Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

системы управления основаны на применении кулачковых уст­ ройств, которые задают скорость перемещения деталей, дли­ тельность нагрева (оплавления), момент приложения усилия осадки и его величину. На мощных машинах (К-190П, К-355 и т. д.) используются релейные системы управления. Вторичное напряжение изменяют переключением ступени трансформатора или регулированием угла включения тиристорного контактора. Скорость движения плиты изменяют, варьируя число оборотов ротора двигателя электромеханического привода. Наиболее со­ вершенными являются адаптивные системы управления с обрат­ ными связями, например, по температуре, частоте пульсаций тока при оплавлении, позволяющие обеспечить высокое каче­ ство соединений при действии возмущающих факторов.

с винтовыми (усилие зажатия до 40 кН), рычажными, эксцентри­

БрНК, МЦ2, МЦЗ и т. д:). Их форма соответствует сваривае­ мым деталям для предотвращения проскальзывания. Приводы перемещения или подачи плиты обеспечивают относительное медленное движение детали при нагреве (оплавлении) и быст­ рое при осадке. Известны приводы, в частности, пружинные (усилие до 1 кН), рычажные (до 50 кН), электромеханические (кулачковые — до 75 кН) и гидравлические (до 3 МН).

21.3.4. Машины-автоматы.

Поточные автоматизированные машины

Известен ряд машин-автоматов, например, для сварки цепей. Сначала прутки разрезаются на заготовки требуемой длины, за­ гибаются звенья, вяжется цепь и подается под стальные зажимы с медными электродами. Стык звена подогревается, оплавляется и сваривается. Грат зачищается резцовой головкой. После сварки звенья подвергают закалке и отпуску. Например, уста­ новка УСО-2501, выпускаемая ПЗТЭСО, предназначена для

стыковой сварки оплавлением с предварительным подогревом высокопрочных цепей калибров 22—30 мм для горных машин. Автоматически выполняется сварка, зачистка грата и перемеще­ ние цепи на два шага. Система управления выполнена на бес­ контактных элементах с применением микросхем. Производи­ тельность машины 3—4,5 стыков в мин.

Рнс. 21.6. Схема трубосварочного стана

Стыковые машины устанавливаются в автоматические поточ­ ные линии, в частности изготовления колес легкового автомо­ биля ВАЗ. В этой линии кроме сварки обода осуществляется правка полосы, закатка обода, обрезка грата и профилирование обода. Часовая производительность такой линии 720 колес.

При производстве труб, приварке к ним ребер широко ис­ пользуется высокочастотная стыковая сварка. На рис. 21.6 при­ ведена схема автоматической трубосварочной установки.

на стыковой машине 5. Непрерывность этих операций обеспечивается петлеобразователем 6. Далее полоса подается в формовочное устройство 7 и по­ ступает в сварочную машину 8, где производится нагрев в индукторе и

21.4. Промышленное применение стыковой сварки

Применение контактной стыковой сварки (в основном сварки оплавлением) составляет —10% общего применения контактной

сварки.

Стыковая сварка сопротивлением используется для соедине­ ния проволоки из стали, алюминия, меди диаметром^ 8 мм, прутков диаметром <25 мм, труб диаметром ^ 5 0 мм, в произ­ водстве цепей, ободов колес и т. п.

Стыковая сварка оплавлением применяется при изготовлении колец (шпангоутов) диаметром 4—5 м, заготовок (полос) при непрерывной прокатке, валов, оконных переплетов, дверей, пе­ регородок, цепей, трубопроводов, железнодорожных рельсов в стационарных и полевых условиях, комбинированного режу­ щего инструмента, например сверл и т. д.

Наиболее распространен контроль по технологическим образ­ цам, которые после сварки разрушают по шву и визуально ана­ лизируют изломы, проводят металлографический анализ или электронную микрофрактографию. При этом оценивают пло­ щадь соединения (наличие непроваров, неразрушенных оксидов и т. п.). Кроме того, определяют механические свойства при ис­ пытаниях на изгиб (угол загиба), растяжение и т. д. В процессе сварки рекомендуется контролировать программу перемещения плиты, величину осадки, ток оплавления и величину усилий. В системах автоматического регулирования в 'качестве парамет­ ров обратной связи используют частоту пульсаций тока (взры­ вов перемычек) и температуру в стыке. Известны также способы ультразвукового контроля качества соединений тонкостенных (3—7 мм) труб малого (25—100 мм) диаметра с использова­ нием поперечных волн.

