книги / Сварка в машиностроении. 4

нята единая структура обозначения. Обозначение типов изделий, выпускаемых заводами, состоит из буквенной и цифровой части. Первая буква — тип изделия

соб сварки (Ф — под флюсом, Г — в защитных газах, У — универсальные источ­ ники для нескольких способов.сварки); отсутствие буквы означает ручную сварку штучными электродами; четвертая буква дает дальнейшее пояснение назначения источника (М — для многопостовой сварки, И — для импульсной сварки). Две (или одна) цифра после букв и тире — номинальный сварочный ток источника (округлено в сотнях ампер); две последующие цифры (например, 02) — регистра­ ционный номер изделия; следующие буквы и цифра — климатическое исполне­ ние (У или Т) и категорию размещения (2, 3 или 4). Расшифровывая, например, тип изделия ВДГМ-1602УЗ, получим: выпрямитель для дуговой сварки в среде защитных газов многопостовой на ток 1600 А, регистрационный номер изделия 02, климатическое исполнение У, категория размещения 3.

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Общие сведения. Современные источники питания переменного тока, серийно выпускаемые отечественными заводами, можно разделить на две группы. Первая группа — это источники переменного тока, предназначенные для питания одного поста при ручной дуговой сварке штучными электродами и при механизирован­ ной сварке под флюсом. Источники этой группы на предприятиях называют сварочными трансформаторами. Основным блоком у них является трансформатор. Источники переменного тока на большие токи (1000— 1600 А) для механизирован­ ной сварки выпускаются стабилизированными. Вторая группа источников пере­ менного тока предназначена для сварки изделий из легких сплавов, в состав ко­ торых входят элементы, образующие на поверхности свариваемых металлов туго

1. Техническая характеристика трансформаторов для ручной дуговой сварки

П р и м е ч а н и е . Нижняя температура окружающей среды —40° С; про­ должительность цикла сварки б мнн; напряжение холостого хода не более 80 В, напряжение сети 220, 380 В.

эддавкие пленки, препятствующие нормальному сплавлению. В этом случае сварка производится непЛавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа бт специализированных источников питания, которые называют установками.

Трансформаторы для ручной дугорой сварки. Техническая характеристика сварочных трансформаторов для ручной дуговой сварки штучными электродами прйведена в табл. 1.

Трансформаторы выпускаются в передвижном (ТД-300, ТД-500, ТД-502) и Э переносном (ТД-102, Тд-306) исполнениях и рассчитаны на перемежающийся бежим работы. Трансформаторы имеют внешние характеристики падающей формы, ^йагнитопровод ТД стержневого типа. Используя специальную конструкцию маг­ нитной цепи и расположения обмоток в трансформаторе искусственно усиливают

магнитные поля рассеяния, что увеличивает индуктивность рассеяния обмоток,

аследовательно, их индуктивные сопротивления. Конструкция трансформатора позволяет перемещать катушки одной из обмоток, плавно регулировать индуктив­ ные сопротивления обмоток и устанавливать необходимый сварочный ток. На рис. 9 приведена принципиальная упрощенная электрическая схема трансформа­ тора типа ТД. На каждом стержне магнитопровода трансформатора имеется ка­ тушка первичной (\Fj) и вторичной (W2) обмоток. Катушки первичной обмотки — неподвижные и закреплены у нижнего ярма сердечника; катушки вторичной обмотки — подвижные. Вторичные катушки перемещаются с помощью ходового винта, пропущенного через верхнее ярмо сердечника. Трансформатор имеет две ступени грубого регулирования тока. При попарном параллельном соединении катушек, расположенных на двух стержнях, получается ступень больших токов,

апри последовательном соединении — ступень малых токов. При последователь­ ном соединении некоторая часть витков первичной обмотки отключается и напря­ жение холостого хода повышается. Это благоприятно сказывается на стабиль­ ности горения дуги на малых токах.

