Máquinas de soldar: tipos y descripción

El contenido del artículo

• Transformador de soldadura
• Rectificador de soldadura
• Generador de soldadura
• Inversor de soldadura
• Soldadura semiautomática
• Máquina de soldadura de bricolaje
• Cómo elegir una máquina de soldar

En este artículo: tipos de máquinas de soldar, su principio de funcionamiento, características, GOST; el costo de las máquinas de soldar; cómo hacer una máquina de soldar con tus propias manos; criterios de selección para una máquina de soldar.

Entre todos los equipos de construcción, la máquina de soldar ocupa un lugar especial, aunque solo sea porque ni un solo sitio de construcción puede prescindir de él; simplemente no hay otra forma de conectar de manera confiable estructuras metálicas y tuberías. ¿Qué podría reemplazar una junta soldada? Fijación con anclajes, pernos o remaches, conexión de tuberías con abrazaderas: todos estos y otros métodos similares proporcionan una solución temporal al problema o no son aplicables por muchas razones. Las máquinas de soldar son de diferentes diseños y tipos: transformadores, rectificadores, inversores, generadores, dispositivos semiautomáticos: este artículo lo ayudará a comprender esta variedad..

Transformador de soldadura

Su tarea es bajar el voltaje de la red eléctrica al nivel requerido (por debajo de 141 V) y ajustar la corriente de soldadura a los valores deseados..

El diseño de cualquier transformador debe cumplir con GOST 95-77, incluye un circuito magnético de acero (núcleo) y dos devanados aislados: primario (conectado a la red) y secundario (conectado al portaelectrodo y al objeto de soldadura). En los transformadores de la popular serie TDM, el devanado primario está conectado rígidamente al núcleo, las bobinas del devanado secundario se retiran de las bobinas primarias (hay dos para cada devanado) a una cierta distancia. La ignición del arco requiere un voltaje en el devanado secundario en el rango de 55-60 V, para la mayoría de los electrodos utilizados en la soldadura manual, 50 V es suficiente.

Al girar el tornillo con una perilla, las bobinas de devanado secundario conectadas al núcleo se mueven verticalmente: la corriente de soldadura se ajusta a los parámetros requeridos. Cuando los devanados se acercan (el mango se gira en el sentido de las agujas del reloj), la resistencia inductiva y el flujo magnético de fuga disminuyen, la corriente de soldadura aumenta y su disminución se logra mediante la rotación inversa. Rango de ajuste de la corriente de soldadura: con conexión en paralelo de bobinas en ambos devanados – 65-460 A, con conexión en serie – 40-180 A. El asa en la tapa del transformador está diseñada para conmutar los rangos de corriente.

¿Qué sucede en el transformador de soldadura cuando está conectado a la red de CA? El flujo de corriente alterna hacia el devanado primario provoca la magnetización del núcleo. Habiendo pasado a través del devanado secundario, el flujo magnético del núcleo induce en él una corriente alterna de un voltaje más bajo que el suministrado al devanado primario. Con más vueltas en el devanado secundario, el voltaje será mayor, con menos, el voltaje será menor.

El valor de la corriente de soldadura se regula mediante una reactancia inductiva controlada que cambia el flujo de fuga magnética. Hay dos formas de cambiar la corriente de soldadura: bobinas móviles (como en los transformadores TDM), derivaciones magnéticas o regulación de giro (paso); adición de una bobina reactiva al diseño del transformador. La elección del método de control depende de la dispersión magnética en el transformador dado: con una mayor dispersión, se utiliza el primer método de control; en normal – el segundo.

La eficiencia de los transformadores de soldadura es baja: rara vez supera la barrera del 80%, su peso es impresionante. Al realizar trabajos de soldadura con este equipo, es difícil lograr una alta calidad de la costura, excepto el uso de electrodos estabilizadores especiales que pueden mejorar la costura de soldadura. Sin embargo, las desventajas de los transformadores de soldadura se compensan con el bajo precio (de 6,000 rublos) y su sencillez..

Rectificador de soldadura

Esta máquina requiere una conexión de CC. El diseño del rectificador incluye un bloque de válvulas, un transformador y un estrangulador (en algunos modelos): rendimiento de acuerdo con GOST 13821-77. Los más extendidos son los rectificadores multifásicos: sus dimensiones son mucho más pequeñas que las de los transformadores, por lo que son más fáciles de usar en la soldadura. Las válvulas en el diseño de los rectificadores pueden ser de silicio o selenio; el primer tipo es más pequeño, pero requiere enfriamiento adicional. La eficiencia de las válvulas de selenio es menor, pero son más resistentes a las sobrecargas que el silicio..

