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Manual de Serviço
Caddy 150Fonte de energia para soldagemcom eletrodos revestidosFonte de energia para soldagemcom eletrodos revestidos
Ref.: Caddy 150 0400013
2 Caddy 150
ÍNDICE
SEGURANÇA.................................................................................................................03
DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES ............................................................................04
ESQUEMA ELÉTRICO...................................................................................................05
ANÁLISE DO DISPARO DOS MOSFET´S.....................................................................06
DESCRIÇÃO DAS FUNÇÕES .......................................................................................07
ANÁLISE DE FALHAS....................................................................................................12
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS...................................................................................17
CURVA CARACTERÍSTICA ...........................................................................................17
INSTRUÇÕES ................................................................................................................18
LEIA PRIMEIRO
Este manual foi produzido para técnicos com devidotreinamento eletro-eletrônico para que se possa realizarreparos na máquina quando necessário.
O esquema elétrico é usado nas descrições das funções. Eleé dividido em blocos com identificação das partes de cadafunção.
Caddy 150 3
1) SEGURANÇA
Este manual é destinado a orientar pessoas experimentadas sobre instalação, operação e manutenção daFonte de Energia Caddy 150.NÃO se deve permitir que pessoas não habilitadas instalem, operem ou reparem estes equipamentos.
É necessário ler com cuidado e entender todas as informações aqui apresentadas.
Lembrar-se de que:
Choques elétricos podem matar
Fumos e gases de soldagem podem prejudicar a saúde
Arcos elétricos queimam a pele e ferem a vista
Ruídos em níveis excessivos prejudicam a audição
Fagulhas, partículas metálicas e pontas de arame podem ferir os olhos
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Como qualquer máquina ou equipamento elétrico, deve estar desligado da sua rede de alimentaçãoelétrica antes de ser executada qualquer manutenção preventiva ou corretiva.
Para executar medições internas ou intervenções que requeiram que o equipamento esteja energizado,assegurar-se de que:
o equipamento esteja corretamente aterrado;
o local não se encontre molhado;
todas as conexões elétricas, internas e externas, estejam corretamente apertadas.
4 Caddy 150
2) DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES
ADVERTÊNCIA! Os componentes da máquina são de tensãoalta. Nunca realize nenhuma medição com a máquina emoperação de solda.
K82 - Circuito eletrônico de potência;
K80 - Circuito eletrônico PWM;
K81 - Placa de circuito com filtro EMC e ponte retificadora;
K28 - Ventilador, 220Vac;
L01 a L03 - Ferrite toróide, filtro para interferência;
K06 - Chave liga / desliga;
K57 - Potenciômetro de ajuste de corrente
K71 - Termostato;
K2 - Ponte retificadora;
K70 - LED laranja, indica excesso de temperatura e baixa tensão;
1 a 7 - Estas figuras se referem a descrição das funções da máquina
1 - Análise do disparo dos Mosfet's
2 - Fonte de energia
Fonte de energia, K82
Fonte de energia, K83
Fonte de energia ao ligar a máquina
3 - Sensor de tensão de circuito aberto
4 - Inicialização
5 - Modulação por largura de pulso
6 - Termostato / sensor de baixa tensão
7 - Medição de corrente
5Caddy 150
3) ESQUEMA ELÉTRICO
Chave Liga/Desliga
ALIMENTAÇÃO 220V-50/60Hz
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4) ANÁLISE DO DISPARO DOS MOSFET'S
Os bancos de mosfet's são chaveados simultaneamente.
Quando estão conduzindo possibilitam a carga do transformador. Logo após o corte dos mosfet'sobtém-se a inversão da polaridade da tensão sobre o transformador. Então os diodos que estão emparalelo com o transformador e cada banco de mosfet fazem o fechamento do circuito e desta formadescarrega-se o potencial armazenado no transformador.
A retificação da tensão de saída é feita através de uma ponte de meia onda que possui diodo de rodalivre. Existe ainda o indutor para que se tenha uma diminuição no ripple.
