Лекции по разделу "Сварочное оборудование"

Сварочное оборудование

Сварочные преобразователи.

Сварочные преобразователи подразделяют на группы:

- по количеству одновременно подключенных постов - однопостовые, предназначенные для питания одной сварочной дуги, и многопостовые, питающие одновременно несколько сварочных дуг;

- по способу установки - стационарные, устанавливаемые неподвижно на фундаментах, и передвижные, монтируемые на тележках;

- по роду двигателей, приводящих генератор во вращение, - машины с электрическим приводом и машины с двигателем внутреннего сгорания (бензиновым или дизельным);

- по способу выполнения - однокорпусные, в которых генератор и двигатель вмонтированы в единый корпус, и раздельные, в которых генератор и двигатель установлены в единой рамке, а привод осуществляется через специальную соединительную муфту.

Однопостовые сварочные преобразователи состоят из генератора и электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Сварочные генераторы изготавливают по электромагнитным схемам, которые обеспечивают падающую внешнюю характеристику и ограничение тока короткого замыкания.

Если мощность одного генератора недостаточна для работы сварочного поста, то включают параллельно два сварочных агрегата.

Сварочные аппараты переменного тока.

Сварочные аппараты переменного тока состоят из понижающего трансформатора и специального устройства, создающего падающую внешнюю характеристику и регулирующего сварочный ток. Они подразделяются на две группы: аппараты, состоящие из трансформатора с жесткой внешней характеристикой и дросселя, и аппараты, имеющие трансформатор с падающей внешней характеристикой, создаваемой усиленными полями рассеяния в самом трансформаторе. Сварочные аппараты первой группы могут быть с отдельным дросселем и со встроенным дросселем.

Сварочные аппараты с отдельным дросселем состоят из понижающего трансформатора и дросселя регулятора тока. Трансформатор имеет сердечник (магнитопровод) из отштампованных пластин, изготовленных из тонкой трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. На сердечнике расположены первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка из изолированной проволоки подключается к сети переменного тока напряжением 220 или 380 В. Во вторичной обмотке, изготовленной из медной шины, индуцируется ток напряжением 60—70 В. Небольшое магнитное рассеивание и малое омическое сопротивление обмоток обеспечивают незначительное внутреннее падение напряжения, и высокий КПД трансформатора. В сварочную цепь включают обмотку (из голой медной шины) дросселя (регулятора тока). Сердечник дросселя набран из пластин тонкой трансформаторной стали, и состоит из двух частей: неподвижной, на которой расположена обмотка дросселя, и подвижной, перемещаемой с помощью винтовой пары. При вращении рукоятки по часовой стрелке воздушный зазор увеличивается, а против часовой стрелки - уменьшается.

Сварочные аппараты со встроенным дросселем устроены следующим образом. Сердечник трансформатора состоит из основного магнитопровода, на котором расположены первичная и вторичная обмотки собственно трансформатора, и добавочного магнитопровода с обмоткой дросселя (регулятор тока). Добавочный магнитопровод расположен над основным и состоит из неподвижной и подвижной частей, между которыми при помощи винтового механизма устанавливается необходимый воздушный зазор.

Регулирование сварочного тока производится изменением воздушного зазора — чем больше зазор, тем больше сварочный ток.

Сварочные выпрямители.

Сварочные выпрямители — это статические преобразователи энергии трехфазной сети переменного тока в энергию выпрямленного (пульсирующего) тока.

Разработаны и выпускаются сварочные выпрямители для ручной или механизированной дуговой сварки под флюсом, сварки в защитной среде и др. Они получили широкое применение благодаря их технологическим преимуществам: высокий КПД 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. Но 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 в сети.

Сварочные выпрямители состоят из двух блоков: понижающего трехфазного трансформатора с устройствами для регулирования напряжения или тока и выпрямительного блока. Кроме того, выпрямитель имеет пускорегулирующее в защитное устройства, обеспечивающие нормальную

эксплуатацию.

Обслуживание сварочного оборудования.

В процессе эксплуатации источники сварочного тока требуют ухода и обслуживания. Перед включением источника тока необходимо выполнить следующие работы: чистить его от пыли и грязи, осмотреть и при наличии мелких дефектов устранить их. У сварочных преобразователей особое внимание следует обратить на подшипники, коллектор и щеточный механизм генератора. Щетки должны плотно прилегать к чистой поверхности коллектора. У аппаратов переменного тока следует проверить состояние контактов, изоляции и крепежных деталей сердечника и кожуха. Необходимо чаще смазывать регулировочный механизм. У сварочных выпрямителей особого внимания требует система охлаждения (вентилятор, жалюзи, реле). Следует проверить подтяжку крепежных деталей, наличие и надежность крепления заземляющего провода.

Сварочные провода выбирают в зависимости от наибольшего допустимого значения сварочного тока.

