- Główne parametry spawania impulsowego
- Koncepcja spawania „w trybie sztywności”
- Spawanie impulsowe
- Główne etapy procesu spawania impulsowego
- Ograniczenie mocy podczas spawania impulsowego
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Do tej pory opracowano i pomyślnie uruchomiono wiele metod spawania: spawanie kontaktowe, ręczne, impulsowe, a nawet laserowe, a także szereg wysoce wyspecjalizowanych technik. Spawanie impulsowe jest jedną z najbardziej skutecznych i nowoczesnych metod. Polega ona na zastosowaniu specjalnej pulsacyjnej jednostki spawalniczej. Takie spawanie zostało opracowane jako bardziej uniwersalna i produktywna alternatywa dla spawania łukowego, która ma wiele wad.
Obwód elektryczny spawarki domowej.
Główne parametry spawania impulsowego
Biorąc pod uwagę samospawanie, można uzyskać wysokiej jakości związki, głównie produkty stalowe i części z metali nieżelaznych. Metoda polega na przeprowadzeniu krótkotrwałej operacji spawania z wykorzystaniem rezerwy energii w akumulatorze lub odbiorniku. Ten odbiornik jest podłączony do sieci i stale ładuje się do pewnej wartości, bez przeciążania linii energetycznych. Podczas spawania odbiornik impulsuje zakumulowaną energię. Akumulator jest więc rodzajem filtra wygładzającego, dzięki czemu znacznie wzrasta szybkość i jakość spawania. Spawanie impulsowe przyczynia się do znacznego zmniejszenia ilości rozpylanego metalu wypływającego z elektrod.
Synchronizacja obwodu elektrycznego prędkości podawania drutu podczas spawania impulsowego.
Jeśli prace będą wykonywane przy użyciu nie ulegających zużyciu elektrod, łuk pulsacyjny będzie kontrolował tworzenie złącza spawanego i zapewni najbardziej wydajną penetrację metalu produktów. Podczas pracy z elektrodą ulegającą zużyciu z powodu łuku, topienie i przenoszenie metalu elektrody do szwu będzie kontrolowane przy jednoczesnej regulacji rozpryskiwania kropli spawalniczej.
Nowoczesne zgrzewarki impulsowe mogą wytwarzać solidne szwy poprzez stopienie pojedynczych punktów z dalszą powłoką. W przerwach między impulsami, jednostka zapewnia wsparcie dla łuku o małej mocy. Siła prądu tego łuku wynosi maksymalnie 15% wartości prądu impulsu. Konieczne jest utrzymanie łuku w stanie ustalonym.
Ważne jest, aby impuls i łuk roboczy były ustawione we właściwym stosunku. Zapewni to wyłączenie kraterów w obszarze spawania, zmniejszoną powierzchnię wymaganego nakładania się punktów połączeń i, ogólnie, zwiększoną prędkość pracy.
Koncepcja spawania „w trybie sztywności”
Transformator do spawania obwodów elektrycznych.
„Tryb sztywności” jest jedną z najważniejszych cech technologicznych spawania impulsowego. Ten parametr pokazuje stosunek czasu trwania przerwy do czasu trwania impulsu.
Pod sztywnością tego trybu należy rozumieć zdolność topnienia łuku w specjalnych pulsacyjnych urządzeniach spawalniczych. Zmieniając podstawowe parametry procesu spawania, operator może zmienić kształt jeziorka spawalniczego i jego wymiary, kontrolować proces krystalizacji metalu, utworzyć spoinę, dostosować granice deformacji itp.
Ze względu na możliwość zmiany sztywności reżimu w specjalnych urządzeniach spawalniczych, właściwości penetracyjne łuku spawalniczego impulsowego są najbardziej skuteczne, gdy konieczne jest połączenie produktów z blachy o grubości 3 mm lub mniejszej.
Schemat ideowy zgrzewarki impulsowej do zgrzewania punktowego.
Spawanie impulsowe sprawdziło się jako metoda tworzenia szwów o różnych pozycjach przestrzennych. Ze względu na te i inne cechy, techniki impulsowe są traktowane priorytetowo podczas wykonywania połączeń poziomych i pionowych, połączeń sufitowych, łączenia połączeń na różnych typach rur itp.
