книги / Сварка в машиностроении. 4

ролик ползуна; 3 — ползун; 4 — кулак; 5 —червячный редуктор; 6— клиноремениой вариатор; 7 — устройство для регулирования ско­ рости вращения кулака; 8—элек­ тродвигатель

Иногда применяют комбинированные механизмы подачи, где электромехани­ ческий привод используют для оплавления, а пневмопривод — для осадки. Гидравлический привод подачи наиболее универсален, так как позволяет полу­ чить 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 номи­ нальными сварочными токами 4, 5 и 8 кА. 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 предвари­

Для стыковой сварки изделий из низкоуглеродистой стали выпускают ма­ шины типа МС-2008, позволяющие сваривать автоматически методом непрерыв­ ного оплавления изделия из низкоуглеродистой стали сечением до 1000 мма и полуавтоматически с предварительным подогревом изделия сечением до 2000 мма. 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.

17. Техническая характеристика машин для стыковой сварки оплавлением

П р и м е ч а н и е . Напряжение сети (при 50 Гц) 380 В.

элементы электрического устройства. Сверху на станине закреплен неподвижный зажим 4 и установлены катки, по которым перемещается каретка с подвижным зажимом 3. Усилия от моторно-кулачкового привода 8 и пневмопривода осадки передаются через рычаг 6 и тягу 5.

Стационарная машина К-190П (рис. 37) предназначена для стыковой сварки рельсов (Р-18—Р-75) и профильной стали с площадью сечения до 10 000 мм2 методом непрерывного оплавления. Машина состоит из станины 1 с неподвиж­ ным зажимным устройством 2, внутри корпуса которого размещены верхний и нижний сварочные трансформаторы и зажимные губки с гидроприводом сжатия. Подвижное зажимное устройство 5 перемещается с помощью гидроцилиндров 7. Внутри корпуса этого устройства размещены зажимные губки, которые гибкими медными шинами соединены со сварочными трансформаторами, и гидропривод сжатия. Свариваемые детали устанавливают с помощью подъемных роликов 3. Свариваемые детали центрируют с помощью двух электромеханических уст­ ройств 4 и 9; первое регулирует положение зажимных губок неподвижного за­ жимного устройства по горизонтали; второе регулирует губки в подвижном устройстве по вертикали.

Перемещением подвижного зажима управляет гидроследящая система, со­ стоящая из гидрозолотника 6, корпус которого соединен с зажимным устрой­ ством 5, электродвигателя с червячным редуктором 8 и электромагнита. Враща­ тельное движение вала электродвигателя преобразуется в поступательное дви­ жение штока золотника 5, с которым также соединен и электромагнит, пере­ мещающий этот шток во время осадки. Техническая характеристика машины К-190П приведена в табл. 18.

Машина К-617 предназначена для контактной стыковой сварки импульсным оплавлением кольцевых и прямолинейных деталей из низкоуглеродистой, аусте­

Техническая характеристика универсальных машин для стыковой сварки

П р и м е ч а н и е . Напряжение сети (при 50 Гц) 380 В.

Цепесварочный автомат типа АСГЦ-150-3 предназначен для стыковой сварки

ющегося при сварке. Все механизмы автомата имеют гидравлические приводы. Автомат имеет станину, на которой закреплены неподвижный зажим, каретка с подвижным зажимом, механизм подачи цепи, гратосниматель, привод оплавле­ ния и осадки, гидравлическая насосная станция и другие механизмы.

Свариваемые звенья с помощью механизма подачи цепи подаются к зажим­ ным устройствам, которые зажимают и сваривают очередное звено. Затем грато­ сниматель срезает грат, после чего цепь автоматически перемещается и в зону сварки подается следующее звено.

Техническая характеристика автомата приведена в табл. 18.

АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ

Аппаратура управления является важнейшей частью современного оборудова­ ния для электрической контактной сварки. Управление циклом работы машин, включение, выключение и регулирование сварочного гока, преобразование его частоты — не полный перечень тех функций, которые она выполняет. От аппара­ туры управления зависит широта технологических возможностей машины, четкость отработки заданных режимов сварки. Вместе с тем аппаратура управ­ ления является наиболее сложной частью сварочного оборудования. Логические и функциональные преобразования, которые ею осуществляются требуют боль­ шого числа электронных, ионных и полупроводниковых приборов и связанных с ними других элементов. В машинах среднего и высокого класса стоимость аппаратуры составляет 20—60% стоимости выпускаемого оборудования. Уровень сложности аппаратуры зависит ©т принципа работы машин, которыми она управ­ ляет. Наиболее сложной поэтому является аппаратура машин с выпрямлением во вторичном контуре.

