Основные параметры электрической части машины контактной сварки

Электрические параметры контактных машин

Номинальный вылет и раствор электродов задается рядом R10. Допускаемые отклонения сварочного тока = 5%

Все машины состоят из электрической и механической части: электрический трансформатор, тиристорный контактор (электромагнитный) и устройство, определяющее длительность процесса сварочного цикла – РЦС.

Механическая часть станка, электрода создает сварочное усилие, механическим перемещением и нагружением.

В зависимости от назначения машины и эффективности выполняемых функций электрическая и механическая часть могут сильно отличаться. При этом различия возникают при использовании разных импульсов сварочного тока.

При сварке простых деталей из стали Ст.3 используют ток синусоидальный.

Главные характеристики: сварочный ток номинальный, рассчитанный для сварки деталей с определенными размерами номинален., а также определение размеров вылета и размера.

I2 ном. при определенном повторнократковременном режиме работы.

I2 ном. определяется размерами деталей () и температурой токоведущих элементов.

X – индуктивное сопротивление.

Нужно, чтобы за время паузы детали токоподводящие элементы остывали, а потом не перегревались выше заданной температуры:

Точечная сварка: ПВ=20%;
ПВ трубосварных станков = 100%
Шовная, стыковая: ПВ=50%

Существует методика расчета сечений токоподводящих контуров, трансформаторов и других, с целью вычисления типов сечений токоведущих элементов из условий их нагрева.

Для упрощения теплового расчета применяют понятие расчетного или длительного тока.
На самом деле он в машинах не протекает, но если бы протекал, то нагрел бы так все токоведущие элементы, что за весь период сварки.
Расчетный ток будет меньше номинального настолько, насколько ПВ номинальное отличается от 100%.

Аналогичные соотношения существуют между мощностью Рдлит.электрич. в зависимости от продолжительности включения.

Номинальная мощность, это мощность при кратковременной работе, которая машина отдает I номинальное без перегрузок и перегрева.

Максимальное зависит от установившегося вторичного напряжения U20 и Z сварочной цепи.

зависит от U20 и U2XX трансформатора.

R – активное
X – индуктивное
Х зависит от размера контура и введения ферромасс.

Электрическая мощность полезная:

Мощность потребляет из сети:

– общий параметр

– если полностью отсутствует индуктивное сопротивление.

Чем больше, тем выше индукционное сопротивление, тем больше потери в трансформаторе, вторичного контура и индуктивного сопротивления детали.

Для контактной точечной машины

Для стелсов машин, так как большая величина активного сопротивления детали.

Для определения машины измеряют ток мощности при коротком замыкании.

Чем выше Iкз, тем выше

Основная задача – получить работоспособное, качественное сварное соединение.

Но если не будем контролировать основные параметры процесса, то не достигнем желаемого результата.

Сварочное давление может отличаться от заданного по технологии:

1. Зависание электродов (начальный зазор между ними в исходном состоянии)
2. От условия ресиверов.
3. Падение давления в сети.

Величина сварного тока – основной параметр для того чтобы эта величина была всегда в заданных пределах требуется:

, где

сопротивление детали

Производная от напряжения в сети, времени работы электродов и величины сварочного усилия. Чем больше сварные усилия, тем лучше контакт.

Если активное сопротивление контура не меняется, то индуктивное может меняться в процессе сварки.

Z=

Т.к. ток является функцией от очень многих параметров, то для контроля параметров используют датчики, которые измеряют косвенным образом величину сварочного тока.

Но т.к. на витках наводится не только синусоидальное напряжение, прежде чем подает его на цепочку отфильтровывают гармоники.

Современный регулятор цикла сварки представляет собой процессор (линии ЭВМ). По изменению тока и напряжения, это можно отследить на ЭВМ.

Источник

Машина (аппарат) для контактной сварки: точечной, шовной и рельефной сварки (основные параметры, обозначение)

Контактные машины для сварки состоят из трех взаимосвязанных частей — механической, силовой, электрической и управления.

Механическая часть — это комплекс конструктивных элементов, создающих условия для сжатия свариваемых деталей и необходимого их перемещения во время сварки: корпус (станина), кронштейны, упоры, а также инструментальная оснастка, в которую входят консоли, электрододержатели, электроды.

Электрическая силовая часть машины обеспечивает протекание через свариваемые детали тока требуемой формы, амплитуды и длительности. Силовая часть машины состоит из трансформатора, выпрямителя, иногда батареи конденсаторов, токоведущих элементов вторичного сварочного контура для непосредственной передачи тока к свариваемому изделию (гибкие и жесткие токоведущие шины) и др.

