Jenis utama mesin las

Pengikatan bagian dengan pengelasan dan mematri didasarkan pada satu prinsip: menuangkan elemen yang akan disambung dengan logam cair. Hanya saat menyolder, solder timah dengan titik leleh rendah digunakan, dan saat mengelas, logam yang sama dari mana struktur yang dilas dibuat.

Hukum fisika yang berlaku dalam pengelasan

Untuk mentransfer logam dari keadaan padat normal ke keadaan cair, ia harus dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi, lebih tinggi dari titik lelehnya. Mesin las listrik bekerja berdasarkan prinsip menghasilkan panas pada kawat ketika arus listrik melewatinya.

Pada paruh pertama abad ke-19, fenomena ini dijelaskan secara bersamaan oleh dua fisikawan: James Joule dari Inggris dan Emil Lenz dari Rusia. Mereka membuktikan bahwa jumlah panas yang dihasilkan dalam sebuah konduktor berbanding lurus dengan:

1. perkalian kuadrat arus yang lewat;

2. hambatan listrik rangkaian;

3. waktu pemaparan.

Untuk membuat jumlah panas yang mampu melelehkan bagian logam dengan arus, perlu untuk mempengaruhinya dengan salah satu dari tiga kriteria ini (I, R, t).

Semua mesin las menggunakan kontrol busur dengan mengubah nilai arus yang mengalir. Dua parameter yang tersisa diklasifikasikan sebagai tambahan.

Jenis arus untuk mesin las

Idealnya, arus listrik waktu konstan, yang dapat dihasilkan dari sumber seperti baterai isi ulang atau baterai kimia atau generator khusus, paling cocok untuk memanaskan bagian dan area sambungan secara merata.

Namun, skema yang ditunjukkan pada foto tidak pernah digunakan dalam praktiknya. Telah terbukti menampilkan arus stabil yang dapat menghasilkan busur yang mulus dan sempurna.

Mesin las listrik beroperasi pada arus bolak-balik dengan frekuensi industri 50 hertz. Pada saat yang sama, semuanya dibuat untuk pekerjaan tukang las yang aman dan jangka panjang, yang membutuhkan pemasangan perbedaan potensial minimum antara bagian yang dilas.

Namun, untuk pengapian busur yang andal, perlu untuk mempertahankan level tegangan 60 ÷ 70 volt. Nilai ini diambil sebagai nilai awal untuk rangkaian kerja sementara 220 atau 380 V disuplai ke input mesin las.

Arus bolak-balik untuk pengelasan

Untuk mengurangi tegangan suplai instalasi listrik ke nilai kerja pengelasan, digunakan transformator step-down yang kuat dengan kemampuan menyesuaikan nilai arus. Pada keluarannya, mereka membuat bentuk sinusoidal yang sama seperti pada jaringan listrik. Dan amplitudo harmonik untuk pembakaran busur dibuat jauh lebih tinggi.

Desain trafo las harus memenuhi dua syarat:

1.pembatasan arus hubung singkat pada rangkaian sekunder, yang menurut kondisi operasi cukup sering terjadi;

2. pembakaran yang stabil dari busur yang dinyalakan yang diperlukan untuk operasi.

Untuk tujuan ini, mereka dirancang dengan karakteristik volt-ampere eksternal (VAC) yang memiliki penurunan tajam. Hal ini dilakukan dengan meningkatkan disipasi energi elektromagnetik atau dengan memasukkan choke—koil resistansi induktif—dalam rangkaian.

Dalam desain trafo las yang lebih lama, metode pengalihan jumlah belitan pada belitan primer atau sekunder digunakan untuk mengatur arus pengelasan. Metode yang melelahkan dan mahal ini telah melampaui kegunaannya dan tidak digunakan pada perangkat modern.

Awalnya, trafo diatur untuk menghasilkan daya maksimum, yang ditunjukkan dalam dokumentasi teknis dan pada papan nama kotak. Kemudian, untuk menyesuaikan arus pengoperasian busur, arus tersebut dikurangi dengan salah satu cara berikut:

• menghubungkan resistansi induktif ke sirkuit sekunder. Pada saat yang sama, kemiringan karakteristik I - V meningkat dan amplitudo arus pengelasan berkurang, seperti yang ditunjukkan pada foto di atas;

• perubahan keadaan sirkuit magnetik;

• sirkuit thyristor.

Metode pengaturan arus pengelasan dengan memasukkan resistansi induktif pada rangkaian sekunder

Transformator laskarya-karya ini berdasarkan prinsip ini terdiri dari dua jenis:

1. dengan sistem kontrol arus yang lancar karena perubahan bertahap celah udara di dalam kawat magnet induktif;

2. dengan perpindahan bertahap dari jumlah belitan.

Pada metode pertama, sirkuit magnetik induktif dibuat dari dua bagian: stasioner dan bergerak, yang digerakkan oleh putaran pegangan kontrol.

