Svetsströmkällor för likströmssvetsning PDF

Svetsströmkällor för likströmssvetsning. Strömkällan har till uppgift att leverera ström vid konstant spänning (konstantspänningslikriktare). Den består av en trefas transformator samt likriktare, omriktare eller frekvensriktare. Spänningen regleras i allmänhet med en grov- resp. fininställning. Äl...

Svetsströmkällor för likströmssvetsning. Strömkällan har till uppgift att leverera ström vid konstant spänning (konstantspänningslikriktare). Den består av en trefas transformator samt likriktare, omriktare eller frekvensriktare. Spänningen regleras i allmänhet med en grov- resp. fininställning. Äldre MIG/MAG-maskiner är avsedda endast för sådan svetsning, medan moderna om- och frekvensriktarströmkällor även kan kombineras för svetsning med metoderna MIG/MAG, TIG och MMA. En svetslikriktare lämnar likström. Växelströmmen från nätet transformeras om och ändras i likriktardelen till likström. Denna omformning sker med dioder eller tyristorer. Strömstyrkan kan regleras med en rörlig kärna i transformatordelen eller med t.ex. tyristor- eller transduktorstyrning. Till kategorin liktriktare hör också den s.k omriktaren. Omriktaren avger likström, och är sammanbyggd av: -nätlikriktare som likriktar nätets växelspänning till likspänning. -en omriktare som omvandlar likspänning till växelspänning. -en transformator, som tranformerar ned spänningen till 20-50 V. -en svetslikriktare som likriktar transformatorns sekundärspänning. Omriktarna kännetecknas av låg vikt och liten volym. Genom att såväl verkningsgrad som effektfaktor är höga, kan ofta klenare nätkabel och nätsäkringar tilllåtas jämfört t.ex. med en svets av likriktartyp. Primära och sekundära strömkretsar Skydd för nätet Den strömkrets som leder från vägguttaget till svetsmaskinen kallas primärkrets, medan den strömkrets som leder från svetsströmkällan till arbetsstycket kallas sekundärkrets. För att inte snedbelasta nätet fördelas strömmen över tre faser (utom vissa svetstransformatorer). Om svetsmaskinen överbelastas bryts strömmen genom att säkringarna över en eller flera faser utlöses. Det är därför viktigt att använda rätt typ av säkring (står på svetsströmkällans märkplåt). Används för kraftig säkring kan strömkällan skadas innan säkringen ”går”. Inställning av svetsström På de flesta MIG/MAG-strömkällor finns ett reglage som anger trådens utmatningshastighet i meter/min, men det finns också strömkällor där reglagen är rätt och slätt reglage – dvs. de visar bara ett godtyckligt värde. Svetsström regleras tillsammans, och med samma reglage som elektrodmatningen. Då detta reglage, i vissa fall bara visar trådmatning, måste svetsströmmen mätas på annat sätt. Det kan ske via en inbyggd amperemeter på maskinen, eller får strömmen mätas separat t.ex med en tångamperemeter. Ska exakt amperetal anges (för t.ex. svetsning efter WPS), måste den mätas med mobil amperemeter. På de modernaste svetsmaskinerna ställs alla svetsparametrar med hjälp av en mikrodator, vars exakthet är mycket god. Arrangemang för återledning, kablar, svetspistoler För att erhålla en sluten strömkrets måste en återledning av svetsströmmen ske. På en MIG/MAGströmkälla ansluts återledarkabeln till maskinens negativa drosseluttag, utom vid svetsning med en viss typ av rörelektrod. Återledarkabeln ska vara dimensionerad till de svetsströmmar som används. Återledarklämman ska vara av god kvalitet och felfri, liksom anslutningen till denna. Kablar och svetspistoler Svetsströmmen leds från svetsströmkälla till slangpaketet resp. återledare, av samma sorts kabel som används vid MMA-svetsning, dvs en koppar- eller aluminiumkärna med ett överdrag av gummi eller plast. Från matarverk till svetspistolen leds strömmen av en kabel, som tillsammans med manöverströmskabeln, trådledaren, gasslangen och ev. kylvätskeslangar bildar ett slangpaket. Slangpaket finns i olika storlekar beroende på belastning och en ganska vanlig indelning kan vara: 160- 200- 250- 350- och 500 Ampere. Slangpaketens storleksangivelser skiljer sig beroende på fabrikat. Inuti slangpaketet