الأنواع الرئيسية لآلات اللحام

يعتمد تثبيت الأجزاء باللحام والنحاس على مبدأ واحد: صب العناصر المراد ربطها بالمعادن المنصهرة. فقط عند استخدام حاملي الرصاص والقصدير منخفض الذوبان ، وعند اللحام ، نفس المعادن التي تصنع منها الهياكل الملحومة.

القوانين الفيزيائية العاملة في اللحام

لنقل معدن من حالة صلبة عادية إلى حالة سائلة ، يجب تسخينه إلى درجة حرارة عالية جدًا ، أعلى من نقطة انصهاره. تعمل آلات اللحام الكهربائية على مبدأ توليد الحرارة في السلك عند مرور تيار كهربائي من خلاله.

في النصف الأول من القرن التاسع عشر ، تم وصف هذه الظاهرة في وقت واحد من قبل اثنين من علماء الفيزياء: الإنجليزي جيمس جول والروسي إميل لينز. لقد أثبتوا أن كمية الحرارة المتولدة في الموصل تتناسب طرديًا مع:

1. حاصل ضرب مربع التيار المار ؛

2. المقاومة الكهربائية للدائرة.

3. وقت التعرض.

لتوليد كمية الحرارة القادرة على صهر الأجزاء المعدنية بتيار ، من الضروري التأثير عليها بأحد هذه المعايير الثلاثة (I ، R ، t).

تستخدم جميع آلات اللحام التحكم بالقوس الكهربائي عن طريق تغيير قيمة التيار المتدفق. يتم تصنيف المعلمتين المتبقيتين على أنهما إضافيتان.

أنواع التيار لآلات اللحام

من الناحية المثالية ، فإن التيار الكهربائي الثابت ، والذي يمكن أن يتولد من مصادر مثل البطاريات القابلة لإعادة الشحن أو البطاريات الكيميائية أو المولدات الخاصة ، هو الأنسب لتسخين الأجزاء ومنطقة التماس بالتساوي.

ومع ذلك ، فإن المخطط الموضح في الصورة لا يستخدم مطلقًا في الممارسة. لقد ثبت أنه يعرض تيارًا مستقرًا يمكنه أن يضرب قوسًا سلسًا ومثاليًا.

تعمل آلات اللحام الكهربائية على تيار متردد بتردد صناعي 50 هرتز. في الوقت نفسه ، يتم إنشاؤها جميعًا للعمل الآمن طويل المدى لماكينة اللحام ، الأمر الذي يتطلب تركيب الحد الأدنى من فرق الجهد بين الأجزاء الملحومة.

ومع ذلك ، من أجل الاشتعال الموثوق للقوس ، من الضروري الحفاظ على مستوى الجهد 60 70 فولت. يتم أخذ هذه القيمة كقيمة البداية لدائرة العمل بينما يتم توفير 220 أو 380 فولت لمدخلات آلة اللحام.

التيار المتردد للحام

من أجل تقليل جهد الإمداد للتركيبات الكهربائية إلى قيمة عمل اللحام ، يتم استخدام محولات قوية للتنحي مع القدرة على ضبط القيمة الحالية. عند الإخراج ، يقومون بإنشاء نفس الشكل الجيبي كما في شبكة الطاقة. والسعة التوافقية لحرق القوس تكون أعلى من ذلك بكثير.

يجب أن يفي تصميم محولات اللحام بشرطين:

1.الحد من تيارات الدائرة القصيرة في الدائرة الثانوية ، والتي تحدث في كثير من الأحيان وفقًا لظروف التشغيل ؛

2. الاحتراق المستقر للقوس المشتعل الضروري للتشغيل.

لهذا الغرض ، تم تصميمها بخاصية فولت أمبير خارجية (VAC) التي لها انخفاض حاد. يتم ذلك عن طريق زيادة تبديد الطاقة الكهرومغناطيسية أو عن طريق تضمين خنق - ملف مقاومة استقرائية - في الدائرة.

في التصميمات القديمة لمحولات اللحام ، يتم استخدام طريقة تبديل عدد الدورات في الملف الأولي أو الثانوي لضبط تيار اللحام. هذه الطريقة الشاقة والمكلفة قد تجاوزت فائدتها ولا تستخدم في الأجهزة الحديثة.

