Инверторные источники питания дуги
Обычные сварочные аппараты имеют значительные габариты и большой вес, что определяется размерами и весом трансформатора, работающего на низкой (50 Гц) частоте. Известно, что сечение магнитопровода трансформатора зависит от частоты. Чем больше частота, тем меньшее сечение магнитопровода требуется для передачи определенной мощности. Поэтом в настоящее время, в связи с развитием полупроводниковых технологий, появилась возможность значительно уменьшить сечение магнитопровода трансформатора, за счет увеличения частоты питания (инверсия частоты сети).
Принцип работы такого преобразователя (инвертора) заключается в следующем. Напряжение питающей сети 220 или 380 вольт с частотой 50 Гц выпрямляется диодным мостом 1. Этим напряжением питается высокочастотный генератор на транзисторах Т1, Т2 и конденсаторах С1, С2, работающий на частоте 30 – 50 КГц. Конденсаторы заражаются напряжением, снимаемым с выпрямителя 1 и поочередно разряжаются через транзисторы Т1и Т2 на первичную обмотку трансформатора Тр. Переключение транзисторов производится блоком управления 3. Со вторичной обмотки трансформатора высокочастотный ток напряжением 60 вольт подается на мощный выпрямитель 3, с него снимается постоянное напряжение, которое и поступает на сварочный пост. Схема инверторного преобразователя приведена на рисунке 19.
Термитная сварка
Термитная сварка осуществляется при помощи тепла, получаемого от сгорания порошкообразных термитных смесей (термитов) Смесь составляют из порошков металлов, обладающих большим сродством к кислороду, и порошка окиси железа. Термитная смесь воспламеняется при введении в нее специального запала. Внутри смеси возникают реакции, выделяющие большое количество тепла и развивающие очень высокую температуру, при которой расплавляется даже основной металл.
На практике получили распространение алюминиевый и магниевый термиты. Состав алюминиевого термита: 20 – 23 % алюминия и 77 – 80 % железной окалины. Температура, развиваемая при горении алюминиевого термита, достигает 2600 – 3 000 0С. На практике применяют три способа термитной сварки давлением, плавлением и комбинированный. При сварке давлением продукты термитной реакции используют как аккумулятор тепловой энергии. Нагретая термитная смесь придает свариваемым торцам изделия пластичность, что позволяет соединить их сжатием.
Сварку плавлением производят в особых огнеупорных формах, в которые устанавливают кромки свариваемых изделий. Образующийся при горении термита перегретый расплав сплавляет кромки изделий, создавая вблизи них ванну жидкого металла, покрытого слоем шлака. Шлак предохраняет металл от окисления и быстрого остывания, что обеспечивает хорошее качество сварного соединения.
Комбинированный способ применяют, как правило, при сварке рельсовых стыков. Количество термита выбирают так, чтобы нижняя часть формы была заполнена расплавленным металлом, а верхняя – расплавленным шлаком. После заливки формы рельсы сжимают. В результате нижняя часть сваривается плавлением, а верхняя – давлением.