Трансформатор снабжен переключателем диапазонов сварочного тока. Пре­ делы регулирования сварочного тока /2 обеспечиваются для всех трансформа­

Трансформатор ТД-502, в отличие от трансформатора ТД-500, снабжен конденса­ тором для компенсации реактивной мощности. Конденсатор смонтирован снаружи кожуха трансформатора и подключен параллельно его первичной обмотке. Все трансформаторы типа ТД близки по конструктивному исполнению и работают при естественной вентиляции.

Трансформаторы типа ТДФ. Трансформаторы ТДФ предназначены для меха­ низированной дуговой сварки под флюсом. Трансформаторы типов ТДФ-1001 и ТДФ-1601 стационарные. Рассчитаны на продолжительный режим работы при принудительном воздушном охлаждении. В основу конструкции сварочного транс­ форматора типа ТДФ положен трансформатор с магнитным шу'нтом МШ. Магнито­

провод трансформатора стержневого типа. На рис. 11 приведена конструкция магнитопровода и размещение обмоток трансформатора ТДФ-1001. Сердечник маг­ нитного шунта МШ, на котором размещена обмотка управления с витками Wy, расположен перпендикулярно к стержням трансформатора.

На^каждом стержне магнитопровода размещены витки Wi и И?2*обмоток транс­ форматора. Вторичная обмотка состоит из двух частей: основной части с вит­ ками W2оси» расположенными у верхнего ярма магнитопровода, и дополнительной части, виткп 1Г2доп которой размещены у нижнего ярма. Магнитный шунт МШ расположен на пути стержневых полей рассеяния. Изменяя ток управления / у, можно влиять на магнитное состояние шунта.

Трансформаторы дипа ТДФ имеют ступенчато-плавное регулирование сва­ рочного тока. Ступенчатое регулирование (две ступени) осуществляется переклю­ чением катушек вторичной обмотки. При переходе со ступени меньших токов на ступень больших токов часть витков основной вторичной обмотки отключается и подключается дополнительная часть вторичной обмотки, расположенной в не­ посредственной близости от витков Wi, При этом индуктивные сопротивления об­ моток трансформатора уменьшаются, а сварочный ток увеличивается. Плавное регулирование тока в пределах одной ступени осуществляется подмагничиванием магнитного шунта. Большему току управления соответствует больший сварочный ток и наоборот.

Обмотка управления магнитного шунта получает питание от однотактного тиристорного выпрямителя. Схема фазового управления тиристорами выпол­ нена на транзисторном логическом элементе М403. Техническая характеристика сварочных трансформаторов ТДФ-1001 и ТДФ-1601 приведена в табл. 2. Внешние характеристики даны на рис. 12. В трансформаторах типа ТДФ обеспечивается частичная стабилизация установленного режима при колебаниях напряжения

пускорегулирующей и защитной аппаратурой. Предусмотрена возможность мест­ ного и дистанционного (с пульта управления сварочного автомата) включения и регулирования сварочного тока.

2. Техническая характеристика сварочных трансформаторов ТДФ

8, Техническая характеристика установок типа УДГ для сварки изделиА из легких сплавов

окружающей среды +1° С; режим работы ПВ-60%: номинальное рабочее напряже­ ние 20 В; напряжение холостого хода 75 В.

4. Техническая характеристика горелок, входящих в комплект установок УДГ

мая)

Установки УДГ для сварки изделий из легких сплавов. Установки УДГ-301 и УДГ-501 рассчитаны на повторно-кратковременный режим работы при прину­ дительном воздушном охлаждении. Сварка производится однофазным перемен­ ным током неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона. Техническая характеристика установки УДГ-301 и УДГ-501 приведена в табл. 3, а горелок уста­

амплитуда тока до 80 А, длительность до 60 мкс. Генерация импульсов как в осцил­ ляторном, так и в стабилизатор ном режимах происходит 1 раз в период при по­ ложительной полярности напряжения на электроде, но со сдвигом во времени

в осцилляторном режиме до возбуждения дуги происходит по следующему вре­ менному циклу —- 0,9 с работа, 10 с пауза.