BA
NC
OD
OS
MO
SF
ET
’S+
300
VD
C
0V
DC
BA
NC
OD
OS
MO
SF
ET
’S
220
VA
C
+
+
-
-
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5) DESCRIÇÃO DAS FUNÇÕES - FONTE DE ENERGIA
ADVERTÊNCIA! Os componentes da máquina são de tensãoalta. Nunca realize nenhuma medição com a máquina emoperação de solda.
5.1) Fonte de energia (K82)
A Placa (K82) Fonte de Energia fornece duas tensões diferentes:
• Tensão principal retificada, em torno de +330 V para chaveamento dos mosfet's.
• Tensão da Fonte de Energia (K80): + 22 V, tolerância 22V - 26V, fonte de energia para osdriver's dos gates dos mosfet's.
O enrolamento do K1 que possui 1 volta fornece pulsos para TY1, que curto-circuita o resistor de cargaR25 aproximadamente um segundo após a máquina ser energizada.
A filtragem das interferências é feita em parte por um anel de ferrite disposto em torno dos fios etambém trançando o par de fios. A maior parte da interferência por ruídos é filtrada pelo filtro.
O ventilador K28 é alimentado com 220V AC imediatamente após o filtro EMC através dos contatosI1/I2 e I3/I4. Este é ligado quando K6 é ligado.
PWM K80
K82
K83
X1.
8
X1.
9
X1.
10
X1.
7
X1.
6
X1.
5
X1.
4
X1.
3
X1.
2
X1.
1
SAÍDA
GATE
AL
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O 2
20V
- 5
0/60
Hz
CH
AV
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IGA
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SL
IGA
Placas eletrônicasK80: Circuito eletrônico de PWMK81: Circuito eletrônico de filtroK82: Circuito eletrônico de potênciaK83: Circuito eletrônico de drive
Trançar fios
L01 a L04: Ferrite toróide
Ponte retificadora
K28 Ventilador
TransformadorIndutor
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5.2) Fonte de energia (K80)
X1
.8
K8
2
K8
0
+
-
+
O contato X18 na PCI (K80) recebe + 40 V, tolerância 38 - 49 V, que é convertido nas seguintestensões:
• + 22V, tolerância 22 - 26 V, abastece a PCI drive gate em (K82);
• + 10 V, tolerância 10 - 11V, usado internamente em (K80) e alimenta o potenciômetro K57(ajuste de corrente);
• + 15V, tolerância 15 - 17,5 V, usado internamente em (K80)
Se um curto-circuito ocorrer em algum dos diodos D13, D18 ou D22, a fonte de + 40 V tornará baixapara (K80).
9Caddy 150
5.3) Fonte de energia (K80) ao ligar a máquina
5.4) Sensor de tensão de circuito - Aberto
Quando a fonte principal é ligada, (K80) é alimentada pela fonte retificadora K2, através da redução datensão pelos resistores R1 - R10 associados em paralelo. Esta fonte de energia utilizada no momentode inicialização da máquina permanece por um segundo, após este tempo, o enrolamento de 2 voltasdo transformador principal fornece tensão para a ponte retificadora formada pelos diodos D1, D2, D3,D4 e assim esta malha passa abastecer (K80).
O opto-acoplador IC4 monitora a tensão de circuito aberto. Quando se tem o circuito aberto a correntecircula pelo LED e o transistor conduz. Ao se iniciar a soldagem esta corrente é interrompida. Para queIC4 não seja ativado é necessário que se tenha uma tensão inferior a 50V na saída da máquina. Asaída do opto-acoplador é ligada ao (K80).
A tensão de circuito aberto da máquina é 70 - 90V.
8
-
+
+
-
+
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5.5) Inicialização
5.6) Modulação por largura de pulso
O jump entre os contatos E6 e E7 habilita o facilitador "Hot Start", este dispositivo se faz necessário noato da abertura do arco onde é requerido uma alta corrente na saída da máquina. A tensão de circuitoaberto diminui quando o eletrodo entra em contato com a peça a ser soldada. (K80) recebe um sinalvindo do opto-acoplador IC4 através dos contatos X13 e X14.
O tempo de atuação do facilitador "Hot Start" é em torno de 0,5 segundos. O valor e a duração dacorrente de inicialização depende do valor pré-ajustado no potenciômetro.
