Что такое сварочный трансформатор

Что такое сварочный трансформатор?

Время чтения: 7 минут

Сварочный трансформатор — это классическая разновидность сварочного аппарата, применяемая уже более ста лет. Трансформаторы зарекомендовали себя как надежные и неприхотливые аппараты, которые способны сварить даже самый толстый металл за счет большой сили сварочного тока. Сейчас трансформаторы используются нечасто, поскольку производители предлагают недорогие функциональные инверторы. Но для профессионалов и сварщиков старой закалки трансформаторы все еще играют большую роль.

В этой статье мы подробно расскажем, что такое сварочный трансформатор, как он устроен, какие существуют типы сварочных трансформаторов и для чего служит сварочный трансформатор. Этот материал создан специально для тех, кто только изучает азы сварки и выбирает сварочный аппарат для себя.

Общая информация

Сварочный аппарат трансформаторного типа — это один из классических представителей сварочного оборудования. Основная функция сварочного трансформатора — преобразование напряжения сети 220В или 380В в низкое, а также преобразование тока от низких до высоких значений. Любой трансформатор (будь он современный или выпущенный 30 лет назад) предназначен для ручной дуговой сварки с применением покрытых электродов.

С помощью трансформатора возможна как бытовая, так и профессиональная или промышленная сварка. В 20 веке сварочные трансформаторы широко использовались для профессиональных сварочных работ, пока их не вытеснили компактные инверторы нового поколения. Тем не менее, трансформаторы все еще используются многими сварщиками.

  • Низкая стоимость самого аппарата, а также его запчастей и технического обслуживания
  • Неприхотливость к хранению и эксплуатации
  • Высокая ремонтопригодность
  • Большая мощность
  • Возможность сварки толстых металлов
  • Большой вес и габариты, затрудняющие транспортировку
  • Не интуитивная регулировка силы тока (отсутствуют ручки и кнопки, регулировка осуществляется путем изменения величины индуктивного сопротивления или вторичного напряжения холостого хода)
  • Часто нестабильное горение дуги, затруднительный поджиг

Устройство и принцип работы

Устройство и принцип действия сварочного трансформатора крайне просты. Именно из-за этой особенности трансформаторы настолько ремонтопригодны и недороги в обслуживании.

Устройство сварочного трансформатора

Трансформатор состоит из трансформаторного и регуляторного узла. Трансформаторный узел необходим для понижения напряжения, поступающего от сети 220В или 380В. Регулярный узел позволяет установить нужную вам силу тока.

Состав трансформаторного узла может разниться в зависимости от напряжения, необходимого для стабильной работы аппарата. Существуют однофазные, двухфазные и трехфазные аппараты. Однофазный трансформатор состоит из сердечника и двух обмоток. Двухфазный — из двух однофазных. Трехфазный — из трех однофазных соответственно.

Что касается регуляторного узла, то зачастую это дроссель насыщения. Чтобы отрегулировать силу тока необходимо изменить зазор магнитопровода этого дросселя. Как вы понимаете, выполнять подобные манипуляции, каждый раз снимая корпус с аппарата, очень неудобно. Поэтому умельцы выводят на поверхность корпуса специальную ручку, с помощью которой можно механическим образом регулировать силу сварочного тока.

Два этих узла — трансформаторный и регуляторный — являются основой сварочного трансформаторного аппарата. Помимо этих узлов предусмотрены дополнительные устройства. Тем не менее, стандартная схема сварочного трансформатора все равно очень простая. По этой причине трансформаторы крайне редко выходят из строя. Если у трансформатора обнаружились неполадки, их можно легко устранить в домашних условиях.

Принцип работы сварочного трансформатора

В большинстве сварочных аппаратов сварочный ток преобразовывается из постоянного в переменный, чтобы была возможность зажечь дугу. В случае с трансформатором это правило не работает. Это единственный сварочный аппарат, позволяющий выполнять сварку с применением постоянного тока. Все, что необходимо — это адаптировать электрический ток под необходимые вам условия.

Это задача трансформаторного узла, о котором мы говорили выше. Он понижает входное напряжение до необходимого значения. Затем дело за регуляторным узлом, который позволяет точно настроить силу тока. Вот и все. Принцип действия максимально прост. Дополнительно может быть заземление.

Виды трансформаторов

Существуют различные виды сварочных трансформаторов. Они могут классифицироваться по разным критериям: по напряжению сети, по функциональности, по способу регулировки тока, по количеству рабочих постов. Давайте рассмотрим эти критерии подробнее

Напряжение сети

Сварочный трансформатор для ручной дуговой сварки может работать как от 220В, так и от 380В. Это зависит от того, сколько фаз у трансформатора. Выше мы уже говорили, что существуют однофазные, двухфазные и трехфазные аппараты. Однофазные работают от розетки 220В. Двухфазный сварочный трансформатор встречается редко, поэтому не будет заострять на нем внимание Трехфазные трансформаторы требуют напряжения 380В.

Также существуют комбинированные трансформаторные аппараты, способные работать при любом напряжении сети.

Функционал трансформатора

От функциональности напрямую зависит назначение сварочного трансформатора. Разделяют бытовые, профессиональные и промышленные аппараты. У них разные характеристики, соответственно разный функционал. Аппарат бытового класса не способен выдать более 200А, поэтому его возможности ограничены. А вот профессиональные модели генерируют от 300А и позволяют варить даже толстый металл.

Промышленный сварочный трансформатор обладает возможностями, позволяющими выполнять самые сложные сварочные работы. Но, справедливости ради, сейчас трансформаторы практически не используются в промышленной сварке. Их заменили более технологичные аппараты.

Количество рабочих постов

Трансформаторы для ручной дуговой сварки могут предназначены для разного количества рабочих постов. Чем больше сварочных кабелей можно подключить к трансформатору, тем больше рабочих постов можно организовать.

Условно аппараты делятся на однопостовые и многопостовые. Однопостовые рассчитаны на одно рабочее место. Проще говоря, к такому аппарату можно подключить всего один сварочный кабель и работу сможет выполнить только один сварщик. Многопостовые аппараты позволяют подключать от 3 до 6 кабелей, тем самым позволяя осуществлять сварку трех-шести сварщикам одновременно.