Аппараты переменного тока требуют регулярной проверки состояния контактов сварочной и заземляющей цепи, изоляции, подтяжки крепежных деталей сердечника и кожуха. Особенно опасны нарушения изоляции проводов и неаккуратное подключение сварочного кабеля. Необходимо чаще смазывать регулировочный механизм. При перемещении аппарата необходимо пользоваться ручками или подъемными кольцами кожуха трансформатора.

Сварочные выпрямители требуют особого внимания к системе охлаждения, состоящей из вентилятора, жалюзи и реле.

На каждом предприятии (заводе, монтажном участке или площадке, ремонтной организации) должны быть составлены графики осмотров, проверок, профилактических (текущих) и капитальных ремонтов оборудования, утвержденных главным инженером. В графиках, помимо сроков (дат) контроля, указываются фамилии лиц, ответственных за проведение этих операций.

Для сварочного оборудования может быть принята периодичность осмотра и ремонта.

Периодичность осмотров и ремонтов сварочного оборудования:

2 Оборудование для автоматической и контактной сварки.

Оборудование для автоматической сварки

Сущность сварки под флюсом.

Сварка под флюсом — это дуговая сварка, при которой дуга горит под слоем сварочного флюса, обеспечивающего защиту сварочной ванны от контакта с воздухом.

Сварка под флюсом является одним из основных способов выполнения сварочных работ в промышленности и строительстве. Она существенно изменила технологию изготовления сварных изделий.

По степени механизации процесса различают автоматическую и механизированную сварку под флюсом.

Для получения качественных сварных швов взамен электродных покрытий применяют гранулированное вещество, называемое флюсом.

Автоматическая сварка под флюсом производится при помощи автоматической установки (сварочная головка или

сварочный трактор). Эта установка подает электродную проволоку и флюс в зону сварки, перемещает дугу вдоль свариваемого шва и поддерживает её горение.

Автоматическую сварку под флюсом отличают следующие преимущества:

• высокая производительность, превышающая ручную сварку в 5—10 раз;

• высокое качество сварного шва вследствие защиты металла сварочной ванны расплавленным шлаком от кислорода и азота воздуха, легирования металла;

• экономия электродного металла при значительном снижении потерь на угар, разбрызгивание металла и огарки. При ручной сварке эти потери достигают 20-30 %, в то время как при автоматической сварке под флюсом они не превышают 2-5% ;

• экономия электроэнергии за счет более полного использования теплоты дуги по сравнению с ручной сваркой. Затраты электроэнергии при автоматической сварке уменьшаются на 30-40%.

Кроме того, при автоматической сварке условия труда значительно лучше, чем при ручной: дуга закрыта слоем шлака и флюса, выделение вредных газов и пыли значительно снижено, поэтому нет необходимости в защите зрения и лица сварщика от воздействия излучений дуги, а для вытяжки газов достаточно естественной вытяжной вентиляции. Автоматическая сварка имеет и недостатки, это прежде всего ограниченная маневренность сварочных автоматов и производство сварки главным образом в нижнем положении.

Оборудование для автоматической сварки.

Применяются два вида автоматического оборудования: подвесные (неподвижные и самоходные) головки и сварочные тракторы. Они производят следующие операции: возбуждение дуги, непрерывную подачу в зону дуги электродной проволоки и флюса в процессе сварки, перемещение

сварочной дуги вдоль свариваемого шва, гашение дуги в конце сварки.

Важным условием, обеспечивающим нормальный устойчивый процесс автоматической сварки, является равенство скорости подачи электродной проволоки и скорости ее плавления.

К автоматам с переменной скоростью подачи, у которых скорость подачи электродной проволоки плавно изменяется в зависимости от напряжения сварочной дуги, относится трактор типа АДС-1000-2 завода «Электрик». Он имеет два двигателя для подачи проволоки и его передвижения, что усложняет и утяжеляет конструкцию, но делает ее более универсальной. Трактор АДС 1000-2 рассчитан на сварку электродной проволокой диаметром 3-6 мм силой Тока до 1200 А. Скорость сварки равна 15-70 м/ч. Применяется обычно для сварки под флюсом переменным током. В качестве источника питания может использоваться трансформатор ТСД-1000-3. Без флюса и электродной проволоки масса трактора около 60 кг.

Рис. 2.2 Сварочный трактор АДС-1000-2: 1 — самоходная каретка;

2 — электродвигатель для передвижения автомата; З — пульт управления с кассетой для проволоки; 4 — электродная проволока;

5 — электродвигатель механизма подачи проволоки; 6 — бункер для флюса; 7— механизм подачи проволоки.

Самоходный автомат типа АБС (А-184) предназначен для сварки электродной проволокой диаметром З-6 мм на переменном и постоянном токе до 1500 А продольных и кольцевых швов, стыковых угловых и нахлесточных соединений толщиной от 5 до З0 мм, наплавки вращающихся цилиндрических деталей. Автомат имеет отдельные приставки для наплавки ленточным электродом, тремя электродами, сварки в среде защитных газов.

