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:

Таурин не является биомаркером старения 22.06.2025

В поисках биомаркеров старения ученые все чаще обращаются к молекулам, которые ранее демонстрировали многообещающие результаты на животных. Одной из таких субстанций стал таурин - аминокислота, известная широкому кругу людей как компонент энергетических напитков. В последние годы ей приписывали способность замедлять возрастные изменения и даже продлевать жизнь. Однако новое масштабное исследование, проведенное учеными из Национального института здоровья США (NIH), поставило под сомнение ее значимость в контексте старения человека. Исследование включало сравнительный анализ уровня таурина в крови у трех видов: людей, макак-резусов и лабораторных мышей. Авторы проекта изучали, как меняется концентрация вещества в организме от молодого возраста до глубокой старости. Ожидалось, что таурин будет снижаться с возрастом, подтверждая его возможную роль как биомаркера старения. Однако полученные данные оказались куда более сложными. Как пояснила Мария Эмилия Фернандес, одна из соавторов ра ...>>

Стандарт NFC 15 22.06.2025

Технология ближней бесконтактной связи NFC стала повседневным инструментом для миллионов пользователей по всему миру. Она обеспечивает быстрые и удобные платежи, позволяет открывать двери, оплачивать проезд и мгновенно подключать устройства. Однако, несмотря на широкое распространение, сам стандарт NFC развивался почти незаметно - без резонансных версий и громких анонсов. И вот теперь, в июне 2025 года, организация NFC Forum представила пятнадцатую версию протокола, которая принесет ощутимые улучшения в ежедневном взаимодействии с гаджетами. Одним из ключевых изменений стало увеличение радиуса действия: если раньше для работы NFC нужно было почти прикасаться телефоном к терминалу, то теперь соединение возможно уже на расстоянии до двух сантиметров. Хотя разница кажется незначительной, именно этот промежуток в доли сантиметра часто мешал корректной работе - пользователи нередко вынуждены были искать "тот самый угол" или точку, где произойдет считывание. В реальности некоторые устр ...>>

Эффективная защита от коррозии 21.06.2025

Коррозия - один из главных врагов железа и его сплавов, ежегодно причиняющий ущерб на миллиарды долларов в инфраструктуре, транспорте и промышленности. Существующие антикоррозионные решения, такие как цинковое покрытие, со временем теряют эффективность: они отслаиваются, повреждаются или дают микротрещины, открывая путь влаге и соли. На этом фоне ученые активно ищут способы сделать защиту от коррозии более стойкой, долговечной и экономичной. Группа исследователей из Института химии Еврейского университета в Иерусалиме предложила новый подход к решению этой задачи. В отличие от традиционных защитных покрытий, которые опираются лишь на физическую адгезию к металлу, их метод включает создание прочной химической связи на молекулярном уровне. Основа разработки - двухслойная структура, где первым наносится слой N-гетероциклических карбенов, а вторым - полимер высокой прочности. Карбены играют роль своеобразного "молекулярного суперклея", надежно соединяя металл и полимер в единую систе ...>>

Случайная новость из Архива Алмазы из нефти 29.02.2020 Ученые Стэнфордского университета нашли способ быстрого изготовления алмазов из нефти. Правда, есть одно "но": полученные таким образом камни по ширине не превышают человеческий волос. Натуральные алмазы образуются из углерода глубоко в недрах Земли, при очень высоком давлении и температуре в 2-3 тысячи градусов Цельсия. Затем вулканическая активность поднимает их к поверхности. Изучая минералы, возраст которых может достигать сотен миллионов лет, ученые получают больше сведений о формировании ранней Земли. Ученые давно изучали методы получения алмазов в лаборатории. Эти камни чрезвычайно тверды, прозрачны, химически стабильны и выдерживают большой нагрев - эти свойства полезны для многих сфер, в том числе медицине и в квантовом компьютерном оборудовании. Искусственные алмазы создают уже более шестидесяти лет. Но обычные методы требуют огромного количества времени или энергии, а также нуждаются в катализаторе. "Мы хотели пронаблюдать за чистой системой, при которой вещество превращается в алмаз без катализатора", - рассказали авторы научной работы. Исследование показало, что подвид алмазоида под названием триамантан требует удивительно мало энергии, чтобы "перестроиться" в алмаз. Этот процесс происходит при температуре около 625 градусов Цельсия (температура раскаленной лавы) и при давлении, в сотни раз превышающем среднее давление атмосферы. Правда, алмаз получился крошечным, но зато, отметили авторы, они получили новые данные о создании чистых алмазов.

Другие интересные новости:

▪ Самовосстанавливающийся синтетический материал

▪ Облака укротят ураганы

▪ Ветряк в открытом море

▪ Восстановление литий-железо-фосфатных батарей

▪ Влияние фастфуда на сон и память подростков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Хотели как лучше, а вышло как всегда. Крылатое выражение

▪ статья Что такое тундра? Подробный ответ

▪ статья Мак-самосейка. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Электронные пускорегулирующие аппараты с питанием от низковольтных источников. Классификация. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автоматическое выключение сетевых адаптеров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025