Управление высокочастотной микросваркой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Сварочное оборудование

 Комментарии к статье

Высокочастотная микросварка предназначена для сварки металлов, пластмасс, спайки медных проводов и т.п. Отличительные особенности использования высокочастотного тока - качественный шов, устойчивое горение дуги, пониженный расход электроэнергии и плавное регулирование сварочного тока.

Регулировку тока в традиционных сварочных аппаратах выполняет балластный реостат, служащий для получения необходимой для сварки "падающей" нагрузочной характеристики. Значительная часть электроэнергии в такой системе расходуется на нагрев реостата. Второй существенный недостаток классической сварки - необходимость повышенного напряжения для возникновения устойчивого зажигания дуги.

Применение инверторного источника с полевыми транзисторами в качестве электронных ключей позволяет снизить сварочное напряжение при улучшении остальных показателей. Электронная схема устройства микросварки автоматически формирует нагрузочную характеристику требуемого вида за счет обратной связи по напряжению и току.

Регулировка обратной связи позволяет выставить любой наклон нагрузочной характеристики. Схемой предусмотрено автоматическое отслеживание температуры полупроводникового преобразователя и своевременное снижение тока нагрузки с цепью защиты от перегрева ключевых транзисторов, автоматическое регулирование скорости подачи сварочной проволоки в зависимости от нагрузки снижает ее расход. Работа электронного регулятора основана на преобразовании с помощью ключевого инвертора постоянного напряжения в импульсное с регулированием скважности.

Устройство (рис.1) состоит из:

• генератора прямоугольных импульсов на микросхеме аналогового таймера DA2;
• эмиттерного повторителя на транзисторе VT1;
• инвертора на полевых транзисторах VT2...VT4;
• регулятора скорости подачи сварочной проволоки на элементах DA5, VT5;
• трансформаторного блока питания с мощным диодным мостом Т1, VD5, VD6.

(нажмите для увеличения)

Задающий генератор собран на микросхеме таймера DA2. Питание генератора стабилизировано микросхемой DA3 В крайнем нижнем положении движка резистора R2 длительность импульса на выходе 3 генератора DA2 максимальна, как и величина сварочного тока, в верхнем положении - минимальна. Предельная мощность определяется используемым трансформатором Т1 и максимальным током стока группы полевых транзисторов VT2...VT4 Величина импульса тока, возникающего при контактной сварке металлов, может достигать десятков ампер. Поэтому транзисторы включены в параллель с креплением на общем радиаторе. Выводы стоков и истоков транзисторов соединяются в общие шины, выходные соединения выполняются многожильным проводом сечением не менее 6 мм2.

Стабилизация выходного напряжения реализована цепью отрицательной обратной связи. Напряжение. ОС снимается со сварочной цепи и подается на управляющий вход параллельного стабилизатора DA1, включенного в цепь управления (на вход 5) таймера DA2. При возрастании выходного напряжения повышается управляющее напряжение на входе 1 DA1, он сильнее открывается и шунтирует вход 5 DA2, что приводит к сокращению длительности выходного импульса генератора и уменьшению напряжения электросварки. При снижении выходного напряжения происходит обратный процесс, т.е. создается режим стабилизации напряжения на нагрузке. Требуемая для сварочных работ характеристика устанавливается резистором R6 за счет регулировки напряжения. ОС, поступающего на DA1.

Падение напряжения на сопротивлении шунта RS1, пропорциональное нагрузочному току, через делитель R14 подается на вход управления параллельного стабилизатора DA4, включенного в базовую цепь ключа VT1. При перегрузке напряжение на RS1 увеличивается, DA4 открывается сильнее и шунтирует базовую цепь VT1. Транзистор закрывается, и прохождение импульсов с мультивибратора на затворы транзисторов VT2.VT4 прекращается, что позволяет ограничить ток короткого замыкания в сварочной цепи.

Полевые транзисторы VT2...VT4 работают в ключевом режиме и открываются при поступлении импульсов на затворы. Для ускорения их закрывания после окончания импульса цепи затворов замыкаются на землю через внутренний транзистор таймера DA2. импульсный диод VD3 устраняет самопроизвольное открывание транзисторов.

Температура полевых транзисторов при рабочем токе не должна превышать паспортную. Контроль их температуры осуществляет терморезистор RK1, установленный на радиатор. Повышение температуры приводит к снижению сопротивления терморезистора, увеличению напряжения на выводе 1 DA1, большему его открыванию, снижению частоты генератора DA2 и соответствующему уменьшению выходной мощности.

Для устранения окислительных процессов при сварке биметаллической проволокой без покрытия производится подача инертного газа в место сварки с помощью клапана К1, установленного на трубопроводе.

Фильтр C7-L1-C8 устраняет помехи под нагрузкой и препятствует снижению напряжения в промежутках между импульсами, предотвращая разрыв сварочной дуги. Для контроля наличия выходного напряжения служит светодиод НL1.

Большинство элементов блока управления размещены на печатной плате размерами 104x65 мм (рис.2). Печатная плата и силовой трансформатор расположены в металлическом корпусе в раздельных отсеках. Регуляторы тока, скорости и характеристики с коммутационными элементами и амперметром расположены на передней панели прибора, вентилятор (при его установке) - на задней стенке.

