Николаев Г.А. и др.Сварка в машиностроении - файл n1.doc

Николаев Г.А. и др.Сварка в машиностроении

Доступные файлы (1):

n1.doc

25957kb.

15.02.2014 14:49

скачать

n1.doc

7*



Переналадку машины на сварку продольных швов производят заменой нижнего электродного устройства для поперечной сварки электродным устрой­ством для продольной сварки и поворотом верхнего электродного устройства на 90° вокруг вертикальной осн. Для шовной сварки изделий из легированных ста­лей и легких сплавов применяются машины с выпрямлением во вторичном кон­туре на сварочные токи 16, 63 и 120 кА.

На рис. 32 изображена машина типа МШ-12001. Верхний 9 и нижний 5 кронштейны прикреплены к вертикальной силовой стойке 1 корпуса машины. Позади стойки внутри корпуса установлены два трансформатора 3, ко вторичным виткам которых подсоединены унифицированные выпрямительные блоки 2, охватывающие стойку / с двух сторон. На верхнем кронштейне 9 закреплен пневматический привод 10 сжатия электродов с электромеханическим устрой- . ством для дополнительного хода. К фланцу ползуна привода 10 прикреплено верхнее электродное устройство S с пневматическим шаговым механизмом вра-щення. Нижнее электродное устройство 6 установлено на нижнем кронштейне 5. Внутри корпуса машины размешены элементы электрического устройства 4 и системы охлаждения, а на верхнем кронштейне расположены элементы пневма­тического устройства П. Управление машиной осуществляется от ножной педали ил в подвесного пульта 7.

Техническая характеристика машин для шовной сварки постоянным током приведена в табл. 15.









МАШИНЫ ДЛЯ СТЫКОВОЙ СВАРКИ

Для соединения деталей из низкоуглеродистой и легированной сталей, цветных металлов и их сплавов сечением от сотых долей до десятков тысяч квадратных миллиметров широко применяют машины для стыковой контактной сварки со­противлением и оплавлением.

Машины для стыковой сварки имеют следующие основные узлы: станину, сварочный трансформатор, подвижное и неподвижное зажимные устройства, механизм подачи и осадки, устройство для коммутации сварочного тока и аппара­туру управления.

В зависимости от назначения машины станины имеют горизонтальные, вертикальные или наклонные столы, на которых размещены неподвижные за­жимы и каретки (плиты) с подвижными зажимами, перемещающиеся по направ­ляющим с грением скольжения или качения. В некоторых случаях подвижный зажим устанавливают на рычаге, ось которого закреплена на станине; при этом подвижный зажим перемещается по дуге окружности.

На рис. 33 изображены зажимные устройства некоторых типов с эксцентри­ковыми, пружинными и пневматическими механизмами зажатия. Зажимные устройства предназначены для зажатия свариваемых деталей и подвода к ним сварочного тока. Кроме этого, зажимные устройства должны обеспечить совме­щение осей свариваемых деталей, поэтому в машинах с усилием осадки больше У80 кгс предусмотрены устройства для совмещения деталей в двух перпендику­лярных направлениях. Усилие зажатия свариваемых деталей должно исключить возможность проскальзывания при осадке, деформацию в местах зажатия и на­дежный электрический контакт для подвода сварочного тока. В некоторых слу­чаях, при сварке коротких деталей, применяют упоры.

В машинах малой мощности и в машинах, от которых не требуют высокой производительности, применяют рычажные, пружинные, винтовые или эксцен- . триковые зажимы с ручным приводом. В машинах средней и большой мощности с высокой производительностью применяют быстродействующие пневматические, гидравлические или электромеханические зажимы. Токоподвод к свариваемым деталям в большинстве случаев осуществляется через нижние контактные губки, но иногда (при сварке сопротивлением деталей больших сечений и в других слу­чаях) сварочный ток подводится и к нижним и к верхним губкам. Для увеличения службы контактных губок иногда в машинах применяют две пары губок (одна пара — стальные зажимные, другая пара — для токоподвода). Механизмы при­вода и осадки предназначены для перемещения подвижных зажимов во время



подогрева, подачи с необходимыми скоростями и ускорениями во время оплавле­ния и для создания необходимого усилия при осадке.

В машинах малой мощности для сварки сопротивлением обычно применяют пружинные механизмы осадки (рис. 34, а). В неавтоматических машинах с не­большой производительностью применяют рычажные (рис. 34, б) или винтовые механизмы, в которых скорость перемещения подвижного зажима, а следова­тельно, и качество сварного соединения зависят от квалификации сварщика.