Способ регулировки силы тока

Выше мы писали, что трансформатор для сварки оснащен регуляторным узлом в котором есть дроссель насыщения. Меняя расстояние между катушками можно изменить и силу тока. Но на самом деле, это не единственный тип регулировки сварочного тока.

Помимо дросселя насыщения может использоваться дроссель магнитного зазора, двигающийся или подмагниченный шунт, реактивная обмотка, подвижная катушка кондекнсатор, рассеивающиеся обмотки, тиристорные регулировки или импульсные стабилизаторы.

Как видите, существует множество разновидностей трансформаторов. Поэтому выбирайте аппарат исходя из своих потребностей и нужд. Для домашнего использования будет достаточно однофазного однопостового трансформатора с максимальной силой тока до 300А, с дросселем насыщения для регулировки. Такие аппараты наиболее надежны и неприхотливы в эксплуатации.

Вместо заключения

Трансформаторы — это надежные и неприхотливые аппараты, зарекомендовавшие себя при выполнении любых задач: от бытовых до промышленных. Сейчас они практически не используются из-за большого разнообразия аппаратов инверторного типа, но это не значит, что трансформаторы исчезнут. У них есть свои неоспоримые преимущества, которыми вряд ли смогут похвастаться даже самые современные инверторы.

С помощью трансформатора можно варить толстый металл, ему под силу сварка любой сложности. Но учтите, что для работы с трансформатором необходимо обладать навыками сварки. Только так вы сможете добиться достойного качества швов. С другой стороны, если вы изучите азы сварки на трансформаторе, то потом сможете качественно выполнять работу на любом типе сварочного оборудования. Желаем удачи в работе!

Сварочный трансформатор: устройство и принцип действия

Сварочный трансформатор является, пожалуй, самым распространенным видом промышленного оборудования. Его основу составляют несколько ключевых узлов, которые, взаимодействуя, генерируют сварочную дугу. Ее мощности достаточно для того, чтобы соединить две металлические заготовки или разрезать цельный кусок металла. В зависимости от конструктива, функционала и силы генерируемого напряжения оборудование делится на несколько видов. Каков принцип действия сварочного трансформатора, какие происходят при этом процессы, отличительные особенности моделей – это неполный список вопросов, которые рассмотрены ниже.

  • Устройство сварочного трансформатора
  • Принцип работы сварочного трансформатора
  • Холостой ход
  • Сварочный трансформатор: схемы и модификации
  • Расчет трансформатора для сварки
  • Классификация сварочных трансформаторов

Устройство сварочного трансформатора

Для плавки металла необходимо настроить в нужных значениях параметры потребляемого сетевого тока. В сварочном оборудовании изменяются основные его значения: понижается напряжение и возрастает сила тока. Сварка металлических заготовок была бы невозможна без основных комплектующих, которые входят в состав даже самого простого сварочного трансформатора:

  • первичная обмотка (выполняется из изолированного провода);
  • вторичная обмотка (очень часто для лучшей теплоотдачи выполняется неизолированной);
  • магнитопровод;
  • вертикальный винт крепления;
  • крепление к обмотке и гайка винта;
  • зажимы для фиксации проводов;
  • рукоятку зажима винта;
  • металлический корпус.

Помимо основного в сварочных трансформаторах используется дополнительное оборудование, улучшающее их работу и расширяющие функционал.

Для любого сварочного аппарата необходим магнитопровод. Он никак не влияет на параметры тока, но без сердечника невозможно образовать магнитное поле. Он состоит из набора металлических пластин своеобразной формы. Поверхность пластин покрыта оксидом, а в некоторых случаях защищена лаком. Изоляция необходима по техническим соображениям. Если бы сердечники делались из металла и не изолировались, то из-за действий магнитного поля генерировались бы токи Фуко. Они снижают индукцию поля.

Для снижения шумов, которые генерируются при работе трансформатора, важно максимально туго стянуть пластины. При ослаблении соединения усиливается вибрация, причиной возникновения которой является проходящий ток. Следует учесть, что избавиться от шума полностью не удастся. И его наличие в умеренной степени даже в новом оборудовании является нормой.

Принцип работы сварочного трансформатора

Итак, настало время рассмотреть детальнее, что такое сварочный трансформатор и как он функционирует. Алгоритм работы оборудования включает несколько основных этапов:

  1. Из сети энергоснабжения ток подается на первичную обмотку. В результате этого генерируется магнитный поток, замыкающийся на сердечнике устройства;
  2. Далее напряжение поступает на вторичную обмотку.
  3. Изготовленный из ферромагнитных материалов сердечник, на котором располагаются обе обмотки – первичная и вторичная, генерирует магнитное поле.
  4. По количеству витков катушки, точнее их разницы, изменяются напряжение и сила тока. По данным параметрам и рассчитывается трансформатор.

Есть прямая зависимость между количеством витков вторичной обмотки и выходным напряжением. Если нужно повысить напряжение на выходе, то следует прибавить количество витков вторичной катушки, и наоборот. Сварочный трансформатор является понижающим устройством. По этой причине количество витков на вторичной обмотке у него меньше, чем на первичной.

Помимо этого, устройство и узлы сварочного аппарата позволяют регулировать и силу тока. Для этого необходимо изменять расстояние между вторичной и первичной обмотками. Здесь наблюдается обратная зависимость: чем меньше расстояние, тем сильнее сила тока, и наоборот – чем больше расстояние, тем меньше значение. Данные регулировки дают возможность сварщику работать с материалами, которые отличаются и по составу, и по толщине.

Холостой ход

Любые представленные на потребительском рынке сварки оснащены двумя режимами работы: под нагрузкой и холостой. Во время сварочного процесса между изделием и электродом замыкается вторичная обмотка. Образуется ток большой мощности, которой хватает для того, чтобы плавить металл. По окончании работ вторичная цепь размыкается. Дается старт работе оборудования в режиме холостого хода.

В первично катушке генерируемые электрическим током силы имеют двойное происхождение. Первые из них образуются магнитным потоком, а другие – рассеиванием. Электродвижущие силы создаются в магнитопроводе, и между витками обмоток замыкаются по воздуху (между пластинами есть изоляция). Они формируют величину холостого хода.