El ajuste de la corriente de soldadura en el rectificador se realiza de tres formas: aumentando / disminuyendo la distancia entre los devanados; usando un acelerador de saturación; devanados del transformador, divididos en secciones. Los circuitos según los cuales se ensamblan los rectificadores de soldadura son puente trifásico y puente monofásico con rectificación de onda completa. El montaje de acuerdo con el primer esquema es más común, porque el rectificador incorporado contiene un número menor de válvulas en el diseño, mientras que el arco de soldadura arde de manera más constante.

El rectificador de soldadura es extremadamente inestable al sobrecalentamiento; es necesario monitorear constantemente la salud de los ventiladores, de lo contrario, la máquina de soldar se quemará. El costo de un rectificador de soldadura: de 12,000 rublos..

Generador de soldadura

Consta de dos elementos principales: un generador de corriente continua y un motor asíncrono, instalados en una carcasa (la armadura del generador y el rotor del motor están montados en un eje común). Los requisitos técnicos para el diseño de generadores de soldadura se dan en GOST 304-82.

Los generadores de soldadura se crean de acuerdo con varios esquemas, entre los cuales dos son los más populares. El primero: el devanado de excitación es independiente, la desmagnetización se produce a través del devanado en serie. La fuente de alimentación de dicho generador se realiza a través de un rectificador con válvulas de selenio de una red de corriente alterna: se forma un flujo magnético que induce un voltaje en las escobillas del generador, lo que hace que el arco se excite. Al cambiar (cambiar) el número de vueltas en el devanado en serie, el operador de soldadura ajusta la corriente de soldadura a las características requeridas.

El segundo circuito generador de soldadura más popular: el devanado de excitación es paralelo, el devanado de desmagnetización es en serie. Los polos magnéticos de tales generadores requieren acero ferromagnético; deben tener magnetismo residual. Se utiliza un motor de gasolina (diésel) como fuente de energía..

En términos de sus características, los generadores de soldadura están lejos de ser ideales: son caros (precio promedio, de 50,000 rublos), tienen un diseño complejo, su eficiencia es baja (0.7), alto consumo de energía (5 kW / h por kg de metal fundido). Sin embargo, en el campo, no puede prescindir de ellos: solo los generadores de soldadura de gasolina (diesel) proporcionarán el encendido y la estabilidad del arco en ausencia de una red eléctrica.

Inversor de soldadura

Esta unidad de soldadura está construida sobre circuitos eléctricos de transistores. GOST para el dispositivo y los parámetros operativos de los inversores de soldadura en Rusia no se ha desarrollado; cada fabricante desarrolla sus propias especificaciones técnicas (condiciones técnicas). El principio de su funcionamiento es el siguiente: la corriente alterna de la red entra en el rectificador (convirtiéndose en corriente continua), luego en el módulo de potencia, donde la corriente continua vuelve a ser alterna, pero con una frecuencia más alta. La siguiente etapa es un transformador de alta frecuencia, desde donde la tensión rectificada se dirige al arco de soldadura..

El diseño del inversor de soldadura es diferente del dispositivo de transformadores y rectificadores de soldadura: no tiene un transformador de potencia. Su trabajo se basa en la inversión de voltaje (cambio de fase): la amplificación de la corriente se realiza en cascada y está controlada por un microprocesador. La corriente de soldadura resultante tiene un valor casi ideal, que tiene un efecto cualitativo en el trabajo de soldadura. Los bloques eléctricos de los circuitos de potencia de los inversores de soldadura están construidos sobre MOSFET (MOS – metal / óxido / semiconductor) o IGBT (transistor bipolar, puerta aislada).

Ventajas del inversor de soldadura: bajo peso (no más de 10 kg) y dimensiones; alta eficiencia – 85-90%; el microprocesador monitorea los más mínimos cambios de voltaje y corriente (se excluye completamente la adherencia del electrodo durante el proceso de soldadura); Ajuste «fino» de la corriente de soldadura en un amplio rango.

Desventajas: alta sensibilidad al polvo, a las sobrecargas de soldadura (por ejemplo, a los intentos de cortar metal de un grosor impresionante), alto costo: desde 9,000 rublos.

Soldadura semiautomática

Realizado de acuerdo con las condiciones de GOST 18130-79. Consiste en una fuente de energía (generalmente un inversor de soldadura o rectificador), una unidad de control, un mecanismo de alimentación y el alambre de soldadura en sí (d de 0,6 a 2,0 mm), un cilindro con un gas activo (dióxido de carbono – soldadura MAG o argón – MIG- soldadura). Para trabajar en esta máquina de soldar, no se utiliza el portaelectrodos (como los propios electrodos); la herramienta de trabajo aquí es una antorcha a través de la cual se alimenta el alambre. Por cierto, sobre el alambre para soldar dispositivos semiautomáticos: se utilizan alambres de acero inoxidable, de acero, con núcleo de fundente y de aluminio (es mejor si está agotado). El alambre con núcleo de fundente también está hecho de acero, pero se puede soldar con él sin crear un gas protector.

