دستگاه های جوشکاری

                       دستگاههای جوشکاری

دستگاههای جریان متناوب دونوعند:

1- ترانسفورماتور                                                  2- موتور ژنراتور جوش

1- ترانس های جوشکاری                Trans  former

در صنعت جوشکاری برای تبدیل برق شهر)  220-380 v (  به برق با ولتاژ کم  ( 50-80 v )و امکان برداشت آمپر زیاد تا حدود ) 300-450 ( آمپر از ترانسفورماتورهای کاهنده استفاده میکنند.

 این ترانسها از سه قسمت اصلی ( هسته آهنی- سیم پیچ اولیه- سیم پیچ ثانویه) تشکیل شده است.

الف ) هسته: از یک قاب آهن خالص که از ورقهای نازک آهن رویهم قرار داده تشکیل شده است و بین این ورقها عایق قرار دارد تا باعث افزایش گرما و جریان فوکو در هسته نگردد ودارای شکلهای متفاوتی میباشد.

ب ) سیم پیچ اولیه: سیم پیچ اولیه که معمولا" از جنس مس با ضخامت کم بوده و یک طرف هسته با تعداد دور نسبتا" زیاد پیچیده شده است وممکن است از یک دسته یا دو دسته سیم پیچ تشکیل شده باشد که به طور سری به برق دو فاز  ( 380 v )یا بطور موازی به برق تک فاز  ( 220 v )وصل میشود و وظیفه آن تولید خطوط قوا یا خطوط مغناطیسی یا فلوی مغناطیسی در هسته است.                      

ج ) سیم پیچ ثانویه: سیم پیچ ثانویه که دارای ضخامت بیشتر و تعداد دور کمتری میباشد که در جهت عکس سیم پیچ اولیه روی هسته پیچیده شده است و یک سرآن به الکترودگیر و سر دیگر به کار وصل میشود . خطوط قوا که در هسته در حال گردش است از وسط این سیم پیچ عبور میکند و باعث حرکت کردن الکترونهای والانس شده و جریان القایی در سیم پیچ ثانویه بوجود می آید که دارای ولتاژ کم بوده و میتواند شدت جریان زیادی بدهد.

رابطه زیر بین تعداد حلقه های سیم پیچ اولیه و ثانویه و ولتاژ اولیه و ثانویه موجود است.                                                                                                                                  

مثال : در یک ترانسفورماتور ولتاژ و جریان ورودی آن 380 ولت و ولتاژ خروجی آن 38 ولت و 100 آمپر میباشد. اگر سیم پیچ اولیه 200 حلقه باشد تعداد حلقه های سیم پیچ ثانویه چقدر است؟                                                                                                                                             

                                             38*200                                 200          380                 N1

   حلقه              20=-------  = 2N  > == --- = ---- == ---- = ----                                                                                                                                                                                                                                   

                                          380                                      N2              38                 N2

آمپر دور سیم پیچ ثانویه برابر 2000 = 100 * 20  که برابر با آمپر دور سیم پیچ اولیه است و آمپر مصرفی دستگاه برابر است با :                                                                                                2000                                                                                   

                                                                                                                           A   10  =   -----

                                                                                                                                                     200                                                                                              

طرز کار ترانسفورماتور جوش     :

همانطور که قبلا" ذکر شد ترانسفورماتور دارای دو سیم پیچ میباشد. سیم پیچ اولیه با تعداد دور زیاد که قطر سیم آن نازک و به شبکه برق شهر وصل است که با عبور جریان متناوب میدان خطوط قوا را تشکیل میدهد و در جهت جریان برق با تغییر پرید ( ثانیه 50 دفعه مثبت و منفی ) تغییر جهت میدهد. خطوط قوا بوسیله هسته آهنی جذب و فورا" بطرف سیم پیچ دوم که با خود جریانی برای جوشکاری تنظیم میکند میرود. سیم پیچ ثانویه که شدت جریان متناسب جوشکاری را تنظیم میکند بستگی دارد به تعداد دور سیم پیچ و قطر سیم پیچ و نیز فاصله سیم پیچ ها.

