Schema och beskrivning av kontaktkondensatorsvetsning för batterier. Hur görs kondensatorsvetsning för hand? Vilka kondensatorer finns i punktsvetsmaskiner

Används ofta i industrin, kan kallas kondensatorsvetsning. Reglerna för dess genomförande regleras av GOST.

Dess princip är baserad på urladdningen av en elektrisk laddning ackumulerad på ett block av kondensatorer på de anslutna produkterna. Vid kontaktpunkten för elektroderna sker en urladdning och en kort elektrisk ljusbåge bildas, tillräcklig för att smälta metallen.

Kondensatorsvetsning används mest inom instrumentering. Den är kapabel att svetsa metaller upp till 1,5 mm, och tjockleken på den andra delen kan vara mycket större. När det gäller svetsning av tunna produkter när det gäller ekonomi, produktivitet och kvalitet har kondensatorsvetsning inga konkurrenter.

Den är transformator- och transformatorlös. I den första varianten kan stor energi lagras på kondensatorer genom att använda högspänning och urladdning genom en nedtrappningstransformator med höga strömmar. Det andra alternativet kännetecknas av enkelhet och ett minimum av detaljer.

Beroende på egenskaperna för bildandet av sömmen är kondensatorsvetsning uppdelad i:

• punkt;
• sutur;
• stånga.

Den första, punktmetoden, används främst vid instrumenttillverkning och tillverkning av elektronisk utrustning. Det används aktivt för att svetsa tunna delar med tjocka.

Det kallas också rulle, används för svetsning av membran och elektrovakuumanordningar. En kontinuerlig, tät söm erhålls på grund av att punktanslutningar görs med överlappning. Elektrodernas roll utförs av roterande rullar.

Utförs genom återflöde eller motstånd. I den första metoden uppstår först en urladdning mellan delarna som ska svetsas, platsen för den framtida anslutningen smälts under verkan av den bildade bågen, och sedan avsätts de, varefter metallerna sammanfogas. I det andra fallet sker urladdningen och efterföljande svetsning i ögonblicket för kontakt mellan delarna.

Fördelar

Fördelen med kondensatorsvetsning är att på grund av den höga energitätheten och den korta varaktigheten av svetspulsen är den värmepåverkade zonen mycket liten, spänningar och deformationer är minimala. Utrustningen är enkel och effektiv.

På grund av det faktum att vid urladdningsögonblicket är kondensatorenheten bortkopplad från nätverket, påverkar den inte dess parametrar på något sätt. Den enda nackdelen är att den endast används när man arbetar med tunna metaller.

En annan fördel med kapacitiv svetsning är dess kompakthet. Kondensatorsvetsning kräver inga kraftfulla strömkällor, enheten kan laddas mellan överföring av elektroden till nästa punkt.

Det finns praktiskt taget inga skadliga gaser under svetsprocessen. Enheten är mycket ekonomisk, all lagrad energi används för att smälta metaller vid kopplingspunkten. På grund av att laddningen på kondensatorerna är konstant erhålls en högkvalitativ och stabil båge.

Med kondensatorsvetsning kan du svetsa icke-järnmetaller med liten tjocklek. Dessutom kan den koppla samman olika metaller och legeringar på grund av den höga koncentrationen av energi på ett litet område.

På grund av det faktum att kondensatorsvetssystemet fungerar i ett diskret läge (första laddning, sedan urladdning), har det tillräckligt med luftkylning, vilket förenklar konstruktionen av svetsenheten.

Den kapacitiva svetsmaskinen används för att sammanfoga alla typer av stål, delar gjorda av mässing, aluminium, brons. Den kan svetsa olika metaller, tunna till tjocka plåtar.

Möjligheten att justera urladdningsenergin och pulslängden tillåter mikrosvetsning, till exempel i en klockmekanism. Kondensorapparaten kan svetsa eldfasta volframfilament, som används i smycken.

Tekniska egenskaper

Beroende på den tekniska processen kan svetsning av kondensatortyp vara:

• Kontakt;
• chock;
• punkt.

Under motståndssvetsning släpps energin som ackumulerats i tanken ut i metalldelar som tidigare var tätt förbundna med varandra. En elektrisk båge uppstår på den plats där elektroderna pressas, där strömmen når 10-15 tusen ampere med en båglängd på upp till 3 ms.

Vid chockkondensatorsvetsning sker urladdningen i ögonblicket av en kort stöt från elektroden på arbetsstycket. Varaktigheten av ljusbågsexponeringen är 1,5 ms. Detta minskar den termiska påverkan på det omgivande området och förbättrar svetskvaliteten.

Vid kondensatorpunktsvetsning uppstår en båge mellan elektroderna och arbetsstyckena mellan dem. Urladdningsprocessen varar från 10 till 100 ms (beroende på inställningar), och metallbindningen sker på ett litet område.

