Svařovací usměrňovač: co to je a jak to funguje

Svařování elektrickým obloukem se zpravidla provádí pomocí usměrňovače. Jedná se o zařízení, které převádí střídavý proud na stejnosměrný proud pro vytvoření a napájení svařovacího oblouku. Z tohoto materiálu se dozvíte více o rozsahu použití, výhodách, nevýhodách a dalších vlastnostech svařovacího usměrňovače.

Aplikace

Rozsah použití zařízení je dán jejich konkrétními součástmi a také požadavky na elektrické sítě. Ve většině případů se svařovací usměrňovače používají při práci s neželeznými kovy a slitinami, nízkouhlíkovými a vysoce legovanými ocelmi. Jsou to také tato zařízení (známá jako transformátory), která se používají při svařování s obrácenou polaritou (když je na produkt aplikován záporný náboj).

Pokud je při svařovacích pracích nutné provést hlubokou penetraci součásti a zároveň minimalizovat rozstřik kovu, stanou se zařízení opět nepostradatelnou. Kdekoli se však přístroje používají, musí být skladovány na suchém místě. Pak vydrží déle.

Návrhové prvky

Svařovací usměrňovač má tři hlavní prvky:
1. výkonový transformátor (pro prvotní příjem zátěže a její přenos do usměrňovacího prvku; zde je střídavý proud přeměněn na pulzní, zajišťující vzhled svařovacího oblouku); usměrňovací transformátor (převádí pulzní proud na stejnosměrný proud o napětí 220 V;
2. v prvku prochází proud několika odpory, přičemž proud roste a napětí klesá);
3. nastavovací prvky a kabely.

Každý z transformátorů se skládá z několika dalších prvků, bez kterých se konverze proudu neuskuteční. Přečtěte si více o tom, jak to svařovací usměrňovač umožňuje, níže.

Princip

Pokud popíšeme proces provozu svařovacího transformátoru, bude to vypadat takto:

1. Střídavý proud (síť) je přiváděn do vstupního vinutí výkonového prvku.
2. Zde se standardní hodnota proudu sníží na hodnotu odpovídající rychlosti svařování naprázdno.
3. Na usměrňovacím prvku je proud stabilizován na konstantní hodnotu a polovodičová dioda převádí pulzní proud na stejnosměrný.
4. Díky ovládacímu zařízení jsou získané hodnoty proudu stabilizovány a udržovány na stabilní úrovni.

Podle podobného schématu lze provozovat jakýkoli stejnosměrný svařovací stroj, ale zdánlivá jednoduchost ovládání by neměla uživatele uvádět v omyl. Existuje několik nevýhod, které komplikují proces svařování.

Klady a zápory zařízení

Mezi výhody svařovacích usměrňovačů patří: hospodárnost (zejména důležitá u třífázových jednostanicových zařízení); vysoká účinnost; snadnost ovládání; spolehlivost; trvanlivost; nízká hmotnost; kompaktnost; rovnoměrné fázové zatížení; vysoce kvalitní svar; stabilní hoření oblouku; možnost svařování nerezové oceli; minimální rozstřiky během provozu.

Charakteristické nevýhody zařízení: citlivost na změny síťového napětí; částečná ztráta výkonu během provozu; náchylnost k dlouhodobým zkratům; cena není přijatelná pro každého. Navzdory přítomnosti řady nevýhod jsou svařovací usměrňovače žádané mezi amatéry i profesionálními svářeči.

Druhy zařízení

Hlavním kritériem pro klasifikaci zařízení je konstrukční schéma výkonového transformátoru. Obecně existuje pět skupin usměrňovačů: se saturační tlumivkou; s tyristory (vícestanicové usměrňovače); s tranzistory (polovodičové); střídač; usměrňovače, v nichž je proud regulován pouze transformátorem.

Dalším klasifikačním kritériem je charakteristika proudového napětí zařízení. Takto se rozlišují: usměrňovače pro poloautomatické nebo automatické svařování (jejich napětí se nastavuje pomocí otočného reostatu, magnetu, osciloskopu nebo napájecího kabelu); zařízení pro ruční obloukové svařování (mají přídavný magnetický bočník nebo váženou konstrukci pro zvýšení odporu).

Obvykle lze třetí podtyp usměrňovačů z hlediska charakteristik proud-napětí považovat za škrticí zařízení. Tlumivka je ocelová elektroda obalená vodivým prvkem.

Rozdíly mezi usměrňovači a zařízeními na střídavý proud

Při provozu standardního transformátoru je možné nadměrné zvlnění usměrněného proudu, což se při použití usměrňovače nestane. To je způsobeno skutečností, že tyto jsou zpravidla třífázové. Kromě této výhody má svařovací zařízení rovnoměrné zatížení fází napájecí sítě.

Výstupní charakteristiky svařovacího oblouku jsou také stabilnější. Zlepšuje se kvalita svarového švu (i při hluboké penetraci). Na rozdíl od mylné představy se náklady na usměrňovače jen málo liší od ceny zařízení na střídavý proud, zatímco spolehlivost, životnost a snadná údržba netrpí.

Pravidla péče a údržby

Většina svářečů se shoduje, že stejnosměrný svařovací transformátor je nenáročný na údržbu a ve výrobku se prostě nemá co rozbít. To je pravda, ale je třeba dodržovat řadu opatření. Patří mezi ně: vizuální kontrola drobných problémů (to zahrnuje kontrolu neporušenosti kontaktů, posouzení funkce ventilátoru – pracuje dvoufázově, takže někdy selže); zabránění vniknutí vlhkosti do zařízení; profouknutí zařízení čistým, suchým vzduchem (k odstranění jemných nečistot a prachu; doporučeno měsíčně).

Náklady na vybavení

Cena svařovacích usměrňovačů je stanovena s ohledem na více faktorů, mezi které patří výkon, maximální proud, počet sloupků a rozměry. Příkladem jednoduchého vybavení pro kutily je usměrňovač Telwin Quality 220 AC/DC. Zařízení o výkonu 6 kW s maximálním proudem 160 A a hmotností 30 kg bude stát kupujícího 11-13 tisíc rublů.

Profesionální přístroje se vyznačují působivými rozměry, vylepšenými vlastnostmi a počtem sloupků až 3 kusy. Například usměrňovač Blue Weld Omegatronic 400 CE 813140, který má výkon 16,5 kW a maximální proud 350 A, bude stát asi 100 tisíc rublů. Použití uvažovaných DC zařízení poskytuje uživateli mnoho výhod při provádění svářečských prací. Životnost nepřetržitého provozu zařízení lze zvýšit, pokud budete dodržovat základní doporučení uvedená výše. Pro jednorázovou nebo vzácnou práci s minimálním proudem (typické pro tenké obrobky) si můžete vybrat produkty od 10 tisíc rublů. Kompletnější soubor vlastností se zvýšenými zdroji a technickými možnostmi se vyznačuje profesionálním vybavením, které stojí desítky a stovky tisíc rublů.