Jako źródło zasilania w spawaniu impulsowym stosuje się głównie przetworniki prądu stałego. Dodatkowo w agregatach impulsowych wykorzystywane są źródła serii TIR i VSVU.
Wcześniej zauważono, że odbiornik baterii pomaga zapewnić jednolite obciążenie faz i jednocześnie nie powoduje zbyt dużego obciążenia sieci. Taka bateria dostarcza krótkie i silne impulsy do strefy spawania. W przeciwnym razie proces spawania odbywa się prawie w taki sam sposób, jak każda inna technologia znana wszystkim spawaczom.
Spawanie impulsowe
Schemat spoiny, wykonywany przez pulsacyjne spawanie laserowe.
Istnieje kilka rodzajów spawania impulsowego. Każdy z nich ma swoje własne cechy i cel. Ogólnie izolowane:
- Spawanie impulsowe kondensatorów.
- Spawanie impulsowe inercyjne.
- Spawanie impulsami elektromagnetycznymi.
- Akumulatorowe spawanie impulsowe.
Urządzenia do spawania impulsowego kondensatora charakteryzują się dużą zmiennością w zakresie prądu. Dostępne w jednostkach, które obsługują pracę przy niskich prądach zasilania. Są też najpotężniejsze jednostki zdolne do dostarczenia prądu 100 000 A i więcej. Główną cechą spawania impulsowego kondensatora jest to, że jednostka spawalnicza umożliwia uzyskanie dokładnego dozowania energii potrzebnej do wytworzenia impulsu spawalniczego.
Spawanie impulsowe kondensatora jest wykonywane w bardzo trudnym trybie. Szczegóły są podgrzewane przez jednorazowe potężne rozbryzgi energii. Ten typ spawania impulsowego najlepiej nadaje się do łączenia produktów aluminiowych i ze stali nierdzewnej.
Opcje ustawiania parametrów impulsu.
Główną cechą spawania bateryjnego jest to, że konstrukcja spawaczy zawiera określone baterie alkaliczne. Mają specjalną konstrukcję o wysokiej wytrzymałości i normalnie tolerują częste zwarcia. Takie baterie charakteryzują się niską rezystancją wewnętrzną. W przypadku zwarcia urządzenia dają prąd setki razy większy niż standardowe prądy rozładowania.
Sprzęt do spawania impulsami magnetycznymi służy do przekształcania energii elektrycznej w energię mechaniczną w wyniku indukcji pola magnetycznego. Części spawanych produktów są mocowane pod wpływem sił magnetycznych. W tego rodzaju urządzeniach spawalniczych części są łączone kolizjami w punkcie styku. Pojawia się wysokie ciśnienie, dzięki czemu powstaje złącze spawane.
Zasada działania falowników impulsowych opiera się na zastosowaniu masywnego koła zamachowego. Jest zamontowany na jednym wale z wirnikiem generatora. Do przyspieszania używany jest silnik elektryczny. Koło zamachowe kumuluje energię kinetyczną obrotu, po czym podczas wykonywania spawania bezpośredniego częstotliwość jego obrotów znacznie się zmniejsza. Dzięki temu zgromadzona energia jest odzyskiwana w postaci impulsu prądu spawania.
Główne etapy procesu spawania impulsowego
Porównanie różnych rodzajów spawania.
Rozważana technologia to impulsowy transfer metalu. Zastosowanie tej techniki pozwala osiągnąć najwyższe możliwe parametry spawania. Metoda łączy najlepsze parametry innych istniejących metod przesyłania i jest prawie całkowicie pozbawiona wad innych metod. Podczas spawania impulsowego nie ma rozprysków i nie powstają żadne fuzje.
Urządzenia impulsowe umożliwiają gotowanie w dowolnych pozycjach przestrzennych. Zapewnia najbardziej racjonalne i wydajne zużycie drutu. Metoda ta charakteryzuje się stosunkowo niskim poborem ciepła i pozwala na gotowanie produktów z różnych metali.
Spawanie można wykonywać wolniejszym podajnikiem drutu.
Zasada działania falownika spawalniczego.
