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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Management des Hochfrequenz-Mikroschweißens. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schweißgeräte Das Hochfrequenz-Mikroschweißen ist zum Schweißen von Metallen, Kunststoffen, zum Löten von Kupferdrähten usw. bestimmt. Die Verwendung von Hochfrequenzstrom zeichnet sich durch hochwertige Nähte, stabiles Brennen des Lichtbogens, reduzierten Stromverbrauch und eine reibungslose Regulierung des Schweißstroms aus. Bei herkömmlichen Schweißgeräten erfolgt die Stromregelung über einen Ballastwiderstand, der dazu dient, die zum Schweißen erforderliche „fallende“ Lastcharakteristik zu erreichen. Ein erheblicher Teil des Stroms in einem solchen System wird für die Beheizung des Rheostaten aufgewendet. Der zweite wesentliche Nachteil des klassischen Schweißens ist die Notwendigkeit einer erhöhten Spannung, um eine stabile Lichtbogenzündung zu erzeugen. Der Einsatz einer Wechselrichterquelle mit Feldeffekttransistoren als elektronische Schalter ermöglicht eine Reduzierung der Schweißspannung bei gleichzeitiger Verbesserung anderer Indikatoren. Die elektronische Schaltung des Mikroschweißgerätes generiert durch Rückmeldung von Spannung und Strom automatisch die Belastungskennlinie des benötigten Typs. Mit der Feedback-Einstellung können Sie eine beliebige Steigung der Lastkennlinie einstellen. Die Schaltung sorgt für eine automatische Überwachung der Temperatur des Halbleiterwandlers und eine rechtzeitige Reduzierung des Laststroms mit einer Schutzschaltung gegen Überhitzung der Schlüsseltransistoren; eine automatische Regelung der Schweißdrahtvorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Last reduziert den Verbrauch. Der Betrieb des elektronischen Reglers basiert auf der Umwandlung von Gleichspannung in gepulste Spannung mit Einschaltdauerregelung mithilfe eines Schlüsselwechselrichters.
Das Gerät (Abb. 1) besteht aus:
Der Master-Oszillator ist auf einem DA2-Timer-Chip aufgebaut. Die Spannungsversorgung des Generators wird durch die Mikroschaltung DA3 stabilisiert. In der untersten Position des Widerstandsschiebers R2 ist die Impulsdauer am Ausgang 3 des DA2-Generators maximal, ebenso der Schweißstrom, in der oberen Position minimal. Die maximale Leistung wird durch den verwendeten Transformator T1 und den maximalen Drainstrom der Gruppe der Feldeffekttransistoren VT2...VT4 bestimmt. Die Größe des Stromimpulses, der beim Kontaktschweißen von Metallen auftritt, kann mehrere zehn Ampere erreichen. Daher sind die Transistoren bei der Montage auf einem gemeinsamen Strahler parallel geschaltet. Die Drain- und Source-Anschlüsse der Transistoren sind an gemeinsame Busse angeschlossen, die Ausgangsanschlüsse erfolgen über eine Litze mit einem Querschnitt von mindestens 6 mm2. Die Stabilisierung der Ausgangsspannung erfolgt durch einen Gegenkopplungskreis. Stromspannung. Das OS wird aus dem Schweißkreis entfernt und dem Steuereingang des Parallelstabilisators DA1 zugeführt, der mit dem Steuerkreis (an Eingang 5) des DA2-Timers verbunden ist. Mit zunehmender Ausgangsspannung steigt die Steuerspannung am Eingang 1 DA1, öffnet stärker und überbrückt Eingang 5 DA2, was zu einer Verkürzung der Dauer des Generatorausgangsimpulses und einer Verringerung der elektrischen Schweißspannung führt. Bei sinkender Ausgangsspannung erfolgt der umgekehrte Vorgang, d. h. An der Last wird ein Spannungsstabilisierungsmodus erzeugt. Die für Schweißarbeiten erforderliche Kennlinie wird über den Widerstand R6 durch Spannungsanpassung eingestellt. Betriebssystem kommt bei DA1 an. Der Spannungsabfall am Shunt-Widerstand RS1, proportional zum Laststrom, wird über einen Teiler R14 dem Steuereingang des Parallelstabilisators DA4 zugeführt, der im Basiskreis des VT1-Schalters enthalten ist. Bei Überlastung steigt die Spannung an RS1, DA4 öffnet mehr und umgeht den Basiskreis VT1. Der Transistor schließt und der Durchgang von Impulsen vom Multivibrator zu den Gates der Transistoren VT2.VT4 stoppt, wodurch der Kurzschlussstrom im Schweißkreis begrenzt werden kann. Die Feldeffekttransistoren VT2...VT4 arbeiten im Schaltmodus und öffnen, wenn Impulse an den Gates ankommen. Um ihr Schließen nach dem Ende des Impulses zu beschleunigen, werden die Gate-Schaltkreise über den internen Timer-Transistor DA2 gegen Masse geschlossen. Die Impulsdiode VD3 verhindert das spontane Öffnen von Transistoren. Die Temperatur von Feldeffekttransistoren sollte bei Betriebsstrom die Nenntemperatur nicht überschreiten. Ihre Temperatur wird durch den am Kühler installierten Thermistor RK1 gesteuert. Ein Temperaturanstieg führt zu einer Verringerung des Widerstands des Thermistors, einem Anstieg der Spannung an Pin 1 von DA1, seiner größeren Öffnung, einer Verringerung der Frequenz des DA2-Generators und einer entsprechenden Verringerung der Ausgangsleistung. Um Oxidationsprozesse beim Schweißen mit unbeschichtetem Bimetalldraht zu vermeiden, wird der Schweißstelle über das an der Rohrleitung installierte Ventil K1 Inertgas zugeführt. Der C7-L1-C8-Filter eliminiert Störungen unter Last und verhindert einen Spannungsabfall zwischen den Impulsen, sodass der Schweißlichtbogen nicht unterbrochen wird. Um das Vorhandensein der Ausgangsspannung zu überwachen, verwenden Sie die HL1-LED. Die meisten Elemente der Steuereinheit sind auf einer Leiterplatte mit den Maßen 104x65 mm untergebracht (Abb. 2). Die Leiterplatte und der Leistungstransformator befinden sich in einem Metallgehäuse in separaten Fächern. Strom-, Drehzahl- und Kennlinienregler mit Schaltelementen sowie ein Amperemeter befinden sich auf der Frontplatte des Gerätes, der Lüfter (falls vorhanden) befindet sich an der Rückwand.
