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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Controllo della microsaldatura ad alta frequenza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / attrezzatura per saldatura La microsaldatura ad alta frequenza è destinata alla saldatura di metalli, plastica, saldatura di fili di rame, ecc. Le caratteristiche distintive dell'utilizzo della corrente ad alta frequenza sono cuciture di alta qualità, combustione stabile dell'arco, consumo energetico ridotto e regolazione regolare della corrente di saldatura. La regolazione attuale nelle saldatrici tradizionali viene effettuata da un reostato zavorrato, che serve ad ottenere la caratteristica di carico “di caduta” richiesta per la saldatura. Una parte significativa dell'elettricità in un tale sistema viene spesa per riscaldare il reostato. Il secondo svantaggio significativo della saldatura classica è la necessità di una maggiore tensione per produrre un'accensione stabile dell'arco. L'uso di una sorgente inverter con transistor ad effetto di campo come interruttori elettronici consente di ridurre la tensione di saldatura migliorando al contempo altri indicatori. Il circuito elettronico del dispositivo di microsaldatura genera automaticamente la caratteristica di carico del tipo richiesto grazie al feedback di tensione e corrente. La regolazione del feedback consente di impostare qualsiasi pendenza della caratteristica del carico. Il circuito prevede il monitoraggio automatico della temperatura del convertitore a semiconduttore e la riduzione tempestiva della corrente di carico con un circuito di protezione contro il surriscaldamento dei transistor chiave; la regolazione automatica della velocità di avanzamento del filo di saldatura in base al carico ne riduce il consumo. Il funzionamento del regolatore elettronico si basa sulla conversione della tensione continua in tensione pulsata con regolazione del duty cycle mediante un inverter a chiave.
Il dispositivo (Fig. 1) è composto da:
L'oscillatore principale è assemblato su un chip timer DA2. L'alimentazione del generatore è stabilizzata dal microcircuito DA3. Nella posizione più bassa del cursore del resistore R2, la durata dell'impulso sull'uscita 3 del generatore DA2 è massima, così come la corrente di saldatura, nella posizione superiore è minima. La potenza massima è determinata dal trasformatore utilizzato T1 e dalla corrente di drenaggio massima del gruppo di transistor ad effetto di campo VT2...VT4.L'entità dell'impulso di corrente che si verifica durante la saldatura a contatto dei metalli può raggiungere decine di ampere. Pertanto, i transistor sono collegati in parallelo con il montaggio su un radiatore comune. I terminali di drain e source dei transistor sono collegati su bus comuni, le connessioni di uscita sono realizzate con un filo a trefolo con una sezione trasversale di almeno 6 mm2. La stabilizzazione della tensione di uscita è implementata da un circuito di feedback negativo. Voltaggio. L'OS viene rimosso dal circuito di saldatura e fornito all'ingresso di controllo dello stabilizzatore parallelo DA1, collegato al circuito di controllo (all'ingresso 5) del timer DA2. All'aumentare della tensione di uscita, aumenta la tensione di controllo sull'ingresso 1 DA1, si apre più fortemente e devia l'ingresso 5 DA2, il che porta ad una riduzione della durata dell'impulso di uscita del generatore e ad una diminuzione della tensione di saldatura elettrica. Quando la tensione di uscita diminuisce, si verifica il processo inverso, vale a dire viene creata una modalità di stabilizzazione della tensione sul carico. La caratteristica richiesta per i lavori di saldatura viene impostata dal resistore R6 regolando la tensione. Sistema operativo in arrivo su DA1. La caduta di tensione sulla resistenza di shunt RS1, proporzionale alla corrente di carico, viene alimentata attraverso un divisore R14 all'ingresso di controllo dello stabilizzatore parallelo DA4, incluso nel circuito di base dell'interruttore VT1. In caso di sovraccarico, la tensione su RS1 aumenta, DA4 si apre di più e bypassa il circuito di base VT1. Il transistor si chiude e il passaggio degli impulsi dal multivibratore alle porte dei transistor VT2.VT4 si interrompe, il che consente di limitare la corrente di cortocircuito nel circuito di saldatura. I transistor ad effetto di campo VT2...VT4 funzionano in modalità di commutazione e si aprono quando gli impulsi arrivano alle porte. Per accelerarne la chiusura al termine dell'impulso, i circuiti di gate vengono chiusi a massa tramite il transistor temporizzatore interno DA2. il diodo a impulsi VD3 elimina l'apertura spontanea dei transistor. La temperatura dei transistor ad effetto di campo alla corrente operativa non deve superare il valore nominale. La loro temperatura è controllata dal termistore RK1 installato sul radiatore. Un aumento della temperatura porta ad una diminuzione della resistenza del termistore, un aumento della tensione sul pin 1 di DA1, una sua maggiore apertura, una diminuzione della frequenza del generatore DA2 e una corrispondente diminuzione della potenza in uscita. Per eliminare i processi di ossidazione durante la saldatura con filo bimetallico non rivestito, il gas inerte viene fornito al sito di saldatura utilizzando la valvola K1 installata sulla tubazione. Il filtro C7-L1-C8 elimina le interferenze sotto carico e previene le cadute di tensione tra gli impulsi, impedendo la rottura dell'arco di saldatura. Per monitorare la presenza di tensione in uscita utilizzare il LED HL1. La maggior parte degli elementi dell'unità di controllo sono posizionati su un circuito stampato di 104x65 mm (Fig. 2). Il circuito stampato e il trasformatore di alimentazione si trovano in una custodia metallica in scomparti separati. I regolatori di corrente, velocità e caratteristiche con elementi di commutazione e un amperometro si trovano sul pannello frontale dell'apparecchio, la ventola (se installata) si trova sulla parete posteriore.
