In diesem Artikel: Arten von Schweißgeräten, Funktionsprinzip, Eigenschaften, GOSTs; die Kosten für Schweißgeräte; wie man ein Schweißgerät mit eigenen Händen herstellt; Auswahlkriterien für ein Schweißgerät.
Unter allen Baumaschinen nimmt das Schweißgerät einen besonderen Platz ein, schon allein deshalb, weil keine einzige Baustelle darauf verzichten kann – es gibt einfach keine andere Möglichkeit, Metallkonstruktionen und Rohre zuverlässig zu verbinden. Was könnte eine Schweißverbindung ersetzen? Befestigung mit Ankern, Bolzen oder Nieten, Verbinden von Rohren mit Klammern – all diese und ähnliche Methoden bieten entweder eine vorübergehende Lösung des Problems oder sind aus vielen Gründen nicht anwendbar. Schweißmaschinen gibt es in verschiedenen Ausführungen und Typen – Transformatoren, Gleichrichter, Wechselrichter, Generatoren, halbautomatische Geräte – dieser Artikel hilft Ihnen, diese Vielfalt zu verstehen..
Schweißtransformator
Seine Aufgabe ist es, die Spannung vom Stromnetz auf das erforderliche Niveau (unter 141 V) zu senken und den Schweißstrom auf die gewünschten Werte einzustellen.
Das Design eines Transformators muss GOST 95-77 entsprechen. Es enthält einen Stahlmagnetkreis (Kern) und zwei isolierte Wicklungen – primär (mit dem Netzwerk verbunden) und sekundär (mit dem Elektrodenhalter und dem Schweißobjekt verbunden). Bei Transformatoren der beliebten TDM-Serie ist die Primärwicklung fest mit dem Kern verbunden, die Sekundärwicklungsspulen werden in einem bestimmten Abstand von den Primärspulen entfernt (es gibt zwei für jede Wicklung). Für die Lichtbogenzündung ist eine Spannung an der Sekundärwicklung im Bereich von 55 bis 60 V erforderlich. Für die meisten beim manuellen Schweißen verwendeten Elektroden sind 50 V ausreichend.
Durch Drehen der Schraube mit einem Knopf werden die mit dem Kern verbundenen Sekundärwicklungsspulen vertikal bewegt – der Schweißstrom wird auf die erforderlichen Parameter eingestellt. Wenn sich die Wicklungen nähern (der Griff wird im Uhrzeigersinn gedreht), nehmen der induktive Widerstand und der magnetische Streufluss ab, der Schweißstrom steigt an und seine Abnahme wird durch Rückwärtsdrehung erreicht. Einstellbereich des Schweißstroms: bei paralleler Verbindung der Spulen in beiden Wicklungen – 65-460 A, bei serieller Verbindung – 40-180 A. Der Griff an der Transformatorabdeckung dient zum Umschalten der Strombereiche.
Was passiert im Schweißtransformator, wenn er an das Wechselstromnetz angeschlossen ist? Der Wechselstromfluss in die Primärwicklung bewirkt eine Magnetisierung des Kerns. Durch den Durchgang durch die Sekundärwicklung verursacht der Magnetfluss des Kerns einen Wechselstrom mit einer niedrigeren Spannung als der der Primärwicklung zugeführten. Mit mehr Windungen an der Sekundärwicklung ist die Spannung höher, mit weniger – die Spannung ist niedriger.
Der Wert des Schweißstroms wird mittels einer gesteuerten induktiven Reaktanz geregelt, die den magnetischen Streufluss ändert. Es gibt zwei Möglichkeiten, den Schweißstrom zu ändern: bewegliche Spulen (wie bei TDM-Transformatoren), magnetische Shunts oder Dreh- (Stufen-) Regelung; Hinzufügen einer Reaktivspule zum Transformatordesign. Die Wahl der Steuermethode hängt von der magnetischen Verlustleistung im gegebenen Transformator ab: Bei erhöhter Verlustleistung wird die erste Regelungsmethode verwendet; normal – der zweite.
Der Wirkungsgrad von Schweißtransformatoren ist gering – überschreitet selten die 80% -Grenze, ihr Gewicht ist beeindruckend. Beim Schweißen mit diesem Gerät ist es schwierig, eine qualitativ hochwertige Naht zu erzielen, es sei denn, es werden spezielle Stabilisierungselektroden verwendet, die die Schweißnaht verbessern können. Die Nachteile von Schweißtransformatoren werden jedoch durch den niedrigen Preis (ab 6.000 Rubel) und deren Unprätentiösität ausgeglichen.