В стыковых машинах для сварки с непрерывным оплавлением применяют электромеханические приводы перемещения и осадки (рис. 34, в). Скорость оплав­ления регулируется изменением скорости вращения вала приводного электро­двигателя или с помощью механического вариатора.



Иногда применяют комбинированные механизмы подачи, где электромехани­ческий привод используют для оплавления, а пневмопривод — для осадки. Гидравлический привод подачи наиболее универсален, так как позволяет полу­чить необходимые усилия осадки и изменения скорости оплавления по заданной программе. Широко применяют также пневматические и пневмогидравлические приводы, обеспечивающие скорости до 200 мм/с.

Для стыковой сварки сопротивлением серийно выпускают машины с номи­нальными сварочными токами 4, 5 и 8 к А. Это стационарные машины с ручными эксцентриковыми механизмами зажатия и пружинными механизмами подачи. В машине МС-802 предусмотрен дополнительный ручной механизм, позволяющий производить сварку с непрерывным оплавлением и оплавлением с предвари­тельным подогревом.

На рис. 35 изображена машина МС-403 для сварки сопротивлением, а в табл. 16 приведена техническая характеристика этой машины.

Для стыковой сварки изделий из низкоуглеродистой стали выпускают ма­шины типа МС-2008, позволяющие сваривать автоматически методом непрерыв-. ного оплавления изделия из низкоуглеродистой стали сечением до 1000 мм² и полуавтоматически с предварительным подогревом изделия сечением до 2000 мм². Механизмы зажатия — пневматические с радиальным ходом верхней губки, механизм подачи — электромеханический.

Для стыковой сварки оплавлением низкоуглеродистых и легированных сталей, а также цветных металлов выпускают серию унифицированных машин на сварочные токи 6,3—25 кА с усилием осадки 800, 2500 и 6300 кгс. Серия состоит из машин четырех типоразмеров. Техническая характеристика .машин приведена в табл. 17.




В машинах МСО-0801, МСО-301 и МСО-602 установ­лены пневматические приводы зажатия и осадки и электроме-хаиические (моторно-кулачко-вые) приводы оплавления с дви­гателями постоянного тока. В машинах МСО-301 и A'iCO-602, кроме этого, предусмотрена возможность сварки оплавле­нием с предварительным подо­гревом, который осуществля­ется при возвратно-поступатель­ных перемещениях подвижного зажима с помощью пневмати­ческого привода. Привод подо­грева позволяет вести процесс с частотой до 5 Гц. Машины комплектуют шкафами управ­ления. Машина МСО-0802 пред­назначена для неавтоматической (ручной) сварки оплавлением с предварительным подогревом. Зажимные механизмы и меха­низм подачи — рычажные.

Машина типа МСО-0801 изо­бражена на рис. 36. Внутри

сварного корпуса 2 установлены: сварочный трансформатор / с переключателем ступеней, моторно-кулачковый привод 5 оплавления, пневмопривод 7 осадки и




нитной и жаропрочных ста­лей и алюмипиевомапшевых сплавов. Все механизмы ма­шины имеют гидравлический привод. Предусмотрена .цен­тровка свариваемых деталей в зажатом состоянии. Для уменьшения потребляемой мощности в машине установ­лено устройство для сварки импульсным оплавлением, которое обеспечивает работу машины с частотой 5—15 Гц и амплитудой колебаний 0,5— 1,2 мм. Машина комплекту­ется шкафом управления. Техническая характеристика машины приведена в табл. 18. Машина К-355 предназ­начена для контактной сты­ковой сварки непрерывным оплавлением рельсов типа Р-50, Р-65 и Р-75 непосред­ственно на железнодорож­ных путях. Ее можно ис­пользовать и в стационарных условиях. Привод всех ме­ханизмов машины — гидрав­лический. Механизм зажатия выполнен в виде двух кле­щевых зажимов, расположен-

ных на общей оси. Сплавление и осадка осуществляются двумя цилиндрами, работающими параллельно. Машина комплектуется гидростанцией, шкафом управления, силовым шкафом, автотрансформатором и дизель-электростанцией. Техническая характеристика машины приведена в табл. 18.

телями постепенно стирается. Регуляторы цикла сварки регулируют ток и ста­билизируют его при колебаниях напряжения сети.

Аппаратура второго поколения построена на тиристорах, транзисторах и типовых транзисторных элементах. С их помощью реализуется большинство тре­буемых схем и функциональных узлов, обладающих высоким быстродействием и надежностью. Применение типовых элементов сокращает время разработки аппаратуры и упрощает процесс ее промышленного изготовления. Удобство ра­боты с типовыми элементами состоит также в том, что они не требуют настройки в процессе изготовления и ухода во время эксплуатации. Ремонт аппаратуры сводится к замене неисправного элемента исправным.