Il dispositivo utilizza un trasformatore di alimentazione del tipo OSO-0,4 o TS320. Il trasformatore viene smontato, tutti gli avvolgimenti secondari vengono rimossi e quelli nuovi vengono avvolti con un fascio di più fili di avvolgimento (per riempire meglio il telaio) con una sezione totale di 3 mm2. Il numero di giri è determinato dalle dimensioni del telaio (prima del riempimento). Gli avvolgimenti sono collegati in serie. I diodi VD5 e VD6 sono installati su una scheda separata. Sono dotati di radiatori “a bandiera” da 50x100 mm. I circuiti di potenza, indicati nello schema con linee ispessite, sono realizzati con fili cordati in isolamento vinilico di sezione pari ad almeno 4 mm2. Quando si salda con filo di saldatura da 0,6 mm (semiautomatico), viene alimentato al sito di saldatura utilizzando un meccanismo costituito da un motore di avanzamento e un meccanismo di brocciatura. Il pulsante SB1 "Start" si trova sul filo e sul tubo di alimentazione del gas inerte. Il circuito di alimentazione per il motore di alimentazione M1 è costituito da un regolatore di velocità su uno stabilizzatore analogico DA5 e un amplificatore di corrente su un transistor VT5. Nella saldatura a resistenza sono necessari elettrodi rotondi in grafite di rame da 1...3 mm con un'estremità appuntita per facilitare la saldatura e un dispositivo di serraggio. Se possibile, è opportuno integrare il circuito con una ventola dell'alimentatore del computer, collegandola ad un circuito a 12V. La valvola di alimentazione del gas inerte è industriale, l'amperometro PA1 (con uno shunt esterno di 75 mV e una scala di 50...100 A) è di tipo M4200. Resistori fissi - tipo S2-29, variabile - SPO-0,5; DSP. Le possibili sostituzioni degli elementi sono fornite nella Tabella 1 e la Tabella 2 mostra i tipi adatti di transistor ad effetto di campo.
Lo starter L1 è realizzato su un anello di ferrite (2000NM) con un diametro di 42 mm. L'avvolgimento è costituito da 30...40 spire di filo a trefolo con sezione di 4 mm2. La configurazione di un dispositivo di microsaldatura consiste nell'impostare inizialmente la velocità di avanzamento del filo con il resistore R10, le caratteristiche della corrente di microsaldatura - R6, la regolazione della corrente - R2 e la protezione contro l'incollamento dell'elettrodo - R14. Dopo un breve periodo di funzionamento è opportuno verificare il riscaldamento degli elementi del circuito; a temperature superiori a 80°C è necessario aumentare la superficie dei radiatori. Il pulsante di avvio SA1 accende la valvola K1 e il generatore sul chip DA2, mentre inizialmente non c'è tensione sull'elettrodo di saldatura. La comparsa della tensione di saldatura con un ritardo dipendente dal tempo di carica del condensatore C3 provoca la successiva rotazione del motore trainafilo M1 ad una velocità dipendente dalla posizione del motore della resistenza R10. Per evitare ustioni agli occhi dovute ai raggi ultravioletti dell'arco di saldatura, durante il lavoro vengono utilizzati occhiali protettivi per saldatura con filtro UV. Autori: V. Konovalov, A. Vanteev, Laboratorio creativo "Automazione e telemeccanica", Irkutsk.
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