Источники сварочного тока. При высокочастотной сварке энергия подводится двумя способами: при помощи проводников (кондуктивный способ) и за счет бесконтактной передачи энергии в

Высокочастотная сварка

При высокочастотной сварке энергия подводится двумя способами: при помощи проводников (кондуктивный способ) и за счет бесконтактной передачи энергии в свариваемые детали с помощью индуктора, подключенного к источнику ТВЧ.

Применение ТВЧ по сравнению с другими методами обеспечивает строгую локализацию энергии в заданном объекте, например в зоне сварки, а так же высокую интенсивность и эффективность передачи энергии с повышением частоты тока, что упрощает устройства для передачи энергии например, позволяет обеспечить бесконтактную передачу.

5.4.1. Методы ВЧ – сварки

Существуют два механизма нагрева свариваемых изделий: автоконцентрация тока и принудительная концентрация. Суть автоконцентрации состоит в том, что по каждой из свариваемых поверхностей пропускают токи, направление которых в каждый данный момент противоположны. В этом случае за счет эффекта близости происходит самоконцентрация тока на поверхностях, причем тем сильнее, чем ближе друг к другу свариваемые поверхности.

При кондуктивном токопроводе электроэнергия подводится с помощью специальных щеточных контактов от вторичной обмотки сварочного трансформатора. Из–за эффекта близости и поверхностного эффекта происходит концентрация тока на соприкасающихся поверхностях кромок.

Чем ближе кромки, тем больше степень концентрации (автоконцентрация).

Для питания высокочастотных сварочных установок используются машинные генераторы, тиристорные преобразователи частоты, ламповые генераторы.(для получения токов высокой частоты выше 60кГц).

В состав установки входят: входное коммутирующее устройство, высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель, блок генераторной лампы, анодный колебательный контур (рис.4.1).

Рис. 5.41. Функциональная схема установки ВЧ – сварки

В зависимости от конструктивного исполнения генератора анодный контур может выполнять функции нагрузочного (одноконтурная схема), или промежуточного (двухконтурная схема).

В ламповых генераторах, питающихся от сети 380В, выпрямитель выполнен на диодах, а регулирование напряжения осуществляется с помощью тиристоров на первичной обмотке трансформатора.

В мощных ЛГ (600кВт и выше) применяются управляемые тиристорные выпрямители (рис.4.2). Схема лампового генератора представлена на рис. 4.3.

Рис. 4.2. Источник питания для лампового генератора

Рис. 4.3. Схема генератора с независимым возбуждением

В анодную цепь лампы включены колебательный контур и источник постоянного напряжения, зашунтированный ёмкостью. На сетку подается постоянное напряжение U и переменное в/u U возбуждения U _c = U _ccos ωt

.

Рис. 4.4. Однохконтурная параллельная схема генератора

Зависимость мгновенных значений тока I _а от напряжения U _с будет определяться по сеточной характеристике лампы при соответствующем анодном напряжении. Генераторы с независимым возбуждением генерируют постоянную частоту, независимую от нагрузки. Так как генератор имеет переменное сопротивление, то собственная частота колебательного контура, куда входит и индуктор, будет отлична от частоты лампового генератора. Поэтому при высокочастотной сварке применяется ламповый генератор с самовозбуждением.

Ламповый генератор включается по схеме с последовательным и с параллельным колебательным контуром источника питания (рис.4.4, 4.5).

Рис. 4.5. Двухконтурная параллельная схема генератора.

Последовательная схема отличается простотой, но имеет недостаток: её колебательная система находится под полным постоянным напряжением относительно контура. Это недопустимо в ламповых генераторах для высокочастотной сварки с точки зрения техники безопасности, так как их колебательные контуры часто являются технологической частью своренного устройства и доступны для обслуживающего персонала.

Недостатков последовательной схемы не имеет параллельная схема питания, в которой пути постоянной и переменной составляющих тока разделены. В этих схемах постоянная составляющая анодного тока не заходит в колебательный контур, протекая от источника питания через дроссель Lб и лампу, а переменная составляющая проходит через разделительный конденсатор Ср, колебательный контур и лампу. Путь в источник питания им преграждает блокирующий дроссель, индуктивность которого велика.

Рис. 4.6. Схема нагрузочного контура.