3. Генераторы с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками, в которых падающая внешняя характеристика создается за счет размагничивающего действия потоков последовательной обмотки и реакции якоря генератора.
В генераторах с расщепленными полюсами предусмотрен двойной способ регулировки сварочного тока: сдвигом щеток (грубая регулировка) и реостатом в цепи регулируемой обмотки (тонкая регулировка), что позволяет расширить пределы изменения тока без существенного изменения напряжения холостого хода генератора. Сдвиг щеток против направления вращения якоря генератора ослабляет размагничивающее действие потока реакции якоря и увеличивает ток короткого замыкания (сварочный ток). Сдвиг же щеток по направлению вращения якоря уменьшает ток короткого замыкания.
Централизованная схема питания сварочных постов с помощью многопостовых сварочных генераторов имеет ряд преимуществ перед однопостовыми сварочными агрегатами: снижаются затраты на приобретение, ремонт и обслуживание сварочных постов; уменьшается потребность в производственных площадях; увеличивается коэффициент использования сварочного оборудования и т. д.
Сварочные посты СП подключаются к генератору через балластные реостаты РВ, сопротивление которых можно изменять в широких пределах, изменяя тем самым сварочный ток. Балластный реостат создает падающую характеристику, служит регулятором тока, ограничивает и регулирует ток короткого замыкания сварочной цепи поста в момент зажигания дуги.
Одновременно с этим в нем имеются потери электрической энергии.
Сварочные выпрямители основаны на использовании полупроводниковой техники, применение которой позволяет значительно расширить номенклатуру источников питания для дуговой сварки. К их преимуществам следует отнести равномерную загрузку силовой сети переменного тока и лучшее использование трансформатора, питающего выпрямитель. Динамические свойства выпрямителей из-за меньшей электромагнитной инерции лучше, чем генераторов постоянного тока. Ток и напряжение изменяются при переходных процессах практически мгновенно. КПД выпрямителей также несколько выше, чем у сварочных преобразователей с генератором постоянного тока.
По сравнению со сварочными трансформаторами трехфазные выпрямители обеспечивают большую стабильность дуги, особенно на малых токах, вследствие чего напряжение холостого хода их может быть снижено.
Тиристорные выпрямители представляют собой замкнутую систему автоматического регулирования с отрицательной обратной связью по гоку при падающих внешних характеристиках и положительной обратной связью по выходному напряжению при жестких внешних характеристиках. Возможна и одновременная работа обратной связи по току и напряжению для получения заданной крутизны наклона пологопадающих внешних характеристик. Для сглаживания пульсаций и обеспечения стабильного процесса сварки в цепь включается индуктивность, значение которой зависит от технологических особенностей и режимов процесса.
Наиболее широкое распространение получили схемы, обеспечивающие минимальную пульсацию выпрямленного тока для ручной и автоматической сварки (ВСС, ВКС, ВД).
Для аргонно-дуговой сварки металлов малых толщин постоянным и импульсным токами применяются транзисторные преобразователи серии АП
С помощью ручной сварки выполняются многообразные операции соединения деталей в приспособленных для этой цели цехах, а также непосредственно на конструкциях и стройплощадках. Это обусловило специфические требования к применяемому оборудованию и технологии сварки. Сварочные агрегаты переносного исполнения снабжены сварочными проводами соответствующего сечения (табл. 9.2).
Таблица 9.2
| Сила тока, А | Сечение провода, мм2 | |
| Одинарный | двойной | |
| 200 300 400 500 | 25 50 75 95 | - 2×16 2×25 2×35 |
Например, длина провода марки ПРГ (провод резиновый гибкий) или ПРГН (провод резиновый гибкий нейритовый), сплетенного из большого количества отожженных и облуженных проволочек диаметром 0,18-0,22 мм, не должна быть более 30 м, так как чрезмерная его длина вызывает значительные электрические потери и снижает КПД сварочного аппарата.
Электрододержатели при всех технологических приемах надежно удерживают электроды диаметром 0,3-6 мм, приготовленные из холоднотянутой или горячекатаной проволоки, материал которой соответствует материалу свариваемых деталей.
Условные обозначения присадочного материала и легирующих элементов приведены в табл. 9.3.