Transformatorlös enhet

Efter att ha bestämt sig för att göra en enhet för kondensatorsvetsning på egen hand, väljer de först ett designalternativ. Det enklaste alternativet är en transformatorlös krets. Den kan implementeras med hög- eller lågspänningskondensatorer.

I det första fallet behöver du en step-up transformator och 1000 V kondensatorer med en kapacitet på 1000 mikrofarad. Dessutom behöver du en högspänningsdiodbrygga för att likrikta växelström, en strömbrytare, elektroder med anslutningstrådar.

Svetsning sker i två steg. I det första steget laddas kapaciteten, i det andra, efter att ha bytt ledningarna till svetselektroderna och berört dem till svetsplatsen, sker en urladdning och delarna är anslutna. Den strömmande strömmen når 100 A, pulslängden är 5 ms. Detta alternativ är farligt för människor på grund av den höga driftspänningen.

Det andra alternativet kräver en nedtrappningstransformator, en kondensatorbank för spänningar upp till 60 V med en kapacitet på 40 000 mikrofarad eller mer, en diodbrygga och en omkopplare.

Svetsprocessen är identisk med det första fallet, endast strömmar på 1-2 kA och en varaktighet på upp till 600 ms passerar genom svetspunkten. Transformatorns effekt spelar egentligen ingen roll, den kan vara 100-500 watt.

DIY transformatorkrets

När du använder en transformatorkrets behöver du en step-up transformator och en 1 kV diodbrygga för laddning, 1000 uF kondensatorer och en step-down transformator, genom vars sekundära lindning den ackumulerade laddningen urladdas vid förbindelsen mellan arbetsstyckena .

Med denna design av punktsvetsmaskinen är urladdningslängden 1 ms, och strömmen når 6000 A. Efter att ha laddat kondensatorbanken med en omkopplare är de anslutna till den primära lindningen av nedtrappningstransformatorn. I sekundärlindningen induceras en EMF som gör att enorma strömmar med slutna elektroder på arbetsstyckena kopplas ihop.

Kvaliteten på svetsningen kommer till stor del att bero på elektrodblockets tillstånd. Det enklaste alternativet är klämmor för att fästa och pressa kontaktorer.

Men designen är mer pålitlig, där den nedre elektroden är fixerad, och den övre kan tryckas mot den nedre med hjälp av en spak. Det är en kopparstång med en diameter på 8 mm och en längd på 10-20 mm fäst på valfri bas.

Den övre delen av stången är rundad för att få tillförlitlig kontakt med metallen som ska svetsas. En liknande kopparstång är monterad på en spak, när den sänks måste elektroderna vara tätt anslutna. Basen med den nedre elektroden är isolerad från överarmen. Sekundärlindningen är ansluten till elektroderna med en 20 mm 2 tråd.

Primärlindningen är lindad med PEV-2 0,8 mm, antalet varv är 300. Sekundärlindningen på tio varv är lindad med 20 mm2 tråd. En kärna Ш 40 med en tjocklek på 70 mm kan användas som en magnetisk krets. För att styra laddningen/urladdningen används en PTL-50 eller KU202 tyristor.

Delförberedelse

Innan du börjar svetsa kondensatorn är det nödvändigt att förbereda delarna som ska sammanfogas. Rost, glödskal och andra föroreningar rengörs från dem.

Ämnena riktas in ordentligt och placeras sedan mellan den nedre fasta elektroden och den övre rörliga. Sedan komprimeras de kraftigt av elektroder. Genom att trycka på startknappen appliceras en elektrisk urladdning.

Metall svetsas vid kontaktpunkten mellan elektroderna. Det är nödvändigt att öppna elektroderna efter en tid, vilket är nödvändigt för kylning och kristallisering av svetsplatsen under tryck.

Därefter rör sig delen, under denna tid har enheten tid att ladda, och svetsprocessen upprepas. Storleken på svetspunkten bör vara 2-3 gånger den minsta tjockleken på arbetsstyckena som ska sammanfogas.

När det är nödvändigt att svetsa en plåt upp till 0,5 mm tjock till andra delar, oavsett deras tjocklek, kan en förenklad svetsmetod användas. En elektrod fästs på den tjocka delen som ska svetsas på valfritt ställe med hjälp av en klämma.

På den plats där du behöver svetsa en tunn del, pressas den manuellt med en andra elektrod. Du kan använda bilklämmor. Sedan sker svetsning. Som du kan se är processen inte alltför komplicerad och överkomlig för hemförhållanden.

Kondensatorsvetsning är en teknik för att skapa en sömlös anslutning av metallprodukter. Anslutningar görs av kortvariga impulser av elektrisk energi.