CADDY 150: Para um ajuste de corrente de 150 A, a corrente de inicialização é em torno de 205A.
A corrente de inicialização é proporcional ao valor pré-ajustado.
O circuito PWM controla a duração dos pulsos para os gates dos Mosfet's e deste modo o valor médioda corrente de soldagem. O termostato e o sensor de baixa tensão podem cortar os pulsos, sem estesnão existe corrente para soldagem.
O modulador por largura de pulso controla a freqüência e a duração dos pulsos para os gates dosMosfet's. A freqüência do pulso é ajustada em 70,5 KHz +- 0,5 KHz. O fator máximo para o pulso é41,6% - 42,2%. A proporção entre o tempo do pulso e a freqüência está relacionada com o ajustecorreto de cada um.
+
-
Hot Start
Pulso de gatePWM
Sensor de temperatura
Monitoramento de baixa tensão
Referência de corrente Entrada de sinais para o PWM
ADVERTÊNCIA! Os componentes da máquina são de tensãoalta. Nunca realize nenhuma medição com a máquina emoperação de solda.
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5.7) Termostato / Sensor de baixa tensão
Termostato:
O termostato normalmente fechado, (K71), interrompe os pulsos para os gates dos Mosfet's se atemperatura exceder 75ºC ±5%. O LED (K70) colocado no painel frontal indica que o excesso detemperatura ocorreu. O termostato fecha o seu contato automaticamente assim que a temperaturaatingir 60ºC ± 5%.
Sensor de baixa tensão:
O sensor de baixa tensão interrompe a corrente de soldagem se a tensão na ponte retificadora (K02)apresentar-se menor que 210 VDC ou 155 VAC. O sensor recebe o sinal de baixa tensão via contatoX1.7. O LED (K70) também indica esta operação. Exemplo: Ventilador, Mosfet's, etc.
Percurso do pulso
PWMTransformador
de Pulso
CircuitoDrive
MosfetTransformador
Principal
V (V )
70.5 KHZ
41,6% 58,4%
t (s)
Obs.: Uma vez ligada a máquina fornece corrente de soldagem com umadiminuição da tensão de entrada de até 30%; fato que deve serobservado afim de se manter a condição de trabalho dos componentesinternos.
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K80
+
-
5.8) Medição de corrente
O transformador de corrente (TR 3), que tem uma relação de 1:100, mede a corrente que circula noenrolamento primário do transformador principal. O secundário do transformador de corrente éconectado ao (K80) via contatos CN1.9 e CN1.10
A tensão é medida e o valor atual da corrente de soldagem é calculado. Ele é comparado ao valor pré-ajustado e a diferença é usada para controlar a referência do circuito PWM, para que assim possa seobter o valor de corrente de soldagem desejado no pré-ajuste.
Limite de corrente (velocidade alta):
A finalidade do limitador de corrente é interromper instantaneamente o pulso dos gates dos Mosfet's sea corrente de soldagem exceder o valor de pico permitido. O controle é automático e funciona para umpico de corrente de longa duração.
6) ANALISANDO FALHAS
6.1) Medindo tensão de circuito aberto
1) Retire da saída da máquina os cabos:porta-eletrodo e grampo terra.
2) Conecte o cabo de alimentação da máquina e meça com um multímetro a tensão nos terminais de saída.O valor deve ser entre 70-90V e não pode variar em função do potenciômetro.
Agora certifique-se que os cabos principais de alimentação não estão conectados na fonte principal.
Desmonte a máquina como descrito abaixo:
1) Desconecte a máquina da fonte de alimentação;
2) Desconecte os cabos de solda;
3) Retire a chaparia que fecha a máquina;
4) Retire os fios conectados no circuito de filtro;
5) Retire os fios conectados no conector "X2" do PWM.
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6.2) Verificando PWM (K80)
1) Retire todos os fios que estão conectados no circuito PWM (K80). 2 - Retire o JUMP do "Hot Start" quefica no conector E (Pino 6 e 7).3 - Faça um JUMP no conector X2 (pino 5 e 6).4 - Faça um JUMP entre o pinoE-2 e X1.7 para que possa inibir o monitoramento de baixa tensão. 5 - Alimente a PCI PWM com 30VDC,com a seguinte configuração:+ 30VDC conectado ao pino X1.8 e 0VDC conectado ao pino X1.1.