В последнее время управление машины выделилось в отдельную часть вследствие специфики и усложнения электрической и электронной аппаратуры, включая микропроцессорное управление, пневматическую и гидравлическую аппаратуру для перемещения и механических устройств привода и создания силовых нагрузок.

Основными параметрами машины приняты :

Эти параметры являются общими для сварочного оборудования этой группы.

Кроме того, к основным параметрам точечных и шовных машин относятся наибольшие вертикальные и взаимные смещения электродов и пределы линейной скорости роликовых электродов шовных машин. Для таких параметров, как сила сжатия, величина осадки, линейная скорость роликовых электродов, указываются условия, при которыхони достигаются.

Система обозначения контактных машин позволяет определить назначение оборудования и его характеристики. Машины любого типа имеют буквенное и цифровое обозначения: первая буква М — машина; вторая буква —вид сварки (Т — точечная, Р — рельефная, Ш — шовная); третья буква — тип источника тока (Н — низкочастотный, К — разрядом конденсатора, В — постоянного тока и др.) или конструктивное исполнение машины (Р —радиальная, П — подвесная, М — многоточечная или многоэлектродная); первая цифра — наибольшая сила вторичного тока, кА, или сила осадки, кН; вторая цифра — номер модификации; третья цифра — вид климатического исполнения (ГОСТ 15150—69); четвертая цифра — группа машин по нормируемым требованиям; затем следуют напряжение и частота питающей сети, слово «экспорт» при экспортном исполнении (ГОСТ 297—80 Е), обозначение технических условий на машину и ГОСТ 297-80 Е.

Так, условное обозначение машины для рельефной сварки на наибольшую силу вторичного тока 69 кА, с номером модификации 02, при климатическом исполнении Т4, группы А, на напряжение питающей сети 380 В, частоте 50 Гц следующее: МР-6902Т4, А, 380, 50 Гц, экспорт, ГОСТ 297-80 Е. В экспортном исполнении машины могут выпускаться на различное напряжение для сетей с частотой 50 и 60 Гц. Обозначение специальных машин может существенно отличаться от принятого для машин общего применения.

Специальные машины, разработанные в ИЭС им. Е. О. Патона, обозначают буквой К (контактные) и цифрой, указывающей порядковый номер модели.

Вторичный ток может регулироваться ступенчато — изменением коэффициента трансформации и плавно — фазовым регулированием или комбинацией этих способов (смешанное регулирование).

Сила тока короткого замыкания машин группы А не должна отклоняться от заданного значения более чем на ± 3% при установленном качестве электроэнергии и на ± 5% при изменении температуры нагревающихся токоподводящих частей машины в допустимых пределах (нормальные условия эксплуатации).

Фазовая регулировка силы тока всех машин должна обеспечить его изменение в пределах не менее 50. 100% номинального значения.

Отношение силы наибольшего вторичного тока к наименьшему допускается для машин группы А не менее 2, а для машин группы Б не менее 1,4 или 1,8 (при отсутствии фазового регулирования).

Переключатель ступеней сварочного трансформатора машин группы Б без фазового регулирования и с длительным первичным током силой не более 470 А и машин группы А должен обеспечивать переключение ступеней при выключенном токе без применения инструмента. Длительность протекания сварочного тока обеспечивается аппаратурой управления. Отклонение от заданного значения силы тока допускается в пределах ±2% для машин группы А и ± 10% для машин группы Б.

Машины с пневмоприводом рассчитаны на номинальное давление сжатого воздуха 0,63 МПа. Номинальная сила сжатия на этом оборудовании обеспечивается при колебании давления сжатого воздуха в сети (-15. +5)% при снижении давления сжатого воздуха до 60% номинального значения. Фактическая сила сжатия для машин с пневмо- или гидроприводом не должна отличаться от номинального значения более чем на ± 8%. Усилие сжатия в этих машинах должно регулироваться в соотношении 1:4. На машинах группы А с переменным усилием время его нарастания от сварочного до 0,8 ковочного не должно превышать 0,01 с.

В машинах для контактной сварки предусмотрено водяное охлаждение электродов, электрод одержател ей, консолей, сварочного трансформатора и других частей вторичного контура. Система охлаждения рассчитана на давление воды 0,15. 0,30 МПа. Номинальный режим работы машины должен быть обеспечен при минимальном давлении воды, при этом предусматривается включение сигнализации или отключение машины при прекращении подачи воды.