Den smälta metallen och tillsatsmaterialet blandas, efter stelning bildas en svetssöm. I arbetet med att utföra arbete utsätts svetsaren för intensiv exponering för ultraviolett strålning, vilket har en negativ effekt på människokroppen.

Till skillnad från denna metod, kondensatorsvetsning är inte skadligt för hälsan Därför krävs inte ett minimum av personlig skyddsutrustning för att utföra arbetet. På grund av enheternas noggrannhet, efter att ha anslutit elementen, finns det praktiskt taget inga spår kvar på ytan. Rationell användning av energi sparar el.

Modern vetenskap har inte förmågan att skapa massiva enheter, därför används för närvarande kondensatorpunktsvetsning för att ansluta kompakta element.

Principen för punktmetoden

Anslutningsprocessen är som följer:

1. Två ämnen är sammankopplade med två ledare för att skapa en sluten krets.
2. Kondensatorer ackumulerar den erforderliga mängden energi från elnätet.
3. En kortvarig laddning appliceras på ledarna, under påverkan av vilken kontaktytan smälter och bildar anslutningar.

Metoden låter dig ansluta produkter som skiljer sig åt i typen av metall. Tjockleken på ett av elementen bör dock inte överstiga 0,15 cm.

Arbetet kräver inte användning av några förbrukningsvaror. Smältzonen består uteslutande av ämneslegeringen.

Krav

För att få ett kvalitetsresultat måste följande krav uppfyllas:

1. Arbetscykelns varaktighet överstiger inte 3 ms.
2. Kondensatorer får en driftsnivå av energi på kort tid.
3. Som en preliminär förberedelse rengörs ytan från föroreningar och avfettas.
4. Kopparstänger är bäst lämpade för rollen. Deras tjocklek är tre gånger större än den tunnaste delen av arbetsstycket.
5. I kontaktögonblicket måste elementen som ska anslutas pressas hårt mot varandra. Efter urladdningen krävs en kort tid för att föreningen ska kristallisera, därför kopplas elektroderna bort med en liten fördröjning.

Olika sorter

Det finns flera tekniska metoder för att utföra kondensatormotståndssvetsning. Låt oss överväga dem mer i detalj.

prickad

Metoden är utformad för att koppla ihop produkter med olika dimensioner, såsom tunn tråd och plåt. Anslutningen görs av en kort strömpuls lagrad i kondensatorerna. Används i stor utsträckning inom elbranschen.

Vält

I detta fall består sömmen av många spetsfogar som överlappar varandra.. De ger fullständig tätning. Svetsning utförs med speciella elektroder som kontinuerligt roterar runt sin axel. Det huvudsakliga användningsområdet är produktion av enheter för omvandling av elektromagnetisk energi.

Stånga

Den har fått sitt namn på grund av förmågan att svetsa trådar av små tvärsnitt stum mot stum. Det utförs med metoden för återflöde eller motstånd. I det första fallet, före kontakt, smälts delarnas ändar under inverkan av en elektrisk ljusbåge. Sedan börjar de svetsa. I det andra fallet utförs alla åtgärder i ögonblicket för kontakt mellan arbetsstyckena.

Fördelar och nackdelar

Fördelarna med enheterna inkluderar:

• arbetsproduktivitet;
• kan användas för industriella och hushållsändamål;
• låg energiförbrukning;
• enkel design;
• lång driftstid;
• punktpåverkan låter dig göra anslutningar utan termisk deformation av produkten;
• kräver inte användning av förbrukningsvaror;
• små dimensioner gör att du fritt kan flytta enheten själv.

Kondensatorer i andra svetstekniker spelar också en viktig roll. Till exempel är elektrolytiska kondensatorer av aluminium i växelriktare och halvautomatiska enheter ansvariga för att öka spänningsnivån och även jämna ut eventuella krusningar.

Det finns bara två nackdelar:

1. Låg effekt tillåter inte att ansluta arbetsstycken med stort tvärsnitt.
2. Drift av maskinen orsakar störningar som kan störa driften av nätverket.

Med dina egna händer: ett diagram över en enkel enhet

Utöver industriarbete används ofta punktsvetsning i vardagen.. Den fabrikstillverkade enheten är ganska dyr. På Internet kan du hitta många ritningar för självmontering av olika aktiviteter. Till exempel gör-det-själv kondensatorsvetsning för ett batteri är gjord av en dipolspole och en transformator med kontakttrioder.

Tänk på ett diagram och en beskrivning av kondensatorsvetsning med dina egna händer, där en transformator används för att överföra pulser.

