Способы дуговой сварки - Добавочный магнитопровод
Подробности- Подробности
- Опубликовано 25.05.2012 16:20
- Просмотров: 34606
Добавочный магнитопровод расположен над основным и состоит из неподвижной и подвижной частей, между которыми при помощи винтового механизма 3 устанавливается необходимый воздушный зазор а. Магнитопровод трансформатора собран из пластин трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. Магнитный поток, создаваемый обмоткой дросселя, может иметь попутное или встречное направление с потоком, создаваемым вторичной обмоткой трансформатора, в зависимости от того, как включены эти обмотки. При встречном соединении магнитные потоки, возникающие при прохождении тока во вторичной обмотке трансформатора Фт и обмотке регулятора тока Фд, направлены навстречу друг другу. При этом напряжение холостого хода где - напряжение во вторичной обмотке трансформатора, В; х - напряжение в обмотке дросселя, В. При попутном включении магнитные потоки Фт и Фд имеют одинаковые направление и напряжение холостого хода: Регулирование величины сварочного тока производится изменением воздушного зазора а; чем больше зазор а, тем больше величина сварочного тока. Сварочный аппарат этого типа СТН-500, представленный на рис. 29, предназначен для ручной дуговой сварки. Здесь применено встречное включение вторичной обмотки трансформатора и обмотки дросселя. Обмотки трансформатора размещены на двух катушках. Каждая катушка содержит слой первичной обмотки из изолированной медной проволоки и сверху слой вторичной обмотки из голой медной шины. Обмотка дросселя изготовлена из неизолированной медной шины с асбестовыми прокладками, пропитанными теплостойким лаком. Она расположена в верхней части сердечника. Регулирование величины сварочного тока производится вращением рукоятки, как и в регуляторе типа РСТЭ. На торцах кожуха сварочного аппарата установлены клеммовые доски, к которым выведены с одной стороны концы первичной обмотки, а с другой - один конец вторичной обмотки и один конец обмотки дросселя. Для облегчения перемещения аппарат установлен на тележку. Сварочные аппараты СТН-500-1 отличаются от СТН-500 тем, что имеют алюминиевые обмотки. Сварочные аппараты ТСД конструктивно отличаются тем, что имеют дистанционное управление для регулирования величины сварочного тока. Перемещение подвижной части сердечника производится при помощи червячной передачи специальным электродвигателем. Включение привода производится с помощью двух магнитных пускателей. При включении одного из них сварочный ток возрастает, а второй пускатель служит для уменьшения сварочного тока. Для охлаждения аппарата установлен вентилятор с электродвигателем трехфазного тока мощностью 0,25 кВт. Применяются они главным образом при автоматической сварке. Основные данные, характеризующие сварочные аппараты с дросселем, даны в табл. 3. Сварочные аппараты увеличенным магнитным рассеянием и подвижным магнитным шунтом (рис. 30) имеют целый замкнутый магнитопровод, у которого на одном стержне расположены первичная 4 и вторичная 3 обмотки, а на другом - реактивная обмотка 1. Между ними находятся стержень - магнитный шунт 2. Шунт замыкает магнитные потоки, создаваемые первичной и реактивной обмотками. При этом образуются магнитные потоки рассеяния, которые создают значительное индуктивное сопротивление. Таким образом обеспечивается падающая внешняя характеристика трансформатора. Регулирование величины сварочного тока производится перемещением магнитного шунта вдоль направления магнитного потока. При выдвижении шунта рассеяние магнитных потоков первичной и реактивной обмоток уменьшается, вследствие чего уменьшается индуктивное сопротивление трансформатора. При этом величина сварочного тока возрастает. По такому принципу работают сварочные аппараты типа СТАН и СТШ. Сварочные аппараты типа СТШ имеют магнитный шунт, состоящий из двух половин, которые могут сдвигаться и раздвигаться. При полностью сдвинутых половинах шунта сварочный ток минимальный. Если раздвигать половины шунта, то магнитный поток рассеяния уменьшается и поэтому величина сварочного тока возрастает. В строительстве и промышленности применяют сварочные аппараты СТШ-300, СТШ-500 и СТШ-500-80. Аппарат СТШ-500-80 отличается от первых двух типов тем, что имеет два диапазона сварочных токов (катушки обмоток могут переключаться с последовательного соединения для малых сварочных токов на параллельное соединение для больших сварочных токов). Для работы в монтажных условиях рекомендуются аппараты легкого типа СТШ-250 массой. Краткая характеристика сварочных аппаратов типа СТШ приведена в табл. 4. Сварочные аппараты с увеличенным магнитным рассеянием и подвижной обмоткой. Трансформатор имеет магнитопровод, на обоих стержнях которого расположены по две катушки, одна - с первичной обмоткой, а вторая - со вторичной обмоткой. Первичная обмотка закреплена неподвижно в нижней части