Artikel ini menyoroti tiga sumber daya las DC yang diperbaiki.
Sumber # 1. Sumber Daya Pengelasan SCR:
Sumber daya las dapat dirancang yang memperoleh kontrolnya dari kemampuan sinyal gerbang untuk menyalakan SCR pada saat yang diinginkan. Skema salah satu jenis SCR 3-fase ditunjukkan pada Gambar 4.35.
Sumber daya las ini terdiri dari trafo step down Tr, unit penyearah yang dikontrol silikon SCR, kipas F, dan sakelar gigi, semuanya dibangun di rumah bersama. Penyearah mengubah arus tiga fasa menjadi dc untuk pengelasan busur. Transformator dapat dari tipe reaktansi tinggi untuk mencapai karakteristik volt-ampere yang terkulai.
Arus pengelasan yang diperoleh dari sebagian besar unit tersebut dapat disesuaikan pada dua rentang. Perubahan dari jangkauan ke jangkauan dilakukan dengan menghubungkan belitan primer dan sekunder transformator menjadi bintang atau delta melalui sambungan pada papan tap-change T B .
Dalam setiap rentang arus pengelasan dapat dikontrol secara terus menerus dengan memvariasikan jarak antara kumparan primer dan sekunder dan dengan demikian mengubah reaktansi kebocoran transformator. Oleh karena itu, belitan memiliki desain yang dapat digerakkan dan dapat digeser ke atas atau ke bawah dengan memutar roda tangan.
Selanjutnya, untuk menyesuaikan jumlah daya dalam beban, melalui SCR, perlu waktu yang tepat, di mana, dalam setengah siklus tertentu, konduksi akan dimulai. Jika diperlukan daya tinggi, konduksi harus dimulai di awal setengah siklus. Jika diperlukan daya rendah, konduksi ditunda hingga akhir setengah siklus, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.36, di mana daya yang disuplai ke beban dalam bentuk pulsa sebanding dengan area yang diarsir di bawah selubung bentuk gelombang. H ini dikenal sebagai kontrol fase.
Jelas dari Gambar 4.36 bahwa interval yang signifikan mungkin ada ketika tidak ada daya yang disuplai ke beban. Ini dapat menyebabkan gangguan busur. Ini memerlukan penyaringan gelombang yang dilakukan dengan menyediakan induktansi yang diperlukan dalam rangkaian pengelasan.
Karakteristik volt-ampere sumber daya SCR dapat dibentuk dan disesuaikan untuk proses pengelasan tertentu dan aplikasinya. Sebenarnya sumber daya ini dapat memberikan karakteristik volt-ampere yang diinginkan dari tegangan konstan ke tipe arus konstan.
Meskipun dioda biasanya dipasang pada heat sink pelat aluminium untuk menjaga suhunya dalam batas yang diizinkan, tetapi untuk pendinginan keseluruhan transformator dan unit penyearah, kipas dapat disediakan yang dipasang di dalam rumahan.
Primer transformator terhubung ke suplai 3-fase ac melalui starter magnet, MS. Koil starter terhubung ke listrik melalui kontak NO ‘tanpa beban berlebih’ yang menutup hanya ketika kipas dihidupkan. Saat kipas dihidupkan dengan melemparkan sakelar FS pada posisi ‘on’, aliran udara mengalir ke impeler relai kipas, kontak NO relai memberi energi pada koil starter, dan kontak NO pada starter magnetik terhubung primer transformator ke saluran. Jika terjadi kesalahan pada kipas, penyearah secara otomatis terputus dari saluran.
Frekuensi tinggi ditekan oleh bank kapasitor, CF.
Sel-sel SCR, di unit penyearah, disusun menjadi rangkaian jembatan 3-fase yang menjaga riak pada arus penyearah seminimal mungkin.
Inverter Keadaan Padat:
Sumber tenaga las penyearah dc umumnya cukup berat dan penyebab utamanya adalah berat trafo dan induktor filter. Upaya sebelumnya untuk mengurangi berat dan massa dengan mengubah gulungan tembaga menjadi gulungan aluminium tidak terlalu berhasil. Namun untuk mencapai tujuan tersebut, penggunaan teknologi inverter terbukti sangat bermanfaat.
Trafo konvensional beroperasi pada frekuensi listrik masuk 50 Hz. Karena ukuran transformator berbanding terbalik dengan frekuensi suplai, pengurangan hingga 75% ukuran dan berat sumber daya dimungkinkan dengan menggunakan rangkaian inverter yang ditunjukkan pada Gambar 4.36 A.
Dalam jenis sumber daya ini, catu ac utama pertama kali diperbaiki dan ‘tegangan dc tinggi yang dihasilkan secara elektronik diubah oleh inverter menjadi ac frekuensi tinggi sebelum diumpankan ke trafo las utama. Karena frekuensi operasi antara 5.000 dan 50.000 Hz trafo kecil. Catu daya yang sangat kompak dan portabel dapat diproduksi menggunakan pendekatan ini.