Podczas łączenia produktów za pomocą technologii impulsowej następuje bezkontaktowe przenoszenie metalu elektrody do jeziorka spawalniczego. Zatem bezpośredni kontakt elektrody z kąpielą jest całkowicie wykluczony. Jest to możliwe dzięki obecności funkcji szybkiego sterowania prądem spawania.
Aby zrozumieć kolejność pracy, należy wziąć pod uwagę główne etapy procesu. Wszystko zaczyna się od fazy „gorącej”, podczas której na końcu elektrody spawalniczej powstaje jedna kropla metalu. Po tym następuje wzrost natężenia prądu do wartości wystarczającej do rozładowania tej kropli do kąpieli z powodu efektu kompresji.
Po upuszczeniu kropli faza „gorąca” zmienia się w fazę „zimną”. W przypadku procesu spawania impulsowego prąd jest redukowany do podstawowego bez potrzeby użycia łuku spawalniczego. Proces impulsowy jest więc nie tylko bardzo wydajny, ale także stosunkowo zimny. Podczas gotowania przy niskich prądach drut nagrzewa się, a łuk jest utrzymywany, ale ilość energii nie wystarcza do przeniesienia metalu. Czas trwania prądu podstawowego jest ograniczony, aby zapobiec przenoszeniu metalu elektrody przez duże krople.
Po upuszczeniu kropli metalu prąd wzrasta do wartości maksymalnej, po czym zmniejsza się do poziomu podstawowego, dzięki czemu całkowity wkład ciepła maleje. Transfer jest kontrolowany przez ustawienie amplitudy i czasu trwania charakterystyki szczytowej prądu spawania.
Spawanie w osłonie gazów pulsacyjnych jest jedną z najbardziej wydajnych technologii. Nadaje się do łączenia metali różnych typów i grubości. Nowoczesne jednostki impulsowe są bardzo wygodne w pracy. Zadaniem spawacza jest zainstalowanie przełącznika zgodnie z przetwarzanym materiałem. Kosztem kontroli źródła możliwe jest dostrojenie procesu. Zastosowane oprogramowanie przyczynia się do maksymalnej optymalizacji profilu prądu spawania i oszczędza spawaczowi z konieczności kompletnego samostrojenia.
Do głównych zalet metody należą:
- Najwyższej jakości złącza spawane.
- Skuteczna kontrola łuku.
- Niskie koszty przetwarzania.
Tak więc, pomimo dość wysokiego kosztu urządzeń pulsujących, takie spawanie jest bardzo popularne i jest często stosowane jako alternatywa dla klasycznych metod spawania metali w ochronnym środowisku gazowym. Najczęściej technika ta jest używana do łączenia produktów z wysokiej jakości stali i aluminium.
Praca jest wykonywana przy użyciu minimalnego zestawu narzędzi:
- Aparatura do spawania impulsowego.
- Drut i elektrody.
- Spawacz sprzętu ochronnego.
Ograniczenie mocy podczas spawania impulsowego
Schemat zasilania impulsowego.
Spawanie impulsowe bez natrysku ma wiele zalet, ale nie jest bez wad. Główną jest obecność zdolności topienia metalu. Następnie prędkość robocza maleje. Ze względu na to, że drut topi się nieregularnie, to znaczy spada, wydajność topienia podczas pracy w tradycyjnym trybie spawania łukiem pulsacyjnym ma górną granicę. Po przekroczeniu maksymalnego limitu dla drutu o określonej średnicy, przerwa między impulsami nie będzie wystarczająca do rozpoznania nieuregulowanej lub regulowanej separacji kropli.
Proces jest osłabiony, ale nie wchodzi całkowicie w łuk. Spawacze nazywają to „łamaniem drutu”. W zależności od specyfiki nadchodzącego zadania, użytkownik musi zdecydować, czy racjonalne jest stosowanie spawania z minimalną ilością odprysków, biorąc pod uwagę szybkość pracy. Z tego powodu wiele przedsiębiorstw nadal pracuje z klasycznym spawaniem w środowisku gazu ochronnego, zwłaszcza podczas łączenia stali węglowych.
Dlatego spawanie impulsowe jest jedną z najbardziej skutecznych i obiecujących metod. Jeśli jest to pożądane, jest opanowane i perfekcyjnie wykonane ręcznie, nie ma w tym nic trudnego.