Surse de sudare - ansamblul aparatelor și dispozitivelor care furnizează energia necesară realizării îmbinării sudate, protecția și deplasarea sursei termice (sursa de sudare, clești port electrod, pistolet, cabluri de legătură, materiale de adaos).

Rolul sursei de putere este de a furniza energia necesară amorsării și menținerii arcului electric care se realizează între electrod și materialul de bază. Sudura cu arc electric cu electrozi înveliți se bazează pe principiul curentului constant ceea ce înseamnă că valoarea curentului electric nu trebuie să se modifice atunci când distanța dintre electrod și piesa de sudat se mărește sau se micșorează. Proprietatea principală de bază a unui aparat de sudură cu electrozi înveliți este prin urmare capacitatea sa de a menține o valoare cât mai constantă a curentului când sunt variații ale lungimii arcului electric. Cu cât curentul electric este mai stabil cu atât calitatea cusăturii sudate este mai bună. În interiorul unui aparat de sudură există un dispozitiv ce are ca scop asigurarea stabilității arcului electric. Acest dispozitiv poate fi de următoarele tipuri:

• mecanic (sunt magnetic sau reactanță saturabilă);

• electronic (variator cu tiristori sau invertor).

În funcție de tipul dispozitivului de reglare a curentului electric există trei tipuri de aparate de sudură cu arc electric:

• aparate de sudură electromecanice - transformatoare de sudură;

• aparate de sudură controlate electronic (cu reglaj cu tiristori);

• invertoare de sudură.

In funcție de polaritatea sursei de putere se disting următoarele două categorii:

• aparat de sudura în curent alternativ (AC);

• aparat de sudură în curent continuu (DC).

Transformatoarele de sudură constituie o categorie importantă de surse ce realizează alimentarea arcului electric de CA. Principiul de lucru al transformatoarelor este bazat pe principiul inducției electromagnetice. (vezi tema 6: Câmp magnetic. Inducție electromagnetică)

Întocmai ca generatoarele de curent continuu și aceste transformatoare trebuie sa asigure:

• arderea neântreruptă a arcului electric;

• variația cât mai redusă a curentului de sarcină la variații oricât de mari ale lungimii arcului.

Transformatoarele trebuie să posede o caracteristică externă puternic cazatoare, obținută cu ajutorul unei bobine montate frecvent în secundarul transformatorului. Această bobină permite defazarea corespunzatoare a curentului față de tensiunea din arc, pentru a asigura reaprinderea arcului la începutul fiecărei semi-perioade de variație a mărimilor. Transformatoarele prezentate în cele ce urmează sunt destinate în mod special sudurii cu arc electric, ce au:

• tensiunea secundară la funcționarea în gol necesară aprinderii arcului de 65–80 V;

• tensiunea de funcționare în sarcină de 15–35 V.

Diferența relativ mare între cele două tensiuni se datorește caracterului puternic căzător al caracteristicii lor externe. Transformatoarele de sudură se clasifică în funcție de modul de realizare al reactanței secundare necesare pentru obținerea caracteristicii externe de formă dorită. Baza dispozitivului de sudare a fost un transformator de putere de mare putere. Prin reducerea curentului alternativ al rețelei, a făcut posibilă obținerea curenților mari necesari pentru sudare datorită înfășurării secundare. Transformatoarele care funcționează la o frecvență normală de rețea de 50 Hz sunt foarte voluminoase și cântăresc foarte mult.

Prin urmare, pentru a scăpa de acest dezavantaj, a fost inventat un invertor de sudare. Dimensiunea sa a fost redusă prin creșterea frecvenței pentru funcționarea acestuia la 80 kHz sau mai mult. Cu cât frecvența de funcționare este mai mare, cu atât dimensiunile aparatului sunt mai mici. Masa, respectiv, este de asemenea mai mică. Și aceasta este o economie de materiale pentru producția sa.

Pentru a face parte procesului de sudare, a fost inventat un circuit de invertor, care constă din tranzistoare de mare putere care sunt comutate cu o frecvență de 60 până la 80 kHz. Dar pentru ca ele să funcționeze, trebuie să furnizeze curent continuu. Acesta poate fi obținut folosind un redresor format dintr-o punte diodă, precum și un filtru pentru netezire. Rezultatul final este un curent constant de 220 volți. Instalațiile tranzistorului sunt conectate la un transformator de reducere a tensiunii. Deoarece comutarea tranzistorilor are loc la frecvențe înalte, transformatorul funcționează la același nivel. Pentru a funcționa la curenți de înaltă frecvență, sunt necesare mai puține transformatoare de volum. Se pare că dimensiunea invertorului este mică, iar puterea de lucru nu este mai mică decât cea a predecesorului său greoi care operează la 50 Hz.

Avantajele invertoarelor de sudură sunt:

• performanță ridicată;

• cusături de înaltă calitate;

• dimensiuni mici și greutate în comparație cu transformatorul de putere;

• cu căderi de tensiune în rețea, invertorul va avea indicatori de performanță de calitate constantă;

• eficiență ridicată (aproximativ 90%);

• scânteii scăzute în timpul sudării;

• procesul se desfășoară fără probleme;

• pierderile minime în timpul producției.

Acest echipament de sudare prezintă dezavantaje.

• Costă mai mult decât un transformator;

• Invertorului îi este frică de praf;

• Prin urmare, este necesar să-l dezasamblați și să-l curățați de praf de 2 ori pe an;

• Dacă este folosit frecvent (în timpul construcției, la locul de muncă), curățarea trebuie efectuată mai des;

• Nu toate dispozitivele pot fi operate la temperaturi de aer sub -15°C. Totul depinde de componentele instalate de producător.

Redresor de sudare

Redresorul de sudare constă dintr-un transformator și un redresor în aval. Redresorul convertește CA în CC. Principiul de lucru se bazează pe principiul redresării curentului alternativ în curent continu. (vezi tema 7: Elemente semiconductoare. Redresarea curentului alternativ)