Pada celah udara maksimum, resistansi terbesar terhadap aliran elektromagnetik dan resistansi induktif terkecil dibuat, yang memberikan nilai maksimum arus pengelasan.

Pendekatan penuh dari bagian yang bergerak dari sirkuit magnetik ke stasioner mengurangi arus pengelasan ke nilai serendah mungkin.

Pengaturan langkah didasarkan pada penggunaan kontak yang dapat digerakkan untuk mengganti sejumlah belitan secara bertahap.

Untuk induktansi ini, sirkuit magnetik dibuat utuh, tidak terpisahkan, yang sedikit menyederhanakan desain keseluruhan.

Metode pengaturan arus berdasarkan perubahan geometri sirkuit magnetik trafo las

Teknik ini dilakukan dengan menggunakan salah satu metode berikut:

1. dengan memindahkan bagian kumparan bergerak pada jarak yang berbeda dari kumparan yang dipasang diam;

2. Dengan mengatur posisi shunt magnetik di dalam sirkuit magnetik.

Dalam kasus pertama, trafo las dibuat dengan disipasi induktansi yang meningkat karena kemungkinan mengubah jarak antara belitan sirkuit primer, stasioner di wilayah kuk bawah, dan belitan sekunder yang dapat digerakkan.

Ini bergerak karena rotasi manual dari pegangan poros penyetel, yang bekerja berdasarkan prinsip sekrup utama dengan mur. Dalam hal ini, posisi kumparan daya dipindahkan dengan diagram kinematik sederhana ke indikator mekanis, yang lulus dalam pembagian arus pengelasan. Akurasinya sekitar 7,5%.Untuk pengukuran yang lebih baik, transformator arus dengan ammeter dipasang di sirkuit sekunder.

Pada jarak minimum antara kumparan, arus pengelasan tertinggi dihasilkan. Untuk menguranginya, perlu memindahkan kumparan bergerak ke samping.

Konstruksi trafo las seperti itu menciptakan interferensi radio yang besar selama operasi. Oleh karena itu, rangkaian listrik mereka menyertakan filter kapasitif yang mengurangi kebisingan elektromagnetik.

Cara menghidupkan shunt magnet bergerak

Salah satu versi sirkuit magnetik transformator semacam itu ditunjukkan pada foto di bawah ini.

Prinsip operasinya didasarkan pada manuver bagian tertentu dari fluks magnet di inti karena dimasukkannya badan pengatur dengan sekrup timah.

Trafo las yang dikontrol dengan metode yang dijelaskan dibuat dengan inti magnet yang terbuat dari lembaran baja listrik dan gulungan kabel tembaga atau aluminium dengan insulasi tahan panas. Namun, untuk tujuan operasi jangka panjang, mereka dibuat dengan kemungkinan pertukaran udara yang baik untuk menghilangkan panas yang dihasilkan di atmosfer sekitarnya, oleh karena itu bobot dan dimensinya besar.

Dalam semua kasus yang dipertimbangkan, arus pengelasan yang mengalir melalui elektroda memiliki nilai variabel, yang mengurangi keseragaman dan kualitas busur.

Arus searah untuk pengelasan

Sirkuit thyristor

Jika dua thyristor yang terhubung berlawanan atau satu triac dihubungkan setelah belitan sekunder transformator las, melalui elektroda kontrol, dari mana rangkaian kontrol digunakan untuk menyesuaikan fase pembukaan setiap setengah siklus harmonik, maka dimungkinkan untuk kurangi arus maksimum sirkuit daya ke nilai yang diperlukan untuk kondisi pengelasan tertentu.

Setiap thyristor hanya melewati setengah gelombang positif dari arus dari anoda ke katoda dan memblokir bagian dari setengah negatifnya. Umpan balik memungkinkan Anda untuk mengontrol kedua setengah gelombang.

Badan pengatur dalam rangkaian kontrol menetapkan interval waktu t1 selama thyristor masih tertutup dan tidak melewati setengah gelombangnya. Ketika arus disuplai ke sirkuit elektroda kontrol pada waktu t2, thyristor terbuka dan bagian dari setengah gelombang positif, ditandai dengan tanda «+», melewatinya.

Ketika sinusoid melewati nilai nol, thyristor menutup, ia tidak akan melewatkan arus melalui dirinya sendiri sampai setengah gelombang positif mendekati anoda dan rangkaian kontrol dari blok pemindah fase memberikan perintah ke elektroda kontrol.

Saat ini t3 dan T4, thyristor yang terhubung ke penghitung bekerja sesuai dengan algoritma yang sudah dijelaskan. Jadi, dalam trafo las menggunakan rangkaian thyristor, bagian dari energi arus terputus pada waktu t1 dan t3 (jeda tanpa arus dibuat), dan arus yang mengalir dalam interval t2 dan t4 digunakan untuk pengelasan.