finns trådledaren, som kan vara av plast eller stål – eller en kombination av båda. Anslutningen från slangpaketet till svetsmaskinen kan vara av två typer. Dels den typ ESAB fortfarande använder, dels den s.k. europakopplingen som bl.a. Kemppi och Binzell använder. Svetspistolens uppgift är att överföra ström till elektroden samt styra skyddsgasen över ljusbåge och smältbad. Svetspistoler finns för olika strömstyrkor, med eller utan vattenkylning. I regel används vattenkylda svetspistoler vid strömstyrkor över 150 A. Man skiljer dessutom mellan svetspistoler för push (skjutande), pull (dragande) eller push-pull (skjutande-dragande). Pistoler för dragande matning är inte så vanliga idag. Push-pullmodellen används företrädesvis vid svetsning i aluminium där driftssäkerheten på grund av den mjukare elektroden ställer andra krav. Den har ett matarverk inbyggt i pistolen, vilket gör den betydligt klumpigare än pistoler för skjutande matning. Vanligast är push, där elektroden skjuts från matarerkets matarrullar in i trådledaren och leds sedan ut genom pistolens kontaktmunstycke. Dagens skjutande matarverk är ofta försedda med dubbla matarhjul vilket gör matningen mer driftssäker. Svetspistolen består av ett handtag, en avtryckare, en s.k. svanhals (även raka förekommer), en munstycksdapter, gasfördelningshylsa, kontaktmunstycke och gasmunstycke (gaskåpa). Kontaktmunstycket överför maskinens svetström till elektroden. Gasmunstycket ser till att skyddsgasens flöde fördelas jämt över svetsstället med hjälp av den bakom kontaktmunstycketet sittande gasfördelningshylsan. Svetspistoler för svetsning av grova elektroder eller rörelektroder kan också förses med rökutsug. Om svetsningen måste ske långt från matarverket kan en mellanstation med drivning insättas. Vård av utrustning Det gäller att minimera slitaget på svetsutrustningen genom ett väl fungerande underhåll. Förebyggande åtgärder såsom rutiner för dagligvecko- och halvårsunderhåll. utbyte av slitna delar, smörjning, rengöring och läcksökning är nödvändiga.. På så sätt upptäcks brister på ett tidigt stadium och avbrott i produktionen kan undvikas eller minimeras. Dessutom underlättar det att bibehålla inställda värden av validerad utrustning! En viktig detalj är att kontrollera gasflödet, då regulatorns flödesmätare ofta visar fel värden. Denna kontroll görs enklast med en separat flödesmätare. En annan viktig del är trådledaren i slangpaketet. Den sätts igen av damm och smuts. vilket leder till störningar i matningen.Slarviga svetsare ökar då trycket på rullarna vilket ger en temporär förbättring, men till slut orkar inte matarverket skjuta fram elektroden. Sannolikt är bortåt 90% av alla störningar i produktionen resultatet av störningar i elektrodmatningen. Slangpaketets trådledare skall därför renblåsas minst vid varje byte av bobin. Kalibrering för att kunna övervaka utstorheterna Svetsmaskinens inställning avviker ofta från de värden som skalan visar. Genom långvarig användning kan inställningsvred rubbas, och maskinen visar då något helt annat än det tänkta värdet. Av den anledningen ska svetsmaskinen valideras med jämna mellanrum, dvs. det inställda värdet för t ex svetsströmmen, skall kontrolleras mot t.ex. en amperemeter. Ett sätt att kontrollera hur mycket av det inställda värdet som försvinner genom dåliga svetskablar och trasiga elektrodhållare/återledarklämmor är att mäta spänningen. Vid svetsmaskinens kabelutgång kan man mäta arbetsspänningen, vilken går att ställa i relation till bågspänningen som mäts vid elektrodhållaren. Elektrisk ström uppstår när fria elektroner rör sig åt samma håll i en ledare. Elektronerna är bärare av elektriska laddningar. Uppstår ett luftgap bryts elektronflödet och strömmen. Om luftgapet joniseras kan elektronflödet fortsätta och strömkretsen sluts igen. Vid joniseringen byter en del elektroner bana och en del övergår till en bana med lägre energinivå. Energin som frigörs bildar elektromagnetiska vågor, vilket ger ett synligt sken. Den elektriska ljusbågen som bildas vid MIG/MAGsvetsning är något annorlunda än den som