Schweißgleichrichter
Diese Maschine benötigt einen Gleichstromanschluss. Das Gleichrichterkonzept umfasst einen Ventilblock, einen Transformator und eine Drossel (bei einigen Modellen) – Leistung gemäß GOST 13821-77. Am weitesten verbreitet sind Mehrphasengleichrichter – ihre Abmessungen sind viel kleiner als die von Transformatoren, so dass sie beim Schweißen einfacher zu verwenden sind. Die Ventile bei der Konstruktion von Gleichrichtern können aus Silizium oder Selen bestehen – der erste Typ ist kleiner, erfordert jedoch zusätzliche Kühlung. Der Wirkungsgrad von Selenventilen ist geringer, sie sind jedoch widerstandsfähiger gegen Überlastungen als Silizium.
Die Einstellung des Schweißstroms im Gleichrichter erfolgt auf drei Arten: durch Erhöhen / Verringern des Abstands zwischen den Wicklungen; mit einem Sättigungsgas; Transformatorwicklungen, unterteilt in Abschnitte. Die Schaltkreise, nach denen Schweißgleichrichter zusammengebaut werden, sind Dreiphasenbrücken und Einphasenbrücken mit Vollweggleichrichtung. Montage nach dem ersten Schema ist häufiger, weil Der darauf aufgebaute Gleichrichter enthält eine geringere Anzahl von Ventilen in der Konstruktion – während der Schweißlichtbogen gleichmäßiger brennt.
Der Schweißgleichrichter ist extrem instabil gegen Überhitzung – es ist notwendig, den Zustand der Gebläse ständig zu überwachen, da sonst das Schweißgerät durchbrennt. Die Kosten für einen Schweißgleichrichter – ab 12.000 Rubel.
Schweißgenerator
Es besteht aus zwei Hauptelementen – einem Gleichstromgenerator und einem Asynchronmotor, die in einem Gehäuse installiert sind (der Generatoranker und der Rotor des Motors sind auf einer gemeinsamen Welle montiert). Technische Anforderungen für die Auslegung von Schweißgeneratoren sind in GOST 304-82 angegeben.
Schweißgeneratoren werden nach verschiedenen Schemata hergestellt, von denen zwei die beliebtesten sind. Die erste – die Erregerwicklung ist unabhängig, die Entmagnetisierung erfolgt durch die Reihenwicklung. Die Stromversorgung eines solchen Generators erfolgt über einen Gleichrichter mit Selenventilen aus einem Wechselstromnetz – es entsteht ein Magnetfluss, der an den Generatorbürsten eine Spannung induziert, die den Lichtbogen anregt. Durch Ändern (Umschalten) der Anzahl der Windungen an der Serienwicklung stellt der Schweißer den Schweißstrom auf die erforderlichen Eigenschaften ein.
Die zweitbeliebteste Schweißgeneratorschaltung – die Erregerwicklung ist parallel, die Entmagnetisierungswicklung ist seriell. Die Magnetpole dieser Generatoren erfordern ferromagnetischen Stahl – sie müssen Restmagnetismus haben. Ein Benzinmotor (Diesel) wird als Stromquelle verwendet.
Schweißgeneratoren sind in ihren Eigenschaften alles andere als ideal – sie sind teuer (Durchschnittspreis – ab 50.000 Rubel), haben ein komplexes Design, einen geringen Wirkungsgrad (0,7) und einen hohen Stromverbrauch (5 kW / h pro kg geschmolzenes Metall). Auf dem Feld können Sie jedoch nicht darauf verzichten – nur Benzin- (Diesel-) Schweißgeneratoren sorgen für die Zündung und Stabilität des Lichtbogens, wenn kein Stromnetz vorhanden ist..
Schweißwechselrichter
Diese Schweißeinheit ist auf elektrischen Transistorschaltungen aufgebaut. GOST für die Geräte- und Betriebsparameter von Schweißwechselrichtern in Russland wurde nicht entwickelt – jeder Hersteller entwickelt seine eigenen technischen Spezifikationen (technische Bedingungen). Das Funktionsprinzip lautet wie folgt: Wechselstrom aus dem Netz tritt in den Gleichrichter ein (wird in Gleichstrom umgewandelt) und dann in das Leistungsmodul, wo der Gleichstrom wieder wechselt, jedoch mit einer höheren Frequenz. Die nächste Stufe ist ein Hochfrequenztransformator, von dem aus die gleichgerichtete Spannung auf den Schweißlichtbogen gerichtet wird.