Важно, чтобы сила тока холостого тока не представляла угрозы здоровью и жизни сварщика. Она ограничена величиной 48V. И только некоторые модели имеют этот показатель 60-70В. В случаях, когда электродвижущие силы, которые образуются от потока рассеивания, имеют большее значение, то дополнительно устанавливается автоматический ограничитель. Его нормативное срабатывание составляет меньше 1 секунды после окончания сварочного процесса. Корпус варочного аппарата всегда необходимо заземлять. В случае нарушения изоляции первичной обмотки напряжение пойдет путем наименьшего сопротивления и уйдет в землю, миную человеческий организм.

Сварочный трансформатор: схемы и модификации

Как уже упоминалось, помимо стандартного набора узлов сварочный аппарат может содержать и дополнительные компоненты, призванные улучшить его функционал и качество работы. Схемы дополняются:

  • конденсаторами;
  • тиристорными фазорегуляторами;
  • дополнительными вторичными обмотками;
  • импульсными стабилизаторами.

Помимо этого, нередко схема оборудования комплектуется дополнительным сопротивлением. Оно позволяет продолжить регулировку силы тока в тех случаях, когда разведение обмоток не может принести нужного результата. Это характерно для очень мощных моделей оборудования или в случаях работы с особо тонкими заготовками. Дополнительное сопротивление может представлять собой отдельный блок, оснащенный коннекторами для подключения к цепи или обычной пружиной, изготовленной из высокоуглеродистой стали. В любом случае через сопротивление следует пропустить ток, который идет от вторичной обмотки.

Расчет трансформатора для сварки

Для разных видов сварочных работ необходима различная мощность оборудования. Основной расчет показатели выполняется на основании разницы в количестве витков между катушками первичной и вторичной обмоток. Важно понять основной принцип действия сварочного трансформатора. Для понижающих устройств выработано правило, которое выражает зависимость между коэффициентом понижения и количеством витков.

Так, если выходное напряжение нужно понизить в 100 раз по сравнению со входящим, то количество витков вторичной катушки должно быть в 100 раз меньше сравнительно с количеством витков на первичной катушке. Точно такое же правило работает и в обратном направлении. Погрешность вычислений не превышает 3%.

Каждое устройство характеризуется так называемым коэффициентом трансформации. Данный показатель обозначает величину масштабирования при переходе от первичного (i1) значения до вторичного (i2). Формула для расчета выражается в таком виде: n = i1/i2. Вооружившись формулой, несложно определить значения для изготовления оборудования под конкретный вид сварки.

Классификация сварочных трансформаторов

Классифицировать сварочные трансформаторы принято по их назначению. Они отличаются по таким показателям:

  • Габаритами и весом. На рынке представлены как небольшие модели, которые комплектуются наплечным ремнем для переноски; так и большие агрегаты, для перемещения которых потребуется тельфер или тележка.
  • Напряжение холостого хода. Оно варьируется в широком диапазоне значений: от 48 до 70V.
  • Сила тока. На большинстве серийного оборудования данный параметр колеблется в диапазоне от 50 до 400А. Встречаются крупные промышленные образцы, генерирующих ток силой в 1000А.
  • Количество фаз и потребляемый ток. Одно и трехфазные сварочные трансформаторы под линии энергоснабжения 220 и 380В.
  • Подача тока. Может быть непрерывной или импульсной.
  • Используемые в работе электроды. Расходники различаются по составу и диаметру (2-6 мм).

Получить надежное соединение двух металлических элементов проще всего с помощью электрической сварки. Она отлично подойдет для выполнения разных видов работ на производстве, дома или в любом ином месте. Сварочные аппараты отличаются простотой использования, надежностью и эффективностью. Сварные швы намертво соединяют заготовки и служат на протяжении многих десятилетий.

Что такое сварочный трансформатор

Сварочный трансформатор – трансформатор, получивший широкое применение в производственной сфере и в быту для электродуговой сварки. Рассмотрим особенности конструкции сварочных трансформаторов, принцип их работы и разновидности данного оборудования.

  1. Особенности конструкции сварочного трансформатора
  2. На чём основан принцип работы
  3. Холостой режим
  4. Особенности схемы и модификации аппарата
  5. Особенности расчёта трансформаторов для сварки
  6. Разновидности сварочных трансформаторов
  7. Возможные неисправности
  8. Как выбрать сварочный трансформатор
  9. Как сделать сварочный трансформатор своими руками

Особенности конструкции сварочного трансформатора

Данный агрегат комплектуется следующими элементами и узлами:

Виды магнитопроводов

  • первичной обмоткой, выполненной стационарно с использованием изолированных проводов;
  • подвижной катушки вторичной обмотки, иногда выполненной из оголённых проводов, чтобы увеличить интенсивность отвода тепла;
  • регулировочным винтом с резьбой ленточного типа, расположенным вертикально;
  • гайкой для передвижения винта, закреплённой к выходной катушке;
  • рукояткой, управляющей винтом;
  • зажимными устройствами, предназначенными для крепления контактов;
  • кожухом с зазорами для обеспечения отвода тепла.
  • Сварочный трансформатор

    Параметры силы электротока не зависят от конструкции сердечника. Но данный узел необходим для возбуждения магнитного потока и комплектуется из пакета пластин, изготовленных из трансформаторной стали.

    Изготовление сердечника в виде цельного элемента нецелесообразно по причине большого количества потерь в величине магнитного поля за счёт образования вихревых токов, снижающих индукцию.

    Чтобы агрегат работал тихо, важно плотно стянуть пакет пластин, исключив вибрацию между ними в процессе эксплуатации трансформатора.

    Различные аппараты могут конструктивно различаться, исходя из предназначения и рабочих характеристик, на которые рассчитан трансформатор.

    На чём основан принцип работы

    Функционирование агрегата происходит следующим образом:

    • на катушку входа подаётся электроток, создаётся магнитное поле и электродвижущая сила, замыкаемая на сердечнике;
    • в результате на вторичной обмотке наводится свой магнитный поток и электрический ток;
    • различие в количестве витков обмоток изменяет параметры тока, позволяя достигнуть характеристик, обеспечивающих расплавление металла.