bildas vid MMA-svetsning. På grund av elektrodens dimension blir elektrodens area mycket mindre, och ljusbågen blir av den anledningen "tätare" med högre tryck. Det betyder att inträngningen och uppsmältning blir större. Elektrodmatarverket har till uppgift att genom trådledare och svetspistol mata fram elektroden med inställd hastighet.Hastigheten inställs manuellt, i meter per minut, med ett vred på matarenheten. Vid push-pullmatning regleras trådmatning på pistolen. För att få veta exakt med vilken hastighet matningen sker, kan man testa själv genom att mata ut tråden på golvet i 20 sekunder. Mät därefter den utmatade tråden med måttbandet och multiplicera med 3 (20 x 3 = 60). Elektrodmatningen kan ske via en matarrulle och en tryckrulle, i viss fall matar båda rullarna, och några matarverk är försedda med snedställda matarrullar. Vid inställning av rullarnas tryck får inte trycket vara större än att man ska kunna bromsa tråden mellan tumme och pekfinger. Ställs trycket mot elektroden för högt kan elektroden skadas och förorsaka störningar i trådledaren. Kontroll för säker funktion Så ofta som möjligt skall svetsaren kontrollera att gaskåpan är ren från svetssprut. Detta för att inte skyddsgasens flöde ska störas eller stoppas helt. Dessutom kan svetssprutet leda till att strömmen leds till gaskåpan i stället för till elektroden. Använd spray eller pasta så fastnar inte sprutet så lätt. Spray kan duschas i ett kallt munstycke, medan pasta helst ska appliceras då gaskåpan är uppvärmd. Kontaktmunstycket är en förbrukningsartikel. Bränner elektroden fast ofta skadas munstycket med ännu mer störningar som följd. Speciellt känsligt för dåliga kontaktmunstycken är elektroder av aluminium. En Svetsströmkälla och matarverk mår bra av att renblåsas eller dammsugas med jämna mellanrum. Speciellt svetsströmkällor av typen om- eller frekvensriktare är mycket känsliga för damm genom den rikliga förekomsten av elektronik.Kontrollera även med jämna intervaller att gasflödet fungerar som avsett. Ersätt gamla och spruckna gasslangar. Luft kan nämligen diffundera in i en sprucken slang och bidra till undermåliga svetsar. Registrering av svetsutrustning Finns flera svetsmaskiner och gassvetsutrustningar bör varje enskild utrustning märkas och förses med ett registreringskort. Kortet ska förses med information om när maskinen kontrollerades och validerades. Det är också lämpligt att på kortet notera reparationer, utlåning etc. Samband mellan svetssp. & svetsström-Strömkällans karaktäristik Strömkällor för MIG/MAG-svetsning är av konstantspänningstyp med svagt fallande karakteristik. Det betyder att om en störning i processen medför en kortare ljusbåge sänks arbetspunkten, dvs. spänningen sjunker och strömmen ökar Ökningen av ström medför ökad avsmältningshastighet hos elektroden och båglängden återställs. Denna självreglering är kraftigare ju mindre maskinkarakteristiken faller. Rak karakteristik, sk. konstantspänningstyp används förutom till MIG/MAG även till pulverbågsvetsning och kännetecknas av: -God kontroll på båglängden -Strömmen bestäms av elektrodens matningshastighet och diameter. Typiska svetsparametrar Som val av elektrodtyp och dimension De värden som ska ställas in för att svetsmaskinen ska fungera kallas parametrar (= matematisk storhet). Man skiljer härvidlag mellan operatörsberoende- och utrustningsberoende parametrar. MIG/MAG-svetsningens utrustning har betydligt fler utrustningsberoende parametrar än t ex MMA-svetsningens, men de skiljer sig åt en aning. MIG/MAG-strömkällans utrustningsberoende parametrar: Ström - som ställs in på samma vred som trådmatningen. Trådmatning - där man bestämmer hur många meter tråd per minut som ska matas ut. Spänning - som regleras separat för att bestämma ljusbågens längd Gasflöde - antalet liter skyddsgas per minut. De operatörsberoende parametrarna är framföringshastighet, trådutstick och pistollutning. Trådar (elektroder) finns i dimensionerna Ø 0,6 - 0,8 - 0,9 - 1,0 - 1,2 och 1,6 mm för solida trådelektroder och Ø 0,8 - 0,9 - 1,0 - 1,2 - 1,4 - 1,6 mm för rörelektroder