Enhetsdiagrammet ser ut så här:

För montering behöver du:

1. Kondensator med en kapacitet på 1000 mikrofarad. För att lagra laddning.
2. Ferritkärna med W-formade plattor för tillverkning av transformator.
3. Koppartråd med ett tvärsnitt på 0,8 mm. För primärlindningen räcker det med 3 varv.
4. Kopparbuss. Den kommer att användas för att göra sekundärlindningen, som ska ha 10 varv.
5. Tyristor typ KU-202M. För styrning av spänningsomkopplare.

En sådan anordning klarar lätt element upp till 0,5 mm tjocka.

Schema och beskrivning av en kraftfullare enhet

Schemat för enheten för punktsvetsning på kondensatorer, som kan arbeta med produkter med större tjocklek, är som följer:

Grunden för enheten är 6 kondensatorer för 10 000 mikrofarader, anslutna till ett enda batteri. I detta fall användes två parallellkopplade 70TPS12 tyristorer som nycklar. Kondensatorerna laddas med hjälp av en boost-omvandlare. Motståndets resistans är 130 ohm.

För visuell kontroll över laddningsnivån finns ett block av ljusindikator med 3 divisioner.

Den uppskattade strömstyrkan är 2000 A och spänningsvärdet är 32 V.

Den enda nackdelen med denna modell är laddningstiden för kondensatorerna, som är 45 sekunder.

Den sammansatta apparaten kommer inte att kunna svetsa en tapp med stor diameter, men den kommer helt att klara av en tråd med ett tvärsnitt på upp till 5 mm.

Observera att industriell design är gjord i enlighet med GOSTs som reglerar denna industri. Vid fristående uppfinningar ligger allt ansvar för eventuella konsekvenser på konstruktören.

Kontaktblockerande enhet

Mekanismen för att fixera och flytta elektroderna längs arbetsplanet kallas ett kontaktblock.. Den primitiva designen innebär manuell justering av kontakterna. I avancerade modeller är ett block av hårdvara ansvarigt för tillförlitligheten av fästningen.

I detta fall är den nedre stången fixerad i ett fast läge. Dess längd bör vara i intervallet 10-20 mm, och tvärsnittet bör vara minst 8 mm.

Den andra stången är fäst vid den rörliga plattformen. För att justera trycket, installera de enklaste skruvarna.

För att garantera säkerheten bör det säkerställas att det finns pålitlig isolering mellan platsen och basen av kraftenheten.

Arbetsordning

Arbetsflödet kan grovt delas in i tre steg:

1. Träning. Arbetsytan måste rengöras noggrant från korrosion och oljefläckar.
2. Arbetscykel. Produkterna sammanfogas i önskad position. Därefter förs elektroder till dem. Laddningen tillförs efter att du tryckt på startknappen.
3. Ompositionering av en del. Vid behov flyttas produkten för en ny punktpåverkan.

Användning av färdiga enheter

Kondensatorsvetsare har hittat många tillämpningar:

1. Bil. Kroppselement ansluts endast genom punktsvetsning.
2. flygindustrin. Denna industri kännetecknas av speciella krav på noggrannheten i arbetet.
3. Instrumentation. För anslutning av miniatyrelement som inte bör utsättas för deformation.
4. Konstruktion. Med hjälp av denna teknik utförs anslutningen av tunnplåt.
5. läxa. Enheter hjälper till med reparation av hushållsapparater.

Slutsats

Kondensatorsvetsmaskinen är en utmärkt enhet som kan koppla ihop produkter med olika strukturer. Dess främsta fördelar är enkelhet och tillförlitlighet med små dimensioner. Om det behövs kan du göra en enkel apparat för husbehov.

Elektroingenjör i den första kategorin Kalyazin Artem Vitalievich, arbetslivserfarenhet - 15 år: « Hemma ägnar jag mig åt självreparation av alla hushållsapparater, med sällsynta undantag. För bara en vecka sedan föll ett dött litiumjonbatteri från en telefon i mina händer. Med hjälp av material till hands bestämde jag mig för att göra en liten svetsmaskin med kondensatorer. Det tog exakt 6 timmar från utarbetandet av schemat tills arbetet avslutades. Jag var nöjd med prestandan - ledningar med ett tvärsnitt på 3 mm kommer att anslutas enkelt. Tyristorer och kondensatorer fanns till hands, men om jag var tvungen att köpa allt i en butik skulle kostnaderna inte överstiga 500-600 rubel».

Kontaktsvetsning används för att skapa starka metallfogar av legeringar, olika och homogena material i nivå med interatomära bindningar. Under denna process värmer en elektrisk ström metallen tills plastisk deformation inträffar, och själva anslutningen uppstår på grund av ytterligare pressning av delarna till varandra. Ett av alternativen för punktsvetsning är kondensatorsvetsning. Den största skillnaden i denna process från andra är sättet för energiackumulering för metallsmältning. Kondensatorsvetsning utförs med den energi som tidigare lagrats på kondensatorer.