اصولا" هرچه تعداد سیم پیچ کمتر باشد اختلاف سطح هم کمتر است. بالاعکس شدت جریان زیادتر خواهد بود. برای تغییر دادن شدت جریان ترانسفورماتورها طوری ساخته میشوند که شدت جریان قابل تنظیم باشد و با تغییر میدان

خطوط قوا ( میدان مغناطیسی)

شدت جریان مورد نیاز را بدست

آوریم

روشهای مختلف تنظیم آمپر در ترانسهای جوشکاری عبارتند از:

1-با هسته متحرک

2-با کوپل متحرک

3-با راکتور قابل تنظیم

1-تنظیم آمپر بوسیله راکتور قابل تنظیم  :

در این روش یک سیم پیچ ثانویه به ترمینال اتصال وصل شده و سر دیگر روی هسته چندین دور پیچیده میشود و پس از هر دور گردش به یک ترمینال رفته و بر میگردد. در نتیجه انبر جوشکاری میتواند به ترمینال های مختلف وصل شود که دارای آمپراژ گوناگون هستند. البته ترمینال اول بیشتر و ترمینال آخر ( که جریان القایی بیشترین مسیر را طی میکند ) کمترین آمپر را خواهد داشت و ما میتوانیم با توجه به ترمینال های تعبیه شده آمپر مورد نظر را انتخاب نماییم. در این روش ولتاژ خروجی تقریبا" ثابت خواهد بود.

2- تنظیم آمپر بوسیله هسته متحرک :

در این روش با افزایش یا کاهش خطوط قوایی که از میان سیم پیچ ثانویه در حرکت است آمپر را زیاد یا کم میکنیم و به دو طریق امکان پذیر است :

الف ) هسته ای درون هسته اصلی قرار داده تا خطوط قوا تغییر مسیر داده و از مسیر هسته فرعی عبور کند و با داخل و یا خارج کردن هسته فرعی درون هسته اصلی خطوط قوای کمتر یا بیشتر از مسیر فرعی عبور نموده و در نتیجه شدت جریان خروجی زیاد یا کم میشود. پس با داخل کردن هسته اصلی تغییرات آمپر بطور پیوسته خواهیم داشت

 در بعضی از دستگاهها یک سر از یک قسمت سیم پیچ ثانویه خارج و به ترمینال وصل میکنند و در نتیجه ترانس دارای دو حالت    High  و   Low میباشد.

 اگر انبرجوشکاری به قسمت   Low وصل شود تمام طول سیم پیچ ثانویه در مدار است . ولتاژ خروجی بیشتر و شدت جریان کمتر است .

زمانیکه انبر جوشکاری به ترمینال High     وصل است قسمتی از سیم پیچ ثانویه در مدار است ولتاژ کمتر و شدت جریان زیادتر است . دستگاه دو درجه بندی آمپر دارد یکی حالت Low

و یکی حالت    High که با گردش رسته و جابه جا کردن هسته فرعی می توان آمپر را به دلخواه تنظیم نمود.

ب ) هسته ترانس دو قسمتی است و روی یک قسمت سیم پیچ اولیه و روی قسمت دوم سیم پیچ ثانویه پیچیده شده و بین دو قسمت فاصله ای وجود دارد که بوسیله پیچی این فاصله کم یا زیاد میشود. خطوط مغناطیسی که بوسیله سیم پیچ اولیه بوجود می آید از فاصله هوایی عبور کرده و از وسط سیم پیچ ثانویه عبور می کند و جریان القایی در سیم پیچ ثانویه بوجود می آید.

حال اگر فاصله هوایی بین دو قسمت هسته کم باشد خطوط قوای زیادتری از وسط سیم پیچ ثانویه عبور میکند و شدت جریان زیادتری تولید میشود و اگر فاصله هوایی زیاد باشد خطوط مغناطیسی کنترل از میان مدار ثانویه عبور کرده و شدت جریان کمتری تولید میشود با تنظیم فاصله میتوان آمپر دلخواه را بدست آورد.

3- تنظیم آمپر بوسیله کوپل متحرک  :

در این نوع دستگاهها توسط پیچی یکی از سیم پیچها عقب و جلو میشود . وقتی که سیم پیچ دور میشود القاء خطوط قوا کم در نتیجه جریان

کمتر و هرچه فاصله نزدیکتر شود القاء

مغناطیسی بیشتر و در نتیجه جریان

بیشتری خواهیم داشت.

2-  ژنراتور جوش  :

  این دستگاه تشکیل شده است از یک الکترو موتور و یک مولد جریان متناوب           که روی یک محور قرار دارد یا بوسیله دو فلنچ بهم کوپله شده اند . با حرکت الکتروموتور ژنراتور بحرکت در می آید. 

این دستگاه بعلت تشابه کاربرد با ترانسفورماتور و گرانی قیمت کمتر متداول میباشد اگر برای نیروی محرکه اولیه از موتور بنزینی یا گازوییلی استفاده گردد این دستگاه را موتور سیار بنزینی یا دیزل گویند.