Meça a tensão nos pinos do conector E em relação ao X1.1 (=0V). O jump entre X1.7 e E.2 deve estardesabilitado.
1 - E2: + 10V, Tolerância de 10 - 11 V
2 - E4: + 15V, Tolerância de 15 - 17,5 V. Com o jump entre X1.7 - E2: 12,2V
3 - E5: + 22V, Tolerância de 22 - 26V. Com o jump entre X1.7 - E2: 20V
Verifique:
1) Ponte de diodoV01:confira os diodos com um multímetro.
2) Resistor de carga R25 em K82: meça entre o fio nº 1 que vem de K82 e o dissipador que não possui umterminal de cobre do transformador.O valor deve ser de 22 (ohms).
3) Os transistores de chaveamento: meça sobre os dissipadores maiores, usando o multímetro na posiçãode teste de diodo, com a ponta de prova positiva no dissipador que possui um terminal de cobre dotransformador.O valor deve ser de 0,3 - 0,5V.
Medindo com a polaridade reversa encontra-se um valor alto, este aumento é devido a carga doscapacitores.Se o valor encontrado for menor que 0,3V, significa que o transistor está danificado.
4) A soldagem e a fixação dos diodos: meça a resistência sobre o barramento de corrente, com a ponta deprova positiva do multímetro conectada ao terminal de saída negativo da máquina e vice-versa. Entãoinverta as conexões anteriores e meça novamente. Ambos os valores devem ser de 1900 ± 100 (ohms).Usando o multímetro como teste de diodos a medição será de 0,30V e 0,68V respectivamente.
5) Capacitores C12 - C14 de K82: execute a medição usando o terminal negativo do multímetro no contatofio nº 2 que vem de K82 e o positivo no dissipador que não possui terminal de cobre do transformador. Ovalor deve ser de 1300 a 1500 x 10 F.-6
ADVERTÊNCIA! Os componentes da máquina são de tensãoalta. Nunca realize nenhuma medição com a máquina emoperação de solda.
Dissipador
+Dissipador
Terminal decobre dotransformador
Desenho dos dissipadores
Atenção: Os cabos principais devem ser desconectados da fonte principal.
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Meça os pulsos do PWM: o termostato deve estar conectado ou os pinos X2.5 - X2.6 jumpeados para quese possa obter os pulsos do gate. Usando um osciloscópio visualize a forma de onda dos pulsos atravésdos pinos X1.1 e X1.2.A freqüência e a relaçãoTon /Toff dos pulsos se encontra na parte da Descrição dasFunções.
A extremidade dos pulsos precisa ser quadrada e não arrendondada.
Se a medição estiver dentro da tolerância K80 está aprovada. Faça as ligações padrões para que amáquina seja ligada.
6.3) Pontos de conexão e teste do circuito eletrônico PWM (K80)
PULSOSDO GATE
JUMPX 2.5 e 2.6JUMP E2 E X1.7
INIBIÇÃO DOMONITORAMENTO DEBAIXA TENSÃO
VDCC
21 +
IX
R7
R19
R48R
1R
31R
43R
36C
12C
29C
26C
36R
15C
802 04
R36
C17
R50
IC2
R13
C10
1IC
1 C13
C6
R15
R12
R45
Q23
X2
R3
C3
R47
R25
C24
IC4
C32
C10
4Q19
R24
Q12
Q1
1
C33
R17
R51
D13
Q7
Q6
R9
R32
R33
R35
D11
D13
D16
D21
D22
Q3
D6D
17D
16D
28
R16 C
7
112
mm
Q10
Q11
C25
C9
R28
1 234
R14
C34
Q3
C10
R22
R4
IC3
IC3
R44
C26
R25
R23
R37
R41
C15
R30
R28
R27
R23
R6
C10
2IC
5R
5
C5
C2
EI
C14
R34
C37
C36
R45
D4
C10
R36
R42
Q23
C1
Q14
Q24
D6
C35
Q1
C28R21
R48
R40
R1
R2
Q3
C23
R11
Q5
C22
C31 C19
+ 30 VDC
120mm
C4
C11
C16
C1
C2
19Caddy 150
6.4) Procedimento para testar a máquina com alimentação baixa (30VAC)
Desmonte a máquina como descrito abaixo:
Coloque todos os circuitos novamente dentro da estrutura da máquina.