    Для сварочных работ применяется трансформатор понижающего типа, у которого на входной катушке(первичной обмотке) количество витков превышает выходную(вторичную обмотку).

    Принцип работы трансформатора

    Сила выходного электротока может регулироваться за счёт подвижной конструкции устройства – путём увеличения или уменьшения зазора между катушками входа и выхода. При раздвижении катушки ток снижается, приближение вызывает увеличение указанной характеристики. Регулирование выполняется вращением рукоятки.

    Величина тока подбирается, исходя из толщины и марки свариваемого металла, расположения сварочного шва. Чем толще свариваемые листы металла, тем больше потребуется создать величину тока на выходной катушке аппарата.

    Соотношение величины тока с диаметром электрода и толщиной свариваемого металла

    Холостой режим

    Агрегат может функционировать в двух режимах:

    • нагрузочном;
    • холостого хода.

    В процессе сварки создаётся сварочная дуга, соединяющая посредством электрода обмотку на выходе со свариваемым металлом. Мощный сварочный электроток расплавляет свариваемый металл и создаёт неразъёмное соединение. После окончания сварки происходит вторичная цепь размыкается, и трансформатор переходит на холостой ход.

    Во входной катушке возникают электродвижущие силы двойного происхождения:

    • благодаря созданию магнитного поля при работе устройства;
    • посредством рассеивания – часть из них отделяется от ЭДС на сердечнике и образуют электроток холостого хода.

    Конструкция агрегата выполняется таким образом, чтобы величина напряжения на холостом ходу не представляла опасности для здоровья человека, выполняющего работы с помощью трансформатора.

    Значение напряжения на холостом ходу ограничивается 48 В, в некоторых случаях допускается величина до 70 В. В целях безопасности устанавливается ограничивающее устройство, снижающее величину напряжения при превышении указанного значения, работающее в автоматическом режиме.

    Дополнительная защита обеспечивается за счёт выполнения заземления аппарата.

    Особенности схемы и модификации аппарата

    Кроме стандартных устройств, в сварочном трансформаторе могут применяться дополнительные элементы, совершенствующие конструкцию агрегата. Схема может выполняться с использованием:

    • нескольких катушек на выходе;
    • конденсаторов;
    • импульсных стабилизаторов;
    • тиристорных преобразователей.

    Схема может дополняться резисторами, регулирующими силу тока, если изменение расстояния между катушками не позволяет добиться необходимых характеристик. Эти элементы могут потребоваться, если предполагается сварка тонкого металла, или мощность оборудования чрезмерно велика.

    Особенности расчёта трансформаторов для сварки

    Понижение характеристик тока обеспечивается расчётом количества витков на первичной и вторичной обмотках. Параметры напряжения на выходе понижаются относительно входного на величину от 10 до 100 раз.

    Чтобы обеспечить необходимые характеристики, число витков на обмотках должно быть тщательным образом рассчитано. Величина погрешности допускается в пределах 3 %.

    Каждый аппарат характеризуется собственной величиной коэффициента трансформации, определяемом как частное величины силы тока на входе и выходе. Учитывая расчётные данные, создаётся оборудование с характеристиками, в зависимости от предполагаемых режимов работы и параметров сварочных соединений.

    Расчёт выполняется с учётом следующих характеристик и нюансов:

    • эксплуатационных показателей – типа подключённой электросети, регулировочного диапазона, фактической мощности, продолжительности непрерывной работы;
    • диаметра электрода, на который рассчитан аппарат;
    • условий эксплуатации;
    • коэффициента полезного действия агрегата.

    Отдельные характеристики из указанных взаимосвязаны между собой.

    Разновидности сварочных трансформаторов

    Данное оборудование выпускается различных типов, исходя из условий эксплуатации и назначения. Аппараты могут различаться следующими характеристиками:

    • массой и габаритными размерами – от компактных моделей, переносимых на наплечном ремне, до промышленных агрегатов, перемещаемых на колёсах или грузоподъёмными механизмами;
    • величиной напряжения на холостом ходу – в диапазоне от 48 до 70 В;
    • силой тока в пределах от 50 до 400 А. На масштабных производствах могут использоваться модели с величиной данной характеристики до 1000 А;
    • количества фаз электрической сети – модели с одной и тремя фазами;
    • подачей электротока – непрерывно или импульсно;
    • диаметром электродов, на использование которых рассчитан аппарат – от 2 до 6 мм.

    Современная промышленность выпускает множество разновидностей сварочных трансформаторов. Бытовой потребитель может подобрать изделие, исходя из особенностей предполагаемой эксплуатации и учитывая ценовую политику производителя.

    Цены на бытовые модели сварочных трансформаторов колеблются в пределах от 4 до 20 тысяч рублей, в зависимости от характеристик и изготовителя. Выбор потребителя зависит от его финансовых возможностей и назначения устройства.

    Сварочные трансформаторы – оборудование, незаменимое в быту и промышленной сфере. С помощью данных агрегатов можно получать надёжное и неразъёмное соединение, без особенных усилий и сложностей. Ценовая доступность позволяет бытовому пользователю приобрести аппарат для использования в домашних условиях, а в устройстве и принципе работы разобраться не составит особенного труда.

    Возможные неисправности

    Как выбрать сварочный трансформатор

    При выборе оборудования, необходимо учитывать поставленные задачи и, исходя из этого, приобретать модель. Производятся приборы следующих классов:

    • бытовые – для незначительных по объему работ в домашних условиях. Предполагает эксплуатацию в течение до 10 мин., после чего требуется перерыв. Величина сварочного тока не превышает 200 А;
    • профессиональные – применяется при выполнении ремонтов конструкций и рассчитан на продолжительную работу. Показатели сварочного тока – от 200 до 300 А;
    • промышленные – используются на производстве. Предполагают возможность непрерывной эксплуатации в течение суток с незначительными паузами. Производятся со сварочным током от 250 до 500 А.