Huvuddelarna av utrustningen kommer att vara en eller flera kondensatorer som ackumulerar laddning på grund av ingången från en konstant spänningskälla. När en viss laddningsnivå uppnås kopplas elektroderna från kondensatorerna till svetspunkterna. Elektrisk ström ger snabb och stark uppvärmning av ytan, vilket leder till smältning av metallen och bildandet av en svarvad svets. Vanligtvis varar varje urladdning av kondensatorn bara 1-3 millisekunder, på grund av detta sker praktiskt taget inte uppvärmning utanför själva zonen.

Tillämpning för kondensatorsvetsning

Modern automatisk produktion kan skapa upp till 600 urladdningar av batteriet och anslutningspunkter per minut med strikt överensstämmelse med kvalitetsegenskaperna för svetsning och repeterbarheten av alla manipulationer. Samtidigt kräver driften av utrustningen inte förbrukningsvaror i form av elektroder (som för invertersvetsning) eller svetstråd (som för argonbågsvetsning). Dessutom behövs ingen kylvätska för att utföra arbetet.

Med hjälp av kondensatorsvetsning i radioelektronik är det möjligt att ansluta delar som är rädda för överhettning och inte kan bindas med konventionella flussmedel. Denna typ av svetsning kan användas för mikroskopiska element.

Kondensatorsvetsning är särskilt efterfrågad inom bilkarossreparation. Utsläppet deformerar inte delarnas väggar och brinner inte genom dem, så det finns inget behov av uträtning.

På en lapp. Denna typ av svetsning används för att reparera och skapa smycken, vid tillverkning av klockor, bio och fotografisk utrustning.

Kondensatorsvetsning har vissa nackdelar, varav den huvudsakliga är impulsbelastningen. Denna belastning uppstår i nätverket under snabb urladdning av kondensatorer. Sådana pulser skapar störningar och kan leda till fel på all utrustning.

Typer av svetsning

Urladdningen från kondensatorerna kan omedelbart skickas till svetsplatsen eller det kan göras genom kondensatorns sekundära lindning. I det första fallet kommer svetsning att kallas transformatorlös, och i det andra, transformatorsvetsning. Det första alternativet används för sammanfogning, och det sista alternativet används när man skapar sömmar och i punktarbete.

Vid stötkondensatorsvetsning är delarna anslutna under kondensatorns slag genom strömsamlande kontakter, och i vissa fall kan dessa kontakter vara själva delarna.

Låt oss överväga hur denna process uppstår vid svetsning av dubbar, som samtidigt kommer att spela rollen som strömsamlande kontakter. Först är det nödvändigt att se till att änden av hårdvaran vidrör ytan som den ska anslutas till. Sedan, genom hårdvaran, tillförs en kondensatorurladdning till svetsområdet. Som ett resultat bildas en mikrobåge och temperaturen stiger avsevärt. Kontaktpunkten för stiftet och delens yta smälts. Med hjälp av tryck sänks hårdvaran ner i det smälta lagret. Då svalnar legeringen och stärks samtidigt, och hårdvaran svetsas.

Vid transformatorsvetsning kopplas kondensatorn efter laddning till en nedtrappningstransformator genom primärlindningen. En potential uppstår på sekundärlindningen, som är mindre än den inkommande pulsen. Därefter kommer urladdningen, kondensatorn börjar laddas igen och energin går genom transformatorns primärlindning. Sedan upprepas hela processen. Denna teknik låter dig göra exakta svetsar genom att utföra flera cykler av operationer upp till 5 urladdningar per sekund.

För hushållsapparater används vanligtvis transformatorsvetsning, eftersom transformatorlös utrustning är mer skrymmande. Endast en bank av kondensatorer bör ha en kapacitet på cirka 100 000 mikrofarad. Du kan använda en jonist för dessa ändamål - det här är en superkondensator, jämförbar i storlek med en konventionell elektrolytisk, men med mycket större kapacitet. Användningen av en jonist leder dock till en betydande ökning av kostnaden för utrustning. Därför är alternativet med transformatorsvetsning mer att föredra.

I modern utrustning regleras kraften och frekvensen av kondensatorurladdningar genom PIC-kontroller. Alla manipulationer styrs via en dator, och de flesta processer är automatiserade. För att arbeta med sådan utrustning måste du inte bara läsa beskrivningen i sin helhet, utan också ta utbildningskurser.

Hemgjord kondensatorsvetsning

Det finns olika alternativ för att skapa hemmagjorda svetsmaskiner. Enkel gör-det-själv punktsvetsning kan göras med en spotter, en anordning som används vid bilkarossreparation. Till utseendet är denna utrustning en kraftenhet, till vilken elektroder eller en svetspistol är fästa med hjälp av en flexibel slang.