1) Desconecte a máquina da fonte de alimentação;
2) Desconecte os cabos de solda;
3) Retire a chaparia que fecha a máquina;
4) Retire os fios conectados no circuito de filtro;
5) Retire os fios conectados no PWM, inclusive o JUMP do conector e (pinos 6 e 7).
6) Faça um JUMP no conector X2 (pinos 5 e 6).1.7) Faça um JUMP entre o pino E-2 e X1.7 para que possainibir o monitoramento de baixa tensão. 1.8) Faça um JUMP sobre o resistor R1 do filtro EMC (K81). 1.9)Retire do circuito de potência (K82) o resistor R7.
1) Faça todas as ligações do circuito PWM.
2) Faça todas as ligações do filtro EMC exceto a do ventilador.
3) Alimente a máquina com 30 VAC.
4) Meça a tensão entre os barramentos de saída da máquina.O valor deve ser de 7 - 9V.
Se as medições estiverem dentro das tolerâncias, desfaça todas as ligaçõesauxiliares implementadas ao longo do teste; monte corretamente a máquinae faça o teste de solda.
+
~
~
6.6) Pontos de teste do circuito eletrônico de potência (K82)
POSITIVO NEGATIVO
7) FATOR DE TRABALHO
Chama-se fator de trabalho a razão entre o tempo durante o qual uma máquina de soldar pode forneceruma determinada corrente máxima de soldagem (tempo de carga) e um tempo de referência; conformenormas internacionais, o tempo de referência é igual a 10 minutos.
Por exemplo, o fator de trabalho nominal de 60% significa que a máquina pode fornecer a sua corrente desoldagem máxima durante períodos de 6 min. (carga), cada período devendo ser seguido de um períodode descanso, a máquina não fornece corrente de soldagem de 4 min. (6 + 4 = 10 min.), repetidamente, esem que a temperatura dos seus componentes internos ultrapasse os limites previstos por projeto. Omesmo raciocínio se aplica para qualquer valor do fator de trabalho.
O fator de trabalho de 100% significa que a unidade pode fornecer a corrente de soldagem especificadaininterruptamente, isto é sem qualquer necessidade de descanso.
Numa máquina de solda, o fator de trabalho permitido aumenta até 100% a medida que a corrente desoldagem utilizada diminui; inversamente, o fator de trabalho permitido diminui a medida que a corrente desoldagem aumenta até o máximo da faixa.
TABELA 8.1Classe ABNT
Faixa de tensão em vazio (V)
Faixa de corrente (A)
Cargas autorizadas
Fator de trabalho (%)
Corrente de soldagem (A)
Tensão em carga convencional (V)
Alimentação elétrica trifásica (V - Hz)
Potência aparente nominal (KVA)
Classe térmica
Dimensões (L x C x A - mm)
Peso (kg)
III
70 - 90
13 - 150
100 60 35 25
90 110 140 150
24 25 26 26
220 - 50/60
5,5
H (180° C)
180 x 355 x 240
8,5
8) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
9) CURVA CARACTERÍSTICA
* *0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 25 50 75 100 125 150 175 200
V2
11) INSTALAÇÃO
11.1) Recebimento
Ao receber um Caddy 150, remover todo o material de embalagem em volta da unidade e verificar aexistência de eventuais danos que possam ter ocorrido durante o transporte. Quaisquer reclamaçõesrelativas a danificação em trânsito devem ser dirigidas à EmpresaTransportadora.
Remover cuidadosamente todo e qualquer material que possa obstruir a passagem do ar de ventilação, oque diminuiria a eficiência da refrigeração.
N.B.: Caso a unidade não seja instalada de imediato, conservá-la na suaembalagem original ou armazená-la em local seco e bem ventilado.