دستگاههای جوش جریان مستقیم  :

  این دستگاهها نیز دو نوعند  :

الف )  دینام                                                                   ب ) یکسو کننده جوش

               الف ) دینام های جوشکاری  ( موتور جوش )  :

دینامهای جوشکاری دستگاههایی هستند که برق مناسب ( ولتاژ کم و آمپر زیاد ) برای جوشکاری تولید میکنند و از دو قسمت اصلی تشکیل شده اند  :

1 – قسمت دینام که با به گردش در آوردن آن با دور مناسب برق جوشکاری تولید می شود .

2 – دستگاه تولید حرکت دورانی که میتواند یک الکتروموتور سه فاز یا یک موتور بنزینی یا گازوییلی باشد.

Ø  طرز کار دینام های مولد جریان به این صورت است که بوسیله مغناطیس های الکتریکی یک حوزه مغناطیسی قوی ایجاد می شود و در وسط این خطوط قوا یک دسته سیم پیچ بحرکت در می آید که باعث شکسته شدن خطوط قوا شده و حرکت الکترونهای والانس و آزاد سیم پیچ را عمل نموده که از طریق کلکتور به خارج هدایت میشوند .

 در صورتیکه یکپارچه باشد ( استوانه مکمل ) جریان متناوب بوجود می آید و چنانچه کلکتورها دو قسمتی ( نیم استوانه ) باشد جریان مستقیم بوجود می آید.

دینام جوشهای کارگاهی شامل یک دینام تولید جریان و یک الکتروموتور سه فازه است که با هم کوپل شده و یا اساسا" محور آنها مشترک است و در یک طرف محور الکتروموتور و در طرف دیگر محور دینام تعبیه شده است .

الکتروموتور بوسیله یک کلید ستاره و مثلث به برق سه فاز وصل شده ست . الکتروموتور حرکت دورانی مناسب را بوجود می آورد و این حرکت باعث گردش محور دینام شده و جریان برق تولید می شود .

البته واضح است که برای راه اندازی لازم است کلید را روی حالت ستاره قرار داد تا موتور به دور کامل برسد سپس کلید را روی مثلث (        ) قرار داده تا دستگاه آماده جوشکاری شود . هیچگاه در حالت ستاره (    *    ) نباید جوشکاری نمود زیرا باعث سوختن دستگاه میشود .

در بعضی از دینام های جوشکاری عمل راه اندازی دستگاه بصورت اتوماتیک انجام میشود . معمولا" دینام های جوشکاری برق مستقیم  ( DC ) تولید میکنند . دینام های جوشکاری که برق AC ) ( تولید میکنند نیز ساخته شده است .

در دینام های جوشکاری معمولا" قطب مثبت با علامت ( + )  و قطب منفی با علامت ( - )  مشخص گردیده و یا اینکه ترمینال اتصال به کار به کلمه   ( Work )و ترمینال اتصال به انبر با کلمه  ( Electrod )مشخص گردیده و یک کلید تغییرقطب وجود دارد که بوسیله آن میتوان الکترود را مثبت یا منفی نمود .

در صورتیکه قطب ما مشخص نبود با آزمایش زیر میتوان قطب ها را مشخص نمود .

دو سر سیم جریان خروجی دینام ( ژنراتور) را به فاصله یک سانتیمتر از هم قرار داده و در عمق یک سانتیمتری آب فرو می بریم هنگام عبور جریان در قطب منفی حبابهای زیادی جمع می شود که این حبابها گاز هیدروژن است و از تجزیه الکتریکی آب بوجود می آید .

تغییر آمپر در دینام های جوشکاری  :

تغییر آمپر در دینامهای جوش بسیار ساده است و بوسیله یک رؤستا که سر راه جریان تحریک مغناطیسی دینام قرار دارد انجام می گیرد و می تواند این رؤستا در فاصله دور از دستگاه به وسیله سیم رابط به دستگاه وصل و از راه دور تغییر آمپر عمل گردد .

ب ) یکسو کننده جوش  :

تشکیل شده است از یک ترانسفورماتور که از برق سه فاز تغذیه می شود و یکسو کننده که جهت جریان برق را یک طرفه می کند الزاما" باید دستگاه دارای  پروانه خنک کننده صفحات یکسو کننده باشد .

جنس صفحات یکسو کننده معمولا" از دیود یا نیم هادی ها تشکیل شده است . مانند: سلون - سیلیسیم-  با صفحاتی که با روکش مس پوشانیده شده است .

                                                       سرابیان مقدم

                                                                                                 مربی جوشکاری مرکز آموزش فنی وحرفه ای قوچان

                                                                            1399