Кіріспе

Дәнекерлеу қуат көзі – доғалы дәнекерлеуді жүзеге асыру үшін электр тоғын жеткізіп беруге немесе өзгертуге арналған құрылғы. Қорғалған металлмен дәнекерлеуден (SMAW) бастап, газды металлмен дәнекерлеу (GMAW) немесе газды вольфраммен дәнекерлеу (GTAW) сияқты инерт газ қорғауымен жүзеге асырылатын, бірнеше доғалы дәнекерлеу процестері бар. Дәнекерлеу қуат көздері, ең алдымен, дәнекерлеушіге токтың айнымалы ток (AC) немесе тұрақты ток (DC) ретінде, сондай-ақ токтың және кернеудің шамасын бақылау мүмкіндігін беретін құрылғылар болып табылады. Газ қорғауы қолданылатын дәнекерлеу процестері үшін қуат көздері газды қосу мүмкіндігін және газ ағынын реттеу әдістерін ұсынады. Оператор металдың түріне, қалыңдығына және қолданылатын техникаға қарай қажетті параметрлер шегінде осы факторларды орната алады. Дәнекерлеу қуат көздерінің көпшілігі қуатты өндірмейді, олардың орнына операторға қажеттілікке орай электрлік қасиеттерді реттеуге мүмкіндік беретін басқарылатын трансформаторлар ретінде жұмыс істейді. Дегенмен, кейбір дәнекерлеу салаларында, әсіресе электр желісінен шалқауланған аймақтарда қолданылатын SMAW дәнекерлеуінде, электр қуатын өндіру және токты өзгерту функцияларын бірге біріктіретін, көлікке немесе тіркемеге орнатылған жылжымалы құрылғылар қолданылады.

Жіктеу

Дәнекерлеу машиналары әдетте тұрақты ток (СТ) немесе тұрақты кернеу (КВ) деп жіктеледі; тұрақты ток машинасы тұрақты токты сақтау үшін шығыс кернеуін өзгертеді, ал тұрақты кернеу машинасы белгіленген кернеуді сақтау үшін шығыс тогын өзгертеді. Қалқанды металл доғалы дәнекерлеу және газ вольфрамды доғалы дәнекерлеу тұрақты ток көзін пайдаланады, ал газ металл доғалы дәнекерлеу және флюс өзекті доғалы дәнекерлеу көбінесе тұрақты кернеу көздерін пайдаланады, бірақ кернеуді сезімтал сым жетегімен тұрақты токқа да қол жеткізуге болады. Тұрақты ток көздері қолмен орындалатын дәнекерлеу операциялары үшін қолданылады, мысалы, қалқанды металл доғалы дәнекерлеу немесе газ вольфрамды доғалы дәнекерлеу. Қолмен жасалатын процестер болғандықтан, доға ұзындығы операция барысында тұрақты болмайды. Бұл жұмыс кескінінің үстінде қолды дәнекерлеу кезінде дәл сол күйде ұстау үшін өте жоғары дағды талап ететініне байланысты. Тұрақты ток көзін пайдалану доға ұзындығы өзгерсе де, доға кернеуінің өзгеруіне қарамастан, дәнекерлеу тогы көп өзгермейді және дәнекерлеу аймағына берілетін жылу мөлшері операция барысында шамалы өзгеріп тұрады. Егер дәнекерлеуші қалқанды металл доғалы дәнекерлеу (SMAW) үшін тұрақты кернеу (КВ) машинасына тырысса, доға қашықтығының шағын ауытқулары машинаның ток шығысында елеулі өзгерістерге әкеледі. Тұрақты ток (СТ) машинасымен дәнекерлеуші электр доғасының қаншалықты қысқа немесе ұзын болғанына қарамастан, материалға жететін ампердің белгілі бір мөлшеріне сенуі мүмкін.

Трансформатор

Трансформаторлық типтегі дәнекерлеу қуат көзі электр желісінен (әдетте 230 немесе 115 В айнымалы ток) орташа кернеу және орташа ток электр қуатын жоғары ток пен төмен кернеуге, әдетте 17 және 45 (ашық тізбек) вольт аралығында және 55-590 амперге дейін түрлендіреді. Қымбат машиналарда түзеткіш айнымалы токты тұрақты токқа айналдырады. Бұл конструкция дәнекерлеушіге шығыс тогын таңдауға мүмкіндік береді: бастапқы ораманы екіншілік орамаға жақындату немесе алыстату арқылы, магниттік шунтты трансформатордың өзегіне енгізіп, шығару арқылы, сериялық қанықтыру реакторын екіншілік ток шығысымен тізбектеп қосу арқылы немесе дәнекерлеушіге трансформатордың екіншілік орамасындағы белгілі бір шығыршықтардан шығыс кернеуін таңдауға рұқсат ету арқылы. Бұл трансформаторлық типтегі машиналар әдетте ең арзан болып келеді. Азайтылған құн үшін төлем – таза трансформаторлық конструкциялар көбінесе үлкен және ауыр болады, өйткені олар 50 немесе 60 Гц жиілігіндегі электр желісінде жұмыс істейді. Мұндай төмен жиілікті трансформаторлардың жоғары магниттеу индуктивтігі болуы керек, бұл пайдасыз шунт тогын болдырмауға мүмкіндік береді. Дәнекерлеу таяқшасы жұмыс дайындамасына жабысып қалған жағдайда қысқа тұйықталудан қорғау үшін трансформатордың шашырау индуктивтігі де маңызды болуы мүмкін. Шашырау индуктивтілігі өзгермелі болуы мүмкін, сонда оператор шығыс тогын реттеуге болады.