Установки снабжены пускорегулирующей и защитной аппаратурой и обору­ дованы газовыми клапанами, ниппелями для подключения газа и воды (УДГ-501),

разъемами для подсоединения горелки и провода, идущего к изделию. Подача аргона начинается за 1—5 с до начала сварки и прекращается через 5—30 с после ее окончания

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ п о с т о я н н о г о ТОКА

Общие сведения. Современные источники питания для однопостовой дуговой сварки, серийно выпускаемые отечественной промышленностью, следует разде­ лить на две группы. К первой — относятся сварочные выпрямительные уста­ новки, а ко второй — вращающиеся электромашинные преобразователи и агре­ гаты. Часто для краткости сварочные выпрямительные установки называют сварочными выпрямителями. Это, собственно, «статические преобразователи энергии трехфазной сети в энергию выпрямленного тока, используемую для дуговой сварки. Вращающиеся преобразователи состоят из генератора постоян­ ного тока (коллекторного или вентильного) и асинхронного двигателя. Генератор и двигатель у преобразователя имеют общий вал. В последние годы вращающиеся преобразователи вытесняются выпрямительными установками, имеющими по сравнению с ними ряд преимуществ — лучшие технологические свойства и более высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели. Сварочные генераторы сохраняют однако свое значение в основном при сварке в полевых условиях в составе сварочных агрегатов с двигателями внутреннего сгорания.

Однопостовые сварочные выпрямители с падающими внешними характе­ ристиками. Выпрямители предназначены для ручной дуговой сварки, резки и наплавки, а также для механизированной сварки под флюсом. Отечественная промышленность выпускает выпрямители ВД-306 на номинальный ток 315 А Для ручной сварки и ВД-502 на 500 А для ручной сварки и механизированной сварки подфлюсом. Техническая характеристика выпрямителей ВД-306 и ВД-502 приведена в табл 5.

5.Техническая характеристика сварочных выпрямителей с падающими внешними характеристиками

П р и м е ч а н и е . Нижняя температура окружающей среды —40°С: режим работы ПН = 60%: напряжение сети 220 или 380 В.

Выпрямитель ВД-306 выполнен передвижным, рассчитан на перемежающийся режим работы при принудительном охлаждении. На рис. 14 приведена функцио­ нальная блок-схема выпрямителя ВД-306. Упрощенная электрическая схема приведена на рис. 15. Выпрямитель ВД-306 выполнен со ступенчато-плавным регулированием сварочного тока. Ступенчатое (две ступени) регулирование осу­ ществляется одновременным переключением фаз первичных и вторичных обмоток

трансформатора T 1 со звезды на треугольник переключателем S. Ступени малых токов соответствует соединение фаз обмоток трансформатора 77 звездой, а сту­ пени больших токов — треугольником. В пределах каждой ступени произво-

дится плавное регулирование тока путем изменения расстояния между катушками обмоток трансформатора 77 При сближении катушек индуктивности рассеяния обмоток и их индуктивные сопротивления уменьшаются, а сварочный ток возрастает. При увеличении расстояния между катушками ток уменьшается

Рис. 15. Упрощенная электрическая схема выпрямителя ВД-306

Катушки первичной обмотки подвижные, а вторичной — неподвижные и закреп­ лены у верхнего ярма магнитопровода трансформатора 77. Катушки первичной

Выпрямитель ВД-502 выполнен передвижным, рассчитан на перемежающийся режим работы при принудительном воздушном охлаждении. Техническая ха­ рактеристика выпрямителя ВД-502 приведена в табл. 5. Для формирования па-

П р и м е ч а н и е . Режим работы ПН = 00%, продолжительность цикла свар­ ки 10 мин, нижняя температура окружающей среды -—10е С, напряжение сети 220, 380 В.

дающей внешней характеристики и плавного регулирования сварочного тока использован дроссель насыщения, включаемый во вторичную цепь силового трансформатора. Выпрямитель ВД-502 стабилизирован. Установленный выпрям­ ленный ток в диапазоне 100—500 А поддерживается с точностью 2,5% при повы­ шении напряжения сети на 5% и с точностью 5% при понижении напряжения сети на 10%.