Das Design des Schweißwechselrichters unterscheidet sich vom Gerät zum Schweißen von Transformatoren und Gleichrichtern – er hat keinen Leistungstransformator. Seine Arbeit basiert auf Spannungsinversion (Phasenverschiebung) – die Stromverstärkung wird in einer Kaskade durchgeführt und von einem Mikroprozessor gesteuert. Der resultierende Schweißstrom hat einen nahezu idealen Wert, der sich qualitativ auf die Schweißarbeiten auswirkt. Die elektrischen Blöcke der Stromkreise von Schweißinvertern sind auf MOSFETs (MOS – Metall / Oxid / Halbleiter) oder IGBT (Bipolartransistor, Gate isoliert) aufgebaut..
Vorteile des Schweißwechselrichters: geringes Gewicht (nicht mehr als 10 kg) und Abmessungen; hoher Wirkungsgrad – 85-90%; Der Mikroprozessor überwacht die geringsten Änderungen von Spannung und Strom (ein Anhaften der Elektrode während des Schweißens ist vollständig ausgeschlossen). „Feineinstellung“ des Schweißstroms in einem weiten Bereich.
Nachteile: hohe Staubempfindlichkeit, Schweißüberlastungen (z. B. Versuche, Metall mit beeindruckender Dicke zu schneiden), hohe Kosten – ab 9.000 Rubel.
Halbautomatisches Schweißen
Wird gemäß den Bedingungen von GOST 18130-79 durchgeführt. Besteht aus einer Stromquelle (normalerweise einem Schweißwechselrichter oder Gleichrichter), einer Steuereinheit, einem Vorschubmechanismus und dem Schweißdraht selbst (d von 0,6 bis 2,0 mm), einer Flasche mit einem aktiven Gas (Kohlendioxid – MAG-Schweißen oder Argon – MIG- Schweißen). Für Arbeiten an diesem Schweißgerät wird der Elektrodenhalter (wie die Elektroden selbst) nicht verwendet – das Arbeitswerkzeug ist hier ein Brenner, durch den der Draht geführt wird. Übrigens über den Draht zum Schweißen von halbautomatischen Geräten – Edelstahl-, Stahl-, Flussmittelkern- und Aluminiumdrähte werden verwendet (es ist besser, wenn mit Erschöpfung). Flussmittelkerndraht besteht ebenfalls aus Stahl, kann jedoch mit diesem geschweißt werden, ohne dass eine Schutzgasatmosphäre entsteht.
Die Zufuhr von Schutzgas zu dem Gegenstand der Schweißnaht ermöglicht die Verdrängung von Sauerstoff, wodurch verhindert wird, dass dieser die Schweißnaht oxidiert, wodurch die Schweißeigenschaften erheblich verbessert werden.
Vorteile eines halbautomatischen Schweißgeräts: Erreichen einer starken Schweißnaht von bis zu mehreren Metern Länge, einfaches und sicheres Schweißen von dünnem Metall (alle Stahlsorten und Aluminiumlegierungen). Mit der Steuereinheit können Sie die voreingestellten Schweißmodi mit ihrer anschließenden Aktivierung speichern.
Nachteile: Bedarf an sperrigen Gasflaschen, hoher Verbrauch eines teuren Inertgases (im Durchschnitt erfordert das MIG-Schweißen einen Argonfluss von 9 l / min).
Die durchschnittlichen Kosten eines halbautomatischen Schweißgeräts betragen 11.000 Rubel. (220 V) und 20.000 Rubel. (380 V).
DIY Schweißgerät
Das Design der meisten hausgemachten Schweißgeräte erfordert bestimmte Fähigkeiten und spezifische Materialien, um sie herzustellen. In der Zwischenzeit kann das einfachste Gerät zum Schweißen im Alltag ohne Kenntnisse der Elektrotechnik arrangiert werden – Sie benötigen nur normale Autobatterien (gebrauchte reichen auch).