сердечника. Катушки вторичной обмотки перемещаются по стержню при помощи винтового механизма. Регулирование сварочного тока осуществляется изменением расстояния между первичными и вторичными обмотками. При увеличении этого расстояния магнитный поток рассеяния возрастает, а сварочный ток уменьшается. По этому принципу изготовлены трансформаторы типа ТС (рис. 31), ТСК и ТД с алюминиевыми обмотками. Сварочные аппараты ТСК имеют конденсаторы, которые включены параллельно первичным обмоткам. Они способствуют повышению коэффициента мощности. Трансформаторы типа ТД имеют два диапазона сварочных токов; большие токи при параллельном соединении катушек первичных и вторичных обмоток и малые токи при последовательном соединении обмоток. Переключение обмоток производится одновременно пакетным переключателем. В каждом диапазоне плавное регулирование тока осуществляется изменением расстояния между катушками первичной и вторичной обмоток. Удобны для работы в условиях монтажно-строительной площадки трансформаторы ТД-304, отличающиеся от ТД-300 наличием устройства для дистанционного регулирования сварочного тока в виде дополнительной приставки. Основные данные сварочных аппаратов типа ТС, ТСК и ТД даны в табл. 5. Промышленность выпускает облегченные переносные сварочные аппараты типа ТСП-1 и ТСП-2, очень удобные для эксплуатации в условиях монтажно-строительной площадки. Они предназначены для сварки коротких швов, прихваток, т. е. при сварке с большими перерывами. Вторичная обмотка трансформатора ТСП-1 секционирована, что позволяет ступенчато регулировать сварочный ток переключением секции. Переключение производится перемычкой на броневой доске трансформатора. Масса сварочного аппарата ТСП-1 35 кг, пределы сварочного тока 105 ... 180 А. Масса аппарата ТСП-2 63 кг, номинальный ток 300 А. Трехфазные 'сварочные аппараты применяют при сварке трехфазной дугой спаренными электродами. Процесс сварки осуществляется сварочными дугами, которые возбуждаются между каждым электродом и свариваемой деталью и между электродами. Аппарат (рис. 32) состоит из трехфазного трансформатора, регулятора сварочного тока и магнитного контактора 3. Первичная обмотка включается в силовую сеть напряжением 220 В (соединение обмоток в треугольник) или 380 В (соединение обмоток в звезду). Вторичная обмотка имеет по две катушки на каждом стержне и выполнена из голой медной шины. Регулятор сварочного тока состоит из двух магнитопроводов с изменяющимися воздушными зазорами и трех обмоток. Две обмотки 5 и 6 расположены на одном магнитопроводе и подключены к спаренным в едином электрододержателе, но изолированным друг от друга, электродам 7 и 8. Третья обмотка 4 расположена на втором магнитопроводе и подключена к свариваемой детали. Регулятор вмонтирован в общий корпус и снабжен двумя рукоятками, с помощью которых производится регулирование сварочного тока (изменением воздушных зазоров в магнитопроводах). Одной рукояткой регулируют ток одновременно в обеих фазах, подключенных к электродам, а второй рукояткой - в фазе свариваемого изделия. Магнитный контактор 3 служит для включения и размыкания цепи спаренных электродов. В начальный момент при возбуждении дуги сварочная цепь замыкается через свариваемую деталь и один из электродов (на рисунке электрод 8). Ток проходит по обмотке 4 регулятора и обмотке 2 контактора. Контактор включает обмотку 5 регулятора. Возникает вторая дуга. При отводе электродов от детали ток в обмотке 4 и обмотке 2 прекращается и контактор выключает цепь обмотки 5, гасит дугу между электродами. Трехфазный сварочный аппарат ЗСТ конструкции проф. Н. С. Силунова имеет мощность 45 кВ / А, вторичное напряжение 60 В, сварочный ток 450 А. Заводом «Электрик» выпущены сварочные аппараты Для трехфазной ручной сварки типа ТТС-400 на 400 А, состоящие из двух трансформаторов СТН, спаренных в едином корпусе. Питание трехфазной сварочной дуги при этом может быть осуществлено по схеме, приведенной на рис. 33. Для автоматической сварки заводом «Электрик» выпущены сварочные аппараты типа ТТСД-1000 на 1000 А, состоящие из двух сварочных трансформаторов ТСД-1000-4, спаренных в едином корпусе. Применение трехфазных сварочных аппаратов имеет большое экономическое значение, так как они обеспечивают высокую производительность, экономию электроэнергии (к. п. д. достигает до 0,9) и равномерную загрузку фаз сети при высоком коэффициенте мощности (cos ф = 0,8). Однако сварка трехфазным током получила ограниченное применение ввиду сложности сварочного оборудования и непригодности для сварки в потолочном и вертикальном положениях. При необходимости обеспечить большой сварочный ток и отсутствии сварочных аппаратов достаточной мощности можно применять параллельное включение трансформаторов. Схема такого включения сварочных аппаратов представлена на рис. 34. Для параллельной работы можно применять трансформаторы с одинаковыми внешними характеристиками и