Обычно форма и размеры швов устанавливаются стандартами, правилами и нормами, техническими условиями и указываются на; рабочих чертежах. Так, основные типы швов сварных соединений: и их конструктивные элементы при ручной электродуговой сварке регламентированы ГОСТ 5264-69; при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом - ГОСТ 8713-58*; для сварных швов, выполненных теми же способами под острым и тупым углом, руководствуются соответственно ГОСТ 11534-65 и ГОСТ 11533-65.
* Здесь и в дальнейшем этим знаком отмечены ГОСТы, в которые внесены изменения.
При сварке плавлением наиболее частыми дефектами сварных соединений являются неполномерность шва, неравномерная его ширина и высота (рис. 1), крупная чешуйчатость, бугристость, наличие седловин. При автоматической сварке дефекты возникают вследствие колебания напряжения в сети, проскальзывания проволоки в подающих роликах, неравномерной скорости сварки из-за люфтов в механизме передвижения, неправильного угла наклона электрода, протекания жидкого металла в зазор. При ручной и полуавтоматической сварках дефекты могут быть вызваны недостаточной квалификацией сварщика, нарушением технологических приемов, плохим качеством электродов и других сварочных материалов.
Рис. 1. Дефекты формы и размеров шва
а - неполномерность шва; б - неравномерность ширины стыкового шва; в - неравномерность по длине катета углового шва; h - требуемая высота усиления шва
Для сварки давлением (например, точечной) характерными дефектами являются неравномерный шаг точек, глубокие вмятины, смещение осей стыкуемых деталей.
Нарушение формы и размеров шва зачастую свидетельствует о наличии таких дефектов, как наплывы (натеки), подрезы, прожоги и незаверенные кратеры.
Наплывы (натеки) (рис. 2) образуются чаще всего при сварке горизонтальными швами вертикальных поверхностей в результате натекания жидкого металла на кромки холодного основного металла. Они могут быть местными, в виде отдельных застывших капель, или же иметь значительную протяженность вдоль шва. Причинами возникновения наплывов являются: большая величина сварочного тока, длинная дуга, неправильное положение электрода, большой угол наклона изделия при сварке на подъем и спуск. В кольцевых швах наплывы образуются при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто выявляются непровары, трещины и другие дефекты.
Подрезы представляют собой углубления (канавки), образующиеся в основном металле вдоль края шва при завышенном сварочном токе и длинной дуге, так как в этом случае увеличивается ширина шва и сильнее оплавляются кромки. При сварке угловыми швами подрезы возникают в основном из-за смещения электрода в сторону вертикальной стенки, что вызывает значительный разогрев, плавление и стекание ее металла на горизонтальную полку. В результате на вертикальной стенке появляются подрезы, а на горизонтальной полке - наплывы. При газовой сварке подрезы образуются из-за повышенной мощности сварочной горелки, а при электрошлаковой - из-за неправильной установки формующих ползунов.
Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и могут явиться причиной разрушения сварного соединения.
Рис. 2. Наружные дефекты в швах
а - стыковых; б - угловых; 1 - наплыв; 2 - подрез.
Прожоги - это проплавление основного или наплавленного металла с возможным образованием сквозных отверстий. Они возникают вследствие недостаточного притупления кромок, большого зазора между ними, завышенного сварочного тока или мощности горелки при невысоких скоростях сварки. Особенно часто прожоги наблюдаются в процессе сварки тонкого металла и при выполнении первого прохода многослойного шва. Кроме того, прожоги могут иметь место в результате плохого поджатия флюсовой подушки или медной подкладки (автоматическая сварка), а также при увеличении продолжительности сварки, малом усилии сжатия и наличии загрязнений на поверхностях свариваемых деталей или электродах (точечная и шовная контактные сварки).
Незаваренные кратеры образуются в случае резкого обрыва дуги в конце сварки. Они уменьшают сечение шва и могут явиться очагами образования трещин.