Качество сварного соединения зависит от соосности положения электродов. Вертикальное смещение электродов связано с жесткостью станины и некоторых элементов вторичного контура. При безударной нагрузке эти смещения не должны превышать значений, приведенных в таблице:

Источник

Учебные материалы

Контактная сварка является разновидностью сварки давлением, при которых высококонцентрированный местный нагрев металла до пластического состояния осуществляется теплом, выделяемым при прохождении электрического тока от одной свариваемой детали к другой перпендикулярно поверхности их соприкасания.

Местом максимальной концентрации нагрева в этом случае является электрический контакт деталей. К контактной сварке относят стыковую, точечную и роликовую (или шовную). Схемы контактной сварки приведена на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10 – Схемы контактной сварки:

а – стыковой:1 – заготовки, 2 – неподвижный токоподвод, 3 – подвижный токоподвод, 4 – сварочный трансформатор;

б – точечной: 1 – заготовки, 2 – неподвижный электрод, 3 – подвижный электрод, 4 – трансформатор;

в – шовной: 1 – заготовки, 2 – неподвижный ролик-электрод, 3 – подвижный ролик-электрод, 4 – трансформатор

Для этого зажим 3 установлен на подвижной плите, перемещающейся в направляющих станины. Зажим 2 укреплен на неподвижной плите. Вторичная обмотка сварочного трансформатора соединена с зажимами (электродами) машины гибкими шинами.

Питание трансформатора 4 Тр осуществляется от сети переменного тока через включающее устройство. Перемещение плиты и сжатие свариваемых деталей осуществляется механизмом осадки Р. После нагрева поверхностей до пластического состояния производят осадку на необходимую величину и одновременно выключают ток. Важное значение имеет точность и плотность прилегания свариваемых поверхностей.

Отклонения размеров по диаметру для круглых стержней должно быть менее 2%, а для прямоугольных сечений разница в размерах допускается менее 1,5%. Свариваемые торцы деталей подвергают тщательной механической или химической очистке. Должны быть для надежного контакта хорошо очищены также и поверхности соприкосновения деталей с зажимным устройством стыковой машины.

При сварке непрерывным сплавлением установленные в зажимах машин детали равномерно сближают при включенном напряжении во вторичной цепи. Соприкосновение происходит вначале по небольшим площадкам, через которые проходит ток высокой плотности. После достижения равномерного оплавления всей поверхности стыка производят осадку. Различают также сварку прерывистым оплавлением, когда зажатые заготовки сближают под током и приводят неоднократно в кратковременное соприкосновение (замыкание) до полного оплавления всего сечения.

Метод оплавления имеет ряд преимуществ перед сваркой сопротивлением основные из которых следующие: поверхность стыка не требует особой подготовки; можно сваривать заготовки с сечением сложной формы и сильно развитым периметром, а также заготовки с различными сечениями; свариваются разнородные металлы (быстрорежущая и углеродистая сталь, медь и алюминий и т.п.). Недостатком сварки оплавлением является то, что увеличивается расход металла.

Количество выделяемой теплоты определяется выражением

где J – величина тока, А;
R – сопротивление участка цепи в месте контакта деталей, Ом;
t – продолжительность действия тока, с.

Различают два режима процесса сварки: жесткий и мягкий. При жестком режиме применяют большой ток и давление, но малой продолжительностью включения тока. Мягкий режим, наоборот, характеризуется небольшим током и давлением, однако продолжительность процесса увеличивается и происходит постепенный нагрев свариваемых элементов. Мягкий режим обычно применяют при сварке на машинах с педальным приводом механизма сжатия.

Давление осадки при сварке определяется исходя из величины удельного давления и площади сечения контакта. На автоматических машинах удельное давление осадки при сварке малоуглеродистых сталей составляет 4-6 кг/мм 2 (40-60 МПа), а при неавтоматических машинах 3-4 кг/мм 2 (30-40 МПа).

Контактная сварка выполняется на специальных машинах, состоящих из двух основных частей: электрической и механической.

Электрическая часть машины состоит из сварочного трансформатора, прерывателя сварочного тока, регулятора (или прерывателя) тока первичной цепи трансформатора и токопроводящих устройств.

Трансформаторы для контактной сварки применяются понижающие однофазные с первичным напряжением 220 или 380 В и вторичным напряжением 1-16 В. Первичная многовитковая обмотка разделена на секции, что позволяет с помощью регулятора (или переключателя) изменять величину напряжений во вторичной обмотке трансформатора.