    Кроме класса и величины тока при выборе аппарата следует учитывать номинальное напряжение, на которое он рассчитан. Бытовые сети предполагают величину напряжения 220 В, с возможностью отклонения в ту или иную сторону до 15 процентов.

    Еще один важный фактор – стоимость. Каждый должен выбирать, исходя из цены, зависящей от перечисленных ранее критериев и политики изготовителя.

    Сварочные трансформаторы – оборудование, незаменимое в быту и промышленной сфере. С помощью данных агрегатов можно получать надежное и неразъемное соединение, без особенных усилий и сложностей. Ценовая доступность позволяет бытовому пользователю приобрести аппарат для использования в домашних условиях, а в устройстве и принципе работы разобраться не составит особенного труда.

    Как сделать сварочный трансформатор своими руками

    Устройство и применение сварочного трансформатора

    Сварочный трансформатор – это классический тип аппаратуры для сваривания металлов. Его история насчитывает уже более 100 лет.

    Трансформатор для сварки показал себя неприхотливой, но надежной техникой, способной к свариванию очень толстостенных деталей. Он имеет достаточно высокий уровень силы сварного тока. В XXI веке сварочные трансформаторы несколько утратили спрос.

    Ведь компании стали выпускать инверторы с подходящим функционалом и по сравнительно низкой цене. Однако для старшего поколения мастеров он остается важным инструментом в работе.

    Описание устройства трансформатора для сваривания металлов, его типы и применение можно узнать в этой статье. Она поможет разобраться в азах сваривания металлов при помощи этого аппарата и подобрать подходящую модель.

    А также параметры сетевого напряжения, функционал, число рабочих постов и методики изменения силы тока.

    • Общая информация
    • Устройство трансформаторного аппарата и принципы его применения
    • Принцип работы трансформаторного агрегата
    • Виды трансформаторов для сваривания металлов
    • Функциональность
    • Число рабочих постов
    • Способы регулирования силы сварного тока
    • Заключение

    Общая информация

    Трансформаторный тип сварного оборудования – классика среди оборудования для сварки.

    Его основная задача – преобразовывать напряжение электросети из 220-380В в более низкие показатели, либо повышение недостающего уровня напряжения до рабочих параметров.

    Вне зависимости от года выпуска, они применяются для ручного вида дугового сваривания с использованием покрытого типа электродов.

    Сварочный трансформатор подходит для всех видов работ, бытовых либо промышленных.

    В ХХ веке этот вид сварной аппаратуры применялся для профессионального сваривания, однако к концу столетия они стали уступать место более компактным инверторам – оборудованию нового поколения. Но они все еще применяются многими мастерами.

    Достоинствами сварочных трансформаторов можно назвать бюджетность самого аппарата и его деталей. В связке с простотой устройства это позволяет самостоятельно проводить ремонт в случае неисправностей.

    Такие аппараты достаточно мощные, способные сваривать толстостенные детали. При этом они неприхотливы в хранении и просты в эксплуатации.

    Однако у аппарата есть и недостатки. Крупные размеры и вес снижают мобильность. Сложности при поджиге и нестабильность горения сварной дуги влияют на скорость и качественность работы неопытного мастера.

    Отсутствуют переключатели для корректирования силы тока – оно происходит при помощи изменения показателя величин индуктивного сопротивления. Либо корректированием вторичного типа напряжения холостого хода.

    Устройство трансформаторного аппарата и принципы его применения

    Трансформатор в составе имеет 2 узла: трансформаторный и регуляторный. Первый предназначен для снижения уровня напряжения, которое поступает из электросети 220-380В. Второй отвечает за установку необходимой силы тока.

    Существует несколько типов трансформаторных узлов. Они зависят от уровня напряжения, обеспечивающего стабильность работы прибора. Есть три основных типа трансформаторов: однофазный, двухфазный и трехфазный.

    Модель однофазного типа комплектуется сердечником и двумя обмотками. В состав двухфазного входит два однофазных, а трехфазного – три однофазных элемента.

    Регуляторный узел состоит из дросселя насыщения. Регулировка силы тока происходит изменением зазора дроссельного магнитопровода. Для этого нужно снимать корпусную крышку, что не очень удобно.

    Поэтому мастера часто самостоятельно дорабатывают трансформатор, комплектуя его выведенной наружу ручкой, которой регулируют силу тока механически.

    Трансформаторный и регуляторный узлы – основа сварочного трансформатора. Однако кроме них в его состав включены другие устройства.

    Они не слишком усложняют механизм, потому аппараты этого типа редко получают неисправности. А в случае поломки ремонт можно провести самостоятельно.

    Принцип работы трансформаторного агрегата

    Принцип работы сварочных устройств работает на преобразовании тока из постоянного типа в переменный. Это производится для того, чтобы разжечь дугу.

    Однако трансформаторные агрегаты для сваривания металлов устроены иначе. Они – приборы, выполняющие работу применением постоянного сварочного тока. Для него достаточно адаптации напряжения электросети в подходящий для сваривания уровень.

    С этой задачей справляется трансформаторный узел, входящий в его комплектацию. С его помощью полученное из электросети напряжение понижается до рабочего показателя.

    А узел регулировки настраивает силу сварного тока. Принцип работы прост и понятен. Дополнительным элементом в работе будет заземление.

    Виды трансформаторов для сваривания металлов

    Классификация трансформаторных аппаратов для сварных работ проходит по нескольким категориям:

    • Напряжение электросети
    • Функционал
    • Способы корректировки сварного тока
    • Число рабочих постов.
    • Изучим категории классификации детальнее.

    Трансформатор для дугового вида сваривания подходит питанию от электросети 220-380В. Совместимость с разными показателями напряжения электросети зависит от количества фаз в аппарате.

    Существует 3 типа аппаратов (однофазный, двухфазный и трехфазный). Первый вид совместим с напряжением 220В. Трехфазый подходит для работы с розеткой 380В. Двухфазные модели достаточно редки.

    Комбинированные модели трансформаторов работают с любым напряжением электросети.

    Функциональность

    Этот критерий определяет назначение модели аппарата. Есть 3 типа трансформаторов по функционалу: бытовой, профессиональный и промышленный. Они обладают разными характеристиками и функциями.