В устройстве использован силовой трансформатор типа ОСО-0,4 или ТС320. Трансформатор разбирается, все вторичные обмотки удаляются и наматываются новые, жгутом из нескольких обмоточных проводов (для лучшего заполнения каркаса) с общим сечением 3 мм2. Количество витков определяется размерами каркаса (до заполнения). Обмотки включаются последовательно. Диоды VD5 и VD6 установлены на отдельной плате. На них одеты радиаторы-"флажки" размерами 50x100 мм. Силовые цепи, обозначенные на схеме утолщенными линиями, выполняются многожильным проводом в виниловой изоляции сечением не менее 4 мм2. При сварке сварочной проволокой 0,6 мм (в полуавтомате) она подается в место сварки с помощью механизма, состоящего из электродвигателя подачи и механизма протяжки. Кнопка SB1 "Пуск" расположена на шланге подачи проволоки и инертного газа.

Схема питания электродвигателя подачи М1 состоит из регулятора скорости на аналоговом стабилизаторе DA5 и усилителя тока на транзисторе VT5. При контактной сварке требуются круглые медно-графитовые электроды 1...3 мм с заостренным концом для удобства сварки и зажимное устройство.

По возможности, схему следует дополнить вентилятором от блока питания компьютера, подключив его к цепи 12В. Клапан подачи инертного газа - промышленный, амперметр РА1 (с внешним шунтом на 75 мВ и шкалой на 50...100 А) - типа М4200. Постоянные резисторы - типа С2-29, переменные - СПО-0,5; СПЗ. Возможные замены элементов приведены в табл.1, а в табл.2 - подходящие типы полевых транзисторов.

Дроссель L1 выполнен на ферритовом кольце (2000НМ) диаметром 42 мм. Обмотка состоит из 30...40 витков многожильного провода сечением 4 мм2.

Наладка устройства микросварки заключается в исходной установке скорости подачи проволоки резистором R10, характеристики тока микросварки - R6, регулировки тока - R2 и защиты от залипания электрода - R14. Элементы схемы после непродолжительной работы следует проверить на нагрев, при температуре выше 80°С необходимо увеличить площадь радиаторов.

Пусковая кнопка SA1 включает клапан К1 и генератор на микросхеме DA2, при этом на сварочном электроде изначально отсутствует напряжение. Появление сварочного напряжения с задержкой, зависящей от времени заряда конденсатора С3, вызывает последующее вращение электродвигателя подачи проволоки М1 со скоростью, зависящей от положения движка резистора R10.

Во избежание ожога глаз ультрафиолетовым излучением сварочной дуги при работе используются защитные сварочные очки с УФ-фильтром.

Авторы: В.Коновалов, А.Вантеев, Творческая лаборатория "Автоматика и телемеханика", г.Иркутск.

Смотрите другие статьи раздела Сварочное оборудование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Предсказание солнечных вспышек 31.08.2012 Ученые из Университета Пердью, возможно, открыли новый метод для прогнозирования солнечных вспышек более чем за день до их возникновения. Таким образом можно получить заблаговременное предупреждение об опасности и защитить спутники, космонавтов и инфраструктуру Земли от потенциально опасного излучения. Новая система предупреждения анализирует различия в гамма-излучении, которое испускается в момент распада атомов радиоактивных элементов. Эта скорость распада считается постоянной, но последние результаты исследований ставят это утверждение под сомнение. Ученые выдвинули гипотезу, гласящую, что скорость радиоактивного распада меняется под влиянием солнечной активности, возможно, из-за потока субатомных частиц нейтрино от Солнца. Намек на это появился, когда в 2006 году исследователи обнаружили, что скорость распада радиоактивного образца незначительно изменилась за 39 часов до начала большой солнечной вспышки. С тех пор ученые тщательно изучали аналогичные изменения в скорости распада до и после солнечных вспышек, а также в процессе вращения Земли вокруг Солнца, вращения самого Солнца и колебаний солнечной активности. Результаты работы в двух разных лабораториях показали четкие ежегодные изменения в скорости распада радиоактивных изотопов хлора-36. При этом самая высокая скорость распада наблюдалась в январе и феврале, самая низкая - в июле и августе. Использовались данные наблюдений с июля 2005 года по июнь 2011 года. Годовые колебания объясняются просто: когда Земля находится дальше, она получает меньше солнечных нейтрино и скорость распада немного замедляется. Когда Земля приближается к Солнцу или происходит солнечная вспышка, количество нейтрино вырастает, и распад ускоряется. Надо отметить, что роль нейтрино в данном явлении - лишь гипотеза. Поскольку нейтрино практически не имеют массы и заряда, физики считают, что они не взаимодействуют с другими частицами. Так что причиной колебаний скорости распада могут быть и другие, неизвестные частицы. Данное открытие позволяет разработать новый метод прогнозирования солнечных вспышек. При этом не нужно выводить в космос дорогостоящее оборудование - соответствующий детектор можно построить на Земле.

Другие интересные новости:

▪ Смартфоны от ViewSonic

▪ Мидии помогли создать сверхпрочный полимер

▪ DSP семейства Blackfin с Flash-naмятью от Analog Devices

▪ PHILIPS предлагает свою систему защиты распространяемого мультимедийного контента

▪ Источники питания HDR-15/30/60 на DIN-рейку

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья Фасадная империя. Крылатое выражение

▪ Каковы пути развития стран Юго-Западной Азии? Подробный ответ

▪ статья Ложечница арктическая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Чувствительный металлоискатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монетка в апельсине. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026