Запорожец  Издания 

0 1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

Характерной особенностью контактных машин, по принципу питания относящихся ко второй группе, является то, что все они осуществляют сварку импульсом запасенной энергии. Причем потребление энергии из сети и выделение ее при сварке разделены во времени. Во всех машинах, кроме низкочастотных, накопление энергии длится во много раз дольше, чем разряд на сварку, что позволяет существенно снижать потребляемую из сети мощность.

Питание низкочастотных машин осуществляется выпрямленным напряжением, которое подводится к первичной обмотке сварочного однофазного трансформатора от трехфазной сети через промежуточный силовой трехфазный вентильный выпрямитель. Длительность приложения напряжения ограничивается временем, в течение которого ток в первичной обмотке постепенно нарастает от нуля до максимального установившегося значения. Через 0,2-0,5 с вентиль запирается, и энергия магнитного поля большей частью переходит в сварочный контур в форме пикооб-разного униполярного (одного направления) импульса тока с относительно пологой спадающей частью.

Низкочастотные машины равномерно загружают трехфазную сеть, имеют мощности до 1000 кВ-А и в основном применяются для сварки деталей из нержавеющих сталей и легких сплавов.

Работа контактных машин с использованием энергии магнитного поля основана на том же принципе, что и низкочастотных машин. Разница между ними заключается в том, что в низкочастотных машинах используется энергия, запасенная только в стали магнитопровода сварочного трансформатора. В электромагнитных машинах с целью увеличения количества запасаемой энергии применяется однофазный сварочный трансформатор с воздушным зазором в магнитопроводе. Иногда параллельно первичной обмотке сварочного трансформатора подключается реактор с зазором. Обмотки трансформатора и реактора включены навстречу друг другу. Во время заряда трансформатор и реактор потребляют только намагничивающие токи. Вследствие размагничивающего действия реактора время перехода аккумулированной электромагнитной энергии в сварочный контур уменьшается, благодаря чему увеличивается пик импульса сварочного тока и спадающая часть импульса получается крутопадающей.

Контактные машины с использованием энергии химических аккумуляторов в настоящее время широкого распространения в промышленности не получили. Однако они могут быть использованы при сварке изделий в полевых условиях или при сварке деталей больших сечений, когда мощность питающей сети оказывается ограниченной, например при питании от дизель-генератора. Силовая часть таких машин состоит из следующей цепи:



дизель-генератор - выпрямительно-зарядное устройство - аккумуляторная батарея - инвертор с выходом тока повышенной частоты - сварочные трансформаторы.

В конденсаторных машинах энергия для сварки запасается в батарее конденсаторов в паузах между сварками. В связи с тем что заряд батареи длится во много раз дольше, чем разряд, импульсы сварочного тока могут достигать сотен тысяч ампер при относительно небольшой мощности, потребляемой машиной из сети для заряда конденсаторов. Разнообразие схемных решений силовой части конденсаторных машин позволяет получать высококачественные сварные соединения, расширяет диапазон технологических возможностей машин. Эти положительные качества достигаются за счет использования импульса сварочного тока сложной формы, регулируемого по значению, форме, длительности, частоте следования, по числу импульсов на одну сварку. Высокая точность дозировки энергии, реализация жестких режимов с большим сварочным импульсом способствовали широкому использованию этих машин в радиотехнической, приборостроительной отраслях промышленности для рельефной сварки корпусов полупроводниковых приборов, интегральных схем, при сварке изделий малых толщин из легких сплавов, нержавеющих сталей, медных сплавов.

1.4. Назначение и классификация сварочных трансформаторов

При контактной сварке разогрев металлических деталей до пластического состояния осуществляется теплом, выделяемым электрическим током на участке между электродами. Общее количество тепловой энергии, требуемой непосредственно для осуществления сварки, по закону Джоуля - Ленца определяется зависимостью

1Г = /ном-зэсв, (1.1)

где 12 ном -

номинальный сварочный ток, А; Гээ - активное сопротивление свариваемых деталей на участке электрод - электрод, Ом; /св - время протекания сварочного тока, с.

Каждый сварочный цикл начинается с предварительного сжатия деталей для создания между ними механического контакта. После включения тока металл свариваемых деталей в зоне электрод - электрод нагревается и сопротивление Гээ растет. Через 0,02-0,03 с при разогреве деталей выше температуры разупрочнения (около 400 °С) площадь контакта возрастает и Гээ, достигнув максимального значения, начинает уменьшаться, а /гном увеличивается. Минимальное значение Гээ й максимальное значение /гном, имеющие место в конце



процесса сварки, используются в качестве численных характеристик этих параметров при всех видах контактной сварки.

Из выражения (1.1) следует, что нагрев деталей тем больше, чем больше сварочный ток, активное сопротивление деталей и время сварки. Однако значение конечного сопротивления Гээ косвенно всегда задается, так как оно определяется физическими свойствами металлов свариваемых ,деталей определенной толщины, переходным сопротивлением между поверхностями и типом сварочного оборудования. Числовая характеристика этого параметра в основном определяет задаваемое в технологических картах значение сварочного тока /гном и время сварки/св.

С увеличением tee количество выделяющейся тепловой энергии, а следовательно, размеры и прочность соединений возрастают, но не беспредельно. По истечении некоторого определенного времени /св качество сварного соединения резко ухудшается за счет выплесков, возросших бесполезных тепловых потерь. Точно такое же влияние на качество сварного соединения оказывает и увеличение сварочного тока /гном. Поэтому получение на одних и тех же деталях сварных соединений одинакового размера и качества возможно только при определенных соотношениях этих параметров. Уменьшение в известных пределах /zHOM может быть скомпенсировано соответствующим увеличением /св и наоборот. Режимы, характеризующиеся относительно большим /г ном и малым /св, принято называть жесткими, а режимы с малым /гном и большим /св - мягкими. Однако в режимах разной жесткости контактная сварка может осуществляться при разных давлениях на электродах Рев- Поэтому, несмотря на многообразие сварочных режимов, все они должны выполняться с учетом ряда требований, что способствует получению высоких и стабильных результатов в производственных условиях. Соотношения /гном, /св и FcB являются основными параметрами режима сварки.

Хотя сопротивление участка электрод - электрод Гээ значительно больше сопротивления любого другого участка сварочного контура, однако по абсолютному значению оно очень мало и достигает нескольких десятков или сотен микроом. Кроме того, ввиду большой теплопроводности свариваемых деталей и электродов время нагрева контакта /св должно быть весьма малым (несколько сотых или десятых долей секунды). Так, например, для точечной сварки изделий из малоуглеродистой стали длительность протекания сварочного тока устанавливается из расчета 0,08-0,16 с на 1 мм толщины каждой из свариваемых деталей. А при сварке некоторых металлов и их сплавов требуются еще более короткие промежутки времени.

Следовательно, для обеспечения необходимого нагрева контакта требуется большой сварочный ток /гном, который достигает нескольких десятков и сотен килоампер. Ввиду малого аб-



0 1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139