Das Gerät verwendet einen Leistungstransformator vom Typ OSO-0,4 oder TS320. Der Transformator wird zerlegt, alle Sekundärwicklungen werden entfernt und neue werden mit einem Bündel mehrerer Wicklungsdrähte (um den Rahmen besser auszufüllen) mit einem Gesamtquerschnitt von 3 mm2 gewickelt. Die Anzahl der Windungen wird durch die Abmessungen des Rahmens (vor dem Füllen) bestimmt. Die Wicklungen sind in Reihe geschaltet. Die Dioden VD5 und VD6 sind auf einer separaten Platine installiert. Sie sind mit „Flag“-Heizkörpern der Größe 50x100 mm ausgestattet. Die im Diagramm durch dickere Linien gekennzeichneten Stromkreise bestehen aus Litzendraht mit Vinylisolierung und einem Querschnitt von mindestens 4 mm2. Beim Schweißen mit 0,6 mm Schweißdraht (halbautomatisch) wird dieser über einen Mechanismus, bestehend aus einem Vorschubmotor und einem Räummechanismus, der Schweißstelle zugeführt. Der Knopf SB1 „Start“ befindet sich am Kabel und am Zufuhrschlauch für Inertgas. Der Stromversorgungskreis für den Vorschubmotor M1 besteht aus einem Drehzahlregler an einem analogen Stabilisator DA5 und einem Stromverstärker an einem Transistor VT5. Beim Widerstandsschweißen sind runde Kupfer-Graphit-Elektroden 1...3 mm mit spitzem Ende zum leichteren Schweißen und einer Spannvorrichtung erforderlich. Wenn möglich, sollte der Stromkreis durch einen Lüfter aus dem Computer-Netzteil ergänzt und an einen 12-V-Stromkreis angeschlossen werden. Das Inertgas-Versorgungsventil ist industriell, das Amperemeter PA1 (mit einem externen Shunt von 75 mV und einer Skala von 50...100 A) ist vom Typ M4200. Festwiderstände – Typ S2-29, variabel – SPO-0,5; SZR. Mögliche Elementaustausche sind in Tabelle 1 aufgeführt, und Tabelle 2 zeigt geeignete Typen von Feldeffekttransistoren.
Die Drossel L1 besteht aus einem Ferritring (2000NM) mit einem Durchmesser von 42 mm. Die Wicklung besteht aus 30...40 Windungen Litzendraht mit einem Querschnitt von 4 mm2. Die Einrichtung eines Mikroschweißgeräts besteht aus der anfänglichen Einstellung der Drahtvorschubgeschwindigkeit mit dem Widerstand R10, den Mikroschweißstromeigenschaften – R6, der Stromeinstellung – R2 und dem Schutz gegen Elektrodenkleben – R14. Nach einer kurzen Betriebszeit sollten die Elemente des Kreislaufs auf Erwärmung überprüft werden; bei Temperaturen über 80 °C ist eine Vergrößerung der Heizkörperfläche erforderlich. Der Startknopf SA1 schaltet das Ventil K1 und den Generator auf dem DA2-Chip ein, während an der Schweißelektrode zunächst keine Spannung anliegt. Das Auftreten der Schweißspannung mit einer Verzögerung, abhängig von der Ladezeit des Kondensators C3, führt zu einer anschließenden Drehung des Drahtvorschubmotors M1 mit einer Geschwindigkeit, die von der Position des Widerstandsmotors R10 abhängt. Um Augenverbrennungen durch die ultraviolette Strahlung des Schweißlichtbogens zu vermeiden, werden beim Arbeiten Schweißerschutzbrillen mit UV-Filter verwendet. Autoren: V. Konovalov, A. Vanteev, Kreativlabor „Automatisierung und Telemechanik“, Irkutsk.
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