Wnioski

Spawanie jest powszechnym procesem łączenia metali, wykorzystywanym w szerokiej gamie zastosowań. Zasilacz do spawania to urządzenie, które dostarcza i reguluje prąd elektryczny do wykonania spawania łukowego. Tani, podstawowy aparat do spawania nazywany jest „buzz box” (buziacz), jak pokazano poniżej, który jest prostym transformatorem z nasiączalnym indukcyjnym lub obwodem kontrolowanym prądem. Dwa końce transformatora są łączone z metalem bazowym i elektrodą pałkowatą. Gdy pałkowata elektroda dotyka metala bazowego, powstaje krótka obwódka, która powoduje większy prąd i zapala łuk, który topi elektrodę pałkowatą i wypełnia szparę w metalu bazowym. Ponieważ „buziaki” mają ograniczoną kontrolę, jakość spawania zależy w dużej mierze od operatora. Duże waga i hałas są innymi wadami tych aparatów. Dzięki dostępności półprzewodnikowych przekaźników powstały zaawansowane inwersyjne aparaty do spawania. Korzystając z technologii wysokoczęstotliwościowego przełączania i zamkniętej pętli sterowania, aparaty stały się znacznie lżejsze i łatwiejsze w obsłudze. Poniżej przedstawiono schemat blokowy małomocnego inwersyjnego aparatu do spawania.

Płomień i element roboczy mogą być połączone z wyjściami spawarki na dwa różne sposoby. Gdy płomień jest podłączony do ujemnego wyjścia prądu stałego, nazywa się to „prostym” spawaniem (elektron płynie z płomienia), w przeciwnym razie mówimy o „odwrotnym” spawaniu. Dzisiaj „odwrotne” spawanie jest stosowane znacznie częściej. Produkuje ono dobrą strukturę szwu, głęboką penetrację oraz ogólnie lepsze właściwości spoiny (giętość, trwałość, porowatość itp.) dla mostów, statków, konstrukcji metalowych budynków. Następnie rury i przejścia podstawowe na rurach. Ogólnie spawanie stali o większej wytrzymałości i niskich stopów wolframu wykonuje się wyłącznie przy użyciu prądu stałego „odwrotnego” spawania. Spawanie „proste” DC stosuje się na cienkich blachach w celu zapobieżenia spalaniu materiału lub w miejscach, gdzie metal nie będzie wystawiony na ekstremalne zmiany temperatury czy niebezpieczne wody. Spawarki z stały prąd wyjściowy są powszechnie używane, ale w przypadku aluminium wymagane jest alternowanie biegunowości wyjścia w określonej częstotliwości i wzorcach (spawanie AC). Jest to spowodowane tym, że aluminium ma zasadniczo dwie warstwy: podstawowe aluminium i tlenek aluminium. Tlenek powstaje, gdy metal jest narażony na powietrze, a jego punkt topnienia wynosi około 3600°F. Podstawowe aluminium topi się przy 1200°F. Tlenek aluminium musi zostać usunięty przed rozpoczęciem topnienia metalu podstawowego. Jeśli tego nie zrobimy, podstawowy metal nie może się odpowiednio złączyć. Na cienkich blachach podstawowy metal przegrzeje się i stanie w ciekły stan, zanim łuk elektryczny zdąży przeniknąć przez tlenek. Tam właśnie wchodzą w grę czyste właściwości AC.

Poprzez kontrolę polarności wyjściowego napięcia DC i jego trwania można osiągnąć wysokiej jakości wyniki spawania. Poniżej znajduje się przykład WAVE BALANCE używanego do spawania aluminium w trybie AC HF TIG lub AC LIFT TIG.

Wykres balansu fali AC TIG

Aby móc generować wyjścia DC dodatnie, DC ujemne oraz wyjście AC, spawarki inwersorowe muszą posiadać dodatkowy układ przełączania polarności na wyjściach. Poniżej znajduje się uniwersalny schemat blokowy wysokowольtowej spawarki oraz profil kontroli prądu.

Schemat blokowy universałnej elektroniki mocy spawarki inwersorowej opartej na SiC

Profil kontroli prądu spawarki inwersorowej