    Бытовой тип имеет ограниченные 200А возможности. В то время как профессиональный способен генерировать свыше 300А. Это позволяет им работать с достаточно толстыми металлическими деталями.

    Для сложных задач подойдет промышленный вид сварных трансформаторов. Однако сейчас в промышленности большинство из них заменено более технологичными моделями.

    Число рабочих постов

    Трансформаторный тип сварочной аппаратуры применяется для разного числа рабочих постов. Их количество зависит от того, сколько сварочных кабелей возможно подключить к аппарату.

    Условно трансформаторы разделены на два типа. Однопостовый и многопостовый. Первый тип обеспечивает одно рабочее место. То есть, к нему возможно подключение только одного кабеля для работы одного мастера.

    Второй тип рассчитан на подключение 3-6 сварочных кабелей, позволяя одновременно работать тому же числу рабочих.

    Способы регулирования силы сварного тока

    Одна из основных трансформаторных деталей – узел регулировки, состоящий из дросселя насыщения. Он корректирует силу сварного тока, изменяя расстояние между катушками. Но существуют другие пути регулирования этого показателя.

    Корректировка силы сварного тока проводится не только при помощи дросселя насыщения.

    Можно воспользоваться дросселем магнитного зазора, передвижным либо подмагниченным шунтом, реактивной либо рассеивающей обмоткой, подвижным типом катушки конденсатора. А также тиристорными регуляторами либо импульсными стабилизаторами.

    Разновидности моделей трансформаторов предоставляют возможность подобрать себе подходящую. Определяя, какую модель взять, стоит исходить из рабочих задач, для решения которых она будет применяться.

    Для бытовых работ подойдет однофазный однопостовый сварочный агрегат с силой тока достигающей 300А и корректировкой дросселем насыщения. Эти модели понятны в использовании и хранении.

    Заключение

    Сварочный трансформатор – простой, понятный агрегат для сваривания металлов в бытовых, либо промышленных масштабах. Они вытесняются мобильными и технологичными инверторами.

    Однако и сейчас у них есть возможности, которые обеспечивают им применение в сварочных делах.

    С помощью трансформаторов для сварных работ можно соединять даже толстостенные детали, проводить сварку любой сложности. Однако это требует опыта и навыков, достаточных для создания ровных, долговечных швов.

    Умение работать со сварочными трансформаторами обеспечивает быструю адаптацию к более легким в применении моделям.

    Особенности применения и устройства сварочных трансформаторов

    С появлением электричества появилась возможность соединять металлические элементы с помощью сварки. Для этого применяются специальные сварочные трансформаторы, работающие от трёхфазного и однофазного напряжения. Однофазные модели предназначены для включения в стандартную бытовую сеть 220 Вольт. А трехфазный сварочный аппарат, чаще всего, применяется в производственных целях, он обладает большой мощностью, габаритами и продолжительной эксплуатацией без перерыва. Однако есть на рынке данной техники и универсальные устройства, которые могут работать и от 220 В, и от 380В. Разумеется, что для разных материалов существует свой индивидуальный процесс сварки, поэтому каждый сварочный агрегат оборудован системой регулировки и точной настройки.

    Принцип действия сварочного трансформатора

    По принципу действия он не отличается от другого обычного понижающего трансформатора, только вот токи вторичной обмотке уж очень высокие, так как он работает в режиме короткого замыкания. Если закоротить вторичную обмотку обычного трансформатора, то в таком режиме он проработает недолго, так как она быстро перегреется и выйдет из строя. Вторичная обмотка сварочного рассчитана на большие токи, поэтому и выполнена медным проводом большого сечения. Напряжение U2 (на выводах вторичной обмотки) напрямую зависит от количества витков в ней.

    Конечно же, мало только уменьшить выходное напряжение, нужно ещё и изменять силу тока. Для этого трансформаторы оборудуются механизмом, раздвигающим обмотки на большее расстояние, тем самым снижая магнитный поток, который, в свою очередь, уменьшает ток во вторичной обмотке.

    Устройство и классификация трансформаторов, применяемых в сварочных аппаратах

    Любой трансформатор для сваривания металлических различных элементов состоит из:

    1. Магнитопровода;
    2. Изолированную первичную обмотку;
    3. Вторичная обмотка;
    4. Вентилятор, для охлаждения.

    В зависимости от сварочных работ происходит и управление процессом сварки,все сварочные агрегаты делятся аппараты переменного и постоянного тока. Конечно же, сам трансформатор не может работать на постоянном токе поэтому сам процесс выпрямления осуществляется после понижения напряжения. Для этого применяются:

    • управляемые тиристоры, которые непросто дают постоянный ток для сварки элементов, но осуществляют изменение силы тока во время этого процесс;
    • неуправляемые вентили диоды, вместе с дросселем.

    Назначение сварочного трансформатора

    Сварочный понижающий трансформатор является ключевым элементом, создающим дугу во время сварки металлических деталей. Напряжение на выходе этого понижающего устройства, работающего в режиме короткого замыкания, допускается не более 80 Вольт. Для процесса ручной дуговой сварки обязательно нужны электроды. Бытовые трансформаторы для дома выполнены по однофазной схеме обладают небольшими токами при сваривании. Главное, в бытовых условиях также стоит следить и за наличием хорошего контакта в розетке, так как токи в первичной обмотке для квартир и домов тоже очень существенны и не каждая розетка их выдержит.

    Сварочные трансформаторы переменного тока

    Такая конструкция считается самой не дорогой, но в то же время обладающей неплохими характеристиками сварки чёрных металлов. Для того чтобы регулировать ток и соответственно дугу во время этого процесса сварочный агрегат оборудован раздвижной системой, увеличивающей расстояние между катушками, а также площадь сердечника. Они из-за своей ценовой категории очень распространены на производстве, особенно в цехах с устаревшим оборудованием. Обладают довольно крупными размерами и зачастую устанавливаются стационарно.

    И также как регулятор тока для сварочного аппарата, применяются отдельно расположенные дросселя, который добавляет индуктивности в цепь. Самый простой способ, но самый эффективный, регулировки напряжения и силы тока во время выполнения сварочных работ — это вывод нескольких контактных точек со вторичной обмотки. Кончено же, плавности изменения силы дуги в таком аппарате не получится добиться.