Таблица 9.3
Элемент | Условное обозначение | Элемент | Условное обозначение | ||
в таблице Менделеева | в марке стали | в таблице Менделеева | в марке стали | ||
| Марганец Кремний Хром Никель Молибден Вольфрам Селен Алюминий | Мn Si Сr Ni Мо W Sе Аl | Г С Х Н М В Е Ю | Титан Ниобий Ванадий Кобальт Медь Бор Азот | Ti Nb V Со Сu В N | Т Б Ф К Д Р А |
Обозначение марки сварочной проволоки может состоять из цифры, соответствующей ее диаметру в мм, букв Св, означающих «сварочная», цифр, показывающих содержание углерода, и буквенных обозначений компонентов, входящих в состав проволоки (например, 2Св-08ГС). Например, для сварки алюминия и его сплавов применяется проволока марок СвАМц, СвАМб, АЛ9 и др.; для сварки меди и ее сплавов - проволока М1, М2; для сварки бронзы - проволока БрКМцЗ-1; латуни - проволока Л63, Л60-1 и др.
Проволоки для механизированной сварки имеют маркировку, состоящую из букв: Э - электродная, О - омедненная, Ш - электрошлаковая, ВД - воздушнодуговая, ВИ - вакуум-индукционная.
Электроды классифицируют в зависимости от материала, из которого они изготовлены, металла, для сварки которого они предназначены, от количества покрытия, нанесенного на стержень^ от химического состава стержня и покрытия, характера шлака, образующегося при расплавлении покрытия.
Название электродов для сварки конструкционных сталей состоит из обозначения марки электрода, типа электрода, диаметра стержня, типа покрытия и номера ГОСТа. Например,
УОНИ-13/45-Э42А-4,0ФГОСТ9467-60
расшифровывается так: УОНИ-13/45 - марка электрода; Э42А - тип; 4,0-Ф - диаметр и покрытие электрода.
Силу сварочного тока выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения, толщину и состав свариваемого металла, температуру окружающей среды. При этом необходимо работать на максимально возможном токе. Ток для электродов выбирают, исходя из соотношений
Iсв = 50dэл; Iсв = (20 + 6dэл)dэл.
Режим сварки металлов разной толщины и свойств определен в специальных руководствах, а качество сварочных работ в большой степени зависит от квалификации сварщика.
При механизации и автоматизации сварки совершенствуется не только подача проволоки в зону горения дуги, но и возбуждение и поддержание горения дуги, перемещение дуги относительно изделия со скоростью сварки, заварка конечного кратера и разрыв дуги, подача и отсос флюса.
Производительность механизированной и автоматической сварки в 5-20 раз выше, чем ручной, при высоком качестве шва и экономном расходовании электроэнергии и материалов. При этих видах сварки флюсы и присадочную электродную проволоку выбирают по тем же критериям, что и при ручной сварке, с тем отличием, что плотность тока в электроде выбирают значительно большей, диаметр применяемой проволоки при токах 100-3000 А составляет 1-6 мм. Сварочная установка состоит из трех основных частей: сварочного агрегата, обеспечивающего процесс сварки, источника питания и аппаратного ящика с пультом управления.
Установки для механизированной и автоматизированной сварки включают в себя следующие разновидности: сварочные полуавтоматы; сварочные автоматы; сварочные тракторы.
Сварочные полуавтоматы обеспечивают сварку и наплавку с механизированной подачей проволоки и других сварочных материалов в зону горения дуги и ручным перемещением дуги вдоль линии сварного шва.
Полуавтоматы для сварки под флюсом состоят из тех же узлов, но вместо газовой аппаратуры они снабжены устройствами для подачи флюса.
Горелки для сварки изготовляют на определенный ток, который выбирают из стандартного ряда токов: 125, 160, 220, 250, 315, 400, 500, 630 А. Горелки
имеют естественное или принудительное воздушное или водяное охлаждение. На рис. 9.14 приведена конструкция наиболее распространенной горелки,
применяемой в полуавтоматах А547У и А1197П. Проволока подается к месту сварки по оси шланга, проходит через наконечник /. Шланг, как правило, имеет длину 3 м
Сварочные автоматы обеспечивают механизированное возбуждение и поддержание дугового разряда, подачу сварочных материалов и перемещение дуги вдоль линии сварки. С помощью автоматической сварки изготовляют наиболее ответственные конструкции - корпуса котлов, трубы большого диаметра, цистерны, несущие конструкции сооружений, корпуса морских судов и др.