半自動溶接の基礎。スキーム、説明

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電気溶接。半自動溶接の基礎。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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半自動 または、それも呼ばれるように、 機械化された溶接 技術的に複雑であるにもかかわらず、保護ガスは日常生活や職場に広く分布しています。

このタイプの溶接の利点は次のとおりです。:

厚さ0,5mmの鋼板を溶接する能力;
錆やその他の卑金属汚染物質に対してわずかに敏感。
他の溶接に比べて低コスト。

不利な点は次のとおりです。:

手動溶接に比べて金属スパッタが増加するため、バーナーノズルの継続的な保護と清掃が必要になります。
開いた強力なアークのより強い放射。

その利点により、半自動溶接は自動車サービス従事者に非常に愛されており、実質的に他のすべての種類の溶接に取って代わりました。

図上。 18.9は、DC溶接源1、フィーダー2、ワイヤスプール3、ガスバルブ4、ガスヒーターおよびドライヤー5、ガス減速機6、ガスを備えた半自動溶接用の溶接ステーションを概略的に示しています。溶接部 7 への溶接ワイヤ、電流およびシールドガスはホースホルダー 12 を通って流れます。ワイヤは、特殊なスライド銅チップ 8 を介して電源に接続されます。

半自動溶接の基礎
米。 18.9. 半自動溶接用溶接ステーション

通常、半自動溶接は、鋼やステンレス鋼の溶接やアルミニウムの溶接に使用されます。溶接は、特殊な送給装置によって溶接ゾーンに送られる金属またはフラックス入りワイヤを使用して行われます。

溶接ゾーンを空気中の酸素や窒素から保護するために、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウム、またはそれらの混合物であるシールドガスが使用されます。最も一般的なのは、二酸化炭素環境または二酸化炭素とアルゴンの混合環境での鋼の溶接です。

溶接が行われます 直流逆極性 (製品にはマイナスです)。溶接には比較的細いワイヤーが使用されます 0,5〜2 mm、これにより電流密度は110〜130 A/mm2に増加します。比較のために、被覆電極を使用した手溶接では、電流密度は 20 A/mm2 を超えません。

電流密度が増加するため、アークの電流電圧特性の上昇部分で溶接が進行します。アークとアーク源の電流電圧特性を一致させるには、アーク源が厳格な外部特性を持たなければなりません。この場合、電流密度が高く、ソースの外部特性が硬いため、アーク長は自動調整されます (図 18.10)。

半自動溶接の基礎
米。 18.10. 半自動溶接におけるアーク自己調整

たとえば、アークが短くなると、溶接電流が急激に増加し、電極がより集中的に溶解し始め、アーク長が回復します。したがって、アークが長くなると溶接電流が減少し、電極の溶解が遅くなり、アーク長も元に戻ります。つまり、アークの長さは電源の出力電圧に依存し、ワイヤの送り速度にはほとんど依存しません。さらに、溶接電流はワイヤの送給速度に比例します。

自己調整機構が機能するためには、出力で短絡が発生した場合に溶接電源が、直径のワイヤに対して dI / dt = 60 ～ 180 kA / s のレベルの電流上昇率を提供する必要があります。 0,8〜1,2mm。

電流上昇率は、溶接回路の誘導成分に依存します。誘導成分は、溶接変圧器の漏れインダクタンスと溶接回路内のリニアチョークのインダクタンスによって決まります。

溶接電源が単相ネットワークによって給電されている場合、 その場合、要件の矛盾が発生します:

一方で、溶接回路の電流の連続性を確保するために、インダクタのインダクタンスを大きくする必要があります。
一方、必要な電流スルーレートを提供するには、このインダクタンスを減らす必要があります。

アマチュア設計者の間でこの矛盾を解決するのは難しいため、半自動溶接に適した単相電源は存在しないという強い意見がありました。

もちろん、三相整流器を備えた三相変圧器を使用すると、リップルの低い直流電流を得ることができ、アークの安定性に有利な影響を及ぼします。この場合、電流上昇率を必要なレベルに制限するために小さなチョークを使用します。確かに、日常生活において、三相ネットワークの存在は一般的というよりも例外的です。さらに、三相電源は単相電源よりも複雑で高価です。

実際、すべてがそれほど悪いわけではなく、単相電源の上記の欠点を修正する方法があります。たとえば、主電流がないときにアークを維持する追加の補給電流源を使用するなどです。アークを維持するには、約 10 A の電流で十分です。補給電流を構成するための可能なオプションを図に示します。 18.11.

半自動溶接の基礎
米。 18.11. メイクアップ電流を構成するためのオプション: a - Selma 社の単相電源で使用されるオプション。 b - 代替オプション

図に示すオプション。 18.11 も同様の動作原理を持っているため、図に示すオプションを検討してください。 18.11、a. このオプションは、Selma 単相電源で使用されます。ここで、主電流源と補給電流源は共通の単相変圧器 T1 で動作します。

負荷電流は VD1-VD4 整流器ブリッジから直接供給され、これには誤差はありません。実際にわかるように、電流上昇率を制限するには、通常、溶接トランス T1 の漏れインダクタンスで十分です。

メイクアップ電流源は、ダイオード VD5、VD6、コンデンサ C1、およびインダクタ L1 で構成されます。アークを供給するには、主電源電圧の瞬間にコンデンサに蓄積されたエネルギーが使用されます。インダクタ L1 は、メイクアップ電流を必要なレベルに維持し、コンデンサ C1 が急速に放電するのを防ぎます。

図に示すバリアント。 18.11b には詳細があまりありませんが、SwCad シミュレーションでは、このオプションが図 30b のオプションと比較してメイクアップ電流の 18.11% しか提供しないことが示されました。 18.11、a. 「一致」は保存せず、図に示すオプションを選択します。 XNUMX、a.

著者: Koryakin-Chernyak S.L.

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