För att montera en sådan svetsmaskin behöver du:

1. Transformator 5-20 W för 220 V med en inspänning på 5V - 1 stycke;
2. Transformator inte mindre än 1000 W - 1 stycke;
3. Likriktardioder med likström upp till 300 mA - 4 stycken;
4. Elektroder (om tillgängliga kan du ta en svetspistol);
5. Thyristor KU 202 eller T142-80-16 (i diagrammet, en föråldrad version av PTL-50) - 1 stycke;
6. Elektrolytisk kondensator 1000,0 x25 V - 1 st;
7. Koppartråd med ett tvärsnitt på 35mm2 - minst 1 meter.

Säkringar och strömbrytare behövs också, och om så önskas ett hus.

Notera! En mikrovågsugnstransformator kan användas i denna krets, men den här enheten måste modifieras genom att de magnetiska shuntarna och sekundärlindningen tas bort. Därefter, i stället för sekundärlindningen, gör du flera varv av koppartråd. Sedan, genom att ändra antalet varv, måste du justera enhetens funktion.

Hur sker kondensatorsvetsning med dina egna händer? I utformningen av spottern kan 2 huvudnoder särskiljas:

1. relä med tyristor V9;
2. svetstransformator T2.

Lindningen är ansluten genom en V5-V8 diodbrygga, till vilken ett elektroniskt relä är anslutet diagonalt. Under drift i läget "På" vid omkopplaren S1 går spänningen från strömkällan till transformatorns T1 primärlindning. Detta laddar kondensatorn. Samtidigt är lindningen av transformatorn T2 avaktiverad och tyristorn V9 stängs. När du trycker på S3-knappen går laddningen från kondensatorn genom det variabla motståndet R1 till styrelektroden på tyristorn V9. Strömmen bryter av tyristorn, spänningen går genom primärlindningen av transformatorn T2, en kraftfull puls uppstår i sekundärlindningen med en varaktighet på cirka 0,1 sekunder. Vid slutet av urladdningen av kondensatorn C1 återgår systemet till sitt ursprungliga tillstånd.

Uppmärksamhet! Under urladdning är strömmen 350-500 A. Använd en hemmagjord spotter med extrem försiktighet.

Den här enheten kan användas för små svetsarbeten, det fungerar inte att ansluta beslag eller rör med den.

Video

Elektrolytiska kondensatorer av aluminium är ett av huvudelementen som säkerställer stabiliteten hos högfrekventa inverter-svetsmaskiner. Pålitliga högkvalitativa kondensatorer för denna typ av applikationer tillverkas av företag.

De första enheterna som använder bågsvetsmetoden använde justerbara AC-transformatorer. Transformatorsvetsmaskiner är de mest populära och används än i dag. De är pålitliga, lätta att underhålla, men har ett antal nackdelar: hög vikt, hög halt av icke-järnmetaller i transformatorlindningarna, låg grad av automatisering av svetsprocessen. Det är möjligt att övervinna dessa brister genom att byta till högre strömfrekvenser och minska storleken på utgångstransformatorn. Idén att minska storleken på transformatorn genom att byta från nätfrekvensen på 50 Hz till en högre frekvens föddes tillbaka på 40-talet av XX-talet. Sedan gjordes det med hjälp av elektromagnetiska givare-vibratorer. 1950 började man för dessa ändamål använda vakuumrör - tyratroner. Det var dock oönskat att använda dem i svetsteknik på grund av låg effektivitet och låg tillförlitlighet. Den utbredda introduktionen av halvledarenheter i början av 60-talet ledde till den aktiva utvecklingen av svetsväxelriktare, först på tyristorbasis och sedan på en transistor. Isolerade gate bipolära transistorer (IGBT) utvecklade i början av 2000-talet gav en ny impuls till utvecklingen av inverterenheter. De kan arbeta vid ultraljudsfrekvenser, vilket avsevärt kan minska storleken på transformatorn och vikten på apparaten som helhet.

Förenklat blockschema för omriktaren kan representeras av tre block (Figur 1). Vid ingången finns en transformatorlös likriktare med en kapacitans parallellkopplad, vilket gör det möjligt att höja DC-spänningen till 300 V. Växelriktarenheten omvandlar likström till högfrekvent växelström. Omvandlingsfrekvensen når tiotals kilohertz. Enheten inkluderar en högfrekvent pulstransformator, i vilken spänningen reduceras. Detta block kan tillverkas i två versioner - med en- eller tvåtaktspulser. I båda fallen fungerar transistorblocket i ett nyckelläge med möjlighet att justera starttiden, vilket gör att du kan justera belastningsströmmen. Utgångslikriktaren omvandlar växelströmmen efter växelriktaren till svetslikström.

