Сварочный осциллятор

Сварочный осциллятор - это устройство для возбуждения и стабилизации дуги, приспособленное для работы с серийными источниками питания переменного и постоянного тока. Сварочный осциллятор представляет собой искровой генератор затухающих колебаний. Он содержит низкочастотный повышающий трансформатор ПТ, вторичное напряжение которого достигает 2—3 кВ, разрядник, колебательный контур, составленный из емкости, индуктивности, обмотки связи и блокировочного конденсатора. Обмотки, в сварочном осцилляторе образуют высокочастотный трансформатор ВТ. Вторичное напряжение ПТ в начале полупериода заряжает конденсатор и при достижении определенной величины вызывает пробой разрядника. В результате колебательный контур оказывается закороченным и в нем возникают затухающие колебания с резонансной частотой. Эти высокочастотные колебания через обмотку и конденсатор прикладываются к дуговому промежутку. Блокировочный конденсатор предотвращает шунтирование обмоткой дугового промежутка для напряжения источника питания. Изоляцию обмотки сварочного трансформатора от пробоя защищает дроссель, включенный в сварочную цепь. Мощность сварочного осциллятора обычно составляет 250—350 Вт. Длительность импульсов от сварочного осциллятора должна составлять десятки микросекунд.

Осцилляторы обеспечивают наложение тока высокого напряжения и высокой частоты на сварочную цепь. Они разделяются на два типа:

1. возбудители сварочной дуги непрерывного действия

2. возбудители сварочной дуги импульсного питания

К первым относятся сварочные осцилляторы, которые, работая совместно с источниками питания дуги, обеспечивают ее возбуждение наложением на сварочные провода тока высокого напряжения (3000—6000 В) и высокой частоты (150—250 кГц). Такой ток не представляет большой опасности для сварщика при соблюдении им правил электробезопасности, но дает возможность возбуждать сварочную дугу, не касаясь электродом изделия. Высокая частота обеспечивает спокойное горение дуги даже при малых сварочных токах основного источника. Электрическая схема осциллятора ОСПЗ-201 приведена на рис.1,

Рис.1 Электрическая схема осциллятора, включенного в сварочную цепь параллельно

Рис.2 Электрическая схема осциллятора последовательного включения

Как видно из схемы, осциллятор включен в сварочную цепь параллельно и в цепь переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Предохранитель П_р1 обеспечивает безаварийную работу помехозащитного фильтра ПЗ, состоящего из батареи конденсаторов. Высоковольтный низкочастотный трансформатор Т1 повышает напряжение до 6 кВ. На стороне высокого напряжения трансформатора Т1 находится высокочастотный искровой генератор, состоящий из разрядника ФВ, конденсатора Сг и первичной обмотки трансформатора высокой частоты и напряжения Т2. Этот генератор является колебательным контуром, в котором беспрерывно, с большой скоростью, накапливаются в конденсаторе и разряжаются через искровой разрядник импульсы тока высокого напряжения, создавая высокочастотную характеристику трансформатора Т2. Для защиты источника от тока высокого напряжения служит фильтр в виде конденсатора Сп, а предохранитель П_р2 защищает обмотку трансформатора Т2 от пробоев фильтра Сп. Осциллятор может питаться не от сети, а непосредственно от сварочной цепи, что улучшает его свойства.

Осцилляторы последовательного включения (рис.2) считаются более эффективными, так как не требуют установки в цепи источника специальной защиты от высокого напряжения. Как видно из схемы, катушка 1к включена последовательно со сварочной дугой, остальные обозначения схемы аналогичны рис.1. При работе осциллятора разрядник издает тихое потрескивание; искровой зазор величиной 1,6—2 мм может быть установлен регулировочным винтом, но только при отключенном от сети осцилляторе. Следует иметь в виду, что установка и ремонт осцилляторов требуют более высокой квалификации электротехнического персонала. Основные типы применяемых осцилляторов и их характеристики приведены в табл.

При сварке переменным током требуются возбудители с импульсным питанием, которые наряду с первоначальным возбуждением дуги должны способствовать ее зажиганию при смене полярности переменного тока. Казалось бы, что сварочные осцилляторы отвечают этому требованию. Однако они неудовлетворительно выполняют повторные зажигания при смене полярности переменного тока источника, в результате чего действующий сварочный ток колеблется и ухудшается качество сварки. Кроме того,  несинхронизированные сварочные осцилляторы создают значительные радиопомехи.

Другим способом бесконтактного возбуждения дуги является применение импульсных генераторов, использующих накопительные емкости, которые заряжаются от специального зарядного устройства и в моменты повторного возбуждения дуги разряжаются на дуговой промежуток. Так как фаза перехода сварочного тока через нуль во время сварки не остается строго постоянной, то для обеспечения надежной работы генератора необходимо устройство, позволяющее синхронизировать разряды емкости с моментами перехода тока дуги через ноль.

Далее: Требование к сварочной аппаратуре