Juga, semikonduktor ini dapat dipasang di loop primer daripada di sirkuit listrik. Ini memungkinkan penggunaan thyristor berdaya rendah.Tetapi dalam kasus ini, trafo akan mengubah bagian yang dipotong dari setengah gelombang gelombang sinus, ditandai dengan tanda «+» dan «-«.

Adanya jeda tanpa arus selama periode gangguan sebagian harmonisa arus merupakan kekurangan rangkaian, yang mempengaruhi kualitas pembakaran busur. Penggunaan elektroda khusus dan beberapa tindakan lain memungkinkan untuk berhasil menggunakan rangkaian thyristor untuk pengelasan, yang telah menemukan aplikasi yang cukup luas dalam struktur yang disebut penyearah las.

Sirkuit dioda

Penyearah pengelasan fase tunggal berdaya rendah memiliki diagram koneksi jembatan yang dirangkai dari empat dioda.

Ini menciptakan bentuk arus yang diperbaiki yang berbentuk setengah gelombang positif yang terus menerus bergantian. Di sirkuit ini, arus pengelasan tidak berubah arah, tetapi hanya berfluktuasi besarnya, menciptakan riak. Bentuk ini mempertahankan busur las lebih baik daripada bentuk thyristor.

Perangkat semacam itu mungkin memiliki belitan tambahan yang terhubung ke belitan operasi transformator pengatur arus. Nilainya ditentukan oleh ammeter yang terhubung ke sirkuit yang diperbaiki melalui shunt atau sinusoidal - melalui transformator arus.

Skema jembatan Larionov

Ini dirancang untuk sistem tiga fase dan bekerja dengan baik dengan penyearah las.

Dimasukkannya dioda sesuai dengan skema jembatan ini memungkinkan untuk menambahkan vektor tegangan ke beban sedemikian rupa sehingga menghasilkan tegangan akhir U keluar, yang ditandai dengan riak kecil dan, menurut hukum Ohm, membentuk busur arus dengan bentuk serupa pada elektroda las. Ini jauh lebih dekat dengan bentuk arus searah yang ideal.

Fitur penggunaan penyearah las

Arus yang diperbaiki dalam banyak kasus memungkinkan:

• lebih aman menyalakan busur;

• memastikan pembakarannya yang stabil;

• membuat percikan logam cair lebih sedikit daripada trafo las.

Ini memperluas kemungkinan pengelasan, memungkinkan Anda menghubungkan paduan baja tahan karat dan logam non-besi dengan andal.

Inverter arus untuk pengelasan

Inverter las adalah perangkat yang melakukan konversi listrik langkah demi langkah sesuai dengan algoritme berikut:

1. listrik industri 220 atau 380 volt diubah oleh penyearah;

2. kebisingan teknologi yang timbul dihaluskan melalui filter bawaan;

3. energi yang distabilkan dibalik menjadi arus frekuensi tinggi (10 sampai 100 kHz);

4. trafo frekuensi tinggi mengurangi tegangan ke nilai yang diperlukan untuk pengapian busur elektroda yang stabil (60 V);

5. Penyearah frekuensi tinggi mengubah listrik menjadi arus searah untuk pengelasan.

Masing-masing dari lima tahap inverter secara otomatis dikontrol oleh modul transistor khusus dari seri IGBT dalam mode umpan balik. Sistem kontrol berdasarkan modul ini termasuk elemen inverter las yang paling kompleks dan mahal.

Bentuk arus yang diperbaiki yang dibuat untuk busur oleh inverter hampir mendekati garis lurus sempurna. Ini memungkinkan Anda melakukan berbagai jenis pengelasan pada logam yang berbeda.

Berkat kontrol mikroprosesor dari proses teknologi yang terjadi di inverter, pekerjaan tukang las sangat difasilitasi dengan pengenalan fungsi perangkat keras:

• mulai panas (Mode mulai panas) dengan secara otomatis meningkatkan arus pada awal pengelasan untuk memudahkan memulai busur;

• anti lengket (Anti Stick Mode), pada saat elektroda menyentuh bagian yang akan dilas, nilai arus las turun menjadi nilai yang tidak menyebabkan logam meleleh dan menempel pada elektroda;

• pemaksaan busur (Mode gaya busur) ketika tetesan besar logam cair dipisahkan dari elektroda ketika panjang busur dipersingkat dan ada kemungkinan menempel.

Fitur-fitur ini bahkan memungkinkan pemula untuk membuat lasan berkualitas. Mesin las inverter bekerja andal dengan fluktuasi besar pada tegangan listrik input.

Perangkat inverter memerlukan penanganan dan perlindungan yang hati-hati dari debu, yang, jika diterapkan pada komponen elektronik, dapat mengganggu pengoperasiannya, menyebabkan penurunan pembuangan panas dan struktur yang terlalu panas.

Pada suhu rendah, kondensasi dapat muncul di papan modul. Ini akan menyebabkan kerusakan dan malfungsi. Oleh karena itu, inverter disimpan di ruangan berpemanas dan tidak bekerja dengannya selama cuaca beku atau hujan.