EXPLOATAREA ECHIPAMENTELOR UTILAJELOR, A APARATELOR si DISPOZITIVELOR NECESARE SUDARII CU ARC ELECTRIC

Pentru mentinea arcului electric, sunt necesare surse de curent la care o data cu cresterea curentului, tensiunea sa scada, insa nu sub valoarea necesara mentinerii arcului, iar la variatia lungimii arcului, curentul si tensiunea sa varieze cat mai putin pentru ca arcul sa se mentina stabil.

Pentru amorsarea arcului este necesara o tensiune in gol suficient de mare de 70 - 80 V, iar la formarea acesteia, ea sa scada foarte repede, astfel incat pentru mentinerea arcului, tensiunea necesara stabila sa fie de 20 - 35 V, peste intensitati de curent de peste 60 A. la sudarea cu electrozi inveliti.

Pentru ca sudarea sa se poata efectua cu mai multe dimensiuni de electrozi, este necesar ca sursele de energie sa aiba un domeniu de reglare a curentului cat mai larg, adica de la 30 -40 A cat este necesar pentru topirea electrozilor subtiri de 1,5 - 2 mm diametru, pana la 300 A, eventual mai mare pentru sudarea cu electrozi de 5 sau de 6 mm sau de Φ mai mare.

Echipamentul de sudare este un ansamblu de unelte, aparate, instrumente, masini de lucru, etc., necesare pentru efectuarea proceselor de sudare ; sunt alcatuite din mai multe componente principale sau auxiliare (cabluri, aparate de masura si control, instalatii de reglare). Principala componenta a unui echipament de sudare este sursa de curent (de putere). Prin sursa de sudare cu arc electric se intelege un echipament de sudare cu arc electric care furnizeaza si controleaza energia electrica necesara alimentarii arcului. Se intelege ca sursa trebuie sa faca acest lucru in asa fel incat sa fie respectate conditiile cerute de tehnologia de sudare prevazuta.

Clasificarea surselor de sudare pentru sudarea cu arc electric este prezentata in tabelul urmator:

Criteriul de clasificare	Clase	Exemplu	Definitii
Forma energiei primare	Electrica	Transformator, redresor, convertizor
	Mecanica	Grup electrogen
Forma caracteristicii externe	Coboratoare	Redresor, transformator, generator	Sursa cu caracteristica externa la care tensiunea scade mult cand creste curentul (panta mai mare de 4-5V/100A)
	Rigida	Redresor, generator	Sursa cu caracteristica externa slab crescatoare sau coboratoare, adica tensiunea ramane aproape constanta la variatia curentului
	Reglabila	Redresor, generator	Sursa a carei caracteristica externa poate fi modificata in intervalul caracteristica rigida-caracteristica coboratoare
Numarul posturilor de sudare alimentate simultan	Sursa monopost	Transformator, redresor, generator	Sursa pentru sudare cu arc electric, destinata alimentarii unui singur post de sudare
	Sursa multipost	Transformator, redresor	Sursa pentru sudare cu arc electric, destinata alimentarii simultane a doua sau mai multe posturi de sudare
Procedeul de sudare pentru care sunt destinate	- cu electrozi inveliti - sub flux - MIG ; MAG - WIG, etc.	Eseu: Lista control - utilizare presa hidraulica monoetajata cu ulei pentru incheiat panouri din elemente de lemn masiv Referat: Aparatul izolant cu aer comprimat
Felul constructiei	Independenta	Redresor, transformator, etc.	Sursa realizata ca o unitate constructiva independenta, neincorporata intr-un ansamblu
	Incorporata	Instalatie MIG, MAG, etc.	Sursa incorporata intr-o unitate constructiva care indeplineste si alte functiuni
Felul montarii	Fixe	Redresor multipost, transformator multipost, surse in linii tehnologice	Surse care sunt prevazute a functiona in acelasi loc un timp indelungat
	Mobile	Redresor, transformator, convertizor	Surse prevazute cu dispozitive necesare pentru a putea fi deplasate dintr-un loc in altul
	Portabile	Transformator	Surse care pot fi purtate in mana de catre un singur om
Locul exploatarii	Pentru interior	Redresor, transformator	Surse destinate a fi utilizate in locuri acoperite, ferite de actiunea ploii, vantului, etc.
	Pentru exterior	Grup electrogen	Surse destinate a fi utilizate in exterior (aer liber)

