Umělá zátěž pro opravy svářeček.

Dnešní příspěvek je určen zejména těm, kdo se zabývají opravami svářeček. Umělá zátěž by totiž měla být základní pomůckou každé takové servisní dílny. Ne vždy tomu tak ale je. Pojďme si představit možná řešení takových zátěží.

Proč je nutné při servisu svářečky zatěžovat?

Při opravách a přezkušování funkčnosti různých zařízení je obvykle nutné opravované či zkoušené zařízení zatížit a nasimulovat tak reálné pracovní podmínky. V případě svářeček to znamená zajistit, aby svářečka mohla odevzdat nějaký výkon a zátěží mohl protékat proud stejné hodnoty jako při svařování. Opravovat svářečky jen tak naprázdno nemá smysl. Řada závad se projeví až pod zatížením. Jen si přiznejme kolikrát v servisu slyšíme od majitele rozbité svářečky větu: "Když je to studený, vaří to dobře. Ale jak se to ohřeje, začne to blbnout". No a abychom vytvořili ty správné podmínky, kdy to "začne blbnout" a mohli tedy konečně něco zjistit a naměřit, musíme svářečku zatížit. Ještě se sluší zmínit, že svářečkou budeme v tomto článku rozumět elektrickou svářečku pro obloukové svařování.

Možnosti zatěžování svářeček.

Jak tedy takové zatížení svářečky provést? Nejjednodušším a zároveň přirozeným způsobem zatížení svářečky je kupodivu samotné svařování. Při tomto způsobu zatěžování vlastně nic nesimulujeme, ale zátěž je naprosto shodná se zatížením ve skutečném provozu. Ale má to své nevýhody. Svařování produkuje škodlivé dýmy a záření, a dále i nepříjemný hluk. Tyto nepříjemné důsledky svařování se pak v malé dílně, která je primárně vybavená na opravy a nikoliv na svařování, ještě zesilují. Pokud chceme na takto zatížené svářečce zároveň něco měřit (což je v servisní praxi nezbytné), je nutné aby jeden člověk svařoval a druhý měřil. A to zde nehovoříme o neustálených parametrech, neboť zejména při zkratovém svařovacím procesu dochází k neustálým změnám napětí a proudu. Zkrátka není to ono. Je to krajně nepohodlné a nepraktické.

Mnohem praktičtější je zatížení svářečky pomocí tzv. umělé zátěže. Jelikož jsou svářečky vlastně elektrické zdroje proudu a napětí, spočívá jejich zatížení v připojení vhodného odporu na výstupní svorky. Výhodou je bezhlučný provoz, nulové záření či škodlivé dýmy. Také proud a napětí jsou ustálené a mění se jen minimálně v souvislosti s oteplováním zatěžovacího odporu. Ovšem nemůže se jednat o odpor ledajaký. Odpor by měl být zvolen tak, aby při nastaveném protékajícím proudu na něm bylo napětí odpovídajícímu svařovacímu napětí. Při svařování obalenou elektrodou je napětí na oblouku obvykle okolo 24V. Dalším problémem je veliký mařený výkon. Pokud chceme nasimulovat třeba svařování obalenou elektrodou proudem 150A a vezmeme-li v úvahu napětí na oblouku okolo 24V, pak na zatěžovacím odporu musíme mařit výkon 24x150=3600W, tedy 3,6 kilowatty. Uvážíme-li, že se tento zmařený výkon mění v odpadní teplo, máme ihned postaráno o vytápění dílny. A co teprve v případě, že budeme zatěžovat třeba 400 ampérové WTU...

Princip umělého zatížení svářečky odporem.

Konstrukce umělých zátěží.

Sehnat výkonový rezistor pro výkon 3,6 kW není žádná legrace. A budeme-li stavět zátěž pro 400 A, musíme se poohlédnout po rezistoru pro výkon cca 10 kW. Pro tyto účely lze s výhodou použít materiál (odporový drát) na výrobu elektrických topných spirál a těles. Lze také použít již hotové topné spirály, které můžeme řadit paralelně i sériově podle potřeby. Takto zhotovené zatěžovací odpory je nutné intenzivně chladit ať již vzduchem (ventilátory) či vodou.

Pro malé výkony jsou v servisních dílnách občas k vidění i různá "žárovková pole" s několika (i desítkami) paralelně spojených dostupných žárovek na 24V a příkonem 60 - 100W, případně kombinace žárovek a topných spirál.

Nevýhodou takových umělých zátěží je to, že nelze plynule nastavovat jejich odpor. Určitá regulace sice možná je, ale jedná se o regulaci skokovou pomocí různých odboček, které navíc nelze přepínat pod proudem. Příklad takové zátěže je na následujícím obrázku. Jedná se o zátěž z drátu na výrobu přímotopných panelů. Pomocí odboček a paralelního řazení lze zatěžovat svářečky do 100, 200 a 400 Ampér. Chlazení odporového drátu je pomocí ventilátoru.

Umělá zátěž z odporového drátu pro 100, 200 a 400 A

Další velkou nevýhodou takové zátěže je to, že s ní nelze zatěžovat většinu současných svařovacích invertorů. Malý odpor zátěže je totiž řídící elektronikou invertoru často vyhodnocen jako "přilepení elektrody" a funkce Anti Stick sníží proud invertoru na minimum (obvykle 5-10 A). A máme po zatěžování. Pokud zátěž přepneme na větší odpor, zase se nám nepodaří dosáhnout maximálního proudu svářečky. Je to bludný kruh a ven nám z něj pomůže jen zátěž s plynulou regulací odporu. Prostě takový velký potenciometr. Jenže kde jej vzít?

Řešením výše uvedeného problému je tzv. vodní zátěž. Výstupy ze svářečky jsou připojeny na elektrody, které mohou být pomocí nějakého mechanismu plynule ponořovány a vynořována do/z elektrolytu. Tím je zajištěna plynulá regulace odporu. Elektrolytem je v tomto případě obyčejná voda, do které je pro zvýšení její elektrické vodivosti přidána například jedlá soda (Bicarbona). Pro dosažení potřebného odporu a tedy potřebného protékajícího proudu je nutné použít co největší plochu elektrod. Toho lze dosáhnout například tak, že použijeme několik deskových elektrod vedle sebe a paralelně spojíme vždy liché a sudé desky. Princip zatěžování svářečky vodní zátěží je na následujícím obrázku:

Princip zatížení svářečky "vodní" zátěží

A právě konstrukci takovéto vodní zátěže vám představíme v jednom z dalších článků. Zatím se můžete podívat na její obrázek:

Umělá vodní zátěž na opravy svářeček.