Вторичная обмотка машин малой мощности состоит из отдельных гибких полос меди, охлаждаемых воздухом. У машин большой мощности вторичная обмотка изготовлена из пустотелых медных витков, охлаждаемых проточной водой.

Наиболее распространенными изделиями, изготовляемыми стыковой сваркой, являются элементы трубчатых конструкций, колеса и кольца, инструмент, рельсы, железобетонная арматура. Сваркой сопротивлением можно сваривать низкоуглеродистые, низколегированные конструкционные стали, алюминиевые и медные сплавы.

Источник

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ МАШИН ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

АКТИВНОЕ И ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СВАРОЧНОЙ ЦЕПИ

В сварочных цепях контактных машин встречаются постоянные и скользящие контакты. Последние применяются при подводе тока к элек­тродам роликовых машин. Постоянные контакты, как правило, стяги­ваются болтами. При неокисленных контактных поверхностях и хорошем их стягивании сопротивление постоянного контакта лежит в пределах 5 —10 мком. Сопротивление скользящего контакта обычно в 2—3 раза больше сопротивления постоянного контакта.

Индуктивное сопротивление сварочного контура зависит от его кон­фигурации (например, при наиболее часто встречающемся прямоуголь­ном контуре, от отношения его сторон) и площади, а также от сечения токоведущих элементов контура. Индуктивность прямоугольной рамки со сторонами a и b равна

где w — круговая частота (w = 2 * π * f).

С увеличением полезного вылета машины a, а также при увеличе­нии расстояния между плечами машины b индуктивное сопротивление сварочного контура быстро растет. Увеличение сопротивления при не­изменной электродвижущей силе сварочного трансформатора приводит к уменьшению сварочного тока и мощности машины (фиг. 144).

Например, при увеличении полезного вылета с 300 до 1200 мм сварочный ток может понизиться при неизменном Е₂ почти в 3 раза. Уменьшение площади сварочного контура машины — одно из наиболее эффективных средств повышения кратковременной мощности контактной машины.

Введение в контур сварочной машины магнитной стали (фиг. 145, а) ведет к повышению как активного, так и индуктивного сопротив­ления сварочного контура. Активное сопротивление увеличивается из-за появления во введенной в контур стали вихревых токов, возбуждение которых вызы­вает существенные потери активной мощности в сварочной цепи. Увеличение сопротивления сварочной цепи при введении магнитной стали в контур машины приводит к существен­ному уменьшению тока. На фиг. 145, б по­казана зависимость сварочного тока точечной машины АТА-40 от толщины о введенных в контур машины стальных листов шириной b = 300 мм. Из диаграммы видно, что вве­дение листов этой ширины толщиной 15мм приводит к понижению сварочного тока почти вдвое. Поэтому следует избегать введения в контур машины деталей большого сечения из магнитной стали и тяжелых приспособлений из магнитного материала. Общее сопротивление сварочного контура машины равно геометри­ческой сумме его активной и реактивной составляющих, т. е.

Общее сопротивление сварочной машины (за исключением сопро­тивления ее нагрузки, т. е. сопротивления свариваемых деталей) при­ближенно равно

где R₁ и R₂ — активные сопротивления первичной и вторичной обмоток сварочного трансформатора, приведенные ко вторичной цепи R₁ = R₁ * w₂ 2 / w₁ 2

где X_L.1 и X_L.2 — индуктивные сопротивления первичной и вторичной обмоток сварочного трансформатора, приведенные ко вторичной цепи X_L.1 = X_L.1 * w₂ 2 / w₁ 2

R_кт и XL_кт — активное и индуктивное сопротивления сварочного кон­тура машины.

Обозначая R₁ + R₂ + R_кт = R_вн и X_L.1+X_L.2 + Х_кт = X_L.вн, можем написать приближенную формулу для определения общего внутреннего сопротивления машины

Общее внутреннее сопротивление машины для контактной сварки обычно колеблется в относительно узких пределах. Для машин стацио­нарного типа оно равно 150—350 мком. При введении в контур ма­шины магнитной стали сопротивления R_кт и Х_кт увеличиваются.

Источник

Устройство машин контактной сварки

31 Декабря 2021 17:46
Механический измеритель длины кабеля своими руками

Источник

• ← Основные параметры двигателя автомобиля
• Основные пож авто общего применения →