Dupa felul curentului, sursele de sudare pot fi :

de curent continuu;

de curent alternativ

Acestea la randul lor pot fi: printr-un post de sudare (monopost) sau pentru mai multe (multipost).

Schema instalatiei de sudare manuala prin topire electrica:

cablu de alimentare electrica de la retea;

tablou electric de distributie;

automat de protectie ;

sursa de curent de sudare (utilajul de curent alternativ sau curent continuu) ;

cablu de sudare ;

port electrod de sudare ;

electrod invelit ;

cablu de legare la piesa de sudat (de masa) ;

clema de prins cablul de piesa dea sudat ;

arcul electric ;

componentele de sudat.

Surse de curent alternativ

Pentru sudarea cu curent alternativ, sursele de curent pot fi transformatoarele, adica aparate statice care transforma curentul de la retea in curent de sudare de aceeasi frecventa cu a retelei electrice, sau generatoare de frecventa ridicata, adica convertizoare rotative antrenate de curentul de la reteaua care genereaza curent alternativ de sudare cu o frecventa de peste 150 H_Z.

Transformatoarele de sudare modifica parametrii puterii electrice de la o retea electrica primara cu U 220 - 500 V la tensiunea necesara sudarii cu intensitate mare de curent.

In general sunt monofazate, insa se executa si trifazate pentru alimentarea mai multor posturi de sudare, fie pentru sudarea cu arc trifazat.

Decalajul marit dintre tensiune si curent asigura atunci cand tensiunea trece prin zero, trecerea unui curent destul de mare, ceea ce face sa se mentina stabil arcul electric de sudare.

Avantajul transformatoarelor consta in faptul ca nu au organe in miscare, astfel incat durata lor in functionare este mare si de asemenea nu necesita nici un fel de intretinere. Un alt avantaj, il constituie randamentul care este aproape de doua ori mai mare fata de convertizoarele de sudare, pretul de cost sub 20 % din cel al unui convertizor.

Dezavantaje - nu pot fi folositi la sudare electrozi cu invelis bazic sau cu invelisuri subtiri.

Transformatorul de curent alternativ

Este o masina electrica statica care transforma o putere electrica alternativa cu parametrii U₁ (tensiune primara) cu valoare ridicata (220 - 380 V) si I₁ (intensitatea primara a curentului) cu valoare redusa, intr-o alta putere electrica alternativa de aceeasi frecventa, dar cu parametrii U₂ (tensiunea secundara a curentului) cu valoare redusa (75 - 100 V) si I₂ (intensitate secundara a curentului) cu valoare ridicata (de la zeci la sute de amperi) necesara sudarii metalelor.

Schema transformatorului de sudare monofaza cu tensiune constanta:

Transformatoarele sunt formate dintr-un circuit magnetic 1 (format dintr-un pachet de tole de fier silicios de forme constructive diferite), bobinajul primar format din spire multe si subtiri care se racordeaza la reteaua electrica si bobinajul secundar format din spire putine si groase ale caror capete se racordeaza la circuitul de sudare. Ambele bobinaje, izolate intre ele sunt facute din Cu sau Al si formeaza circuite electrice distincte.

In momentul legarii bornelor bobinei primare A₁ B₁ la retea prin aceasta incepe sa circule un curent electric a carui alternanta produce in miezul magnetic (1) un flux magnetic alternant care creeaza in bobinajul secundar (3) o tensiune de asemenea alternativa, valoarea tensiunii din bobina primara si invers proportionala cu numarul de spire a celor doua bobine. Daca la bornele bobinei secundare A₂ B₂ se leaga circuitul de sudare in momentul atingerii electrodului de piesa de sudat, circuitul electric se intinde si ia nastere un curent electric care este de fapt curentul de sudare de tensiune mica si intensitate mare.