Однопостовые сварочные выпрямители с жесткими внешними характери­ стиками предназначены для механизированной сварки в среде углекислого газа. Отечественная промышленность выпускает однопостовые сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками типа ВДГ и типа ВСЖ. Выпрямители

Выпрямители ВДГ-302 и ВДГ-601 предназначены для комплектации свароч­ ных полуавтоматов унифицированной серии. Техническая характеристика выпря­

выполнен на неуправляемых кремниевых вентилях. Регулирование напряжения в выпрямителе плавно-ступенчатое. Ступенчатое регулирование производят путем изменения коэффициента трансформации силового трансформатора Т,

Плавное регулирование в пределах каждой ступени — дросселем насыщения А. Соединению фаз первичной обмотки треугольником с использованием отводов соответствует первая ступень регулирования рабочего напряжения (большие напряжения); соединению фаз обмоток треугольником (без отводов) — вторая

1 2 3

Сеян

Рис. 18. Упрощенная электрическая схема выпрямителя ВДГ-302

ступень регулированйя; соединению фаз обмоток о использованием отводов

Функциональная блок-схема выпрямителя ВДГ-601 приведена на рис. 20. Выпрямитель ВДГ-601 включается на напряжение силовой сети быстродейству­ ющим автоматом. Трансформаторы Т1 и Т2 включаются магнитными пускате­ лями. Выпрямление переменного напряжения силовой сети происходит в тиристор­ ном преобразователе 777, работа которого управляется блоком фазового управле­ ния БФУ. Регулирование и стабилизация выпрямленного напряжения в выпря­ мителе ВДГ-601 производят посредством БФУ Отпирающие импульсы от БФУ поступают в ТП в определенной последовательности. Стабилизация выходного напряжения осуществляется благодаря обратной связи по напряжению. При изменении напряжения сети от + 5 до —10% номинального рабочее напряжение на выходе выпрямителя ВДГ-601 поддерживается с точностью =£1 В в. диапа-

Рис. 20. Функциональная блок-схема выпрямителя ВДГ-601

зоне рабочих напряжений 18—50 В и с точностью =£5 В в диапазоне напряже­ ний 50—66 В. Выпрямитель ВДГ-601 двухрежимный. Он может быть заранее настроен на два режима работы. Малый режим может быть использован для сварки шва в вертикальном положении и для заварки кратера, а большой — для высоко­ производительной сварки шва в нижнем (горизонтальном) положении. Переход с одного режима на другой сопровождается изменением скорости подачи прово­ локи на двухрежимном сварочном автомате ПДГ-601 и изменением индуктив­ ности L в цепи сварочного тока.

Источник питания ВСЖ-303 разработан ИЭС АН УССР им. Е. О. Патона. Предназначен для дуговой сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа. В источнике ВСЖ-303 использован трехфазный трансформатор, имеющий магнитную систему особой конструкции. Магнитопровод имеет два ярма с регу­ лируемой магнитной проводимостью (рис. 21). Магнитное состояние средних СЯ и верхних ВЯ ярм можно изменять. Стержни, на которых расположены обмотки трансформатора, внизу соединены неуправляемыми нижними ярмами ЯД . Сред­ ние ярма делят окна трансформатора на два окна а и р. Магнитное состояние среднего и верхнего ярм управляется путем подмагничивания их потоками, создаваемыми обмотками ОУ1 и ОУ2, расположенными на этих ярмах.

В окнах а расположены все витки W* первичной обмотки и большая часть W2а витков Wo вторичной обмотки. В верхних окнах Р размещены витки W2p — остальная часть витков вторичной обмотки. Витки W2a и Wop соединены после­ довательно и согласно при этом W2p<3 W2a. Соотношением W2p/W2a обеспечи­ вается заданный диапазон регулирования выходного напряжения. На рис. 22