El suministro de gas protector al objeto de la soldadura permite el desplazamiento del oxígeno, evitando que se oxide la soldadura, mejorando en gran medida las características de la soldadura..

Ventajas de una máquina de soldar semiautomática: lograr un cordón de soldadura fuerte de hasta varios metros de largo, soldadura fácil y segura de metal delgado (cualquier grado de acero y aleaciones de aluminio). La centralita permite guardar los modos de soldadura preestablecidos, con su posterior activación.

Desventajas: necesidad de cilindros de gas voluminosos, alto consumo de un gas inerte costoso (en promedio, la soldadura MIG requerirá un flujo de argón de 9 l / min).

El costo promedio de una máquina de soldar semiautomática es de 11,000 rublos. (220 V) y 20.000 rublos. (380 V).

Máquina de soldadura de bricolaje

El diseño de la mayoría de las máquinas de soldar caseras requiere ciertas habilidades y materiales específicos para crearlas. Mientras tanto, el dispositivo más simple para soldar en la vida cotidiana se puede arreglar sin conocimientos de ingeniería eléctrica: solo necesita baterías de automóvil comunes (las usadas también lo harán).

Entonces, cuatro baterías de 12 voltios o dos de 24 voltios se conectan en serie mediante cables eléctricos con pinzas de cocodrilo, se conecta un cable con un soporte de electrodos de soldadura al “-” de la batería extrema, el “+” de la otra batería extrema se conecta mediante un cable y una pinza a la pieza de trabajo. … Eso es todo, ¡simple y efectivo! Una máquina de soldadura de este tipo tiene varias ventajas: una costura de soldadura suave (no hay picos de voltaje), independencia de la red durante el proceso de soldadura. Finalmente, una vez completada la soldadura, las baterías se pueden utilizar para el propósito previsto: para un electrodo de 3 mm, se requiere una corriente de 90-120 A, es decir, no requiere ni siquiera el 60% de la carga estándar de la batería.

Para el uso permanente de la máquina de soldar con baterías, necesitará un cargador de 54 voltios (si hay cuatro baterías) y una corriente de carga de 5 A (si la capacidad de la batería es de 55 Ah. !) – su nivel disminuirá debido a la evaporación Cuando se utilizan baterías sin mantenimiento, no es necesario realizar ninguna acción.

Cómo elegir una máquina de soldar

En primer lugar, no confíe en el impresionante peso del dispositivo propuesto. Las máquinas de soldar modernas tienen de dos a tres veces menos peso en comparación con los transformadores «pesados». Los kilogramos que componen el peso de la máquina de soldar son especialmente notables con el movimiento frecuente de un objeto de trabajo a otro; si se supone tal movimiento, debe elegir el dispositivo de soldadura más liviano.

¿De qué red se alimentará el dispositivo? En producción, la mayoría de las veces es de 380 V, en la vida cotidiana, 220 V. Debe tenerse en cuenta de inmediato que si el voltaje en la red es abrupto, entonces es mejor elegir un inversor de soldadura, porque cualquier otra máquina de soldar simplemente se quemará.

¿Qué metal se soldará? Para metales no ferrosos o hierro fundido, se requiere un generador o rectificador de soldadura, porque requiere una corriente constante. Para soldar en metal delgado de la carrocería del automóvil, es más adecuado un dispositivo semiautomático. Soldar metales ferrosos es aceptable con un simple transformador de soldadura.

Al elegir un modelo específico, preste atención a cuánto tiempo puede funcionar este dispositivo sin la amenaza de sobrecalentamiento; en el pasaporte, estos datos se indicarán bajo la abreviatura «PV» (duración de la inclusión) o «PVR» (duración de la operación). En Rusia y la CEI, el estándar es de 5 minutos, en Europa, 10 minutos. Aquellos. el valor de pasaporte «PV» del 20% para una máquina de soldar doméstica significa que puede trabajar con ella 5 x 20% = 1 minuto, después de lo cual el dispositivo necesita un descanso de cuatro minutos; para las mercancías importadas, el mismo 20% significa 10 x 20% = 2 minutos de trabajo y 8 minutos de «descanso». Cuanto menor sea la corriente de soldadura, mayor será el valor «PV» (menos se sobrecalienta la máquina) y viceversa. El valor óptimo será «PV» 15-20% (en casa), 60% (en el trabajo).

Parámetros de salida de la máquina de soldar: cuanto mayor sea el voltaje y la corriente de salida, más grueso será el metal con el que puede trabajar. Por otro lado, en parámetros altos, los devanados del aparato se calientan más rápido, es decir, el termostato incorporado lo apagará más rápido, por lo que habrá menos ciclos de trabajo reales y más tiempo de inactividad. Será correcto detenerse aquí en un dispositivo con parámetros de salida que excedan los requeridos en un 30%.