11.2) Local de Trabalho
Vários fatores devem ser considerados ao se determinar o local de trabalho de uma máquina de soldar demaneira a se conseguir uma operação segura e eficiente. Uma ventilação adequada é necessária para arefrigeração do equipamento e a segurança do operador. É da maior importância que a área de trabalhoseja sempre mantida limpa.
É necessário deixar um corredor de circulação com pelo menos 500 mm de largura em torno da máquinapara a sua ventilação.
A instalação de qualquer dispositivo de filtragem do ar ambiente restringe o volume de ar disponível para arefrigeração da máquina e leva a um sobreaquecimento dos seus componentes internos. A instalação dequalquer dispositivo de filtragem não autorizado pelo Fornecedor anula a garantia dada ao equipamento.
11.3) Alimentação elétrica
O Caddy 150 é alimentado com 220 volts, 50 ou 60 Hz. Ele deve ser alimentado a partir de uma linhaelétrica independente e de capacidade adequada de forma a se garantir o seu melhor desempenho e a sereduzir as falhas de soldagem ou danos provocados por equipamentos tais como máquinas de soldar porresistência, prensas de impacto, motores elétricos, etc. Pode eventualmente causar rádio-interferênciasendo responsabilidade do usuário providenciar as condições para eliminação desta interferência.
10) INSTRUÇÕES
10.1) Introdução
O retificador Caddy 150 é uma fonte de energia, projetada com a tecnologia de inversor, que fornececorrente contínua para a soldagem de eletrodos revestidos de aços carbono, inoxidáveis e ferro fundido.
O Caddy 150 pode ser utilizado para a soldagem de eletrodos de 1,6 mm até 3,25 mm de diâmetro.
Pode ser utilizado também para a soldagem TIG acoplando-se a tocha TIG e os equipamentos auxiliarespara alimentação do gás de proteção.
O Caddy 150 possui sistema de proteção contra sobreaquecimento que garante a operação segura doscomponentes internos. No caso de sobreaquecimento a fonte não fornece a corrente de soldagem e alâmpada indicadora acende. Assim que os componentes internos atingirem a temperatura segura deoperação a fonte volta ao funcionamento normal e a lâmpada indicadora se apaga.
O Caddy 150 possui compensação de variação da tensão, isto significa que uma variação na tensão dealimentação de 10% produz somente uma variação de 0,2% na tensão de solda.
N.B.:NÃO USAR O NEUTRO DA REDE PARA O ATERRAMENTO.
Fusíveis retardados ou Disjuntor Recomendável:35 A
Importante: o terminal de aterramento está ligado ao chassi da unidade. Eledeve estar conectado a um ponto eficiente de aterramento da instalaçãoelétrica geral.
Todas as conexões elétricas devem ser completamente apertadas de forma a não haver risco defaiscamento, sobre-aquecimento ou queda de tensão nos circuitos.
A alimentação elétrica deve sempre ser feita através de uma chave exclusiva com fusíveis ou disjuntoresde proteção adequadamente dimensionados.
12) OPERAÇÃO
Estando o Caddy 150 ligado à rede elétrica, o cabo obra conectado na peça a ser soldada:
1) Colocar a chave Liga/Desliga na posição "Liga"; o microventilador passa a girar criando o fluxo de arnecessário à refrigeração da máquina.
2) Reajustar o valor da corrente de soldagem no potenciômetro.
N.B.: Os valores da tensão e da corrente de soldagem dependem,basicamente, do material e do diâmetro do eletrodo usado, daespessura a ser soldada e da posição de soldagem.
3) Abrir o arco e, se necessário, reajustar a corrente.
13) MANUTENÇÃO
Em condições normais de ambiente e de operação, o Caddy 150 não requer qualquer serviço especialde manutenção. É apenas necessário limpá-lo internamente pelo menos uma vez por mês com arcomprimido sob baixa pressão, seco e isento de óleo.
Após a limpeza com ar comprimido, verificar o aperto das conexões elétricas e a fixação doscomponentes. Verificar a existência de rachaduras na isolação de fios ou cabos elétricos, inclusive desoldagem, ou em outros isolantes e substituí-los se defeituosos.
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esab.com.br Publicação 0207106 rev 0 01/2005
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