одинаковым напряжением первичной и вторичной цепи. Одноименные концы первичных обмоток а соединяют между собой и общие клеммы 1 включают в силовую сеть переменного тока. Одноименные концы вторичной обмотки b также соединены между собой. От одной клеммы 2 провод подключен к дросселю, а от второй клеммы 3 - к детали. Дроссели соединяют между собой также параллельно. Регулирование сварочного тока производят вращением рукояток дросселей так, чтобы обеспечить равенство нагрузок на трансформаторы. Равенство нагрузок проверяют амперметром. В некоторых случаях для повышения устойчивости горения дуги, питаемой переменным током, применяют способ наложения на сварочный ток частотой 50 Гц токов высокой частоты (150 500 кГц) и высокого напряжения (1500 ... 6000 В). Такие меры предпринимают при сварке тонкостенных изделий дугой малой мощности и сварочном токе 20...40 А, а также при сварке в защитном газе, сварке специальных сталей и некоторых цветных металлов. Для получения токов высокой частоты и высокого напряжения применяют осцилляторы. Принципиальная схема осциллятора ОСПЗ-2М и включение его в сварочную цепь показаны на Осциллятор ОСПЗ-2М включают непосредственно в питающую сеть напряжением 220 В. Он состоит из повышающего трансформатора ПТ и колебательного контура. Трансформатор ПТ повышает напряжение с 220 до 6000 В. Колебательный контур, состоящий из высокочастотного трансформатора ВЧТ, конденсатора Сб и разрядника Я, вырабатывает высокочастотный ток. Контур связан со сварочной цепью индуктивно через трансформатор ВЧТ, выводы вторичной обмотки которого присоединяются один - к клемме «Земля» 'выводной панели, а другой - ко второй клемме через конденсатор Св и предохранитель. Конденсатор Св препятствует прохождению тока высокого напряжения и низкой частоты в сварочную цепь и служит для защиты сварщика в случае пробоя конденсатора С5. Предохранитель Пр2 выключает осциллятор в случае пробоя конденсатора Сб. Для устранения радиопомех в питающей сети осциллятор снабжен фильтром из двух защитных дросселей Др1 и Др2 и четырех конденсаторов С2, Сз и С4. Фильтр защищает цепь питания от токов высокой частоты. Для общей защиты от радиопомех осциллятор имеет экранирующий металлический кожух. При применении осциллятора дуга загорается легко даже без прикосновения электрода к изделию (при зазоре 1 ... 2 мм), что объясняется предварительной ионизацией воздушного промежутка между электродом и свариваемой деталью. Подключение осциллятора к клеммам вторичной обмотки сварочного трансформатора производят проводами сечением 1,5 мм2, подключение в сварочную цепь - одножильным высоковольтным проводом сечением 1,5 мм2 с металлической экранировкой. Металлический корпус осциллятора должен быть заземлен. Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработан импульсный генератор ГИ-1, который подает ток высокого напряжения (200 ... 300 В) импульсами в те моменты, когда напряжение в сварочной цепи переходит через нулевое значение. Такие генераторы более надежны в работе и более экономичны, так как требуют меньше энергии, чем осцилляторы. § 7. Сварочные выпрямители Сварочные выпрямители получили большое распространение. Основные их преимущества следующие: высокий к. п. д. и относительно небольшие потери холостого хода; высокие динамические свойства при меньшей электромагнитной индукции; отсутствие вращающихся частей и бесшумность в работе; равномерность нагрузки фаз; небольшая масса; возможность замены медных проводов алюминиевыми. Однако следует иметь в виду, что для выпрямителей продолжительные короткие замыкания представляют большую опасность, так как могут вывести из строя диоды. Кроме того, они чувствительны к колебаниям напряжения тока в сети. Все же по основным технико-экономическим показателям сварочные выпрямители являются более прогрессивными, чем, например, сварочные преобразователи. Сварочные выпрямители состоят из двух основных блоков: понижающего трехфазного трансформатора с устройствами для регулирования напряжения или тока и выпрямительного блока. Кроме того, выпрямитель имеет пускорегулирующее и защитное устройства, обеспечивающие нормальную его эксплуатацию. Для выпрямления тока используется свойство полупроводникового вентиля проводить ток только в одном направлении. Наибольшее применение получили селеновые и кремниевые вентили. Селеновые вентили более дешевые, выдерживают небольшие перегрузки, но чувствительны к нагреву, и требуют хорошего охлаждения. Кремниевые вентили имеют более высокий коэффициент полезного действия.? Выпрямление тока осуществляется по трехфазной мостовой схеме Ларионова. Схема представляет собой мост, состоящий из шести плеч. В каждом плече моста установлены вентили, которые обеспечивают выпрямление обоих полупериодов переменного тока в трех фазах (рис. 36). В практике применяют различные типы сварочных выпрямителей (табл. 6).
Комментарии
RSS лента комментариев этой записи