Rangkaian penyearah/inverter tipikal ditunjukkan pada Gambar 4.36 B. Pada rangkaian ini daya keluaran dikontrol dengan menggunakan prinsip kontrol rasio waktu (TRC). Perangkat solid-state (semikonduktor) dalam inverter bertindak sebagai sakelar yaitu, keduanya ‘hidup’ dan melakukan atau mati dan memblokir.
Operasi penyalaan ‘on’ dan ‘off’ ini terkadang disebut sebagai ‘operasi mode sakelar’. TRC adalah pengaturan waktu ‘on’ dan ‘off’ dari switch untuk mengontrol output. Saat sakelar ‘hidup’, tegangan output (V 2 ) sama dengan tegangan input (V 1 ). Ketika sakelar ‘mati tegangan keluaran, V 2 = 0.
Nilai rata-rata tegangan keluaran, V 2 diberikan oleh:
TRC diwakili oleh persamaan (4.3) menunjukkan dua metode untuk mengontrol output dari sumber daya las inverter yaitu, modulasi lebar pulsa yaitu dengan mengubah t on dan modulasi frekuensi yaitu dengan mengubah f c . Kontrol TRC memungkinkan operator untuk memilih output arus konstan atau tegangan konstan dan, dengan opsi yang sesuai, sumber daya ini dapat menyediakan output arus berdenyut.
Jenis rangkaian inverter pada awalnya digunakan untuk sumber daya SMAW tetapi sekarang digunakan untuk unit GTAW dan GMAW.
Sumber # 2. Sumber Daya Pengelasan Busur Berdenyut:
Pulsed current menemukan peningkatan penggunaan dalam proses las busur tungsten gas dan proses las busur logam gas. Sedangkan di GTAW berfungsi untuk mengontrol ukuran kolam las dan laju pendinginan logam las tanpa manipulasi busur, di GMAW menyediakan mode penyemprotan dan pengontrolan transfer logam pada arus pengelasan yang lebih rendah untuk jenis dan diameter elektroda tertentu yang digunakan.
Sumber daya las busur berdenyut tipikal biasanya terdiri dari unit penyearah cum trafo las 3 fase secara paralel dengan penyearah setengah gelombang fase tunggal. Unit tiga fasa menyediakan arus latar belakang dan unit satu fasa memasok arus puncak. Baik unit trafo dan penyearah dipasang dalam rumahan tunggal dengan kontrol yang sesuai untuk penyesuaian masing-masing arus latar belakang dan arus puncak.
Ukuran elektroda dan laju umpan diperhitungkan oleh pengaturan arus puncak . Arus puncak diatur tepat di atas nilai yang menyediakan mode semprotan transfer logam untuk diameter elektroda dan laju umpan tersebut.
Transfer semprotan terjadi selama durasi arus puncak sementara transfer globular tidak terjadi karena kurangnya waktu pada level arus latar. Dengan demikian, ini memberikan laju deposisi antara transfer semprotan terus menerus dan transfer globular.
Sumber # 3. Sumber Daya Pengelasan Transistor:
Seperti sel penyearah, transistor adalah perangkat solid-state lain yang digunakan dalam pengelasan sumber daya. Namun, saat ini transistor hanya digunakan untuk sumber daya yang memerlukan kontrol yang akurat dari sejumlah variabel.
Transistor berbeda dari SCR dalam konduksi yang melewatinya sebanding dengan sinyal kontrol yang diterapkan. Jadi, ketika sinyal kecil diterapkan, ada konduksi kecil dan untuk sinyal besar ada konduksi besar. Juga, transistor dapat dimatikan melalui sinyal yang tidak seperti SCR di mana potensi anoda harus turun ke tingkat yang lebih rendah daripada katoda atau aliran arus harus berhenti agar SCR berhenti berfungsi.
Transistor digunakan dalam pengelasan sumber daya pada tingkat antara ‘off’ dan ‘full on’ di mana mereka bertindak sebagai resistansi seri yang dikontrol secara elektronik. Transistor dapat bekerja secara memuaskan hanya pada suhu operasi rendah yang mungkin memerlukan suplai air pendingin untuk menjaganya dalam kisaran suhu yang diinginkan.
Sumber daya las transistor telah dikembangkan untuk kontrol parameter pengelasan yang akurat. Kecepatan operasi dan respons transistor sangat tinggi sehingga sumber daya tersebut paling cocok untuk proses GTAW dan GMAW.
Sumber catu daya terbaru adalah hasil pengembangan sumber daya las transistor saja. Sumber daya seperti itu dapat disesuaikan untuk memberikan karakteristik volt-ampere yang diinginkan antara jenis arus konstan hingga tegangan konstan.
Dimungkinkan juga untuk memprogram sistem kontrol untuk memberikan arus dan tegangan variabel yang telah ditentukan sebelumnya selama operasi pengelasan yang sebenarnya. Fitur ini membuatnya sangat menarik untuk pengelasan pipa di mana penumpukan panas menuntut kecepatan pengelasan yang lebih tinggi saat pekerjaan berlangsung. Biasanya, sistem seperti itu adalah tipe arus pulsa untuk mencapai kontrol maksimum atas mode transfer logam dan karenanya kualitas las.
