установки режима дистанционного управления. Один из них управляет подачей напряжения на выходные клеммы источника. При этом возможны два положения: на клеммах постоянно присутствует потенциал (ручная дуговая сварка штучными электродами, аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом, воздушная строжка) и потенциал подается на клеммы только при нажатии кнопки на горелке (механизированная сварка).

Другой тумблер выбирает режим регулировки выходной мощности, управление которой может происходить либо с помощью регулятора, установленного непосредственно на источнике, либо со специального пульта дистанционного управления Длина стандартных кабелей пульта ДУ составляет 7,6 или 30,2 м. Допускается параллельная работа двух источников для увеличения выходной мощности.

Такое разнообразие режимов и функций предполагает использование источника питания lnvertecV300-1 с большим количеством  дополнительного оборудования. Далее рассматриваются примеры наиболее распространенного применения источника.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. Для  использования вместе с источником разработан специальный блок DC TIG Starter, крепящийся под источником и увеличивающий  его высоту на 20 см. При этом полностью сохраняется легкость и удобство при переноске. Блок обеспечивает следующие функции: высокочастотный старт дуги без касания электродом детали; управление подачей инертного газа, фиксированную предварительную подачу и программируемую задержку отключения газа; регулировку спада тока при заварке кратера; выбор двух или четырехшагового сварочного цикла.