Генератор және генератор

Дәнекерлеу қуат көздері механикалық энергияны электр энергиясына айналдыру үшін генераторларды немесе ток өндіргіштерді де пайдалана алады. Қазіргі заманғы конструкциялар көбінесе ішкі жану қозғалтқышымен жұмыс істейді, бірақ ескі машиналар электр қозғалтқышын пайдаланып ток өндіргішті немесе генераторды қозғайды. Бұл конфигурацияда желілік қуат алдымен механикалық энергияға, содан кейін электр энергиясына айналады, бұл трансформаторға ұқсас кернеуді төмендету әсеріне қол жеткізу үшін жасалады. Генератордың шығысы тура ток немесе тіпті жоғары жиілікті айнымалы ток болуы мүмкін болғандықтан, бұл ескі машиналар кез келген типтегі түзеткіштерді қажет етпей айнымалы токтан тура ток өндіре алады, сондай-ақ бұрын қолданылған гелиарк (қазір көбінесе TIG деп аталады) дәнекерлеу машиналарын іске асыру үшін де қолданылуы мүмкін, онда жоғары жиілікті модуль қорабын қосу қажеттілігін ток өндіргіш тікелей жоғары жиілікті айнымалы ток өндіру арқылы жояды.

Инвертор

Жоғары қуатты жартылай өткізгіштердің, мысалы, оқшауланған қақпалы биполярлы транзистордың (IGBT) пайда болуынан бастап, қазір доғалы дәнекерлеудің жоғары жүктемелеріне төтеп бере алатын коммутациялық режимдегі қуат көзін құру мүмкін болды. Бұл конструкциялар инверторлы дәнекерлеу машиналары деп аталады. Олар әдетте алдымен желілік айнымалы токты (AC) тұрақты токқа (DC) түзетіп алады; содан кейін тұрақты токты (DC) қажетті дәнекерлеу кернеуін немесе тогын алу үшін төмендетуші трансформаторға түрлендіреді (инверттейді). Коммутация жиілігі әдетте 10 кГц немесе одан жоғары болады. Жоғары коммутация жиілігі күрделі компоненттер мен тізбектерді талап етеді, бірақ төмендетуші трансформатордың көлемін күрт азайтады, себебі белгілі бір қуат деңгейіне жету үшін қажетті магниттік компоненттердің (трансформаторлар мен индукторлардың) массасы жұмыс (коммутациялық) жиілігі артаған сайын тез төмендейді. Инвертор тізбегі қуатты басқару және артық жүктемеден қорғау сияқты мүмкіндіктерді де қамтамасыз ете алады. Жоғары жиілікті инверторлы дәнекерлеу машиналары, әдетте, инверторсыз дәнекерлеу машиналарына қарағанда тиімдірек және өзгермелі функционалдық параметрлерді жақсырақ басқарады. Инверторлы машинадағы IGBT-лер микробақылаушымен басқарылады, сондықтан дәнекерлеу қуатының электрлік сипаттамаларын бағдарламалық жасақтама арқылы нақты уақытта, тіпті цикл бойынша өзгертуге болады, ал жүздеген, тіпті мыңдаған циклдар бойы баяу өзгертулер жасаудың орнына. Әдетте, бақылаушы бағдарламалық жасақтамасы дәнекерлеу тогын импульстік ету, дәнекерлеу циклы бойында өзгермелі коэффициенттер мен ток тығыздықтарын қамтамасыз ету, ауыстырылған немесе қадамдық өзгермелі жиіліктерді қамтамасыз ету және автоматты нүктелік дәнекерлеуді жүзеге асыру үшін қажетті уақытты белгілеу сияқты функцияларды іске асырады; мұндай мүмкіндіктерді трансформаторлық машинаға енгізу өте қымбатқа түсер еді, бірақ бағдарламалық басқарумен жабдықталған инверторлық машинада тек бағдарламалық жадты қажет етеді. Сол сияқты, қажет болған жағдайда, бағдарламалық жасақтаманы жаңарту арқылы, жаңа модельді дәнекерлеу машинасы сатып алудың орнына, бағдарламалық басқарумен жабдықталған инверторлық машинаға жаңа мүмкіндіктерді қосуға болады.

Басқа түрлері

Трансформаторларды, мотор/генераторларды және инверторларды пайдаланатын типтерден өзге де дәнекерлеушілердің қосымша түрлері бар. Мысалы, лазерлік дәнекерлеушілер де кездеседі, оларға бұрын талқыланған дәнекерлеу қуат көздеріне жатпайтын, мүлдем басқа типтегі дәнекерлеу қуат көзі қажет. Сол сияқты, нүктелік дәнекерлеуге де басқа типтегі дәнекерлеу қуат көзі керек болады, оның құрамында басқа дәнекерлеу қуат көздерінде сирек кездесетін күрделі уақыт тізбектері мен үлкен конденсаторлар жиынтығы болады.