Intensitatea curentului de sudare a transformatorului se regleaza cu urmatoarele metode sau sisteme:

cu bobina de reactanta in trepte (in exteriorul transformatorului)

cu bobina de reactanta cu miez mobil (in exteriorul transformatorului)

cu bobina mobila montata in carcasa transformatorului

cu amplificatori magnetici (rezistenta variabila)

Transformatoarele de tip TASM - 300 au:

tensiunea de lucru de 32 V

sursa de alimentare de 220 V, 380 V sau 500 V

curentii de sudare pana la 500 A

Transformatorul are 2 trepte de reglare a curentului de sudare 3, treapta I cu 75 - 230 A, treapta II cu 220 - 480 A.  Alt tip de transformator este TSAP 2 pentru sudarea cu electrozi subtiri de 1,5 - 4 mm este un transportabil de greutati redusa indicat lucrarilor pe santiere de reparatii, ateliere mici etc.

Notiuni de intretinere

Introducerea sub tensiune a transformatorului se executa dupa ce s-a legat borna la pamant si au fost verificate legaturile cablurilor de sudare.

in timpul operatiei de sudare, transformatorul trebuie sa aiba un zumzet inabusit caracteristic sudarii cu transformatoare si vibratii normale. Pentru eliminarea zgomotului, roata miezului mobil se invarte indiferent de sens pana la eliminarea zgomotului.

la terminarea lucrului sau pentru transporturi scurte, transformatorul se scoate de sub tensiune.

La sudarea in curent alternativ se poate obtine un curent de sudare marit prin legarea in paralel a transformatoarelor. Pentru aceasta este necesar sa fie indeplinite urmatoarele conditii :

sa aiba tensiunile primare nominale egale, iar tensiunile secundare la mersul in gol sa fie si ele egale.

tensiunile de scurtcircuit sa fie egale intre ele.

bornele omoloage sa fie conectate in paralel (la transformatoarele monofazate).

Surse de curent continuu

Sursele de curent continuu pot fi :

grupurile de sudare

redresoarele

Un grup de sudare cuprinde :

generatorul de curent

motorul de antrenare a generatorului

tabloul de comanda

trenul cu roti pentru deplasare.

Sursele de curent continuu pot fi generatoare de sudare antrenate de motoare electrice sau de motoare cu ardere intensa formand grupuri de sudare sau pot fi redresoare care nu au organe in miscare.

Generatoarele antrenate de motoare formeaza convertizoare care in prezent se executa in constructie compacta, adica rotoarele motorului si ale generatorului sunt montate pe un arbore comun cu o carcasa comuna, formand blocuri sau monoblocuri de sudare. Ele se numesc si agregate de sudare si pot fi actionate electric (grup convertizor) sau termic (grup electrogen).

Generatorul de curent continuu pentru sudare este o masina electrica rotativa care primeste energie mecanica pe care o transforma in energie electrica, in prima faza de curent alternativ pe care-l transforma apoi in curent continuu cu ajutorul colectorului.

Un generator de curent este format din urmatoarele parti :

Indusul (rotorul) masinii, ce cuprinde un miez de fier in care sunt montate spirele.

Colectorul masinii inclusiv periile cu ajutorul caruia curentul alternativ produs in spire se transforma in curent continuu.

Inductorul (statorul) masinii, realizat dintr-un miez de otel in jurul caruia se afla una sau mai multe bobine parcurse de curentul continuu.

Transformarea curentului alternativ (generat de masina rotativa - generator ) in curent continuu se realizeaza pe baza legilor inductiei electromagnetice potrivit carora daca un conductor se deplaseaza intr-un camp magnetic perpendicular pe directia acestuia, in conductor ia nastere un curent electric.

