Tài liệu CHƯƠNG IV: TRANG BỊ ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HOÁ CHO THIẾT BỊ HÀN ĐIỆN doc

Trường trung cấp Nông Nghiệp & PTNT Hải Dương
CHƯƠNG IV
TRANG BỊ ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HOÁ CHO THIẾT BỊ HÀN ĐIỆN
4.1 KHÁI NIỆM CHUNG
1. Định nghĩa
Hàn điện là một công nghệ để nối ghép kim loại dùng nhiệt lượng sinh ra bới
nguồn điện.
2. Phân loại thiết bị hàn điện :
a. Theo phương pháp hàn :
+ Hàn hồ quang :
- Bằng tay .
- Tự động :
- Hàn dưới lớp trợ dung
- Hàn trong ga bảo vệ .
+ Hàn tiếp xúc ( hàn điện trở )
Hàn nối
Hàn đường.
Hàn điểm
b. Theo tính chất dòng điện
Hàn hồ quạng 1 chiều
Hàn hồ quang xoay chiều
3. Ưu điểm
Hàn điện có các ưu điểm sau :
Tiết kiệm được nguyên vật liệu so với các phương pháp gia công khác
Có độ bền cơ học cao
Giá thành hạ, năng suất cao
Công nghệ đơn giản
Dễ tự động hoá nên có thể cải thiện được điều kiện làm việc .
4. Các yêu cầu đối với nguồn hàn hồ quang :
- Điện áp không tải đủ lớn để mồi được hồ quang .
Giáo viên: Phạm Thanh Hải

Trường trung cấp Nông Nghiệp & PTNT Hải Dương
+ Khi nguồn hàn là một chiều với điện cực là :
Kim loại : Uo min = ( 30 – 40 )V
Than : Uo min = ( 45 – 55)V
+ Khi nguồn hàn là xoay chiều : Uomin = ( 50 – 60)V
- Đảm bảo an toàn khi ở chế độ làm việc cũng như khi ở chế độ ngắn mạch
làm việc, bội số dòng điện ngắn mạch không được quá lớn
λ
I
= Inm / Iđm = 1,2 ÷ 1,4
Trong đó : λ
I
- bội số dòng điện ngắn mạch .
Inm : Dòng điện ngắn mạch
Iđm – dòng điện hàn định mức
- Nguồn hàn phải có công suất đủ lớn .
- Nguồn hàn phải có khả năng điều chỉnh được dòng hàn , vì dòng điện hàn
phụ thuộc vào đường kính que hàn . Dòng điện hàn được tính theo biểu thức sau
:
Ih = ( 40 ÷ 60 )d
Ih : dòng điện hàn (A)
d : đường kính que hàn ( mm)
- Đường đặc tính ngoài ( đặc tính V – A) của nguồn hàn phải đáp ứng theo
từng loại phương pháp hàn .
+ Nguồn hàn dùng cho phưpưng pháp hàn hồ quang bằng tay phải có đường
đặc tính ngoài dốc.
+ Nguồn hàn dùng cho phương pháp hàn hồ quang tự động phải có đường
đặc tính ngoài cứng.
2.2 CÁC NGUỒN HÀN HỒ QUANG
2.2.1 NGUỒN HÀN XOAY CHIỀU

Nguồn hàn hồ quang xoay chiều thường dùng biến áp hàn vì có những ưu
điểm nổi bật sau :
+ Dễ chế tạo, giá thành hạ.
+ Có thể tạo ra dòng điện lớn .
Giáo viên: Phạm Thanh Hải
Trường trung cấp Nông Nghiệp & PTNT Hải Dương
Biến áp hàn phổ biến nhất là biến áp hàn một pha, có khi là 3 pha . Thồng
thường BA hàn 3 pha dùng cho nhiều đầu hàn.
a. Máy biến áp hàn có cuôn kháng ngoài

W
1
W
2

W
CK
a


U
I
h

a
1
< a
2
< a
3

Khi không tải U
0
= U
2

Trong đó U
0
là điện áp khôg tải
U
2
là điện áp thứ cấp MBA
Khi hàn U
hq
= U
2
- U
ck
suy ra
U
ck
là điện áp rơi trên cuộn kháng
U
ck
= I
2
R
ck
+ j I
2
X

ck
= ωLI
2
b. Máy hàn có cực từ hỗn hợp.
Giáo viên: Phạm Thanh Hải
Trường trung cấp Nông Nghiệp & PTNT Hải Dương

W
1
W
2


W

a


U

Khi không tải U
0
= U
2
+ U
ck

Trong đó U
0
là điện áp khôg tải

U
2
là điện áp thứ cấp MBA
U
ck
là điện áp rơi trên cuộn kháng
Khi hàn điện áp rơi trên cuộn kháng và tải
U
d
= I
2
X
2
+ I
2
X
ck

Điện áp hồ quang
U
hq
= U
2
+ U
ck
- U
d
= U
2
+ U

ck
- I
2
(X2 + X
ck
)
2.2.2 NGUỒN HÀN 1 CHIỀU
2.2.2.1. Máy phát hàn 1 chiều
a. Máy phát hàn 1 chiều kích từ
độc lập có cuộn khử từ nối tiếp
Máy phát hàn loại này có hai
cuộng kích từ: cuộn kích từ độc lập
W
1
được cấp điện từ nguồn một một
chiều độc lập có điều chỉnh dòng điện
kích từ bằng chiết áp VR và cuộn khử
từ nối tiếp W
2
đấu nối tiếp với phần
ứng của máy phát. Từ thông Φ
1
sinh
ra trong cuộn W
1
ngược chiều với từ
thông Φ
2
sinh ra trong cuộn W
2

. Từ thông Φ
2
tỷ lệ với dòng điện hàn.
Giáo viên: Phạm Thanh Hải

+


F


W
2
CM

2

1

-

W
1
VR

+

-

Hình 4-4. Máy phát hàn 1 chiều kích từ độc lập

có cuộn khử từ nối tiếp
Trường trung cấp Nông Nghiệp & PTNT Hải Dương
Như vậy khi không tải, từ thông Φ
2
= 0 và sức điện động của máy phát bằng:
E
o
= K
c
.Φ.ω
Trong đó : K
c
- hệ số cấu trúc của máy phát
Φ
1
- từ thông sinh ra trong cuộn W
1
ω - tốc độ quay của phần ứng.
Khi có tải:
U
hq
= E - IR
F
= K
c
(Φ
1
- Φ
2
)ω - IR

F
Trong đó : R
F
- điện trở trong của máy phát
Để điều chỉnh dòng hàn và tạo ra họ đặc tính ngoài có hai cách:
Điều chỉnh thô bằng chuyển mạch CM để thay đổi số vòng dây của cuộn W
2

Điều chỉnh bằng chiết áp VR để thay đổi dòng kích từ I
kt
của máy phát
2.3. MÁY HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG
1. Mô tả chung
Máy hàn hồ quang tự động có các nhiệm vụ sau:
• Mồi hồ quang
• Di chuyển điện cực hàn để đảm bảo hồ quang cháy ổn định
• Di chuyển xe hàn
• Cấp chất trợ dung
Trên máy có 2 hệ truyền động riêng biệt:
• Đẩy điện cực vào vùng hàn
• Di chuyển xe hàn
Giáo viên: Phạm Thanh Hải

I

W
21
> W
22

I
kt1
< I
kt2
< I
kt3

1 2 3

U

U

I

I
nm1
I
nm2






a) b)

Hình 4 -5 . Họ đặc tính ngoài và đặc tính điều chỉnh của máy hàn 1 chiều