في البداية ، تم ضبط المحول على توفير أقصى قدر من الطاقة ، وهو ما يشار إليه في الوثائق الفنية وعلى لوحة اسم الصندوق. بعد ذلك ، لضبط تيار التشغيل للقوس ، يتم تقليله بإحدى الطرق التالية:

• توصيل المقاومة الاستقرائية بالدائرة الثانوية. في الوقت نفسه ، يزيد ميل خاصية I - V وتقل سعة تيار اللحام ، كما هو موضح في الصورة أعلاه ؛

• تغيير في حالة الدائرة المغناطيسية ؛

• دائرة الثايرستور.

طرق ضبط تيار اللحام بإدخال المقاومة الحثية في الدائرة الثانوية

محولات اللحامهذه الأعمال على هذا المبدأ من نوعين:

1. مع نظام تحكم سلس للتيار بسبب التغيير التدريجي لفجوة الهواء داخل السلك المغناطيسي الاستقرائي ؛

2. مع التبديل التدريجي لعدد اللفات.

في الطريقة الأولى ، تتكون الدائرة المغناطيسية الاستقرائية من جزأين: جزء ثابت وآخر متحرك ، يتم تحريكهما بواسطة دوران مقبض التحكم.

عند أقصى فجوة هوائية ، يتم إنشاء أكبر مقاومة للتدفق الكهرومغناطيسي وأصغر مقاومة تحريضية ، والتي توفر أقصى قيمة لتيار اللحام.

يقلل النهج الكامل للجزء المتحرك من الدائرة المغناطيسية إلى الجزء الثابت من تيار اللحام إلى أدنى قيمة ممكنة.

يعتمد تنظيم الخطوة على استخدام جهة اتصال متحركة لتبديل عدد معين من اللفات على مراحل.

بالنسبة لهذه المحاثات ، تكون الدائرة المغناطيسية كاملة ، لا تنفصل ، مما يبسط التصميم العام بشكل طفيف.

طريقة لتنظيم التيار تعتمد على تغيير هندسة الدائرة المغناطيسية لمحول اللحام

يتم تنفيذ هذه التقنية بإحدى الطرق التالية:

1. عن طريق تحريك قسم الملفات المتحركة على مسافة مختلفة من الملفات الثابتة المثبتة ؛

2. عن طريق تعديل موضع التحويلة المغناطيسية داخل الدائرة المغناطيسية.

في الحالة الأولى ، يتم إنشاء محول اللحام مع زيادة تبديد المحاثة بسبب إمكانية تغيير المسافة بين لفات الدائرة الأولية والثابتة في منطقة النير السفلي والملف الثانوي المتحرك.

إنه يتحرك بسبب الدوران اليدوي لمقبض عمود الضبط ، والذي يعمل على مبدأ المسمار الرئيسي مع الجوز. في هذه الحالة ، يتم نقل موضع ملف الطاقة بواسطة مخطط حركي بسيط إلى مؤشر ميكانيكي ، والذي يتم تدريجه في أقسام تيار اللحام. دقتها حوالي 7.5٪.للحصول على قياسات أفضل ، يتم تضمين محول التيار مع مقياس التيار الكهربائي في الدائرة الثانوية.

عند أدنى مسافة بين الملفات ، يتم إنشاء أعلى تيار لحام. لتقليله ، من الضروري تحريك الملف المتحرك إلى الجانب.

تخلق مثل هذه الإنشاءات لمحولات اللحام تداخلًا لاسلكيًا كبيرًا أثناء التشغيل. لذلك ، تشتمل دائرتهم الكهربائية على مرشحات سعوية تقلل من الضوضاء الكهرومغناطيسية.

كيفية تشغيل التحويلة المغناطيسية المتحركة

يظهر أحد إصدارات الدائرة المغناطيسية لمثل هذا المحول في الصورة أدناه.

يعتمد مبدأ تشغيله على مناورة جزء معين من التدفق المغناطيسي في القلب بسبب إدراج جسم ضبط بمسمار من الرصاص.

محولات اللحام التي يتم التحكم فيها بالطرق الموضحة مصنوعة من قلب مغناطيسي مصنوع من صفائح فولاذية كهربائية وملفات من النحاس أو أسلاك الألمنيوم مع عزل مقاوم للحرارة. ومع ذلك ، لغرض التشغيل طويل المدى ، يتم إنشاؤها مع إمكانية التبادل الجيد للهواء لإزالة الحرارة المتولدة في الغلاف الجوي المحيط ، وبالتالي يكون لها وزن وأبعاد كبيرة.

في جميع الحالات التي تم النظر فيها ، فإن تيار اللحام المتدفق عبر القطب له قيمة متغيرة ، مما يقلل من انتظام ونوعية القوس.

التيار المباشر للحام

دوائر الثايرستور

إذا تم توصيل اثنين من الثايرستور المتصلين بشكل معاكس أو التيرستورات واحد بعد اللف الثانوي لمحول اللحام ، من خلال أقطاب التحكم ، والتي يتم من خلالها استخدام دائرة التحكم لضبط مرحلة الفتح لكل نصف دورة من التوافقي ، يصبح من الممكن تقليل الحد الأقصى الحالي لدائرة الطاقة إلى القيمة المطلوبة لظروف اللحام المحددة.

يمر كل ثايرستور فقط نصف الموجة الموجبة للتيار من القطب الموجب إلى القطب السالب ويمنع مرور نصفه السالب. تسمح لك التعليقات بالتحكم في كل من الموجات النصفية.

يحدد الجسم المنظم في دائرة التحكم الفاصل الزمني t1 الذي لا يزال خلاله الثايرستور مغلقًا ولا يمر بنصف موجته. عندما يتم توفير تيار لدائرة قطب التحكم في الوقت t2 ، يفتح الثايرستور ويمر عبره جزء من نصف الموجة الموجبة ، المميزة بعلامة «+».

عندما يمر الجيب عبر قيمة صفرية ، يغلق الثايرستور ، فلن يمر التيار عبر نفسه حتى تقترب نصف الموجة الموجبة من الأنود وتعطي دائرة التحكم في كتلة تحويل الطور أمرًا لقطب التحكم.

في الوقت الحالي ، يعمل الثايرستور المتصل بالعداد وفقًا للخوارزمية الموصوفة بالفعل. وهكذا ، في محول اللحام باستخدام دائرة الثايرستور ، يتم قطع جزء من الطاقة الحالية في أوقات t1 و t3 (يتم إنشاء توقف مؤقت بدون تيار) ، ويتم استخدام التيارات المتدفقة في الفواصل الزمنية t2 و t4 للحام.

أيضًا ، يمكن تثبيت هذه أشباه الموصلات في حلقة أولية بدلاً من الدائرة الكهربائية. هذا يسمح باستخدام الثايرستور منخفض الطاقة.لكن في هذه الحالة ، يقوم المحول بتحويل الأجزاء المقطوعة من الموجات النصفية للموجة الجيبية ، المميزة بعلامات «+» و «-«.

إن وجود توقف مؤقت بدون تيار خلال فترات انقطاع جزء من التوافقيات الحالية هو عيب في الدائرة ، مما يؤثر على جودة احتراق القوس. يتيح استخدام الأقطاب الكهربائية الخاصة وبعض التدابير الأخرى إمكانية استخدام دائرة الثايرستور بنجاح في اللحام ، والتي وجدت تطبيقًا واسعًا جدًا في الهياكل المسماة مقومات اللحام.

دوائر الصمام الثنائي

تحتوي مقومات اللحام أحادية الطور منخفضة الطاقة على مخطط توصيل جسر مُجمَّع من أربعة صمامات ثنائية.

إنه يخلق شكلاً من أشكال التيار المعدل الذي يأخذ شكل موجات نصف موجبة متناوبة باستمرار. في هذه الدائرة ، لا يغير تيار اللحام اتجاهه ، ولكنه يتقلب فقط في الحجم ، مما يؤدي إلى حدوث تموجات. يحافظ هذا الشكل على قوس اللحام بشكل أفضل من شكل الثايرستور.

قد تحتوي هذه الأجهزة على ملفات إضافية متصلة بملفات تشغيل محول التنظيم الحالي. يتم تحديد قيمتها بواسطة مقياس التيار المتصل بدائرة مصححة من خلال تحويلة أو جيبية - من خلال محول تيار.

مخطط جسر لاريونوف

إنه مصمم لأنظمة ثلاثية الطور ويعمل بشكل جيد مع مقومات اللحام.

إن إدراج الثنائيات وفقًا لمخطط هذا الجسر يجعل من الممكن إضافة متجهات الجهد إلى الحمل بطريقة تخلق جهدًا نهائيًا U ، والذي يتميز بتموجات صغيرة ويشكل ، وفقًا لقانون أوم ، قوسًا تيار من نفس الشكل على قطب اللحام. إنه أقرب بكثير إلى الشكل المثالي للتيار المباشر.

ميزات استخدام مقومات اللحام

يسمح التيار المعدل في معظم الحالات بما يلي:

• من الأكثر أمانًا إشعال القوس ؛

• يضمن احتراقها المستقر ؛

• إنشاء ترشيش معدني منصهر أقل من محولات اللحام.

هذا يوسع إمكانيات اللحام ، ويسمح لك بتوصيل سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن غير الحديدية بشكل موثوق.

تيار العاكس للحام

محولات اللحام هي أجهزة تقوم بتحويل الكهرباء خطوة بخطوة وفقًا للخوارزمية التالية:

1. يتم تغيير الكهرباء الصناعية 220 أو 380 فولت بواسطة مقوم.

2. يتم تلطيف الضوضاء التكنولوجية الناشئة عن طريق المرشحات المدمجة ؛

3. يتم عكس الطاقة المستقرة إلى تيار عالي التردد (10 إلى 100 كيلو هرتز) ؛

4. المحول عالي التردد يقلل الجهد إلى القيمة اللازمة للاشتعال المستقر لقوس القطب (60 فولت) ؛

5. محول التردد العالي يحول الكهرباء إلى تيار مباشر للحام.

يتم التحكم في كل مرحلة من المراحل الخمس للعاكس تلقائيًا بواسطة وحدة ترانزستور خاصة من سلسلة IGBT في وضع التغذية المرتدة. ينتمي نظام التحكم المعتمد على هذه الوحدة إلى العنصر الأكثر تعقيدًا وتكلفة في عاكس اللحام.

شكل التيار المعدل الذي تم إنشاؤه للقوس بواسطة العاكس قريب عمليًا من خط مستقيم مثالي. يسمح لك بإجراء أنواع متعددة من اللحام على معادن مختلفة.

بفضل تحكم المعالج الدقيق في العمليات التكنولوجية التي تحدث في العاكس ، يتم تسهيل عمل اللحام بشكل كبير من خلال إدخال وظائف الأجهزة:

• البداية الساخنة (وضع البدء الساخن) عن طريق زيادة التيار تلقائيًا في بداية اللحام لتسهيل بدء القوس ؛

• مضاد للالتصاق (وضع مضاد للالتصاق) ، عندما يلمس القطب الأجزاء المراد لحامها ، تنخفض قيمة تيار اللحام إلى القيم التي لا تسبب ذوبان المعدن والالتصاق بالقطب ؛

• تأثير القوس (وضع القوة القوسية) عندما يتم فصل قطرات كبيرة من المعدن المنصهر عن القطب عندما يتم تقصير طول القوس وهناك احتمال للالتصاق.

تسمح هذه الميزات حتى للمبتدئين بعمل لحامات عالية الجودة. تعمل آلات اللحام العاكس بشكل موثوق مع التقلبات الكبيرة في جهد التيار الكهربائي الرئيسي.

تتطلب أجهزة العاكس معالجة دقيقة وحماية من الغبار ، والتي ، إذا تم تطبيقها على المكونات الإلكترونية ، يمكن أن تعطل تشغيلها ، مما يؤدي إلى تدهور تبديد الحرارة وارتفاع درجة حرارة الهيكل.

في درجات الحرارة المنخفضة ، قد يظهر التكثيف على لوحات الوحدات. سيؤدي ذلك إلى تلف وأعطال. لذلك ، يتم تخزين العاكسات في غرف ساخنة ولا تعمل معها أثناء الصقيع أو هطول الأمطار.