Применения

Сварка является распространённым процессом для соединения металлов, используемым в большом разнообразии приложений. Источник сварочного тока — это устройство, которое предоставляет и регулирует электрический ток для выполнения дуговой сварки. Недорогая, базовая сварочная машина называется так называемым «шумным ящиком» (buzz box), как показано ниже. Это простой силовой трансформатор с насыщаемым индуктором или цепью управления током. Два вывода трансформатора подключаются к основному металлу и к стержневому электроду. Когда стержневой электрод касается основного металла, возникает короткое замыкание, вызывающее увеличение тока и зажигающее дугу, которая плавит стержневой электрод и заполняет промежуток в основной металле. Поскольку у «шумных ящиков» ограниченный контроль, качество сварки во многом зависит от оператора. Большой вес и шум являются другими недостатками этих сварочных аппаратов. С появлением полупроводниковых ключей были изобретены продвинутые инверторные сварочные аппараты. Используя высокочастотную коммутационную технологию и замкнутый контур управления, сварочные аппараты становятся гораздо легче и проще в использовании. Ниже показана схема блоков низкопроизводительного инверторного сварочного аппарата.

Сварочный факел и деталь могут быть подключены к выходам сварочного аппарата двумя разными способами. Когда факел подключен к отрицательному выходу постоянного тока, это называется «прямой» сваркой (электроны выходят из факела), в противном случае это называется «обратной» сваркой. При этом «обратная» сварка используется гораздо чаще сегодня. Она обеспечивает хорошую форму шва, глубокое проникновение и общие лучшие свойства сварки (изгиб, долговечность, пористость и т.д.) для мостов, кораблей, металлоконструкций зданий. Затем трубы и корневые проходы на трубах. Как правило, сварка высокопрочных и низколегированных сталей выполняется исключительно с использованием обратной полярности постоянного тока. «Прямая» сварка применяется при работе с тонким листовым металлом, чтобы предотвратить прожигание материала или в местах, где металл не будет подвергаться резким изменениям температуры или воздействию агрессивной воды. Сварочные аппараты с постоянным током обычно используются, но для алюминия требуется чередование полярностей на определенной частоте и в определенных паттернах (сварка переменным током). Это связано с тем, что у алюминия есть два слоя: основной алюминий и алюминиевый оксид. Оксид образуется, когда металл контактирует с воздухом, и имеет значительно более высокую температуру плавления — около 3600°F. Например, основной алюминий плавится при 1200°F. Алюминиевый оксид должен быть удален до того, как начнет плавиться базовый металл. Если этого не сделать, базовый металл не сможет правильно соединиться. На тонких листах базовый металл может перегреться и расплавиться, прежде чем дуга сможет пробить оксид. Именно здесь проявляются очистительные свойства переменного тока.

Управление полярностью выходного сигнала постоянного тока и его длительностью позволяет получить высококачественные результаты сварки. Ниже приведен пример БАЛАНСА ВОЛНЫ, используемого для сварки алюминия в режиме АЧ ТИГ или АЧ ЛИФТ ТИГ.

Баланс волны АЧ ТИГ

Для возможности вывода положительного ПОСТОЯННОГО ТОКА, отрицательного ПОСТОЯННОГО ТОКА и переменного тока, инверторные сварочные аппараты должны иметь цепь переключения полярности на выходах. Ниже приведена универсальная схема блоков высокомощного сварочного аппарата и профиль управления током.

Схема блоков силовой цепи универсального инверторного сварочного аппарата на основе SiC

Профиль управления током инверторного сварочного аппарата