Funktionsprincipen för svetsomriktaren är att gradvis omvandla nätspänningen. Först höjs och likriktas nätspänningen i den preliminära likriktarenheten. DC-spänningen driver den högfrekventa IGBT-generatorn i växelriktarenheten. Den högfrekventa växelspänningen omvandlas till en lägre med hjälp av en transformator och matas till utgångslikriktarenheten. Från likriktarutgången kan ström redan tillföras svetselektroden. Elektrodströmmen styrs av kretsar genom att styra djupet av negativ återkoppling. Med utvecklingen av mikroprocessorteknik började produktionen av halvautomatiska invertermaskiner, som självständigt kan välja driftsläge och utföra sådana funktioner som anti-stickning, högfrekvent bågexcitation, bågretention och andra.

Elektrolytkondensatorer av aluminium i svetsväxelriktare

Huvudkomponenterna i svetsväxelriktare är halvledarkomponenter, en nedtrappningstransformator och kondensatorer. Idag är kvaliteten på halvledarkomponenter så hög att om de används på rätt sätt är det inga problem. På grund av det faktum att enheten arbetar med höga frekvenser och tillräckligt höga strömmar, bör särskild uppmärksamhet ägnas åt enhetens stabilitet - kvaliteten på svetsarbetet beror direkt på det. De mest kritiska komponenterna i detta sammanhang är elektrolytiska kondensatorer, vars kvalitet i hög grad påverkar enhetens tillförlitlighet och nivån av störningar som introduceras i det elektriska nätverket.

De vanligaste är elektrolytiska kondensatorer av aluminium. De är bäst lämpade för användning i den primära källan till en nätverks-IP. Elektrolytiska kondensatorer har en hög kapacitans, hög spänning, liten storlek och kan arbeta vid ljudfrekvenser. Sådana egenskaper är bland de otvivelaktiga fördelarna med aluminiumelektrolyter.

Alla elektrolytiska kondensatorer av aluminium är successivt staplade lager av aluminiumfolie (kondensatoranod), pappersdistans, ytterligare ett lager aluminiumfolie (kondensatorkatod) och ytterligare ett lager papper. Allt detta rullas ihop och placeras i en förseglad behållare. Ledare avlägsnas från anod- och katodskikten för inkludering i kretsen. Dessutom betas aluminiumskikt ytterligare för att öka deras yta och följaktligen kondensatorns kapacitans. Samtidigt ökar kapacitansen hos högspänningskondensatorer med cirka 20 gånger och lågspänning - med 100. Dessutom behandlas hela denna struktur med kemikalier för att uppnå de nödvändiga parametrarna.

Elektrolytiska kondensatorer har en ganska komplicerad struktur, vilket gör dem svåra att tillverka och använda. Kondensatorernas egenskaper kan variera mycket under olika driftlägen och klimatförhållanden. Med ökande frekvens och temperatur minskar kondensatorns och ESR:s kapacitans. När temperaturen sjunker sjunker också kapacitansen, och ESR kan öka upp till 100 gånger, vilket i sin tur minskar den maximalt tillåtna rippelströmmen för kondensatorn. Tillförlitligheten hos puls- och ingångsnätverksfilterkondensatorer beror först och främst på deras maximalt tillåtna rippelström. De flödande krusningsströmmarna kan värma upp kondensatorn, vilket orsakar dess tidiga fel.

I växelriktare är huvudsyftet med elektrolytiska kondensatorer att öka spänningen i ingångslikriktaren och jämna ut eventuella rippel.

Betydande problem i driften av växelriktare skapas av höga strömmar genom transistorer, höga krav på formen på styrpulser, vilket innebär användning av kraftfulla drivenheter för att styra strömbrytare, höga krav på installation av kraftkretsar och höga pulsströmmar. Allt detta beror till stor del på kvalitetsfaktorn hos ingångsfilterkondensatorerna, därför är det nödvändigt att noggrant välja parametrarna för elektrolytiska kondensatorer för växelriktarsvetsmaskiner. Sålunda, i den preliminära likriktarenheten hos svetsomriktaren, är det mest kritiska elementet den filtrerande elektrolytiska kondensatorn installerad efter diodbryggan. Det rekommenderas att installera kondensatorn i närheten av IGBT:erna och dioderna, vilket eliminerar påverkan av induktansen hos ledningarna som ansluter enheten till strömförsörjningen på växelriktarens drift. Dessutom minskar installationen av kondensatorer nära konsumenter det interna motståndet mot växelström hos strömförsörjningen, vilket förhindrar exciteringen av förstärkningssteg.