    Сварочные трансформаторы постоянного тока

    Такие приборы более эффективны для сваривания различных материалов обладают меньшими габаритами и плавным регулированием силы тока. Любой трансформатор не может работать на постоянном токе, это факт.

    На рисунке показана простейшая схема такого агрегата, которую можно сделать и своими руками. Она гарантирует стабильные выходные характеристики сварочного тока и дуги, которая является ключевым аспектом любой сварки.

    Сварщики знают, что при работе от положительного зажима выделяется больше тепла, чем от отрицательного. Следовательно для разной толщины металла стоит вырабатывать свою методику.

    Существуют и новые разработки в этой отрасли так называемые сварочные аппараты инверторного типа. Трансформатор здесь работает на повышенных частотах, что даёт возможность снизить и габариты устройства, его вес, и токи первичной обмотки без последствий для создания качественной дуги.

    Сварочный трансформатор ВДМ

    Аппараты ВДМ производственного сварочного многопостового выпрямителя, устанавливается зачастую стационарно и предназначен для сварочных постов дуговой электросварки с помощью металлического электрода. Очень часто ВДМ подключаются к трёхфазной сети 380 Вольт. Во взрывоопасной среде, насыщенной пылью разной фракции, или же содержащей едкие газовые пары, разрушающие сталь и изоляцию, эксплуатация строго запрещена. Конструктивно в ВДМ есть возможность регулировать величину тока реостатом и дросселем.

    Как рассчитать сварочный трансформатор

    Изготовление трансформатора для сварочных работ, который должен быть близок по своим характеристикам к промышленному образцу, нужно проводить стандартными методиками подсчёта. Данная методика подойдет больше бытовому устройству, она содержит оптимальные значения обмоток и минимальные габаритные размеры сердечника.

    Существует два вида сердечника:

    1. броневой;
    2. стержневой;
    3. тороидальный (круглый).

    При этом стержневые имеют немного большие показания КПД (коэффициента полезного действия) нежели броневые.

    Прежде чем приступить непосредственно к расчету сварочного понижающего трансформатора, необходимо определить его мощность, которая зависит от того какая величина тока нужна для его эксплуатации. Наиболее распространенные варианты от 70 до 150 А. Разумно будет брать максимально допустимые токи вторичной обмотки немного выше порядка 180–200 А.

    Мощность сварочного трансформатора переменного тока, и аппарата в целом, будет равна:

    P = U2 × I2 × cos (φ) / η

    где, U2 — напряжение холостого хода сварочного трансформатора рекомендуется от 30 до 60 Вольт, I2 — ток сварки, cos (φ) угол сдвига фаз между током и напряжением. В случае расчета потребляемой мощности cos (φ) можно взять равным 0,8; η- КПД, для данного устройства примерно можно принять равным 0,7.

    А также стоит учесть при этом и продолжительность эксплуатации трансформатора, так как, скорее всего, ему пройдется работать не один час.

    Pдл = U2 × I2 × (ПР/100)1/2 × 0.001

    ПР — это коэффициент длительности работы в смену, рекомендуется порядка 20-30 %;

    Намотка сварочного трансформатора

    Зачастую намотка производится уже на имеющееся железо и вот формулы примерного числа витков

    С обмотками на одном плече (рисунок ниже, а):

    N1 = 7440 × U1/(Sиз × I2)

    С разнесенными обмотками (рисунок ниже, б):

    N1 = 4960 × U1/(Sиз × I2)

    Sиз — измеренное сечение магнитопровода (см2)

    Такой способ расчета считается упрощённым. Ниже прилагается формула расчета сечения медного провода, которым непосредственно и будет выполнена намотка.

    Плотность тока в обмотках берётся из справочника для медного провода J = 2,5 А/мм2. Для сварочного аппарата постоянного тока ВДМ агрегат оборудуется тремя первичными и тремя вторичными обмотками, поэтому расчёт производится инженерами и без квалификации его проблематично соорудить.

    Улучшение сварочного трансформатора

    Для улучшения нужно сократить слишком большую вторичную обмотку в 3–4 раза, уменьшив в ней напряжение холостого хода до 22–25 вольт, а вот для стабильного и уверенного зажигания дуги, прибавить небольшую слаботочную обмотку с напряжением 80–110 вольт. Переменный ток каждой из обмоток проходит выпрямление на диодных мостах, после чего обмотки подключаются параллельно друг другу.

    Но также для усовершенствования и улучшения длительной работы сварочного трансформатора особенно в летнюю жаркую погоду необходимо использовать приточную или же вытяжную вентиляцию.

    Узнаем подробно о сварочном трансформаторе

    Сварочный трансформатор представляет собой несложный, но весьма эффективный агрегат для выполнения сварки металлических конструкций. Чаще всего такая техника используется, если нет жестких требований к уровню качества соединительного шва. Долгое время сварочный трансформатор был популярен за неимением более совершенного по конструкции и производительного устройства. Однако даже с появлением таковых (сварочные аппараты инверторного типа) источники переменного тока применяются и сегодня.

    1. Область применения
    2. Виды и их особенности
    3. Разбираем все за и против
    4. Делаем правильные расчеты
    5. Нормы и требования к агрегатам

    Подробнее о назначении

    Размягчение металла происходит при высоких температурах, а каждый из видов материалов имеет собственный порог, при котором начинается процесс плавления. Чтобы соединить металлические детали, необходимо использовать источник переменного тока, продуцирующий довольно большие его значения. Как раз для этой цели используется сварочный трансформатор, который понижает сетевое напряжение и повышает ток.

    Смотрим видео, устройство и принцип работы сварочного агрегата:

    Именно эти свойства позволяют расплавлять металл до нужного состояния, чтобы в результате получилась надежная конструкция. Сварочный трансформатор – всегда основной узел в такой технике, как источник переменного тока. Главные направления, в которых используются подобные агрегаты: аргонодуговая или ручная сварка и автоматизированный процесс с применением флюса.

