Процессы и оборудование сварки (стр. 1 из 4)

1. Введение

Сваркой называют процесс получения неразборных соединений посредством установленных связей между свариваемыми деталями при их местном и общем нагреве.

В зависимости от условий, при которых осуществляется свариваемость частиц металла различают:

1) Сварка плавлением

2) Сварка давлениемСущность сварки плавлением состоит в том, что металл свариваемых деталей подвергается плавлению от нагрева степени концентрировании источника тепла:

1) Электрическая дуга

2) Газовое тепло

3) Лазерный луч

4) Электронный луч

Сущность сварки давлением состоит в деформации металла в месте соединения под действием силы

Процесс сварки делиться на 3 вида:

1) Термический

2) Термомеханический

3) Механический

1. Термический класс - объединяет все виды сванки, осуществляемые плавлением.

2. Термомеханический - включает виды сварки, осуществляемые давлением с использованием тепловой энергии

3. Механический класс- относят все виды сварки выполняемые давлением с дополнительной механической энергией.

По способу защиты металла от воздуха сварка разделена на следующие виды:

1. Сварка покрытыми электродами

2. Сварка под флюсом

3. Сварка в защитном помещении

4. Сварка порошковой проволокой

5. Сварка садозащитной проволокой

2.Общая часть

2.1 Оборудование для электрической сварки

сварка электрическая неразборное соединение

Комплектуется как источником питания, так и электродержателем, сварочными проводами, зажимами для токопроводящего провода.

Электродержатель-приспособление для закрепления электрода и подвода к нему электрического тока.

Типы электродержателей:

1. Вилочный

2. Щипцовый

3. С пружинным кольцом

Среди всей классификации применяемых электродержателей наиболее безопасными являются пружинные, изготовляемые 3 типов:

1. 1-для тока до 125А

2. 2-для тока 125-315А

3. 3-для тока 315-500А

Кабели и сварочные провода необходимы для подвода питания от источника к электродержателю. Кабели изготавливают многожильными (гибкими) по установленным нормативам для электротехнических установок согласно ПУЭ( правил устройства и эксплуатации электроустановок) из расчёта плотности тока до 5А/мм при токах до 300А. Рекомендуемые сечения сварочных проводов для подвода питания от сварочной машины или источника питания к электродержателю и свариваемому изделию приведены в таблице 1

Таблица1

Сила тока	Площадь сечения провода(мм)
Сила тока	Одинарного	Двойного
125	25	——
315	50	2х16
500	70	2х25

Применять провод длиной более 30м не рекомендуется, т.к это вызывает значительное падение напряжения в сварочной цепи.

2.2 Источники питания

Наиболее широкое применение в качестве источника питания является сварочный трансформатор.

Трансформаторы выпускаются по ГОСТ-95-77 на номинальные токи 160,250,315,400 И 500А

Конструктивно трансформаторы серии ТДМ относятся к группе трансформаторов стержневого типа.

В нижней части сердечника трансформатора размещается первичная обмотка, состоящая из 2 катушек, расположенных на двух стержнях. Катушки обмотки закреплены неподвижно. Вторичная обмотка перемещается по сердечнику с помощью винта и рукоятки. Сварочный ток регулируется изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками.

Трансформаторы выпускаются в переносном исполнении и предназначены для ремонтных и монтажных работ, трансформаторы снабжены устройством снижения напряжения холостого хода, которое предназначено для повышения электробезопасности 0при сварочных работах во время обрыва дуги, в состав так же входит возбудитель- стабилизатор горения дуги, позволяющий сваривать сталь электродами с основным покрытием неответственные соединения алюминиевых сплавов.

2.3 Сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители имеют как правило 3х фазное питание, выполняются как на диодах, так и на тиристорах.

В выпрямителях используется трёхфазная схема мостовая схема, трёхфазная схема с уравнительным дросселем и кольцевая схема выпрямителя. В выпрямителях большой мощности диодное выпрямление во вторичном контуре сочетается с тиристорным регулированием по первичной стороне. В зависимости от числа сварочных постов, которые могут быть одновременно подключены к источнику, выпрямители подразделяются на однопостовые и многопостовые.