Аппаратура третьего поколения своему появлению обязана интегральным микросхемам, которые позволяют значительно расширить возможности аппара­туры, повысить точность отработки регулируемых параметров, сократить объем аппаратуры, отказаться от шкафов управления и сохранить, а может быть, и уменьшить стоимость изделий.

ВКЛЮЧЕНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ ТОКА

Сварочный трансформатор контактной машины включается со стороны первич­ной обмотки. При этом отсутствует ток холостого хода трансформатора вне вре­мени сварки и облегчаются условия коммутаций.



Для включения и отключения сварочного трансформатора используются управляемые вентили: игнитроны или тиристоры. Два встречно-параллельно соединенных управляемых вентиля (рис. 38, а), последовательно включаемые между первичной обмоткой трансформатора и питающей сетью, при соответ­ствующем управлении выполняют функции однофазного включателя, который по аналогии получил название вентильный (игнитронный или тиристорный) контактор. На рис. 38, б приведена «ременная диаграмма прохождения тока через индуктивно-активную нагрузку, которой является контактная машина. Ток, проходящий через первичную обмотку трансформатора, отстает от и сети на угол сдвига фаз ф. Этот угол определяется соотношением активной и ин­дуктивной составляющих полного сопротивления. Если в точках а включить вентиль VIM, анод которого находится в этот полупериод напряжения под поло-



жительным потенциалом, а в точках б — вентиль V2M, способный проводить только в противоположные полуволны напряжения, то в нагрузке возникает переменный ток, который будет существовать все время, пока подается команда на включение вентилей. Снятие команды исключает возможность включения очередного вентиля и тем самым ограничивает длительность импульса свароч­ного тока. Управляемый вентиль (типа игнитрон, тиратрон или тиристор) вы­ключается автоматически с уменьшением тока практически до нуля, чем обеспе­чивается выключение цепи машины без перенапряжений. Очередность работы вентилей в контакторе также соблюдается автоматически, потому что включение непроводящего вентиля становится возможным только тогда, когда выключится предыдущий и между анодом и катодом ждущего вентиля восстановится напря­жение питающей сети. Благодаря возможности фазового изменения момента включения управляемого вентиля вентильный контактор позволяет плавно регу­лировать действующий ток.

С увеличением угла включения вентилей с. (рис. 38, е) автоматически умень­шается их угол Я проводимости, а чем меньше угол проводимости, тем меньше действующий ток через нагрузку.

На рис. 38 приведены также временные диаграммы токов и напряжений при фазовом регулировании. Если а = ср (рис. 38, б), то переходный процесс отсутствует. Ток принимает сразу свое наибольшее установившееся значение; такое включение называют полнофазны.м. При а > ср (рис. 38, в) ток в каждой полуволне определяется разностью существующих во время проводимости век-тиля установившегося /_у и свободного i_c токов. Поэтому снижается наибольшее



значение тока и появляются разрывы между его полуволнами. Действующее значение тока уменьшается и тем сильнее, чем больше угол а.

Случай включения с а < ср может возникнуть либо при асинхронном включе­нии, когда контактор управляется с помощью реле, либо при неправильной уста­новке импульсов управления. При релейном управлении возникает начальная асимметрия полуволн тока (рис. 38, г), которая в дальнейшем ликвидируется. Существенно меняется форма тока при управлении вентильного контактора импульсами малой длительности. Включение одного из вентилей с углом ее < ср не позволит другому вентилю включиться в момент появления импульса управления (рис. 39), так как продолжается проводимость первого вентиля; когда возникает принципиальная возможность включения второго вентиля, импульса управления уже не будет. Вентильный контактор начинает работать как одиополупериодный выпрямитель. Такой режим работы получил название «полуволновой эффект», который представляет собой наиболее тяжелый случай асимметричной работы вентильного контактора на первичную обмотку свароч­ного трансформатора. Наиболее эффективной мерой предупреждения полувол­нового эффекта считается увеличение длительности управляющих импульсов,

Действующий ток, регулируемый изменением угла включения вентилей,



где /у — действующий установившийся синусоидальный ток; /* — действую­щий регулируемый ток в относительных единицах, определяемый только соот­ношением угловых параметров при фазовом управлении.

В табл. 19 приведены угол Я проводимости и ток /* нагрузки в зависимости от угла а регулирования для различных параметров гр. На рис. 40 изображены регулировочные кривые /*= / (а, ф) вентильного контактора.