Автомат смонтирован из трех узлов (комплектов).

Комплект А представляет собой подвесную сварочную головку, состоящую из подающего механизма 3 , мундштука 1 с правильным устройством 2, пульта управления 4 и механизма для направления движения головки по шву. Сменными шестернями механизма подачи регулируется скорость подачи проволоки в пределах 28,5-225 м/ч.

Комплект Б состоит из подъемного механизма для подвески и вертикального подъема сварочной головки, флюсоаппаратуры 6 и катушки 5 для электродной проволоки.

Комплект С самоходная тележка велосипедного типа для передвижения автомата по двум швеллерам, лежащим в одной вертикальной плоскости.

Рис. 2.3

Автомат снабжен шкафом управления, который может использоваться при сварке на переменном и постоянном токе.

Автомат АБС может быть использован в различных вариантах. Например, при сварке кольцевых швов цилиндрических конструкций или наплавке тел вращения автомат может не перемещаться и потребность в узле С отпадает.

Флюсоременная подушка

Рис. 2.4 Стенд для сварки кольцевых швов

Техника безопасности при электрической сварке.

При электросварочных работах возможны следующие виды производственного травматизма: поражение электрическим током; поражение зрения и открытой поверхности кожи лучами электрической дуги; ожоги от капель металла и шлака; отравление организма вредными газами, пылью и испарениями, выделяющимися при сварке; ушибы, ранения и поражения от взрывов баллонов сжатого газа и при сварке сосудов из-под горючих веществ.

Заземление передвижных источников питания производится до их включения в силовую есть, а снятие заземления - после отключения от силовой сети.

Для подключения источников сварочного тока к сети используются настенные ящики с рубильниками, предохранителями и зажимами. Длина проводов сетевого питания не должна быть более 10 м.

Сварочное оборудование должно находиться под навесом, в палатке или в будке для предохранения от дождя и снега. При невозможности соблюдения таких условий сварочные работы не производят, а сварочную аппаратуру укрывают от воздействия влаги.

Все сварочные провода должны иметь исправную изоляцию и соответствовать применяемым токам применение проводов с ветхой и растрепанной изоляцией категорически запрещается.

Для защиты зрения и кожи лица от световых и невидимых лучей дуги электросварщики и их подручные должны закрывать лицо щитком, маской или шлемом, в смотровые отверстия которых вставлено специальное стекло — светофильтр. Светофильтр выбирают в зависимости от сварочного тока и вида сварочных работ.

Для защиты от воздействия излучений в стационарных цехах устанавливают закрытые сварочные кабины, а при строительных и монтажных работах применяются переносные щиты или ширмы.

Защита от брызг металла и шлака.

Удаление вредных газов и пыли из зоны сварки, а также подача чистого воздуха осуществляются местной и общей вентиляцией. При оборудовании сварочных кабин обязательно предусматривается местная вытяжная вентиляция с верхним, боковым или нижним отсосом, удаляющая газы и пыль непосредственно из зоны сварки.

Оборудование для контактной сварки

Контактная сварка.

Контактная сварка — это сварка с применением давления, при которой нагрев производится теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока.

Преимущества контактной сварки перед другими способами:

— высокая производительность (время сварки одной точки или стыка составляет 0,02... 1 с);

— малый расход вспомогательных материалов (воды, воздуха);

— высокое качество и надежность сварных соединений при небольшом числе управляемых параметров режима, что снижает требования к квалификации сварщика;

— экологическая чистота процесса, который легко поддается механизации и автоматизации.

По виду сварного соединения контактная сварка может быть точечной (наиболее распространена), рельефной, стыковой, шовной (роликовой).

Точечная сварка применяется при соединении деталей в отдельных местах в виде небольших площадок (точек).

Для осуществления процесса точечной сварки применяют специальные контактные машины, которые в процессе работы выполняют две основные функции — сжатие и нагрев соединяемых деталей.

Рис. 2.5 Контактная машина для точечной сварки:

1 — коромысло; 2 — пружина; З — серьга; 4 — коленчатый рычаг; 5 — защелка; 6 — педаль: 7 — переключающее устройство; 8 — виток вторичной обмотки трансформатора; 9 — электрод.

Качество сварного соединения при контактной сварке зависит от режима сварки, правильно подобранного для конкретных условий (материала, конструкции и состояния поверхностей деталей, их покрытия, сварочных электродов и др.). Под режимом сварки понимают усилие сжатия свариваемых поверхностей, ёмкость батареи конденсаторов и коэффициент трансформации, определяющий длительность сварочного импульса. У мощных конденсаторных машин ёмкость батареи конденсаторов может составлять 300 мФ, запасенная энергия соответственно равна 25 кДж, а максимальное усилие сжатия электродов — 24 кН.