В количественном отношении преобладает аппаратура управления однофаз­ ными машинами (свыше 95% общего выпуска). Это регуляторы времени, прерыва­ тели, вентильные контакторы. Разница между регуляторами времени и прерыва­

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

Аппаратура второго поколения построена на тиристорах, транзисторах

итиповых транзисторных элементах. С их помощью реализуется большинство Тре­ буемых схем и функциональных узлов, обладающих высоким быстродействием

инадежностью. Применение типовых элементов сокращает время разрабо^и аппаратуры и упрощает процесс ее промышленного изготовления. Удобство ра­ боты с типовыми элементами состоит также в том, что они не требуют настройки

впроцессе 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 аппара­ туры, повысить точность отработки регулируемых параметров, сократить рбъдл

ВКЛЮЧЕНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ ТОКА

Сварочный трансформатор контактной машины включается со стороны первич­ ной обмотки. При этом отсутствует ток холостого хода трансформатора вне вре­ мени сварки и облегчаются условия коммутации.

Рис. 38. Электрическая схема (а) и временные диаграммы токов и на­ пряжений при работе вентильного контактора на активно-индуктивную нагрузку в режиме фазо­ вого регулирования для случаев:

6) а = ср; в) а > <р; г) а < ф

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 соответ­ ствующем управлении выполняют функции однофазного включателя, который по аналогии получил название вентильный (игнитронный или тиристорный) контактор. На рис. 38, б приведена временная 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 ср. Этот угол определяется соотношением активной и ин­ дуктивной составляющих полного сопротивления. Если в точках а включить вентиль VIМ, анод которого находится в этот полупериод напряжения под поло-

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

Случай включения с а < <р может возникнуть либо при асинхронном включе­ нии, когда контактор управляется с помощью реле, либо при неправильной уста­ новке 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 а < <р не позволит другому вентилю включиться в момент появления импульса управления (рис. 39), так как продолжается проводимость первого вентиля; когда возникает принципиальная возможность включения второговентиля, импульса управления уже не будет. Вентильный контактор начинает работать как однополуперйодный выпрямитель. Такой режим работы получил название «полуволновой эффект», который представляет собой наиболее тяжелый случай асимметричной работы вентильного контактора на первичную обмотку свароч­ ного трансформатора. Наиболее эффективной мерой предупреждения полувол­ нового эффекта считается увеличение длительности управляющих импульсов,

Действующий ток, регулируемый изменением угла включения вентилей,

щий регулируемый ток в относительных единицах, определяемый только соот­ ношением угловых параметров при фазовом управлении.

В табл. 19 приведены угол X проводимости и ток /* нагрузки в зависимости от угла а регулирования для различных параметров ср. На рис. 40 изображены

Рис. 40. Регулировочные кривые /* = f (а, ср)

В целом регулировочные характеристики нелинейны. Однако на рабочем участке они могут быть с точностью до 2% аппроксимированы прямыми, подчи­

ТИРИСТОРНЫ Е КОНТАКТОРЫ

Большинство однофазных машин переменного тока оснащено тиристорными кон­ такторами. При этом достигается значительный технико-экономический эффект вследствие упрощения схем включения тиристоров, уменьшения рассеиваемых энергетических потерь, повышения стабильности работы и уменьшения габарит­ ных размеров. Игнитронные контакторы сейчас устанавливают только в машины большой мощности.

Контакторы на тиристорах различных типоразмеров различаются комму­ тируемым током. Их техническая характеристика приведена в табл. 21. Контак­ торы следует выбирать из условия, чтобы первичный ток контактной машины во время сварки на номинальной cfÿneHH, с учетом короткого замыкания электро­ дов. при полнофазном включении тока не превосходил номинальный ток контак­ то м . Все рассматриваемые контакторы имеют импульсное управление и могут раоотать только с регуляторами, оснащенными фйзоимЬульсными выходными устройствами. Из-за малой теплоемкости тиристоры не могут работать с номиналь­ ными токами без дополнительного отвода тепла. В контактных машинах принято

ность импульса управления не менее 100 мкс; максимальное импульсное напряже­ ние 900 В.

обязательное водяное охлаждение тиристоров. Контроль за расходом воды осу­ ществляется с помощью струйного гидрореле типа РГС-2, установленного на

сливе системы охлаждения. Электроконтакты гидрореле, соединенные в регуля­ тором времени, блокируют вклю­