Generatoarele rotative de curent continuu de sudare (convertizorii de sudare) functioneaza cu caracteristica cazatoare care se obtine prin trecerea unei parti a curentului de sudare prin infasurarea statorului cand odata cu cresterea curentului de sudare se micsoreaza campul magnetic creat si in consecinta, tensiunea de sudare scade.

Redresorul ICET ( Inst. de Cercetari Electrotehnice Buc.) are un curent nominal de sudare de 360 A cu o tensiune de 34 V. La valori ale curentului intre 50 - 360 A, tensiunea poate varia intre 22 si 34 V. Tensiunea in gol este de 70 V.

In cazul in care este necesara obtinerea de curenti mari se recurge la legarea in paralel a doua convertizoare. Pentru legarea in paralel este necesar ca cele doua generatoare sa fie identice cu tensiunile de mers in gol egale.

In cazul cand generatoarele sunt de constructii diferite, trebuie ca tensiunea la borne, la mersul in gol sa fie egale. Bornele plus si minus se obtin prin legarea laolalta a bornelor de acelasi fel.

Notiuni de intretinere a redresoarelor

Inainte de a fi montat la punctul de lucru, se va verifica :

rezistenta de izolatie a tuturor circuitelor fata de masa si nu se pune in functiune daca R < 1MΩ ;

va fi plasat incat sa permita acces la toate laturile si sa fie asigurata intretinerea;

la tabloul de racord se vor monta sigurante fuzibil;

conectarea la retea se face la placa de borne;

se va conecta la pamant;

se conecteaza piesa de sudat la borna (-) si automatul de sudare la borna (+);

se monteaza capacul de protectie a bornelor de iesire;

pentru functionare se comuta contactorul pe pozitia pornita iar intreruperea se face de la butonul de oprire;

reglarea curentului de sudare se face din comutator reglaj, fie cu redresorul in gol, dar fara a inchide circuitul de sudare;

Reviziile periodice se recomanda sa se faca astfel:

la o saptamana dupa punerea in functiune, se verifica conexiunile din circuitele de forta si de comanda;

se sufla cu aer uscat praful depus in interior si in special de pe radiatoare ;

se curata de praf piesele izolante si de la punctele de contact electric ;

se examineaza contactele comutatorului si se verifica rezistenta de izolatie ;

se verifica daca redresorul functionarea cu toate capacele inchise atat din motive de protectie a muncii, cat si din motive de ventilatie.

Accesorii scule si dispozitive

In afara de utilajele necesare generarii curentului de sudare pe locul de munca al sudorului mai sunt necesare o serie de accesorii, scule, dispozitive si materiale de protectie astfel incat procesul de productie sa decurga in bune conditii.

Pentru conducerea curentului la portelectrod si la clema de contact a piesei de lucru se folosesc cabluri de sudare din CuE, de constructie multifilara din sarme foarte subtiri (0,20-0,25 mm), acoperite cu o infasurare din fire de bumbac si izolatie de cauciuc peste care se aplica o banda cauciucata si o imbracaminte cu manta de cauciuc

Clestele portelectrod serveste la conducerea electrodului prins in el in timpul sudarii de-a lungul rostului de sudare. Pentru a feri sudorul de sudorul de electrocutare sau de producerea de scurt circuite, chiar daca electrodul este lasat din greseala pe masa de lucru, el trebuie sa fie complet izolat.

Portelectrod:

doua placi izolatoare din bachelita la partea de prindere a electrodului;

suport de bac superior din tabla de otel;

bac superior din fonta;

patru suruburi;

ax din otel;

maner din bachelita textila;

bucsa izolanta din bachelita textila;

surub;

arc;

stift filetat cu varf plat,

maner portelectrod izolant din bachelita textila,

bac inferior din bronz;

surub;

piulita;

inel de siguranta;

papuc;

cablu de sudare;