Typiskt är filterkondensatorn i helvågsomvandlare vald så att den likriktade spänningsrippeln inte överstiger 5 ... 10 V. Man bör också komma ihåg att spänningen på filterkondensatorerna kommer att vara 1,41 gånger högre än vid utgång från diodbryggan. Således, om vi efter diodbryggan får 220 V rippelspänning, kommer kondensatorerna redan att ha 310 V DC-spänning. Vanligtvis är driftspänningen i nätverket begränsad till 250 V, därför blir spänningen vid filterutgången 350 V. I sällsynta fall kan nätspänningen stiga ännu högre, så kondensatorer bör väljas för en driftspänning på kl. minst 400 V. Kondensatorer kan ha extra uppvärmning på grund av stora driftströmmar. Det rekommenderade övre temperaturområdet är minst 85…105°C. Ingångskondensatorer för utjämning av likriktade spänningsrippel väljs med en kapacitet på 470 ... 2500 μF, beroende på enhetens effekt. Med ett konstant gap i resonansdrosseln ökar en ökning av kapacitansen hos ingångskondensatorn proportionellt den effekt som levereras till bågen.

Det finns kapaciteter till försäljning, till exempel vid 1500 och 2200 mikrofarader, men som regel, istället för en, används en kondensatorbank - flera komponenter med samma kapacitet kopplade parallellt. Parallellisering minskar internt motstånd och induktans, vilket förbättrar spänningsfiltreringen. I början av laddningen flyter också en mycket stor laddningsström genom kondensatorerna, nära kortslutningsströmmen. Parallell anslutning gör att du kan minska strömmen som flyter genom varje kondensator individuellt, vilket ökar livslängden.

Val av elektrolyter från Hitachi, Samwha, Yageo

På elektronikmarknaden idag kan du hitta ett stort antal lämpliga kondensatorer från välkända och föga kända tillverkare. När man väljer utrustning bör man inte glömma att med liknande parametrar skiljer sig kondensatorer mycket i kvalitet och tillförlitlighet. De mest välbeprövade produkterna från sådana världsberömda tillverkare av högkvalitativa aluminiumkondensatorer som, och. Företag utvecklar aktivt ny teknik för produktion av kondensatorer, så deras produkter har bättre egenskaper än konkurrenternas produkter.

Elektrolytiska kondensatorer av aluminium finns i flera formfaktorer:

• för PCB montering;
• med förstärkta snap-in terminaler (Snap-In);
• med skruvterminaler (Screw Terminal).

Tabellerna 1, 2 och 3 presenterar serien av ovanstående tillverkare, den mest optimala för användning i den preliminära likriktarenheten, och deras utseende visas i figurerna 2, 3 respektive 4. Den givna serien har den maximala livslängden (inom en viss tillverkares familj) och ett utökat temperaturområde.

Tabell 1 Yageo elektrolytiska kondensatorer

Tabell 2. Samwha elektrolytiska kondensatorer

Tabell 3. Hitachi elektrolytiska kondensatorer

Som framgår av tabellerna 1, 2 och 3 är produktsortimentet ganska brett, och användaren har möjlighet att montera en kondensatorbank, vars parametrar helt kommer att uppfylla kraven för den framtida svetsomriktaren. De mest pålitliga är Hitachi-kondensatorer med en garanterad livslängd på upp till 12 000 timmar, medan konkurrenter har denna parameter upp till 10 000 timmar i JY-serien Samwha-kondensatorer och upp till 5 000 timmar i Yageo LC, NF, NH-kondensatorer. Det är sant att denna parameter inte indikerar ett garanterat fel på kondensatorn efter att den angivna linjen har förflutit. Detta avser endast tiden för användning vid maximal belastning och temperatur. Vid användning i ett mindre temperaturområde kommer livslängden att öka därefter. Efter angiven linje är det även möjligt att minska kapaciteten med 10 % och öka förlusterna med 10 ... 13 % vid drift vid maximal temperatur.

När du arbetade med batterier för att byta ut dem behövde du säkert kontaktsvetsning. Eftersom det är mycket oönskat att löda litiumjonbatterier med vanligt lod finns det risk för överhettning. Att köpa eller tillverka dyr utrustning för två eller tre fall är definitivt inte lönsamt och kostsamt. Men en sådan anordning för motståndssvetsning är tillgänglig för absolut alla. När allt kommer omkring består den i huvudsak av bara en del, en så kallad superkondensator.
Detta är nästan samma kondensator, bara hög kapacitans. Har alla samma fördelar som en konventionell kondensator.

Det kommer ta

• Tjock tråd, med ett tvärsnitt på minst 2 kvadratmeter. mm.

Tillverkning av den enklaste apparaten för motståndssvetsning från en superkondensator

kontaktsvetsning