Umbau Schweißtrafo zum Gleichstromschweißgerät

Umbau Schweißgerät

hier möchte ich meinen Umbau eines Schweißtrafos zum Gleichstromschweißgerät dokumentieren und anderen Leuten
die Möglichkeit bieten das nachzubauen oder mit eigenen Vorschlägen, Tipps & Tricks zur Verbesserung beizutragen.

Es geht darum einen normalen Baumarkt-Schweißtrafo, gleichzurichten und danach noch etwas zuglätten um einen sau-
beren Gleichstrom zur Verfügung zu haben, später soll ein µC mit eingebunden um die Leistung zu regeln und dadurch
einige Funktionen wie Hotstart, ArcForce usw. zu integrieren, die das Schweißen erheblich erleichtern.

Ich habe als erstes einige mechanische Verbesserungen am Gerät durchgeführt, z.B. Lüfternachrüstung, Dinse-Anschlußbuchsen
verbaut, neue Schweißkabel hergestellt, Elektrodenhalter und Masseklemme ersetzt, weitere Bedienelemente in die Front gebaut.

Nun viele werden sich gleich fragen was ist daran besser mit Gleichstrom anstatt mit Wechselstrom zu schweißen.

• Der Hauptvorteil ist der gleichmäßige Strom da es hier keinen Nulldruchgang gibt wo der Strom immer kurzfristig un-
  
• terbrochen wird. Wodurch es Probleme wie den Abriss des Lichtbogens bei geringen Schweißstrom geben kann oder
  
• ein schlechtes Zünden der Elektrode.
  
  
• Es gibt natürlich auch Nachteile des Gleichstromes, es lassen sich manche Materialen nicht verschweißen weil sie
  
• eine Oxidschicht bilden und sich so das Schweißgut nicht mit dem Elektrodenwerkstoff verbindet, hier wird
  
• also explizit Wechselstrom bzw. gepulster Gleichstrom benötigt um die Oxidschicht aufzubrechen. Aber Alu war und
  
• ist bei mir erstmal kein Einsatzwerkstoff.

Nun möchte ich euch zeigen wie der Spannungsverlauf beim Wechselstrom abläuft und wie sich das ganze nach dem Gleich-
richten und Glätten verhält. Interessant ist hier auch der Vorteil des 3 Phasen Drehstromes zu sehen.


Bild 1 zeigt eine ganz normale Wechselspannugn wie man sie aus der Steckdose entnehmen kann.
Bild 2 zeigt den Spannungsverlauf nachdem eine Diode verwednet wurde hier kommt nur die positive Halbwelle
durch, das wäre dann eine pulsierende Gleichspannung allerdings mit einem Verlust von 50%
Bild 3 zeigt den Spannungsverlauf nach einem Brückengleichrichter hier wird praktisch die negative Halbwelle
nach oben geplappt was auch eine pulsierende Gleichspannugn ergibt aber ohne den 50%tigen Verlust.
Bild 4 eigentlich die perfekte Gleichspannung wie sie z.B. von einer Batterie zur Verfügung gestellt wird, hirrzu gibt es nach der Gleichrichtung aber noch einen Unterschied. Also muss noch
etwas getan werden. Dazu habe ich 2 Möglichkeiten in Betracht gezogen einmal eine Speicherdrossel und einmal
einen Kondensator. Es gilt also wärend eines Impulses soviel Energie zu speichern um wärend des Abfalls
des Impulses diese Energie zur Verfügung zu stellen, damit ein mögichst geringer Abfall entsteht.
Es muss also ein Energiespeicher her der genügend Energie speichern kann um diese Pause überbrücken zu können,
umso höher die Frequenz also ist desto kleiner könne die Teile ausfallen, das ist auch der Vorteil eines Inver-
terschweißgerätes, hier wird mit bis zu 200 kHz gearbeitet wodurch die Trafospulen, die Drosseln und die
Kondensatoren sehr klein ausgelegt werden können wodurch sich ein sehr großer Gewichtsvorteil zu einem Schweiß-
trafo ergibt. Nun also zum Vergleich wie es mit einem kleinen und einem großen Elkos ausschaut.


hier sieht man also sehr schön das dem kleinen Kondensator sehr schnell der Saft ausgeht und die Spannung
sehr früh abfällt, der große Kondensator hingegen hällt die Spannugn bis zum nächster Impuls auf einem hohen
Level. Bei Kondensatoren gibt es allerdings den Nachteil das man diesen überlasten kann da sie nur mit
einem gewissen Maximalstrom belastet werden dürfen, der bei der benötigten Bauart ca. 30A beträgt, wenn das
Schweißgerät zumindestens kurzfristig 150A liefern kann wird ein Elko das nicht lange mitmachen, deswegen werden
hier meistens mehrere Kondensatoren parallel geschalten. Diesen Nachteil scheint es bei der Drossel nicht
zu geben, allerdings bringt eine Drossel wieder eine größere Bauform sowohl mehr Gewicht auf die Wage. Oft
bedienen sich die Hersteller an den Vorteilen beider Bauteile und verwenden neben der Drossel noch eine Reihe
Kondensatoren. Diese bieten den weiteren Vorteil das beim Schweißbeginn kuzfristig ein sehr große Energie
zur Verfügung gestellt werden kann, weil sie die Kondensatoren sich im Leerlauf meist mit einer Spannung um die 50V
aufladen können, diese geht aber beim Schweißen je nach gewünschten Stom auf ca. 18-26V zurück

http://people.freenet.de/Thomasoly/Schwei%DFen/UmbauSchweisstrafo.html

Bitte noch nicht bearbeiten bin noch nicht fertig habe es nur sicherheitshalber schonmal gespeichert.