Дефекты макроструктуры
К дефектам макроструктуры, выявляемым при увеличении не более чем в 10 раз, относятся газовые поры, шлаковые включения, непровары, трещины (рис. 3).
Рис. 3. Дефекты макроструктуры в швах
а - стыковых; б - угловых; в - нахлесточных; 1 - непровар; 2 - трещины; 3 - поры; 4 — шлаковые включения
К дефектам макроструктуры, выявляемым при увеличении не более чем в 10 раз, относятся газовые поры, шлаковые включения, непровары, трещины (рис. 3).
Газовые поры образуются в сварных швах вследствие быстрого затвердевания газонасыщенного расплавленного металла, при котором выделяющиеся газы не успевают выйти в атмосферу.
Как правило, такой дефект встречается при повышенном содержании углерода в основном металле, наличии ржавчины, масла и краски на кромках основного металла и поверхности сварочной проволоки, использовании влажного или отсыревшего флюса, присутствии вредных примесей в защитных газах, неправильной регулировке пламени сварочной горелки, чрезмерной скорости сварки, нарушающей газовую защиту ванны жидкого металла, неправильном выборе марки сварочной проволоки, в особенности при сварке в среде углекислого газа. Газовые поры могут быть распределены в шве отдельными группами, в виде цепочки вдоль шва или в виде отдельных включений. Иногда образуются сквозные поры, так называемые свищи. Степень пористости шва и размер отдельных пор во многом зависят от того, как долго сварочная ванна находится в жидком состоянии, которое позволяет образующимся газам выйти из шва.
Шлаковые включения являются результатом небрежной очистки кромок деталей и сварочной проволоки от окалины, ржавчины и грязи, а также (при многослойной сварке) неполного удаления шлака с предыдущих слоев. Кроме того, они возникают при сварке длинной дугой, неправильном наклоне электрода, недостаточной величине сварочного тока или мощности горелки, завышенной скорости сварки.
Шлаковые включения различны по форме (от сферической до игольчатой) и размерам (от микроскопических до нескольких миллиметров). Они могут быть расположены в корне шва между отдельными слоями, а также внутри наплавленного металла.
Шлаковые включения, так же как и газовые поры, ослабляют сечение шва, уменьшают его прочность и являются зонами концентрации напряжений.
Непроваром называют местное несплавление основного металла с наплавленным, а также несплавление между собой отдельных слоев шва при многослойной сварке из-за наличия тонкой прослойки: окислов, а иногда и грубой шлаковой прослойки внутри швов. Причинами непроваров являются: плохая очистка металла от окалины, ржавчины и грязи, малый зазор в стыке, излишнее притупление и малый угол скоса кромок, недостаточная величина тока или мощности горелки, большая скорость сварки, смещение электрода в сторону от оси шва.
При автоматической сварке под флюсом и электрошлаковой сварке непровары обычно образуются в начале процесса, когда основной металл еще недостаточно прогрет. Поэтому сварку начинают на входных технологических планках, отрезаемых в дальнейшем. Иногда непровары по сечению шва возникают из-за вынужденных перерывов в процессе сварки.
При точечной и шовной контактных сварках причинами непроваров являются недостаточная величина тока, продолжительность сварки и давления, большая рабочая поверхность электродов. При стыковой контактной сварке непровары наиболее часто образуются в результате несвоевременного выключения сварочного тока.
Трещины и непровары являются наиболее опасным дефектом сварных швов. Они возникают в самом шве и в околошовной зоне, располагаясь вдоль и поперек шва в виде несплошностей микро- и макроскопических размеров.
Трещины разделяют на горячие и холодные в зависимости от температуры их образования.
Горячие трещины появляются в процессе кристаллизации металла шва при температуре 1100-13000 С. Их образование вызывается наличием полужидких прослоек между кристаллами наплавленного металла шва в конце его затвердевания и действием в нем растягивающих усадочных напряжений. Повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, водорода и никеля также способствует образованию горячих трещин. Они обычно расположены внутри шва и их трудно выявить.