So werden vier 12-Volt-Batterien oder zwei 24-Volt-Batterien in Reihe mit Elektrokabeln mit Krokodilklemmen geschaltet, ein Kabel mit einem Halter aus Schweißelektroden wird mit dem „-“ der Extrembatterie verbunden, das „+“ der anderen Extrembatterie wird über ein Kabel und eine Klemme mit dem Werkstück verbunden … Das war’s – einfach und effektiv! Ein solches Heimwerker-Schweißgerät hat mehrere Vorteile: eine glatte Schweißnaht (es gibt keine Spannungsspitzen), Unabhängigkeit vom Netz während des Schweißprozesses. Schließlich können die Batterien nach Abschluss des Schweißens für den vorgesehenen Zweck verwendet werden – für eine 3 mm-Elektrode ist ein Strom von 90 bis 120 A erforderlich, d.h. Es werden nicht einmal 60% der nominalen Batterieladung benötigt.
Für den dauerhaften Gebrauch des Schweißgeräts aus Batterien benötigen Sie ein 54-Volt-Ladegerät (wenn vier Batterien vorhanden sind) und einen Ladestrom von 5 A (wenn die Batteriekapazität 55 Ah beträgt). !) – Der Füllstand nimmt aufgrund von Verdunstung ab. Bei Verwendung wartungsfreier Batterien sind keine Maßnahmen erforderlich.
So wählen Sie ein Schweißgerät
Verlassen Sie sich zunächst nicht auf das beeindruckende Gewicht des vorgeschlagenen Geräts. Moderne Schweißgeräte haben im Vergleich zu „schweren“ Transformatoren zwei- bis dreimal weniger Gewicht. Die Kilogramm, aus denen das Gewicht des Schweißgeräts besteht, machen sich insbesondere bei häufigen Bewegungen von einem Arbeitsobjekt zum anderen bemerkbar. Wenn eine solche Bewegung angenommen wird, sollten Sie das leichteste Schweißgerät wählen.
Über welches Netzwerk wird das Gerät mit Strom versorgt? In der Produktion sind es im Alltag meistens 380 V – 220 V. Es ist sofort zu beachten, dass es besser ist, einen Schweißwechselrichter zu wählen, wenn die Spannung im Netzwerk abrupt ist, weil Jedes andere Schweißgerät brennt einfach aus.
Welches Metall wird geschweißt? Für Nichteisenmetalle oder Gusseisen ist ein Schweißgleichrichter oder Generator erforderlich, weil es benötigt einen konstanten Strom. Zum Schweißen von dünnem Metall der Karosserie ist eine halbautomatische Vorrichtung besser geeignet. Das Schweißen von Eisenmetallen ist mit einem einfachen Schweißtransformator akzeptabel.
Achten Sie bei der Auswahl eines bestimmten Modells darauf, wie lange dieses Gerät ohne drohende Überhitzung arbeiten kann. Im Reisepass werden diese Daten unter der Abkürzung „PV“ (Einschlussdauer) oder „PVR“ (Betriebsdauer) angegeben. In Russland und der GUS beträgt der Standard 5 Minuten, in Europa 10 Minuten. Jene. Der Passwert „PV“ von 20% für ein Haushaltsschweißgerät bedeutet, dass Sie 5 x 20% = 1 Minute damit arbeiten können. Danach benötigt das Gerät eine vierminütige Pause. Für importierte Waren bedeuten die gleichen 20% 10 x 20% = 2 Minuten Arbeit und 8 Minuten „Ruhe“. Je niedriger der Schweißstrom ist, desto höher ist der „PV“ -Wert (abzüglich der Überhitzung der Maschine) und umgekehrt. Der optimale Wert ist „PV“ 15-20% (zu Hause), 60% (bei der Arbeit).
Ausgangsparameter des Schweißgeräts – je höher die Spannung und der Ausgangsstrom sind, desto dicker ist das Metall, mit dem es arbeiten kann. Andererseits erwärmen sich die Wicklungen der Vorrichtung bei hohen Parametern schneller, d.h. Der eingebaute Thermostat schaltet ihn schneller ab, sodass weniger tatsächliche Arbeitszyklen und mehr Ausfallzeiten auftreten. Es ist richtig, hier auf einem Gerät anzuhalten, dessen Ausgabeparameter die erforderlichen 30% überschreiten.
Welche verschiedenen Typen von Schweißmaschinen gibt es und wie unterschieden sie sich voneinander? Könnten Sie eine kurze Beschreibung der gängigsten Schweißmaschinen geben? Vielen Dank im Voraus!