2.4 Сварочные генераторы

Отличительной особенностью сварочных генераторов является наличие в них вращающегося якоря, приводимого в движение внешним приводом. Принцип действия сварочного генератора аналогичен работе любого генератора постоянного тока. Сварочные установки на основе генераторов с приводом от электродвигателя называются сварочными преобразователями, с приводом от двигателя внутреннего сгорания (бензинового или дизельного) - сварочными агрегатами. За счёт взаимодействия магнитных потоков в якоре и статоре генератора происходит формирование сварочного тока. Конструктивно различают генераторы с независимыми обмотками возбуждения статора и генераторы с самовозбуждающимися обмотками.

Генераторы с независимыми обмотками возбуждения требуют дополнительно отдельного источника тока. Для питания намагничивающих обмоток возбуждения требуется автономный источник постоянного тока, поэтому такой тип генератора обычно применяют в тех случаях, когда в качестве привода используется электродвигатель переменного тока.

В генераторах с самовозбуждением для получения постоянного напряжения на коллекторе устанавливают промежуточную щетку, расположенную между двумя основными. За счет постоянного сдвига фаз между промежуточной и основными щетками, напряжение между промежуточной щеткой и опережающей ее основной щеткойбудет постоянным, и может быть использовано для питания намагничивающих обмоток возбуждения. Такие генераторы обычно применяют в мобильных сварочных агрегатах с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

2.5 Балластные сопротивления

При сварке штучными электродами с покрытием напряжение дуги при этом виде сварки находится в пределах 20-30В. Лишнее напряжение гасит балластное сопротивление. При малых токах включаем маломощные ступени с высоким сопротивлением и малым сечением, на высоких-мощные ступени с низким сопротивлением-такая конструкция балластных сопротивлений. При сварке сталей и титана неплавящимся электродом в защитных газах нам необходимо еще больше обеспечить падение напряжения на балластном сопротивлении. Для этого нам необходимо увеличить сопротивление. Определенной комбинацией выключателей на балластном реостате мы можем подобрать требуемую нам величину сопротивления, но при этом будут включены резисторы балластного сопротивления, расчитаные на работу на малых токах. Т.е. уменьшаем продолжительность работы на данной ступени балластного реостата. Но при этом он будет работать с перегрузкой( при сварке сталей и титана).

Чтобы устранить данный недостаток, необходимо изготовить балластное сопротивление более глубокого регулирования сварочного напряжения с более мощными ступенями, либо использовать два балластных сопротивления включённых последовательно

2.6 Способы регулирования сварочного тока

1)С этой целью первичную обмотку трансформатора располагают на одном стержне, а вторичную на другом. Это ведёт к росту магнитного рассеяния, а следовательно к увеличению индуктивного сопротивления

1)Другой мерой является включение во вторичную цепь трансформатора последовательно индуктивной катушки дросселя.

Катушка-дроссель представляет собой катушку из медного провода прямоугольного сечения, расположенную на стальном магнитопроводе. Дроссель снабжён устройством винт-гайка., позволяющим вращением винта перемещать ярмо так, что воздушный зазор d между ярмом и стержнем меняется от d=о до dмах. При этом минимальному значению d соответствует наибольшее индуктивное сопротивление дросселя, а следовательно минимальное значение рабочего тока I

, а максимальному значению d=dмах-наименьшее тока I

.Повышенное индуктивное сопротивление обмоток и наличие дросселя обеспечивают сварочному трансформатору круто падающие характеристикинеобходимые для устойчивого горения электрической дуги.

Изменяя величину воздушного зазора d в дросселе можно плавно менять угол наклона внешних характеристик при d=0 наклон характеристики наибольший(1), а при d=d

наклон минимальный (2). Рабочий ток сварочного трансформатора I

соответствует напряжению электрической2 дуги U»30В.

2)В трансформаторах с магнитным шунтом(рис3) изменение индуктивного

сопротивления производиться при помощи магнитного шунта 4, расположенного в окне магнитопровода 2 между разнесёнными катушками первичной 1 и вторичной 5 обмоток. При уменьшении зазора между сердечником и шунтом сварочный ток уменьшается .На этом принципе построены трансформаторы типа СТШ на токи 250,30 и 500А. Некоторые из этих трансформаторов имеют переключатель соединения катушек обмоток 1 и 5 с параллельного на последовательное, а так же устройство, обеспечивающее отключение трансформатора от сети через 0,5-1с. после прекращения процесса сварки.