    Статические характеристики устройства

    В разных случаях, когда конструкция такого аппарата, как сварочный однофазный трансформатор, отличается, создаются требуемые статические характеристики для работы с материалом определенного рода и толщины.

    На форму кривой влияет непосредственно вид используемых во время работы электродов, особенности процесса (механизированный или ручной), а также среда (защитный газ, использование открытой электрической дуги или флюс).

    Разновидности и конструктивные особенности

    Классифицируется сварочный разнотипный трансформатор по различным конструктивным особенностям.

    В первую очередь следует сказать, что существуют отличия в конструкции таких агрегатов по роду процесса сварки:

    • Агрегаты, используемые для ручной сварки;
    • Исполнения техники, которые подразумевают использование флюса, при этом весь процесс полностью механизирован.

    Но сварочный разнотипный трансформатор дополнительно подразделяется на группы еще и по фазовому регулированию:

    1. Аппараты с такими элементами конструкции, как дроссель насыщения или он же, но только с воздушным зазором, характеризуются нормальным уровнем магнитного рассеяния.
    2. Сварочный разнотипный трансформатор, конструкция которого предусматривает наличие разных по исполнению обмоток, а также импульсивный стабилизирующий элемент или конденсатор, характеризуется амплитудным регулированием с повышенным уровнем магнитного рассеяния.
    3. Сварочный тиристорный трансформатор также допускает вероятность использования импульсного стабилизирующего элемента.

    Основной узел конструкции – сердечник с обмотками: первичной и вторичной. Сетевой переменный ток намагничивает сердечник, куда он переходит по первичной обмотке. В результате создается магнитный поток, который направлен в сторону вторичной обмотки, где индуцируется переменный ток.

    Сварочный разнотипный трансформатор может иметь более сложную конструкцию, что напрямую повлияет на возможность регулирования значений электрических составляющих. От числа витков магнитопровода будет зависеть величина основных параметров.

    Например, чем меньше витков на вторичной обмотке сердечника, тем меньше будет значение напряжения. Сварочные трансформаторы ТДМ имеют по две первичные и вторичны обмотки. Процесс регулирования рабочего тока происходит посредством магнитного рассеяния.

    Достоинства и недостатки

    Каждый из видов подобной техники имеет свои плюсы и минусы, на что могут влиять конструктивные особенности устройства. Но все они имеют ряд общих достоинств, среди которых:

    • Сравнительная простота механизма, а, соответственно, и эксплуатации;
    • Высокое качество сварного соединения, вне зависимости от того, используются ли сварочные трансформаторы типа ТДМ или другое исполнение аппарата;
    • Практически повсеместное использование;
    • Отсутствие жестких требований к результату, так как чаще подобная техника применяется для соединения элементов неответственных конструкций;
    • Нет необходимости использовать газовые баллоны.

    Однако сварочные трансформаторы ТДМ и прочие исполнения подобной техники имеют несколько основных недостатков. Например, довольно крупные габариты, что порой затрудняет работу. И, опять же, вопрос качества сварного шва.

    Смотрим видео, сравниваем трансформатор с инвертором:

    Речь идет не о прочности, а о том, что для получения соединения, подпадающего под определенные требования, недостаточно использовать сварочные трансформаторы типа ТДМ или другой аналог. Но все же возможность такой техники работать с материалами разных видов (цветные металлы, разного рода сталь), а также довольно широкий выбор устройств с разным уровнем производительности в некоторых случаях перекрывает собой минусы.

    Постоянная составляющая тока

    В первую очередь стоит отметить, что данная величина негативно влияет на рабочий процесс, то есть на сварку. Объясняется это тем, что постоянная составляющая тока способствует формированию устойчивого постоянного магнитного поля, что в свою очередь влияет на рост намагничивающего поля. В результате отмечается, что сварочный трансформатор типа ТДМ или другое исполнение отдает меньшую мощность, чем мог бы, а это напрямую влияет на рабочий процесс.

    Возникновение такого явления обусловлено сильным различием между физическими свойствами свариваемого металла и электрода, например, если это алюминиевый сплав в первом случае и вольфрам – во втором. Результатом может быть изменение напряжения дуги в разных полупериодах, что приводит к появлению постоянной составляющей тока. Во избежание негативных последствий, необходимо, чтобы в рабочую цепь была подключена конденсаторная батарея.

    Коэффициент компенсации реактивной мощности

    Обычно коэффициент мощности у таких агрегатов небольших значений. Для того чтобы трансформатор разнотипный для сварочного аппарата имел больший коэффициент мощности, необходимо подключить косинусный конденсатор в рабочую цепь. Это делается на участке с первичной обмоткой. Для определения числового значения коэффициента мощности используется формула:

    где Р – величина, именуемая активной мощностью аппарата, под нагрузкой;

    P0 – этот же параметр, но при включении режима холостого хода;

    Q1X – величина, которая называется реактивной мощностью, под нагрузкой до подключения косинусного конденсатора;

    Q1X0 – этот же параметр до подключения конденсатора, но при включении режима холостого хода;

    QC – непосредственно мощность самого конденсатора.

    Требования, предъявляемые к агрегатам

    Сварочные разнотипные трансформаторы типа ТДМ и прочие исполнения должны соответствовать определенным требованиям.

    В числе основных из них:

    • Статическая характеристика должна в обязательном порядке быть ниспадающей;
    • Для обеспечения возможности вторичного и последующего образования дуги поддерживается напряжение холостого хода на вторичной обмотке определенных значений;
    • Для работы необходимо обеспечить возможность регулировки рабочего тока.

    Во время работы все основные режимы постоянно меняются: холостой ход, подача нагрузки, короткое замыкание. Эта особенность характеризует практически все источники питания.

    Таким образом, для реализации поставленной задачи при определенных условиях необходимо использовать наиболее подходящий для этого сварочный разнотипный трансформатор, цена которого может варьироваться. Чтобы избежать негативных факторов, влияющих на эффективность работы и качество шва, следует подключать к действующей цепи дополнительные элементы, например, конденсаторную батарею для снижения риска образования постоянной составляющей тока. Важно также иметь возможность изменять значение рабочего тока, что позволит воздействовать на соединяемые элементы с определенной силой тока.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий