Расчет сварочного трансформатора: Формулы для расчета сварочного трансформатора

1. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте без регулирования по первичной обмотке ступенями.

Рассчитаем количество витков первичной обмотки по формуле:

W1 = U1*K

Где:
W1 - количество витков первичной обмотки.
U1 - напряжение первичной обмотки в вольтах.
K - количество витков на вольт.

W1 = 220*0.77 = 170 витков.

Далее..

Примем максимальное напряжение вторичной обмотки равным U2 = 35 вольт

Рассчитаем количество витков вторичной обмотки по формуле:

W2 = U2*K

Где:
W2 - количество витков вторичной обмотки.
U2 - напряжение вторичной обмотки в вольтах.
K - количество витков на вольт.

W2=35*0.77=27 витков

Далее рассчитываем площадь сечения провода первичной и вторичной обмоток. Для этого нам нужно знать, какой максимальный ток течет в данной обмотке.

Для этого мы воспользуемся формулой:

Для первичной обмотки.

I первич_max = P габаритн/U первич

Где:
I первич_max - максимальный ток первичной обмотки.
P габаритн - габаритная мощность трансформатора.
U первич - напряжение сети.

I первич_max = 6840/220 = 31 А

Для вторичной обмотки:

Сразу хочу сказать, что я не теоретик, но попытаюсь объяснить формирование величины сварочного тока в трансформаторе, как понимаю это я.

Напряжение дуги для сварки проволокой в среде углекислого газа равно:

Uд = 14+0.05*Iсв

Где:
Uд - напряжение дуги.
Iсв - ток сварки.

Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:

Iсв = (Uд — 14)/0.05

Далее рассчитаем для полуавтомата.

1. Принимаем напряжение дуги 25 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:

Iвторич = (25-14)/0.05 = 220 ампер

220*25 = 5500 вт.… Но у нас габаритная мощность трансформатора больше.

Считаем дальше..

2. Принимаем напряжение дуги равным 26 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:

Iвторич = (26-14)/0.05 = 240 ампер

240*26 = 6240 вт… Почти рядом.

Считаем дальше..

3. Принимаем напряжение дуги равным 27 вольт, получаем требуемую мощность трансформатора:

Iвторич = (27-14)/0.05 = 260 ампер.

260*27 = 7020вт… Требуемая габаритная мощность выше чем имеющаяся, это говорит о том, что при данном напряжении дуги не будет тока 260 ампер, так как не хватает габаритной мощности трансформатора.

Из выше перечислительных расчетов, можно сделать вывод, что при напряжении дуги в 26 вольт обеспечивается максимальный ток в

Iвторич max = 240 ампер.

Для расчета максимального сварочного тока для сварки электродом, рассчитываем так же, только по другой формуле..

Uд = 20+0.04*Iсв

Где:
Uд - напряжение дуги.
Iсв - ток сварки.

Выводим формулу тока вторички при конкретном напряжении дуги:

Iсв = (Uд — 20)/0.04 (считать не будем, я думаю понятно).

Далее…

Из справочных материалов нам известно, что плотность тока в меди равна 5 ампер на мм.кв, в алюминии 2 ампера на мм.кв.

Исходя из этих данных можно рассчитать площадь сечения обмоток трансформатора.

Сечения проводов для продолжительной работы трансформатора ПН = 80% и выше:

Для меди:

S первич медь = 31/5 = 6.2 мм.кв

S вторичн медь = 250/5 = 50 мм.кв.

Для алюминия:

S первич алюмин = 31/2 = 16 мм.кв.

S вторичн алюмин = 250/2 = 125 мм.кв.

Итак мы имеем трансформатор с габаритной мощностью 6840 ватт. Сетевое напряжение 220 вольт. Напряжение вторичной обмотки 35 вольт.

Первичная обмотка содержит 170 витков провода площадью 6.2 мм.кв из меди или 16 мм.кв. из алюминия.

Вторичная обмотка содержит

Для ПН = 40% сечения первички и вторички можно уменьшить в 2 раза.

Для ПН = 20% сечения первички и вторички можно уменьшить в 3 раза.

Например ПН = 20% — это значит, что если взять за 100% 1 час работы трансформатора под нагрузкой, то 12 минут варим 48 минут отдыхаем, иначе трансформатор перегреется и перегорит (этот режим больше всего годится для не больших домашних дел). Я думаю тут понятно.

ПН — продолжительность нагрузки.

ПВ — продолжительность включения.

ПР — продолжительность работы.

Все эти термины одно и тоже, измеряются в процентах.

2. Рассчитаем количество витков для первичной и вторичной обмотки в варианте с регулированием ступенями по первичной обмотке.

Например, нам нужен трансформатор с регулированием сварочного тока 16 ступенями например используемого в этой схеме сварочного полуавтомата.

Выбираем номинальное напряжение вторичной обмотки.

Uномин = Uмакс — Uмакс*10/100

Где:
Uномин - напряжение номинальной обмотки (на это напряжение будем рассчитывать вторичку).
Uмакс - максимальное напряжение вторички для конкретного типа расчета.

Рассчитываем, Uмакс = 35 вольт

Uномин = 35 — 35*10/100 = 32 вольт.

Рассчитаем количество витков для вторичной обмотки номинальным напряжением 32 вольт, тип сердечника ОЛ (тор).

K = 35/S

К = 35/45 = 0.77 витка на 1 вольт.

W2 =U2*K = 32*0.77 = 25 витков

Теперь рассчитаем ступени первичной обмотки.

W1_ст = (220*W2)/Uст2

<strong>Где:
Uст2 - нужное выходное напряжение на вторичной обмотке.
W2 - количество витков вторички.
W1_ст - количество витков первичной обмотки.</strong>

Как мы рассчитали ранее количество витков обмотки W2 = 25 витков.

Рассчитаем количество витков первички для напряжения на вторичке равное 35 вольт.
W1_ст1 = (220*25)/35 = 157 витков.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 34 вольт (шаг 1 вольт на вторичке)
W1_ст2 = (220*25)/34 = 161 виток.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 33 вольт
W1_ст3 = (220*25)/33 = 166 витков.. Форсированный режим
Далее рассчитываем на 32 вольт
W1_ст4 = (220*25)/32 = 172 витка.. Номинальная обмотка
Далее рассчитываем на 31 вольт
W1_ст5 = (220*25)/31 = 177 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 30 вольт ..
W1_ст6 = (220*25)/30 = 183 витка.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 29 вольт
W1_ст7 = (220*25)/29 = 190 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 28 вольт
W1_ст8 = (220*25)/28 = 196 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 27 вольт
W1_ст9 = (220*25)/27 = 204 витка.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 26 вольт
W1_ст10 = (220*25)/26 = 211 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 25 вольт
W1_ст11 = (220*25)/25 = 220 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 24 вольт
W1_ст12 = (220*25)/24 = 229 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 23 вольт
W1_ст13 = (220*25)/23 = 239 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 22 вольт
W1_ст14 = (220*25)/22 = 250 витков.. Пассивный режим
Далее рассчитываем на 21 вольт
W1_ст15 = (220*25)/21 = 261 виток.. Пассивный режим
И последняя ступень на 20 вольт
W1_ст16 = (220*25)/20 = 275 витков.. Пассивный режим

Мотаем первичную обмотку трансформатора  до 157 витка, делаем отвод, он будет соответствовать 35 вольтам на вторичке.

Далее мотаем 4 витка до 161 витка и делаем отвод, он будет соответствовать напряжению на вторичке 34 вольт.

Далее мотаем 5 витков и делаем отвод на 166 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 33 вольт и т.д. согласно выше приведенному расчету.

Заканчиваем намотку первичной обмотки на 275 витке, он будет соответствовать напряжению на вторичке 20 вольт.

В итоге у нас получился трансформатор габаритной мощностью в 6840 ватт, первичной обмоткой с 16 ступенями регулирования.

Сечение обмоток такие же, как в первом варианте расчета.

На данном этапе мы заканчиваем расчет трансформатора.

Как сделать трансформатор смотрите здесь Делаем тороидальный сварочный трансформатор

Таким образом было рассчитано много трансформаторов и они прекрасно работают в сварочных полуавтоматах и сварочных аппаратах.

Не нужно бояться форсированного режима работы трансформатора (это такой режим, когда к обмотке трансформатора рассчитанного например на 190 вольт приложено напряжение 220 вольт), трансформатор прекрасно работает в таком режиме. Имея маломощный трансформатор, можно вытянуть из него все возможности используя форсированный режим для комфортного процесса сварки с помощью сварочного полуавтомата.

Ссылка для статьи на сайте Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата, сварочного аппарата.

Ответ на комментарий.

Как наматывать на П-образный сердечник:

Первичная обмотка.

Вариант 1. Мотаем две одинаковые обмотки (клоны) в одну сторону и соединяем их начала. Концы этих обмоток используем для подключения к сети 220 вольт.

Вариант 2. Мотаем две одинаковые обмотки (клоны) в одну сторону, делаем отводы. Замыкая эти отводы, регулируем сварочный ток. Начало этих обмоток используем для подключения к сети 220 вольт.

Вторичная обмотка.

Мотаем две одинаковые обмотки в одну сторону и соединяем их концы. Начала этих обмоток используем для сварки.

Расчет площади сердечника и площади окна сердечника Sc и So.

По этим формулам, можно рассчитать требуемые величины.

Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях.

Автор замысловатых расчетов: Admin Svapka.Ru

Формулы для расчета сварочного трансформатора

Сварочный трансформатор в быту – вещь распространенная, и не всегда он бывает заводского изготовления. Многие умельцы предпочитают собрать трансформатор самостоятельно – так и дешевле, и интересней. Перед началом работ необходимо провести правильный расчет сварочного трансформатора, и желательно, чтобы его параметры были близки к промышленным образцам. При таком подходе можно будет воспользоваться ст

андартными формулами.

Формулы, приведенные ниже, обеспечивают оптимальные характеристики и правильное подключение сварочного трансформатора, параметры обмоток, а также геометрические размеры аппарата. Но нужно иметь в виду, что эффективно эти формулы будут работать только при соблюдении всех стандартных параметров, требуемых от сварочного трансформатора.

Требования, которые предъявляются к электрическому аппарату, очень узкопрофильные и соблюсти их в реальном устройстве достаточно сложно. Да и не у всех радиолюбителей есть широкие возможности обеспечить хорошую материальную базу. Поэтому приходится искать такую конструкцию магнитопровода, которая легко воплощалась бы в жизнь, и все необходимые материалы для нее можно было легко купить. Но все эти требования служат только одному — технические и эксплуатационные параметры собранного устройства должны удовлетворять требованиям конструктора.

Формулы для расчета стандартного аппарата

Как рассчитать сварочный трансформатор, работающий от переменного напряжения 220 В с частотой 50 Гц с максимальным током сварочной дуги IМ = 150 А? Правильный расчет потребует следующей исходной информации:

1. Входное Uраб на первичной обмотке трансформатора U1 (вольт).
2. Uраб на вторичной обмотке U2 (вольт).
3. Номинальная и максимальная сила тока на вторичной обмотке I (ампер).
4. Площадь магнитного сердечника Sс (см2).
5. Площадь окна трансформатора So (см2).
6. J — плотность тока в проводе (A/мм2).

Максимальное Uраб дуги, которое соответствовало бы максимальному току дуги, рассчитывается по следующей формуле:

Udm= 20 + 0,04 x 150 = 26 В

При этом принимается, что на обмотке II сварочного трансформатора напряжение холостого хода (обозначается Uхх) должно на 200%-220% быть больше максимально допустимого напряжения рабочей дуги, и определяться по формуле:

Uxx = Udm x (1,8…2,5) = 26 x (1,8…2,5) = 47…65 В

Чем больше (в пределах допустимого) напряжения Uхх трансформатора, тем лучше устойчивость дуги и момент ее розжига. Действующим ГОСТ-ом 95-77Е максимальное напряжение на II обмотке Uхх ограничивается 80 вольтами. Оптимальное Uхх необходимо выбрать 65 вольт, которое обеспечивает качество горения электрода и соответствует ГОСТ 95-77Е.

Дальнейшие расчеты проводятся, отталкиваясь от справочного значения индукции магнитопровода. Средняя индукция — Вт = 1,42 Тл. Также необходимо рассчитать мощность сварочного трансформатора Рг (габаритная мощность):

Pr = Im x Uxx = 65 x 150 = 9750 Вт

Стандартная формула площади окна сварочного трансформатора:

SoSc = 100 x Pr/2,22 x Bm x J X Frx Ko x Kc см4, где:

1. J — плотность сварочного тока в I и II обмотках для медных(Cu) обмоток — 8 А/мм2, для алюминиевых (Al) обмоток — 5 А/мм2 и 6,5 А/мм2 для обмоток комбинированного типа (CuAl).
2. F – частота напряжения в электросети, Гц.
3. Кo — коэффициент заполнения пустого окна сварочного трансформатора (расстояние между набором магнитопровода) — 0,33-0,4.
4. Кс — коэффициент заполнения полос стали (зависит от плотности сборки железа) — 0,95.

Если первичную (I) обмотку наматывать медным проводом, а вторичную (II) — алюминиевым, то площадь будет равна:

SoSc = 100 x 9750/2,22 x 1,42 x 6,5 x 50 x 0,33 x 0,95 = 3035 см4

Самодельный сварочный трансформатор стержневого типа имеет такие соотношения в габаритах:

1. X = 1,6
2. Y = 2
3. Z = 2,5…5

Где X = c/a, Y = b/a, Z = h/a

При значении Z = 4 результат SoSc = a4 x 12,8

Рассчитав все эти параметры, можно вычислить габариты «a» сердечника магнитопровода:

a = 4√ SoSc/12,8 = 4√3035/12,8 = 3,9 см

При значении а = 4 см можно рассчитать остальные значения габаритов — c, b, h:

1. c = a x X = 4 X 1,6 = 6,4 см
2. B = a x Y = 4 x 2 = 8 см
3. H = a x Z = 4 x 4 = 16 см

ЭДС для одного витка любой обмотки необходимо узнать, чтобы дальше вычислить количество витков и Imax для I и II обмоток устройства:

Eb = 4,44 x 10-4 x Bm x F X Sc x Kc = 4,44 x 10-4 x Bm x F X a x b x Kc = 4,44 x 10-4 x 1/42 x 50 x 32 x 0,95 = 0,958 В/виток

Вторичная обмотка будет иметь:

W2 = Uxx/Eb = 65/0,958 = 68 витков при сечении провода II обмотки из алюминия:

S2 = Im/JAI = 150/5 = 30 мм2 (допускается вместо провода круглого сечения использование квадратной алюминиевой шины сечением 5×6 мм2).

Первичная обмотка будет иметь:

W1 = U1/Eb = 220/0,958 = 230 витков при максимальном токе: I1m = Im x W2/W1 = 150 X 68/230 = 44,35 A

При расчете медного провода для I обмотки его сечение рассчитывается по следующей формуле:

S1 = I1m/JCu = 44,35/8 = 5,54 мм2

Стержневой трансформатор имеет первичная и вторичную обмотки, которые располагаются на отдельных катушках, поэтому при параллельном их включении катушки будут иметь по 230 витков влагостойкого эмалевого провода ПЭВ-2 Ø 1,9 миллиметров (2,827 мм2), а при последовательном – по 115 витков влагостойкого провода ПЭВ-2 Ø 2,7 миллиметров (5,7 мм2). Самодельный бытовой сварочный трансформатор рассчитан на ток 160-200 ампер. Такие параметры выбираются, исходя из оптимальной массы аппарата для бытового пользования.

Диаметр электродов

Для сварочного трансформатора при работе используют так называемые наплавляемые электроды разных диаметров. Для правильного выбора электрода необходимо знать напряжение сварочного тока конкретного трансформатора и толщину детали, на которой будут проводиться работы. В таблице приведены значения диаметров электродов в зависимости от номинального тока и толщины детали.

Для того чтобы была возможность проводить работы одним устройством на деталях разной толщины, аппарат необходимо дополнить механическим или электронным регулятором силы тока.

Бытовое назначение сварочного агрегата очевидно — работа с металлом разной толщины, при этом желательно, чтобы можно было использовать электроды разных диаметров. Но при слишком большой силе сварочного тока металл может прогореть, а при небольшом значении он просто не расплавится. Встроенный регулятор, который понижает сварочный ток до требуемого значения, помогает решить эту проблему. Регулятор обеспечивает плавную или ступенчатую регулировку силы тока в диапазоне 50-200 А.

На сегодняшний день разработано много всевозможных электрических схем агрегатов, которые работают и по классическим схемам, и с использованием выпрямителей или инверторов. Но, чтобы сделать сварочный трансформатор своими силами, специалисты рекомендуют выбрать простую и проверенную схему, которая будет работать надежнее.

К тому же в ней не будет использоваться электроника, что также повышает степень надежности аппарата. Это может быть тороидальный сварочный трансформатор или дроссельный сварочный трансформатор с мощным диодным мостом. Но для создания надежного устройства необходимы предварительные расчеты, подтверждающие заявленные рабочие характеристики аппарата. Зачастую трансформатор сварочный изготавливается по расчетам, произведенным для магнитопровода, который имеется в наличии. При таких расчетах может меняться последовательность вычислений, но сами формулы и значения характеристик меняться не могут.

Расчет тороидального трансформатора для сварочного полуавтомата

Подбор правильных параметров техники при сварке является очень важным делом. Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата имеет ярко выраженную специфику. Здесь могут использоваться как типовые схемы, так и другие варианты, которые подходят по параметрам. Для промышленных трансформаторов можно применять стандартные методики расчета, так как серийно выпускающиеся модели имеют одинаковые параметры, такие как напряжение сварочного трансформатора, тогда как для самодельных изделий такие методы не будут являться действительными. Это касается не только параметров изделия, но и материалов, которые применяются при создании трансформатора. Во втором случае получается намного больше погрешностей, что также следует учитывать. Стандартные методы расчета основаны на методике, которая может определить самое оптимальное значение геометрических и обмоточных параметров трансформатора. Но у данных методик имеются свои недостатки, так как если имеется какой-либо выход за стандартные параметры, то все расчеты могут оказаться недействительными из-за особенностей конструкции и используемых материалов. С учетом современного разнообразия техники, которую можно встретить на рынке для промышленного и частного использования, расчет сварочного трансформатора может оказаться весьма затруднительным.

Трансформатор для сварочного полуавтомата

Ведь не зря, одним из первых дел при расчете является определение количества и вид используемого железа. Таким образом, нужно определить значение наружного и внутреннего диаметра сердечника. Как правило, минимальное значение внутреннего диаметра составляет от 12 см. В некоторых случаях это значение может быть меньше, если обмотка выйдет очень плотной. Проблема здесь может возникнуть при размещении вторичной обмотки, так как в ином случае она может и не поместиться, если диаметр будет меньше предложенного значения. Минимальные рекомендуемые значения имеются и при выборе площади сердечника.

Сварочный трансформатор для сварки полуавтоматом

Стоит отметить, что подавляющее большинство бытовых сварочных аппаратов, куда можно отнести и некоторые модели полуавтоматов, имеют достаточно простую структуру. Они состоят в большинстве случаев из источников переменного тока, что делает их боле дешевыми. Также становится легче ремонт и обслуживание сварочных трансформаторов, если с ними что-то случится. Сама система полуавтомата практически не влияет на принцип действия трансформатора, так как относится к удобству подачи электрода или проволоки. В самых простых моделях используется однофазный трансформатор, который разработан специально для сварки.

На чем базируется расчет сварочного трансформатора

Основными положениями, на которых состоит расчет трансформатора для сварочного полуавтомата сварочного аппарата, являются те, на которых основан принцип его действия. Главным элементом системы является понижающий трансформатор. Этот элемент позволяет изменить стандартное сетевое напряжение 220 В, на пониженное, которое требует холостой ход сварочного трансформатора – 60 В. Ток может регулироваться исходя из вольтамперных характеристик самой системы. Средние характеристики тока для электрода в 3 мм составляет 120 А. Именно в этом случае и оказывается важным расчет сварочного аппарата, ведь когда стержень начинает плавиться при определенном значении силы тока, то он еще и нагревает проволоку обмотки и сердечник трансформатора при определенных значениях. Таким образом, для вычисления оптимальной мощности трансформатора следует узнать рабочее значение, которое можно определить по рабочей силе тока. Для этого применяют формулу U₂ = 20+0,04*I2. Здесь:

• U₂ – напряжение, которое имеется на вторичной обмотке;
• I2 – максимальный сварочный ток, который может выдать аппарат.

После этого можно перейти к сердечнику. Это центральная часть как простого сварочного аппарата, так и полуавтоматического. Состоит он из металлических пластин. Эти пластины в совокупности могут выдержать определенную нагрузку параметров тока. Данный параметр называется «габаритная мощность». Здесь имеется прямая зависимость от того, какие размеры занимает сердечник. Вычислить габаритную мощность можно зная такие параметры как напряжение холостого хода сварочного трансформатора. Рассчитать все это можно при помощи формулы U_хх = U₂S. В данном случае S является площадью сечения вторичной обмотки. Чтобы узнать зависимость площади от диаметра используемого проводника, то следует использовать формулу S = πd²/4.

Также можно просто воспользоваться уже имеющимися готовыми таблицами:

Далее следует определение такого параметра ка габаритная мощность сердечника. P_габ = U_ххI₂cos*(φ)/η.Чтобы знать, как рассчитать сварочный трансформатор, требуется использовать ряд формул.Методика расчета с использованием формул

• Здесь φ– является углом смещения фаз между током и напряжением;
• η – коэффициентом полезного действия системы.

При этом следует найти допустимую мощность, с которой бы смог справиться аппарат во время длительной эксплуатации (значение ПР). Данный расчет происходит по следующей формуле P_дл = U₂I₂ (ПР/100)^{0.5 *} 0.001. В общем, продолжительность беспрерывной эксплуатации и сила тока не связаны между собой. Большее значение на данный параметр оказывает продолжительность дугового режима. Силу одного витка, которая исчисляется в вольтах, можно определить по формуле E=P_дл0.095+0.55.

После этого можно рассчитать наиболее подходящее количество витков для одной обмотки, отдельно для обмоток. Для обоих случаев используются две формулы:

• Для первой обмотки N₁= U₁/E, здесь U1 – входящее напряжение сети;
• Для второй обмотки N₂= U₂/E. здесь U2 – входящее напряжение сети.

Исходя из этого, сила тока регулируется изменением расстояния между обмотками, так как с его увеличением теряется и мощность на выходе.

Расчет тороидального трансформатора

Тор является замкнутой поверхностью, в виде которой и выполнен трансформатор тороид. Преимуществом такой формы является высокий коэффициент полезного действия в нем имеется прокладка меж обмоточной изоляции, а меж слоевая отсутствует, так как это невозможно сделать из-за особенностей конструкции. Это делает сборку сердечника более сложной. Чтобы определить габаритную мощность, следует узнать площадь сечения и площадь окна.

Самодельный тороидальный сварочный трансформатор

Площадь окна определяется по формуле S_окна = 3.14*(d²/4). Здесь d является внутренним диаметром тора.

Площадь сечения определяется по формуле S_сеч=h*((D-d)/2). Здесь D является внешним диаметром тора.

Для расчета габаритной мощности применяется самый простой способ умножения полученных результатов, используя формулу P_габ[Вт] = S_окна[кв.см] * S_сеч[кв.см]. Это предоставляет самые основные параметры расчета, на которых будут основывать все дальнейшие действия. Таким образом, это лишь начало, так как дальше придется использовать дополнительные значения. В дальнейшем, при вычислениях можно ориентироваться на таблицу.

Расчет и намотка трансформатора сварочного полуавтомата

Расчет трансформатора сварочного полуавтомата

В этой статье я расскажу вам как собрать, рассчитать и намотать трансформатор для сварочного полуавтомата.

Расчет тороидального трансформатора

Сначала нужно определиться с количеством с имеющегося у вас железа. Исходя из этого определиться с наружным и внутренним диаметром тора. Внутренний диаметр нужно принимать от 12 см и выше, иначе если нет опыта в намотке, у вас не уместится вторичка.

Также нужно стремится сделать такие размеры, что бы площадь сердечника была от 30 см.кв. и выше.

В итоге расчетные размеры тора получились такие.. D=25см, d=14см, h=6,2 см.

После сборки и замеров итоговая (реальная) площадь сердечника данного тора равна:

Sс =33,4 см.кв.

Посчитаем количество витков на вольт. Так как это тор, то примем коэффициент равным 35.

35/33,4 =1,047 витка на вольт.

Далее определимся с диапазоном напряжений. Принимаем от 18 до 32 вольт.

Далее расчитаем количество витков вторички. Для этого берем максимальное напряжение, то есть 32 вольта.

W2 = 32*1,047 = 33 витка.

Далее рассчитаем ступени первичной обмотки для регулирования сварочного тока. Принимаем количество ступеней равным 8.

Для расчета количества витков используем формулу:

W1_ст = (220*W2)/Uст2

Где:
Uст2 - нужное выходное напряжение на вторичной обмотке.
W2 - количество витков вторички.
W1_ст - количество витков первичной обмотки.

Далее расчет:

Примем шаг ступени на вторичке 2 вольта.

W1_ст1 = (220*33)/32 = 230 витков.
W1_ст2 = (220*33)/30 = 242 витка.
W1_ст3 = (220*33)/28 = 260 витков.
W1_ст4 = (220*33)/26 = 280 витков.
W1_ст5 = (220*33)/24 = 302 витка.
W1_ст6 = (220*33)/22 = 330 витков
W1_ст7 = (220*33)/20 = 363 витка.
W1_ст8 = (220*33)/18 = 403 витка.

Намотка трансформатора сварочного полуавтомата

Мотаем первичку равномерно по всему тору до 230 витка, делаем отвод. Это будет первая ступень первички. Мотаем далее до 242 витка, делаем отвод. Это будет вторая ступень первички. И так далее, завершаем намотку на 403 витке (8 ступень первички).

Вторичку мотаем по верх первички равномерно по всему тору. Вторичка имеет 33 витка.

Намотка тороидального трансформатора

Далее процесс сборки сердечника, намотки первичной и вторичной обмотки, представлен в виде фото галереи.

Наведя мышкой на изображение вы увидите комментарий к нему. Также можно кликнуть мышкой по изображению, чтобы увидеть его в большем разрешении.

Поехали:

Как видите ни чего сложного при расчете и сборке сварочного трансформатора нет. Хотел еще заметить, что при проверке напряжения вторички (когда наматывал пробную обмотку 33 витка), в сети было 245 вольт. Поэтому на минимальной ступени было 20 вольт вместо расчетных 18 вольт, а на максимальной 35 вольт, вместо 33 вольт.

При подключении в нормальную сеть 220 вольт, напряжение на вторичке соответствовала расчетным, то есть от 18 до 32 вольт. Ток холостого хода на 230 витке составлял 1,4 ампера (у вас будет отличаться, так как качество железа, качество стяжки сердечника у всех разное). На 403 витке ток холостого хода 0,15 ампер.

Это чудо весит 24,5 кг. Со своими обязанностями справляется на пятерку.

Ну в общем расписывать больше нечего, все должно быть понятно. Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях.

Автор статьи и фото: Admin Svapka.Ru

Похожие записи

Расчет сварочного трансформатора для полуавтомата

Как бы ни развивалась электроника, но всё же отказаться от такого устройства, как трансформатор пока не удаётся. Каждый надёжный блок питания и преобразователь напряжения содержит этот электромагнитный аппарат с гальванической развязкой обмоток. Они применяются широко и на производстве, и в быту, и представляют собой статическое электромагнитное устройство, работающее по принципу взаимоиндукции. Состоят такие устройства из двух основных элементов:

1. замкнутого магнитопровода;
2. двух и более обмоток.

Обмотки трансформаторов не имеют между собой никакой связи, кроме индуктивной. Предназначен он для преобразования только переменного напряжения, частота которого, после передачи по магнитопроводу, будет неизменна.

Расчет параметров трансформатора необходим для того, чтобы на вход этого устройства было подано одно напряжение, а на выходе генерировалось пониженное или повышенное напряжение другой заданной величины. При этом нужно учесть токи, протекающие во всех обмотках, а также мощность устройства, которая зависит от подключаемой нагрузки и от назначения.

Любой даже простейший расчет трансформатора состоит из электрической и конструктивной составляющей. Электрическая часть включает в себя:

• Определение напряжений и токов, протекающих по обмоткам;
• Определение коэффициента трансформации.

К конструктивным относятся:

• Размеры сердечника и тип устройства;
• Выбор материала сердечника трансформатора;
• Возможные варианты закрывающего корпуса и вентиляции.

Через один квадратный сантиметр сечения магнитопровода протекает магнитная индукция, единица измерения её — Тесла. Тесла, в свою очередь, выдающийся физик, в честь которого и она и названа. Это значение напрямую зависит от частоты тока. И так при частоте 50 Гц и, допустим, 400 Гц величины индукция (тесла) будет разной, а значит и габариты устройства с увеличением частоты снижаются.

После этого определяют падение напряжения и потери в магнитопроводе, на этапе электрического расчёта все эти величины определяются лишь примерно. Расчет нагрузки в трансформаторе является ключевым в его исполнении. В сварочном, например, нагрузочную особенность выражают из режима короткого замыкания. Большое значение тока короткого замыкания, связано с малым значением сопротивления трансформатора в данных условиях работы.

Важнейшим элементом всех формул данного расчёта является коэффициент трансформации, который определяется как соотношение числа намотанных витков в первичной обмотке, к количеству витков во вторичной обмотке. Если обмоток не две, а больше, значит и соответственно таких коэффициентов тоже будет несколько. Если известны напряжения обмоток, то можно его рассчитать как отношение напряжений первичной обмотки, ко вторичной.

Расчет силового трансформатора

Расчет силового трансформатора напрямую зависит от количества фаз в питающей сети, то есть однофазной или же трехфазной. Прежде всего в силовом трансформаторе основную роль играет его мощность. Упрощенный расчет трансформаторов малой мощности и большой можно выполнить и в домашних условиях. Расчёт потерь неизбежен, как и для любых электромагнитных устройств, здесь же он состоит из двух основных магнитных составляющих:

Расчет однофазного трансформатора

Рассчитывая понижающие трансформаторы однофазного тока, как самые распространенные в быту, для начала нужно выяснить его мощность. Конечно, понизить напряжение можно и другими способами, но этот самый эффективный и даёт ещё вдобавок гальваническую развязку, а значит возможность подключения силовой нагрузки.

Например, если напряжение первичной обмотки 220 Вольт, что свойственно для стандартных сетей однофазного тока, то вторичное напряжение нужно определить по нагрузке, которая будет подключаться к нему. Это может быть как низшее, так и высшее напряжение. Например, для зарядки автомобильных аккумуляторов необходимо напряжение 12-14 Вольт. То есть вторичное напряжение и ток тоже должно быть заранее известно.

Примерная мощность будет равна произведению тока на напряжение. Стоит учесть также и КПД. Для силовых аппаратов он составляет примерно 0,8–0,85. Тогда с учётом этого коэффициента полезного действия расчётная мощность будет составлять:

Именно эта мощность и ложится в основу расчёта поперечного сечения сердечника, на котором будут произведены намотки обмоток. Кстати, видов этих сердечников магнитопровода может быть несколько, как показано на рисунке снизу.

Далее, по этой формуле определяем сечение

Коэффициент 1–1,3 зависит от качества электротехнической стали. К электротехнической стали относится чистое железо в виде листов или ленты толщиной 0,1–8 мм либо в виде сортового проката (круг или квадрат) различных размеров.

После чего определяется количество витков, на один вольт напряжения.

Берем среднюю величину коэффициента 60.

Теперь зная количество витков на один вольт есть возможность подсчитать количество витков в каждой обмотке. Осталось всего лишь найти сечение провода, которым выполнится намотка обмоток. Медь, для этого лучший материал, так как обладает высокой токопроводимостью и быстро остывает в случае нагрева. Тип провода ПЭЛ или ПЭВ. Кстати, нагрев даже самого идеального электромагнитного устройства неизбежен, поэтому при изготовлении сетевого трансформатора актуален и вопрос вентиляции. Для этого хотя бы предусмотреть на корпусе естественную вентилируемую конструкцию путём вырезания отверстий.

Ток в обмотке равен

Диаметр сечения проводника для обмотки определяется по формуле:

где 0,7-0,9 это коэффициент плотности тока в проводнике. Чем больше его значение, тем меньше будет греться провод при работе.

Существует множество методов расчёта характеристик и параметров, этот же самый простой, но и примерный (неточный). Более точный расчет обмоток трансформатора применяется для производственных и промышленных нужд.

Расчёт трехфазного трансформатора

Изготовление трехфазного трансформатора и его точный расчёт процесс более сложный, так как здесь первичная и вторичная обмотка состоят уже из трёх катушек. Это разновидность силового трансформатора, магнитопровод которого выполнен чаще всего стержневым способом. Здесь уже появляются такие понятие, как фазные и линейные напряжения. Линейные измеряются между двумя фазами, а фазные между фазой и землёй. Если трансформатор трехфазный рассчитан на 0,4 кВ, то линейное напряжение будет 380В, а фазное 220 В. Обмотки могут быть соединены в звезду или треугольник, что даёт разные величины токов и напряжений.

Обмотки трехфазного трансформатора расположены на стержнях так же, как и в однофазном, т. е. обмотки низшего напряжения НН размещаются ближе к стержню, а обмотки высшего напряжения ВН — на обмотках низшего напряжения.

Высоковольтные трансформаторы трёхфазного тока рассчитываются и изготавливаются исключительно в промышленных условиях. Кстати, любой понижающий трансформатор при обратном включении, выполняет роль повышающего напряжение устройства.

Расчет тороидального трансформатора

Такая конструкция трансформаторов используется в радиоэлектронной аппаратуре, они обладают меньшими габаритами, весом, а также повышенным значением КПД. За счёт применения ферритового стержня помехи практически отсутствует, это даёт возможность не экранировать данные устройства.

Простой расчет тороидального трансформатора состоит из 5 пунктов:

• Определение мощность вторичной обмотки P=Uн*Iн;
• Определение габаритной мощности трансформатора Рг=Р/КПД. Величина его КПД примерно 90-95%;
• Площадь сечения сердечника и его размеры

• Определение количества витков на вольт и соответственно количества витков для необходимой величины напряжения.

• Расчёт тока в каждой обмотке и выбор диаметра проводника делается аналогично, как и в силовых однофазных трансформаторах, описанных выше.

Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата

Сварочный полуавтомат предназначен для сварки с механической подачей специальной сварочной проволоки вместо электрода. Источник питания такого устройства также имеет в своей основе мощный трансформатор. Расчёт основан на принципе его работы, на выходе которого должно быть 60 Вольт при холостом ходу. Работает он в короткозамкнутом режиме поэтому и нагрев его обмоток явление нормальное. Расчёт в принципе тоже аналогичен, только в этом случае ещё стоит учесть мощность при продолжительной сварке

Pдл = U2I2 (ПР/100)0.5 *0.001.

Напряжение и силу одного витка измеряют в вольтах и оно будет равно E=Pдл0.095+0.55. Зная эти величины можно приступить и к полному расчёту.

Расчет импульсного трансформатора двухтактного преобразователя

Преимуществом двухтактных преобразователей является их простота и возможность наращивания мощности. В правильно сконструированном двухтактном преобразователе через обмотку проходит неизменный ток, поэтому сильное подмагничивание сердечника отсутствует. Это позволяет использовать полный цикл перемагничивания и получить максимальную мощность. Так как он выполняется на ферритовом сердечнике то и расчет выходного напряжения трансформатора аналогичен обычному тороидальному.

Упростить варианты расчета трансформатора можно применяя специальные калькуляторы расчета, которые предлагают некоторые интернет-ресурсы. Стоит только внести желаемые данные, и автомат выдаст нужные параметры планируемого электромагнитного устройства.

Технические данные нашего сварочного аппарата — полуавтомата:
Напряжение питающей сети: 220 В
Потребляемая мощность: не более 3 кВа
Режим работы: повторно-кратковременный
Регулирование рабочего напряжения: ступенчатое от 19 В до 26 В
Скорость подачи сварочной проволоки: 0-7 м/мин
Диаметр проволоки: 0.8 мм
Величина сварочного тока: ПВ 40% — 160 А, ПВ 100% — 80 А
Предел регулирования сварочного тока: 30 А — 160 А

Всего с 2003 года было сделано шесть подобных аппаратов. Аппарат, представленный далее на фото, работает с 2003 года в автосервисе и ни разу не подвергался ремонту.

Содержание / Contents

↑ Внешний вид сварочного полуавтомата

Вообще

Вид спереди

Вид сзади

Вид слева

↑ Схема и детали сварочника

В качестве выключателя питания и защиты применен однофазный автомат типа АЕ на 16А. SA1 — переключ

Трансформатор для контактной сварки своими руками

Среди множества видов сварочных процессов можно выделить точечную. Ее применяют при создании систем вентиляции и кондиционирования, для соединения тонкостенных корпусных деталей и множества других конструкций.

Виды точечной сварки

К точечной относят один из видов контактной сварки, в ходе выполнения которой детали соединяют по отдельным точкам. Электроды, выполненные из разных материалов, сжимают заготовки и передают через себя электрический ток соответствующих характеристик. Расположение точек контакта, напрямую зависит от того как установлены электроды в машине, используемой для сварки. Опять же в зависимости от конструкции машины и электродов допустимо получение одной или нескольких точек сварки.

Контактную сварку используют для работы с черными и цветными металлами. Это могут быть детали, обработанные на механическом оборудовании, они могут иметь одинаковую или разную толщину. В качестве заготовок могут быть использованы листы, полученные на прокатных станах или кузнечно — прессовом оборудовании.
Такой вид сварки наиболее эффективен для изготовления деталей в транспортном машиностроении, при производстве различного по классам станочного оборудования и пр.

Особенности и принцип точечной сварки для выбора трансформатора

Метод точечной сварки применяют и на производственных площадках, и в кустарных мастерских. На производстве эту технологию применяют для работы с листовыми заготовками из разных марок металла – черного, цветного, нержавеющего и пр. С помощью точечной сварки обрабатывают детали разной формы и размеров, кроме того, на оборудовании такой сварки изготавливают пересекающиеся стрежни.

В домашней мастерской такую технологию применяют для выполнения ремонта бытовой техники, в т.ч. автомобильной, электрической, например, для наращивания силового кабеля.
Надо отметить то, что способ точечной сварки включает в себя несколько последовательных операций, причем, эти операции одинаковы и для промышленного, и для бытового оборудования.
На первом этапе заготовки, выполненные из металла, соединяют между собой в заданном пространственном положении. Для их фиксации могут быть использованы обыкновенные строительные струбцины или друга технологическая оснастка.

Затем, соединенные детали помещают в рабочую зону оборудования, в пространстве между электродами. После этого их приводят в движение, начинается сжимание заготовок и подача электрического тока с определенными характеристиками. Подаваемый ток, выполняет нагревание металла до определенной температуры, в результате, этого будет произведена необходимая деформация заготовок.
В промышленных условиях применяют автоматические установки точечной сварки, в условиях мастерской чаще применяют полуавтоматические сварочные аппараты. Некоторые виды оборудования позволяют получать до 600 сварных контактов в минуту.
Еще один способ точечной сварки — это лазерная. Ее применение обеспечивает высокое качество, получаемых швов.

Смысл сварки этого типа заключается в следующем:
После сильного нагрева заготовок происходит их оплавление и происходит образование однородной структуры (шва).

Главный параметр такого сварочного процесса – это импульсная характеристика тока.

Именно она обеспечивает требуемый нагрев. Кроме того, важную роль играет и сила, с которой заготовки прижимают друг с другом. Именно в результате этого происходит кристаллизация металлической структуры.
Импульсная сварка гарантирует максимальную прочность стыков, при практически полной автоматизации сварочного процесса. Но главный недостаток такой технологии это невозможность обеспечения 100% герметичности заготовок между собой.

Виды трансформаторов для сварки

Технические характеристики трансформаторов должны обеспечивать такие технические свойства, которые позволяют с минимальными потерями произвести нагрев, расплав и соединение обрабатываемых деталей.

Трансформатор, предназначенный для производства сварных работ, имеет простую конструкцию и именно поэтому, многие домашние мастера предпочитают его изготавливать самостоятельно.

В конструкцию входит несколько составных частей:

Сердечник для трансформатора

1. Сердечник, состоящий из нескольких пластин, выполненных из стали. Для сборки магнитопровода применяют пластины, изготовленные из электротехнической стали. На нем устанавливают одну или несколько обмоток. Настройку напряжения выполняют с помощью винтовой пары, которая проходит через сердечник и обмотку.
2. Металлический корпус предназначен для защиты устройства от каких-либо повреждений. Кроме того, в состав трансформатора входят устройства вентиляции, рукояти и колеса для транспортировки.

Номинальное рабочее напряжение составляет 220 или 380 вольт и это позволяет их использовать и на промышленных объектах, и домашнем хозяйстве. Технические характеристики трансформатора допускают производить работы с металлическими заготовками разной формы и размеров.

Трансформатор для контактной сварки, состоит из тех же узлов, что и для традиционной. Это оборудование работает в режиме коротких, но часто повторяющихся нагрузок. Это приводит к тому, что обмотки испытывают серьезные динамические нагрузки. Для их компенсации в трансформаторах для точечной сварки применяют сердечник броневого типа и дисковые обмотки.

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75 предназначается для работы в составе электросварного оборудования для точечной сварки, которые эксплуатируются в закрытых помещениях при соблюдении ряда условий. Магнитопровод в этом трансформаторе имеет ленточную конструкцию, и стянут в раму с помощью шпилек. Обмотки этого трансформатора дисковые. Для изготовления первой обмотки применяют теплостойкий кабель ПСД.

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75

Вторая обмотка собрана из отдельных дисков и с помощью металлических деталей, выполненных из меди, они собраны в параллельную схему.
Для охлаждения вторичной обмотки используют проточную воду, которая перемещается по специально проложенным трубам. Обмотки залиты эпоксидной смолой.
Напряжение регулируется с помощью переключателей, которые установлены на сварочной машине. К основным параметрам трансформатора этой марки можно отнести следующее:

Охлаждение водой, аппарат изготовлен по классу изоляции F. За счет использования технологии Unicore трансформатор несет минимальные потери в магнитопроводе. Производитель выпускает трансформатор в климатическом исполнении УХЛ4.

Трансформатор для контактной сварки ТКС — 4500 Каскад

Трансформатор для контактной сварки ТКС — 4500 Каскад используют для сварки деталей из малоуглеродистых сталей совокупной толщиной до 4 мм.

Расчет трансформатора для сварки

Магнитопровод и обмотки отвечают за создание рабочих параметров устройства. То есть, зная, какие характеристики должны быть у трансформатора можно просчитать параметры обмоток, сердечника и сечения всех проводов.

Для выполнения расчетов необходимо взять следующие данные:

Сварочный трансформатор своими руками

1. 1. Напряжение на первой обмотке.
   2. Напряжение на второй обмотке.
   3. Сила тока на второй обмотке. Размер этого параметра определяется типом электродов и размерами заготовки.
   4. Площадь сердечника. Этот параметр определяет надежность трансформатора в целом. Оптимальным размером можно считать от 45 до 55 кв. см.
   5. Размер площади окна сердечника. Оптимальным считают размер от 80 до 110 кв. см.
   6. Плотность тока внутри обмотки. Этот параметр отвечает за потери в обмотке. Для аппаратов, выполненных своими руками, эта характеристика составляет 2,5 – 3 А.

Самодельный аппарат из микроволновой печи

Для установки в домашней мастерской высокопроизводительного сварочного оборудования нет необходимости в приобретении дорогостоящего оборудования. Для этого достаточно использовать старую микроволновую печь. Точнее, ее трансформатор. Он в состоянии обеспечить  напряжение необходимо для выполнения точечной сварки.

При извлечении трансформатора из корпуса микроволновой печи необходимо соблюдать аккуратность. Сначала надо снять все крепежные детали, и удалить вторичную обмотку. Кроме этого необходимо удалить шунты, встроенные в ограничители тока.  Точечная сварка, изготовленная из микроволновой печи, обеспечивает мощность в 700 – 800 Вт и это позволяет выполнять сварку стальных листов толщиной до 1 мм.

Строение трансформатора

Как и для любого другого сварочного устройства для его работы потребуется  электрод.

Создание электродов

Сварочное оборудование позволяет выполнять большое количество работ по неразъемному соединению деталей, выполненных из металла. Для выполнения этой операции применяют электроды. Те, которые применяют для точечной сварки, называют сварочные клещи. Их можно купить и в специализированном магазине, а можно изготовить своими силами.

Электрод для контактной сварки

Сварочные клещи состоят из:

• захвата, который несет токонесущие части;
• собственно электроды;
• сварочные кабели;
• механизм управления.

Для качественного сварного соединения необходимо, чтобы на выходе из аппарата было устойчивое пониженное напряжение и повышенная сила тока. Часто, для достижения необходимых параметров применяют аппараты с усиленной второй обмоткой.

Напряжение с обмотки поступает на сварочные клещи, в которые вставляют заготовки, подлежащие сварке.

Когда заготовки собраны между собой и помещены в рабочее пространство электроды сжимают. Это можно выполнить в ручном, а можно и в автоматическом режимах. Одновременно с этим на электроды подается ток надлежащей мощности. Он вызывает нагрев металла, его расплав и перемешивание. Так, выполняется контактная сварка. Диаметр пятна контакта определяет размер силы тока и время выдержки деталей между электродами.

Сварка цветных металлов точечной сваркой

В промышленности широко применяют точечную сварку цветных металлов. В качестве примера можно рассмотреть сварку алюминия. Важным моментом в точечной сварке является удаление с поверхности заготовок оксидной пленки. Как правило, ее удаляют с применением стальной щетки или абразивной шкурки нулевого размера. Другой, не менее распространенный способ удаления оксидной пленки – это химический.

Для того применяют серную или хромовую кислоту. Но, такой способ применяют в условиях серийного производства.

Для сварки цветных металлов, в частности, алюминия необходимо использовать машины большой мощности. Так, для сварки двух листов дюраля толщиной в 0,5 мм потребует ток в 12 000 А.

Технология конденсаторной сварки

Одна из разновидностей контактной сварки – конденсаторная. Такой метод сварки известен с первой половины прошлого века. Сварка происходит за счет расплавления заготовок в тех местах, где происходит короткое замыкание тока, которое получают из энергии разряда конденсаторов. Время процесса сварки составляет от 1 до 3 миллисекунд.

Технология конденсаторной сварки

В основе такого сварочного аппарата находится конденсаторная емкость, заряжаемая от источника постоянного напряжения.

По достижении потребного количества энергии в емкости, электроды смыкают в месте сварки. Ток, протекающий между заготовками, вызывает необходимый нагрев поверхности и в результате металл плавится и образуется шов высокого качества.

К достоинствам конденсаторной сварки можно отнести:

Скорость, применение автоматизированного оборудования позволяет получать до 600 точек сварки в минуту. Точность позиционирования и соединения заготовок. Малое выделение тепла, отсутствие расходных материалов – проволоки или электродов.

На практике применяют два вида аппаратов такого типа сварки. Первые обеспечивают разряд из накопителей энергии на поверхности деталей, вторые получают разряд от второй обмотки трансформатора. Первый метод применяют при проведении ударно-конденсаторной сварки, второй применяют тогда, когда речь идет о необходимости получения качественного шва.

Такая сварка отличается экономичностью и поэтому ее часто применяют в условиях домашней мастерской. На рынке можно встретить устройства с мощностью в 100 – 400 Вт, которые часто применяют для работы в небольших мастерских по ремонту автомобильных кузовов.
Продолжительность нагрева и сила давления
Режимы сварки определяют следующими характеристиками – силой тока, длительностью нагрева, силой сжатия, размерами рабочего конца электрода.

Особенности выбора и использования электродов

Электроды для такой сварки должны иметь форму и размер, которые обеспечат его доступ к рабочему месту. Кроме того, электроды должны быть приспособлены для простой и надежной установки в сварочной машине и иметь высокую стойкость к износу. Самая простая конструкция электрода для точечной сварки – прямая. Их производят в соответствии с требованиями ГОСТ 14111-69. Для их производства применяют различные сплавы на основе меди.

Электрод для конденсаторной сварки

Например, при сварке разных металлов электроды должны обладать низкой электропроводностью. Но если, из металла такого типа изготовить весь электрод, то он будет достаточно быстро нагреваться. В таком случае его необходимо выполнять из двух частей. Одну из меди, а другую из материала, который приспособлен для выполнения необходимой операции.

Расчет сварочного трансформатора — Энциклопедия по машиностроению XXL

Пример расчета сварочного трансформатора  [c.190]

Проведение этой операции неразрывно связано с выбором режима, защитной среды (если она применяется специально) и оборудования. При современном уровне развития стыковой сварки дальнейшее повышение производительности, снижение себестоимости и повышение качества продукции достигается применением специализированного оборудования с автоматической подачей заготовок, их сваркой и последующей обработкой, а также подачей сваренной детали на транспортирующее устройство. В данном разделе основное внимание уделено общим принципам выбора режима сварки и защитных сред, а также выбору сварочной машины и расчету сварочного трансформатора.  [c.82]

При указанном допущении получаются несколько завышенные значения токов и, следовательно, сечений обмоток сварочного трансформатора и элементов сварочного контура. Однако повышенный расход меди является в данном случае оправданным (см. ниже). По полученным данным осуществляется расчет сварочного трансформатора и вторичного контура, который проводится так же, как для других машин контактной сварки [9]. Затем производится уточнение значений параметров R» и L» и рассматривается возможность выполнения условия оптимального соотношения параметров  [c.63]

Рассмотрены особенности физических процессов при сварке постоянным и переменным током, приведены методики расчета сварочных трансформаторов, дано описание их практических конструкций и доработок, даны практические рекомендации при проведении сварочных работ.  [c.2]

Расчет сварочного трансформатора  [c.25]

Определяющим моментом в процессе изготовления является выбор сечения магнитопровода и расчет витков обмоток. Методики расчета сварочных трансформаторов приведены в предьщущей главе. Так как обычно трансформатор мотается на том материале, который уже есть, то задающим звеном здесь обычно является магнитопровод. Причем при самостоятельном изготовлении обычно стремятся не сколько собрать оптимальную схему согласно стандартной методике, сколько сэкономить на материале. Как известно, количество витков  [c.53]

Исходя из полученных соотношений для работы выпрямителя при различных углах регулирования, производим расчет сварочного трансформатора и импульса сварочного тока.  [c.51]

Необходимое количество сварочного оборудования определяется с учетом объема и характера выполняемых работ, сроков монтажа и числа рабочих. Общее число сварочных трансформаторов принимается из расчета обеспечения каждого сварщика одним трансформатором для средних условий работы, с учетом 10—15% дополнительного количества трансформаторов в виде запаса на ремонт, транспортировку и т. д. В пиковый период работа сварщиков организуется в две смены с использованием имеющихся сварочных трансформаторов.  [c.259]

Термомеханический способ правки заключается в равномерном прогревании детали по всему деформированному сечению с последующей правкой внешним усилием. Нагрев осуществляется газовыми горелками или индуктором до температуры отжига (750— 00 С). Индукционный нагрев токами промышленной частоты происходит следующим образом деталь (например, вал) изолируют листовым асбестом и обматывают сварочным кабелем сечением 80—100 мм (из расчета 16—20 витков на 1 м длины нагреваемого участка). Поверх кабеля укладывают второй слой асбеста. Ток подается от сварочных трансформаторов (напряжение 50—60 В, сила тока 800—1000 А).  [c.182]

Расчет расхода электроэнергии производится в зависимости от количества наплавленного металла. Средний расход электроэнергии на 1 кГ наплавленного металла при сварке сварочным трансформатором составляет 3,5—4 квт-ч при работе от однопостового генератора постоянного тока — 6—8 квт-ч при работе от многопостового генератора постоянного тока — 8—10 квт-ч.  [c.749]

К. п. д. сварочной установки при приближенных расчетах принимают в среднем равным 0,8 — для сварочных трансформаторов 0,5 — для сварочных однопостовых аппаратов постоянного тока 0.4 — для сварочных многопостовых аппаратов постоянного тока.  [c.23]

Расчетные соотношения для токов, напряжений и мощности дуги при фазовом регулировании. Приводимые ниже расчетные соотношения позволяют произвести электрический расчет силового трансформатора, выбрать тиристоры фазорегулятора и оценить технологические возможности ТТ применительно к сварке плавящимся электродом. Соотношения даны для режима прерывистых токов и с допущениями, приемлемость которых экспериментально подтверждена 1) импульсы сварочного тока имеют практически синусоидальную форму 2) амплитуда и длительность импульсов тока не зависят от напряжения дуги при условии постоянства действующего значения тока  [c.236]

Тарировка двух шкал индикаторных приборов производится одним из способов, рассмотренных в гл. V, начиная с первой ступени сварочного трансформатора и минимального нагрева. Шкалы градуируются через 1000 а с таким расчетом, чтобы обе неоновые лампы загорались при одном значении сварочного тока.  [c.136]

Сумма активных потерь в стали сердечника (Рж) и в меди (Pj,,) определяет нагрев сварочного трансформатора. Потери Рж и Рм используются при расчете водяного охлаждения трансформатора. Они же определяют к. п. д. трансформатора  [c.189]

Падение напряжения в проводах, питающих машины для контактной сварки, не должно превышать 5 / . Поэтому при расчете проводов они проверяются не только на нагрев, но и на падение напряжения. В связи с этим сечение проводов должно увеличиваться с увеличением расстояния между машиной и источником ее питания, хотя нагрев проводов не зависит от этого расстояния, а зависит только от плотности протекающего в них тока. При установке в цехе большого количества сварочных машин их питание производится от общих шин, проходящих вблизи мест установки машин. При этом уменьшается расход меди в проводах и обеспечивается минимальное падение напряжения на участке цепи между силовым и сварочным трансформаторами.  [c.306]

Более совершенными нагревательными устройствами являются электропечи и различные электронагревательные устройства. Конструкция таких устройств зависит от формы и размеров нагреваемых деталей. В последние годы на производстве применяется высокочастотный электронагрев индукторами специальной формы. Находит также широкое применение индукционный нагрев токами промышленной частоты. Низкочастотные нагревательные устройства питаются током от обычных сварочных трансформаторов. Конструкция и расчет таких нагревательных устройств приводятся в соответствующей литературе [23, 24].  [c.21]

Конструкция сварочных трансформаторов и их расчет приведены в главе IV. Режимы сварки труб токами различной частоты и общая технологическая схема изготовления труб из полос описаны. далее.  [c.74]

Активное сопротивление Я сварочного контура импульсу сварочного тока, индуктивность Ь контура и емкость С батареи конденсаторов, а также коэффициент трансформации п и напряжение Усо являются важнейшими параметрами, определяющими технологические возможности КМ. Знание этих параметров необходимо при расчете различных элементов силовой части, в том числе сварочного трансформатора, тиристоров, а также при проверке этих параметров в эксплуатации. Для определения индуктивности и активного сопротивления КМ существуют различные методы. Один из них — опыт короткого замыкания сварочного контура, проведенный при пониженном питающем сварочный трансформатор напряжении частотой 50 Гц, после чего активное сопротивление пересчитывается с учетом частоты, эквивалентной импульсу сварочного тока. Другой — отыскание параметров контура по декременту колебаний. Для этого снимается осциллограмма тока разряда, по ней определяется декремент затуханий и производятся соответствующие вычисления. Вычисления получаются проще, а результаты более точными, когда формулы процессов, происходящих в цепи разряда, выражаются в функции параметра р [12]. В этом случае можно легко определять Я, I, С-параметры даже в случае апериодического разряда.  [c.52]

Пример расчета. Определить индуктивность и активное сопротивление контура при заданном импульсе разрядного тока для машины МТК-5001, если известно, что емкость батареи конденсаторов С = = 115 000 мкФ, начальное напряжение на батарее 6 00=380 В, коэффициент трансформации сварочного трансформатора п = 74. Из осциллограммы разрядного тока при коротком замыкании контура известно также, что амплитудное значение первичного тока и время до амплитуды соответственно равны /]а=793 А Г1а = 0,028 с.  [c.57]

Расчет батареи конденсаторов и сварочного трансформатора по заданному импульсу сварочного тока  [c.58]

При эксплуатации КМ на предприятиях иногда появляется необходимость некоторой переделки мащины с целью приспособления ее для сварки нового изделия или даже изготовления новой специальной машины собственными силами. При этом возникают, например, вопросы в какой мере можно увеличить мощность (запасаемую энергию) машины и какие переделки разрядной цепи, включая сварочный трансформатор, это вызовет можно ли использовать в данной КМ сварочный трансформатор от машины другого типа и т. д. Эти вопросы поможет решить рассматриваемый ниже инженерный метод расчета батареи конденсаторов и сварочного трансформатора по заданному из технологических соображений импульсу сварочного тока.  [c.58]

Существуют различные методы расчета батарей конденсаторов и сварочных трансформаторов КМ, при которых исходят из требуемого для сварки количества энергии. Во ВНИИЭСО разработан и в течение многих лет успешно применяется метод расчета КМ на заданный импульс сварочного тока. Этот метод наиболее целесообразен, так как учитывает весьма важное технологическое требование об определенном распределении энергии во времени, задаваемом исходным импульсом сварочного тока. Метод является сравнительно простым и обеспечивает достаточную для  [c.58]

Накопительная батарея Сн заряжается от выпрямителя V. При попеременном включении диаметрально расположенных тиристоров коммутирующий конденсатор Ск перезаряжается через сварочный трансформатор ТС импульсами тока, являющимися одновременно сварочными, причем конденсатор Ск способствует процессу перезаряда. Для нормальной работы схемы процесс перезаряда конденсатора Ск должен носить колебательный характер, при котором тиристоры У51, У53 и У32, У84 выключаются при первом же прохождении тока через нуль, пропуская лишь одну полуволну тока. Следовательно, длительность сварочного импульса определяется полупериодом собственных колебаний контура и не зависит от частоты управляющих импульсов, включающих тиристоры. Напряжение на конденсаторе Ск через несколько полупериодов достигает резонансного значения, которое превышает напряжение на батарее Сн. Для расчета сварочной цепи и выбора режима сварки выведем формулы, определяющие установившееся  [c.74]

Наиболее ответственной задачей при самостоятельном изготовлении сварочного трансформатора является расчет его параметров, определяющих прежде всего мощность и ток вторичной катушки, также немаловажны КПД, качество выходных характеристик, надеж-  [c.25]

Таким образом, для сварочного трансформатора с ходовым током 160 А нами были получены значения основных параметров суммарное количество витков первичных катушек 7 , = 247 вит. и измеряемая площадь сечения магнитопровода 8 = 28,4 см . Так как мной был отдельно проведен расчет трансформатора для случая с ПР = 100%, то соотношения и 7 , в этом случае получились несколько иными 41,6 см и 168 соответственно для того же тока 160 А.  [c.30]

Неприемлемость во многих случаях стандартных методик расчета заключается в том, что они устанавливают для конкретной мощности трансформатора только единые значения таких основных параметров, как измеренная площадь сечения магнитопровода (5 ) и количество витков первичной обмотки (Т /,), хотя последние и считаются оптимальными. Выше нами бьшо получено сечение магнитопровода для тока 160 А, равное 28 см . На самом деле сечение магнитопровода для той же мощности может варьироваться в значительных пределах — 25…60 см и даже выше, без особой потери в качестве работы сварочного трансформатора. При этом под каждое произвольно взятое сечение необходимо рассчитать количество витков, прежде всего первичной обмотки, таким образом, чтобы получить на выходе заданную мощность. Зависимость между соотношением 5 и Т /, близка к обратно пропорциональной чем больше площадь сечения магнитопровода (5), тем меньше понадобиться витков обеих катушек.  [c.31]

Наиболее важными при расчете параметрами, от которых зависит мощность, являются площадь сечения магнитопровода, количество витков первичной обмотки и расположение на магнитопроводе первичной и вторичной обмоток трансформатора. Сечение магнитопровода в данном случае измеряется по наружным размерам сжатого пакета пластин, без учета потерь на зазоры между пластинами, и выражается в см . По расположению обмоток трансформаторы можно разделить на два типа такие, у которых первичная и вторичная обмотки (или их части) находятся на одном плече (рис. 1.23, а) второй тип — у которых обмотки разнесены на разные плечи (рис. 1.23, б). При напряжении питания сети 220…240 В, с незначительным сопротивлением в линии, я могу рекомендовать следующие формулы приближенного расчета витков первичной обмотки, которые дают положительные результаты для токов 120… 180 А для многих типов сварочных трансформаторов.  [c.32]

На особом месте при сборке такого трансформатора стоит расчет витков и расположение обмоток. Так как внутреннее пространство магнитопровода сильно ограничено, то я отказался от разделения первичной обмотки на две секции. Вся первичная обмотка намотана на одном плече, таким образом удается сэкономить место и упростить конструкцию. Вторая проблема -— мощность. Ясно, что при использовании провода относительно небольшого сечения развиваемая трансформатором мощность не должна быть слишком большой. Классический способ уменьшения мощности сварочных трансформаторов — увеличение количества витков обмоток, что в нашем случае не может быть применено из-за ограничений пространства. Я пошел другим путем, о чем ранее было сказано в разделе П-образного трансформатора, — для установки мощности используется определенная комбинация расположения обмоток.  [c.71]

Если вы житель сельской местности или работаете со сваркой вдалеке от городских электросетей, например, на даче, то вы, возможно, не раз сталкивались с неприятной ситуацией потери мощности сварочного трансформатора. Для четкого понимания сути происходящего, я полагаю, вам будут интересны также наглядные расчеты, основанные на конкретных схемах и примерах.  [c.79]

При конструировании и расчете мощных трансформаторов предполагается, что они работают от источника питания с определенным напряжением, без какого-либо дополнительного, заметного сопротивления в цепи питания. Для сварочных трансформаторов это условие особенно актуально, так как в процессе зажигания и горения дуги их реактивное сопротивление резко изменяется, в трансформаторе происходят сложные процессы, сильно зависимые от внешних условий.  [c.109]

Исходными данными при расчете сварочного трансформатора являются заданная мощность трансформатора, коэффициент продрл-жительност работы, номинальный ток, напряжение холостого хода и тепловой режим работы. Для выбора числа витков обмоток трансформатора рекомендуется пользоваться эмпирической зависимостью параметра Е (в вольтах на виток)  [c.26]

Практически полная защита в 97—98% случаев достигается при значениях плотности тока около 1,5 й/лг . Из опыта известно, что превышение оптимальной защитной плотности тока может привести к некоторому снижению защиты. Такое явление известно под названием перезащиты. В табл. 33 приведены данные по защитной плотности тока для углеродистой стали в различных средах. Постоянный ток подводится к котлу от селеновых выпрямителей, включенных в сеть переменного тока через сварочный трансформатор. Сила тока выпрямителей для питания защиты 150 а, при напряжении 24 в, что соответствует данным предварительного расчета защиты.  [c.306]

Постоянный ток подводится от селеновых выпрямителей, включенных в сеть переменного тока через сварочный трансформатор. Сила тока выпрямителей для питания защиты 150а при напряжении 24 в, что соответствует данным предварительного расчета защиты. Никелевый анод был подвешен подвижно, так что его положение можно было регулировать, в зависимости от степени заполнения котла.  [c.301]

Основной, часто самой дефицитной при самостоятельном подборе материалов частью трансформатора является магнитопровод. В большинстве случаев в самодельных конструкциях используются магнитопроводы, снятые с оборудования, которое до того не имело никакого отношения к электросварке. Этим объясняется большое разнообразие существующих в исполнении народными умельцами типов магнйтопроводов сварочных трансформаторов. Сюда входят как стандартные для сварочного оборудования П-образные магнитопроводы, собранные в пакеты из прямоугольных пластин, так и несвойственные промышленным схемам сердечники Ш-образные, и-образные броневые магнитопроводы, тороидальные кольцевые й комбинированные магнитопроводы, состоящие из нескольких колец, в качестве магнитопровода для тороидальных трансформаторов также используются статоры от крупных асинхронных электродвигателей (рис. 1.3). Подобный разнобой в выборе материала, естественно, накладывает определенную специфику на построение и расчет самодельных сварочных трансформаторов.  [c.7]

Здесь приводится методика, применимая для расчета распространенных в промышленности сварочных трансформаторов с увеличенг ным магнитным рассеянием. Трансформатор изготовлен на основе П-образного магнитопровода (рис. 1.22). Его первичная и вторичная обмотки состоят из двух равных частей, которые расположены на противоположных плечах магнитопровода. Соединены между собой половины обмоток на разных плечах последовательно.  [c.26]

Оптимальное значение сечения магнитопрвода для типичного сварочного трансформатора мы получили ранее в примере расчета по стандартной методике (160 А, 26 см ). Однако далеко не всегда оптимальные с точки зрения энергетических показателей значения являются таковыми, а то и возможными вообще, с точки зрения конструктивных и экономических соображений.  [c.33]

Собранные самостоятельно сварочные трансформаторы в основной своей массе обладают выраженной спецификой перед своими собратьями промышленного изготовления. На первое место здесь зачастую ставится не тщательность расчета параметров конструкции и соблюдение технологии изготовления, а возможность достать тот или иной компонент будущей конструкции своего сварочного аппарата. Особенно актуальна экономия финансовых средств и материалов. Делать трансформатор чаще всего приходится из того, что есть, а не из того, из чего хотелось бы. Как будет видно далее по ходу изложения этой главы, многие предлагаемые конструкции отличаются особой оригинальностью компоновки, собираются из материалов, ничего общего до того со сварочным делом, а то и с трансформаторами вообще не имевшими. Параметры элементов конструкции некоторых образцов сварочных трансформаторов могут сильно выходить за рамки рекомендуемых стандартными методиками значений. А для некоторых схем, нашедших признание в кустарном трансформаторостроении , никакие стандартные методики вообще не разработаны.  [c.43]

Переменный резистор К2 должен быть рассчитан на мощность не менее 2 Вт. В качестве диодов УВЗ, УВ4 можно использовать любые выпрямительные диоды с максимальным током не менее 1 А и напряжением не ниже 100 В, например КД212, КД226 с любыми буквенными индексами, КД243 (все, кроме А). Тиристоры У81, У82 и выпрямительные диоды УВ1, УВ2 должны быть установлены на радиаторах, их марки подбираются из расчета на максимальный ток сварочного трансформатора, наиболее распространенные типы указаны на схеме. Радиаторы тиристоров и диодов должны крепиться через изолирующие прокладки, так как их корпуса находятся под напряжением.  [c.89]

Уравнения и расчеты, относящиеся к контактной сварке

Это некоторые из основных расчетов, с которыми вам следует ознакомиться, если вы покупаете оборудование или изучаете процесс контактной сварки.

Расчет времени

Сварочные циклы

Первые аппараты для контактной сварки были привязаны к промышленной частоте источника питания машины. По этой причине в документации по контактной сварке вы по-прежнему будете часто встречать Weld Cycles .В Северной Америке частота сети составляет 60 Гц. Во многих других частях света рабочая частота составляет 50 Гц.

Карта мира, показывающая частоту электросети общего пользования по странам. Не все окрашенные области имеют доступ к электросети. В Японии используются как 50 Гц, так и 60 Гц.

Однофазные машины переменного тока по-прежнему подсчитывают количество циклов сетевой частоты, чтобы контролировать время сварки. Инверторы (иногда называемые среднечастотными сварочными аппаратами постоянного тока [MFDC]) часто имеют частоту 1000 Гц, что упрощает расчет времени.

Время сварки (в миллисекундах) = количество циклов сварки / частота электросети

В Северной Америке, при 60 Гц:
Время сварки (в миллисекундах) = количество циклов / 60
пример
15 циклов времени сварки
Время сварки (в миллисекундах) = 15/60 = 0,250 секунды (или 250 миллисекунд [мс ])

В Англии и Европе, Китае и большинстве других мест в мире с частотой 50 Гц:
Время сварки (в миллисекундах) = количество циклов / 50
пример
15 циклов времени сварки
Время сварки (в миллисекундах) = 15 / 50 = 0.300 секунд (или 300 миллисекунд [мс])

Рабочий цикл

используется для математического снижения сварочного трансформатора. Сварщики сопротивлением очень редко работают при 100% рабочем цикле (что приравнивается к постоянному включению, как электрическая лампочка). Часто их включают только на короткое время. Если бы все аппараты для контактной сварки были рассчитаны на 100% рабочий цикл, все они были бы огромными и очень дорогими. Следовательно, рабочий цикл можно использовать, чтобы сделать оборудование более подходящим для повседневных «обычных» операций.

При покупке сварочного аппарата следует проявлять осторожность, так как расчет рабочего цикла может быть изменен, чтобы заставить оборудование звучать более мощно, чем другое оборудование. См. Диаграммы ниже в разделе «КВА в зависимости от рабочего цикла». «50 кВА» — это не всегда сравнение яблок с яблоками.

В Северной Америке обычно принято оценивать сварочные трансформаторы на уровне 50%. На некотором импортном оборудовании вы увидите рейтинг рабочего цикла 20%. Можно найти трансформаторы с рейтингом от 4%. (Трансформатор с номиналом 0% означает, что вы никогда не сможете его использовать.)

Рабочий цикл = (время сварки) / (прошедшее время)
Истекшее время часто рассчитывается с использованием 2 секунд, но также может быть рассчитано за одну минуту

пример (1 минута)
в среднем 4 сварных шва в минуту при времени сварки 15 циклов (250 мс) в Северной Америке
Рабочий цикл = (4 сварных шва по 0,250 с) / 60 с = 0,01667 = 1,67% рабочего цикла

пример (2 секунды)
в среднем 1 сварка за 2 секунды при времени сварки 15 циклов (250 мс) в Северной Америке
Рабочий цикл = (1 сварка X 0.250 с) / 2 с = 0,125 = рабочий цикл 12,5%

Трансформатор кВА

Расчет однофазного тока на кВА

S (кВА) = I (A) x V (RMS) / 1000

S (кВА) = полная мощность в кВА
I (A) = ток в амперах
В (RMS) = действующее напряжение

пример
I (A) = 153 A
V (RMS) = 460 V
S (kVA) = 70 kVA

Расчет трех (3) фазных ампер на кВА

S (кВА) = sqrt (3) x I (A) x V (RMS) / 1000

S (кВА) = полная мощность в кВА
I (A) = ток в амперах
В (RMS) = действующее напряжение

пример
I (A) = 153 A
V (RMS) = 460 V
S (kVA) = 122 kVA

кВА в зависимости от рабочего цикла

Px = Pmax X sqrt (Dc)

Px = кВА (x% нагрузки)
Pmax = кВА (нагрузка 100%)
Dc = рабочий цикл (пример: 30% = 0.30)

пример
Dc = 0,5
Pmax = 100 кВА
Px = 70,7 кВА

пример
Dc = 0,5
Px = 100 кВА
Pmax = 141,4 кВА

Передаточное число

Коэффициент витков — это просто отношение входного напряжения / силы тока к выходному напряжению / силе тока.

Мощность трансформатора должна быть примерно такой же, как на входе, так и на выходе. Следовательно:
Power (in) = Power (out)
и
Power (Watts) = Volts X Amps
Volts (in) X Amps (in) = Volts (out) X Amps (out)
Volts (in) / Amps (выход) = Вольт (выход) / Ампер (вход)

Справка по расчету сварочных работ — СВАРКА

Углеродный эквивалент

Параметры сварки / предварительный нагрев

Эффективное тепловложение / время охлаждения

Твердость в ЗТВ

Индекс

Данные, рассчитанные этой программой, предназначены только для информации и не охватывают всех деталей процедуры сварки. Следовательно, эта программа не дает гарантии в отношении свойств сварных соединений. В любом случае необходимо соблюдать основные стандарты сварки и строительства.Кроме того, следует принимать во внимание описание производственных свойств в наших технических паспортах материалов и соблюдать все необходимые уровни тщательного контроля качества.

______________________________________________________________________________________________________

ЭКВИВАЛЕНТЫ УГЛЕРОДА

Эквиваленты углерода — это упрощенные параметры, которые пытаются оценить влияние легирующего состава стали путем суммирования содержания различных легирующих элементов с помощью определенной процедуры усреднения.До настоящего времени было разработано множество углеродных эквивалентов, различающихся пригодностью для особых условий сварки и марки стали. Четыре наиболее распространенных эквивалента углерода рассчитываются здесь (в% по массе):

Укажите содержание легирующих элементов, указанное в вашем акте проверки. Программа рассчитает различные углеродные эквиваленты.

Для эквивалента CET, который является необходимым условием для следующего расчета параметров сварки, диапазон допустимости следующий (в весовых%):

Если содержание легирующих элементов нарушает этот диапазон допустимости, этот элемент, а также параметр CET отмечаются красным.

______________________________________________________________________________________________________________

ПАРАМЕТРЫ СВАРКИ / ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАГРЕВ

Расчет параметров сварки основан на методе B стандарта EN 1011-2 (Сварка — Рекомендации по сварке металлических материалов — Часть 2 Дуговая сварка ферритных сталей), описанном в приложениях C и D к этим правилам.

Этот метод описывает, как следует выбирать параметры сварки, чтобы избежать особенно холодного растрескивания в зоне термического влияния (HAZ). В любом случае для конкретной стали следует учитывать рекомендации по свойствам изготовления, приведенные в наших листах технических данных на материалы. Кроме того, пользователь должен обеспечить выполнение соответствующих стандартов, таких как EN 10 11.

Предварительный нагрев:

Предварительный нагрев очень полезен для предотвращения явления холодного растрескивания, поскольку он замедляет охлаждение ЗТВ и позволяет водороду, образующемуся во время сварки, уйти.Кроме того, предварительный нагрев улучшает ограничения, связанные со сваркой. Многослойные швы можно начинать без предварительного нагрева, если выбрана подходящая последовательность сварки и температура между проходами достаточна.

Температура предварительного нагрева — это самая низкая температура перед первым проходом сварки, которая не должна быть ниже, чтобы избежать образования холодных трещин. Для многослойных сварных швов этот термин относится к температуре второго и последующих проходов сварного шва и также называется температурой между проходами.В целом две температуры идентичны.

Температура предварительного нагрева зависит от следующих входных данных:

• Углеродный эквивалент CET (см. Выше): CET может быть явно введен здесь или рассчитан по содержанию легирующих элементов в углеродном эквиваленте меню. CET вставлен в весе —
%
• Толщина листа d: Толщина листа указывается в мм. Следует учитывать, что влияние толщины пластины имеет незначительное значение для пластин толщиной более 60 мм из-за трехмерного теплового потока.
• Содержание водорода HD: Содержание водорода h3 указывается в мл / 100 г. Здесь можно указать либо значение от 1 до 20 мл / 100 г, либо можно выбрать типичное значение в зависимости от используемого процесса сварки:

Типичное содержание водорода в сварочных материалах

• Эффективное тепловложение: Эффективное тепловложение Q, которое дается как произведение подводимого тепла E, умноженного на коэффициент эффективности h, Q = h * E, здесь выражается в кДж / мм.Есть два способа учесть влияние эффективного тепловложения.
  — Зависимость между температурой предварительного нагрева и энергией сварного шва отображается в поле параметров сварки, которое отображается после ввода всех необходимых данных.
  — Кроме того, температуру предварительного нагрева можно явно рассчитать, подставив либо эффективное тепловложение Q в кДж / мм, либо тепловложение E в кДж / мм, а также коэффициент эффективности h, который зависит от используемого процесса сварки. Фактор эффективности подробно объясняется в _следующем разделе_.

Из приведенных выше данных минимальная температура предварительного нагрева рассчитывается следующим образом:

Диапазон допустимости этой формулы:

Влияние времени охлаждения:

Температурно-временной цикл имеет большое значение для механических свойств сварного соединения после сварки. На это, в частности, влияют геометрия сварки, подводимое тепло, температура предварительного нагрева, а также детали сварочного слоя. Обычно температурно-временной цикл во время сварки выражается временем t _8/5 , которое является временем, за которое происходит охлаждение сварочного слоя с 800 ° C до 500 ° C.

Максимальная твердость в ЗТВ обычно снижается с увеличением времени охлаждения t8 / 5. Если данное максимальное значение твердости не должно быть превышено для конкретной стали, параметры сварки должны быть выбраны таким образом, чтобы время охлаждения t _8/5 не попадало под конкретное значение.

С другой стороны, увеличение времени охлаждения вызывает снижение ударной вязкости ЗТВ, что означает уменьшение значений удара, измеренных в испытании по Шарпи-V, или увеличение температуры перехода при ударе по Шарпи-V. энергия.Поэтому параметры сварки следует выбирать таким образом, чтобы время охлаждения не превышало определенного значения.

Как правило, для свариваемых мелкозернистых конструкционных сталей время охлаждения для заполнения и покрытия сварных слоев должно составлять 10 и 25 секунд в зависимости от марки стали, указанной здесь. После соответствующей проверки можно без проблем применить и другие значения времени охлаждения t _8/5 при условии, что требования к качеству свариваемой конструкции полностью выполнены и проведена соответствующая аттестация процедуры сварки.

Кроме того, вы можете рассчитать диаграмму параметров сварки, которая показывает возможное тепловложение — температуры предварительного нагрева для заданного максимального и минимального времени охлаждения. Если вы хотите рассчитать явное время охлаждения, используйте следующий раздел (_Время охлаждения_).

Следующие параметры влияют на время охлаждения при его расчете или выборе и могут быть вставлены здесь для получения оптимальных параметров сварки:

• Толщина листа d: Толщина листа указывается в мм.Следует учитывать, что влияние толщины пластины имеет незначительное значение для пластин толщиной более 60 мм из-за трехмерного теплового потока. Геометрия сварки: влияние геометрии сварки учитывается факторами геометрии сварного шва F ₂ и F ₃ для двух- и трехмерного теплового потока. Значения коэффициента геометрии сварного шва для типичной геометрии сварного шва составляют:

Коэффициент геометрии сварки F ₂ зависит от отношения эффективного тепловложения к толщине листа.При приближении к трехмерному тепловому потоку F ₂ уменьшается для случая однопроходного углового шва на угловом соединении и увеличивается для однопроходного углового сварного шва на тройнике. Поэтому здесь может потребоваться адаптивный расчет.

Здесь можно выбрать приведенные выше коэффициенты. Кроме того, также возможен свободный ввод данных в диапазоне от 0 до 1.

• Эффективное тепловложение: Эффективное тепловложение Q, которое дается как произведение подводимого тепла E, умноженного на коэффициент полезного действия h, Q = h * E, здесь указано в кДж / мм.Влияние эффективного подводимого тепла в зависимости от температуры предварительного нагрева / промежуточного прохода, а также минимального и максимального времени охлаждения t _8/5 показано на диаграмме параметров сварки, которая создается после завершения необходимых значений.
• Предварительный нагрев / Температура между проходами: Влияние времени предварительного нагрева также отражается в диаграмме параметров сварки.
• Максимальное и минимальное время охлаждения:
  Из данных, приведенных выше, время охлаждения t _8/5 может быть вычислено, если предполагается трехмерный тепловой поток:

  t _8/5 = (6700-5 * T _P ) * Q * (1 / (500-TP) -1 / (800-T _P )) * F ₃

  Если тепловой поток является двумерным, время охлаждения зависит от толщины листа и используется следующая формула:

  t _8/5 = (4300-4.3 * T _P ) * 10 ⁵ * Q ² / d ² * (1 / (500-T _P ) ² -1 / (800-T _P ) ² ) * F ₂

  Физически действительным является только большее значение, полученное из двух приведенных выше формул. Часто рассчитывается толщина переходной пластины dt, при которой происходит переход между двумерным и трехмерным тепловым потоком. Толщина переходной пластины составляет:

  d _t = SQR (((4300-4,3 * T _p ) * 10 ⁵ / (6700-5 * T _p ) * Q * (1 / (500 -T _P ) ² -1 / (800-T _P ) ² ) / (1 / (500-T _P ) -1 / (800-T _P )))

  Максимальное и минимальное время охлаждения зависит от марки свариваемой стали.Здесь можно выбрать время охлаждения, рекомендованное продуктами марки Dillinger. Как описано выше, можно выбрать другое время охлаждения при условии, что требования к качеству свариваемой конструкции полностью выполнены и проведена соответствующая аттестация процедуры сварки. Поэтому также возможен свободный ввод времени охлаждения. В любом случае следует также учитывать рекомендации, приведенные в наших технических паспортах материалов.

Блок параметров сварки

Из приведенных выше параметров создается окно параметров сварки, в котором представлены возможные комбинации эффективного подводимого тепла Q и температуры предварительного нагрева / промежуточного прохода T _p при соблюдении следующих условий:

• достаточный предварительный нагрев,
• Время охлаждения меньше максимального значения, определенного выше,
• Время охлаждения больше минимального значения, указанного выше.

Кроме того, включен прямой расчет температуры предварительного нагрева путем указания либо эффективной подводимой теплоты Q, либо подводимой теплоты E и коэффициента эффективности h.

______________________________________________________________________________________________________________

ЭФФЕКТИВНАЯ ПОДАЧА ТЕПЛА / ВРЕМЯ ОХЛАЖДЕНИЯ

Одним из определяющих параметров при расчете параметров сварки является эффективное погонное тепло. По исходным данным

• Электрическое напряжение U [В]
• Электрический ток I [A]
• Скорость сварки v [мм / мин]

сначала рассчитывается погонная энергия E [кДж / мм] по формуле

E = U * I / v * (60/1000) в кДж / мм.

Эффективное тепловложение Q формируется путем умножения тепловложения на коэффициент энергоэффективности h, который зависит от применяемого процесса сварки.

Q = h * E

с КПД

Коэффициент энергоэффективности для различных сварочных процессов

Время охлаждения

Время охлаждения от 800 ° C до 500 ° C t _8/5 является наиболее важным параметром для определения параметров сварки, применяемых при сварке мелкозернистых конструкционных сталей.Основные причины подробно описаны выше.

Процесс сварки, проектирование соединений и меню формул