Г л а в а 22. РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ МАШИН КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

22.1. Конструктивное устройство контактных электросварочных машин

В зависимости от формы сварного соединения контактная сварка под­ разделяется на точечную, рельефную, шовную и стыковую. В соответствии со способом сварки промышленностью выпускается большое количество раз­ нообразных машин. Но поскольку основными операциями при контактной сварке являются сжатие и местный нагрев деталей электрическим током с последующей деформацией зоны контакта, в состав любой контактной ма­ шины входят две основные части: силовая электрическая с аппаратурой уп­ равления циклом сварки и механическая. Каждая из этих двух частей ма­ шины, в свою очередь, состоит из целого комплекса взаимосвязанных узлов,

ство контактной машины для точечной сварки. К механической части этой машины относится корпус /, внутри которого размещены все основные/элементы и узлы машины, пневматический привод сжатия электродов 2 с на­ правляющими устройствами 3, нижний кронштейн 4 с консолью 5 и электро- додержателем б, пневматическое устройство 7 и система водяного ох­ лаждения б, обеспечивающая охлаждение сварочного контура и силового контактора.

Электрическая часть включает источник питания — сварочный трансфор­ матор 9 с переключателем ступеней 10 и сварочный контур, к элементам которого относятся токоподвод 11с верхними и нижними консолями, с электрододержателями 6 и электродами.

Рнс. 22.1. Общее конструктивное устройство контактной машины для точечной сварки

22.2. Место тран сф орм атора в маш ине и его назначение

Во всех машинах контактной сварки разогрев металлических свариваемых деталей осуществляется теплотой, выделяемой электрическим (сварочным) током на участке между электродами. Кратковременный нагрев зоны соеди­ нения деталей обеспечивается большим сварочным током /гн, достигающим нескольких десятков и даже сотен килоампер. Ввиду малого абсолютного

/гг

Рис. 22.2. Принципиальная электрическая схема контактной машины:

ВК — внешний контур; ТС — трансформатор сварочный; КТ — контактор тиристорный; РКС — регулятор контактной сварки

значения сопротивления всех элементов сварочного контура машины и са­ мого контакта большой ток 12а обеспечивается низким вторичным напряже­ нием U2о величиною в несколько вольт. По способам электропитания все контактные машины подразделяются на две группы: на машины, потребля­ ющие энергию непосредственно из сети в процессе сварки, и машины, ис­ пользующие для сварки предварительно накопленную энергию. К машинам, потребляющим энергию в процессе сварки непосредственно из сети, в пер­ вую очередь относятся однофазные контактные машины переменного тока частотою 50 Гц, которые из всего парка электросварочного контактного оборудования являются самыми распространенными и используются для всех видов сварки. Во всех современных электросварочных контактных ма­ шинах в качестве источника питания используются сварочные трансформа­ торы. В каждой машине трансформатор занимает как бы центральное место (рис. 2 2 .2 ). Первичная обмотка включается в сеть через коммутирующий тиристор КТ, управляемый регулятором времени РКС, обеспечивающим оче­ редность и длительность всех сварочных и вспомогательных операций, в том числе и продолжительность протекания импульса сварочного тока. Вторич­ ная обмотка трансформатора электрически соединена с внешним контуром машины, электродами которого и осуществляется сварка. Таким образом, сварочный трансформатор предназначается для преобразования электриче­ ской энергии, подводимой к его первичной обмотке из сети, в электрическую энергию с большим вторичным током 12п и низким напряжением холостого хода U2о. Форма импульса сварочного тока полностью представляется тем или иным схемным решением силового промежуточного звена, от которого осуществляется или питание трансформатора (как в трехфазных низкочас­ тотных или кснденсаторных машинах), или питание сварочного контура ма­ шины (как в машинах постоянного тока с выпрямлением тока на стороне низкого напряжения). Из всего количества машин контактной сварки глав­ ная доля (>90% ) приходится на однофазные машины переменного тока частотой 50 Гц. Поэтому здесь подробно рассматриваются вопросы, касаю­ щиеся проектирования трансформаторов, преобразующих энергию однофаз­ ного переменного тока частотой 50 Гц, потребляемую из сети непосред­ ственно во время сварки. Вопросы проектирования трансформаторов дру­ гих машин см. в работе «Трансформаторы для электрической контактной сварки» *.

* Рыськова 3. А., Федоров П. Д., Жемерева В. И. Трансформаторы для электрической контактной сварки.— Л.: Энергоатомиздат, 1990.