Холодные трещины возникают при температурах 100-3000 С в легированных сталях и при нормальных температурах - в углеродистых сталях сразу после остывания шва или через длительный промежуток времени. Основная причина их образования — значительные напряжения, возникающие в зоне сварки при распаде твердого раствора, и скопление под большим давлением молекулярного водорода в пустотах, имеющихся в металле шва. Холодные трещины выходят на поверхность шва и хорошо заметны.
10. Оборудование и инструменты, пременяемые для электросварочных работ;
1. Сварочное оборудование- машины, аппараты и приспособления, необходимые для изготовления из заготовок сварных изделий. Комплекс технологически связанного между собой сварочного оюорудования для выполнения сварочных работ при том или ином участии сварщика называется сварочным постом, установкой, а при объединении нескольких постов или установок — линией. 2.1. Сварочная горелка устройство, применяемое при газовой сварке для регулируемого смешения газов и создания направленного сварочного пламени. Сварочная горелка для газовой сварки подаёт горючие газы (например, ацетилен и кислород) к месту сварки. По двум каналам газы через регулировочные вентили поступают в смесительную камеру, в 8 которой приготавливается горючая смесь, поступающая затем в мундштук. Различают горелки низкого давления со встроенным инжектором для подсоса горючего газа и горелки высокого давления, в которые горючий газ поступает из газовых генераторов или баллонов под давлением 2.2. Баллон с кислородом для повышения температуры пламени применяют смесь горючего газа с технически чистым кислородом. Кислород обычно находится в стальных баллонах под давлением 15 Мн/м 2 (150 кгс/см2). 2.3. Генератор ацетиленовый аппарат для получения ацетилена С2Н2 разложением карбида кальция CaC2 водой. В результате реакции CaC2+2H2O= C2 H2 + Ca(OH) 2 из 1 кг технического CaC2 получают 235—285 л C2 H2 при 20 °С и 101325 н/м 2 (760 мм pm. cm.); теоретически 1 кг CaC2 даёт 370 л C2H2. Разложение CaC2 с образованием ацетилена проходит в газообразователе генератора, откуда получаемый газ поступает в газосборник (газгольдер). Различают генератор ацетиленовый низкого (не выше 0,01 Мн/м 2 или 0,1 кгс/см2 и среднего давления (0,01—0,15 Мн/м 2, или 0,1—1,5 кгс/см2), которые применяют при сварке, а также высокого давления (свыше 0,15 Мн/м 2, или 1,5 кгс/см2), которые для сварки, как правило, не применяют. Производительность генератора ацетиленового может быть от 0,8 до 150 м 3 /ч ацетилена. Вследствие взрывоопасности генератор ацетиленовый устанавливают в отдельном генераторном помещении, изолированном от др. заводских зданий. Такие генераторы ацетиленовые производят ацетилен, насыщенный парами воды, дающий пониженную температуру пламени при сварке. 9 Поэтому при незначительном объёме сварки рационально применение растворённого ацетилена, находящегося в стальных баллонах, заполненных пористой массой, пропитанной ацетоном. Такой ацетилен не содержит паров воды, даёт более горячее пламя и является взрывобезопасным. 2.4. Газгольдер Рис 3. Газгольдеры постоянного объёма Газгольдер (англ. gasholder, от gas — газ и holder — держатель), стационарное стальное сооружение для приёма, хранения и выдачи газов в распределительные газопроводы или установки по их переработке и применению. Различают газгольдеры переменного (мокрые) и постоянного (сухие) объёма. газгольдер переменного объёма состоит из цилиндрического вертикального резервуара (бассейна), наполненного водой, и колокола (цилиндрический вертикальный резервуар без нижнего днища). Сверху этот резервуар снабжён сферической крышей. Через дно бассейна под колокол подводится газопровод. При заполнении внутреннего пространства газгольдера газом колокол поднимается; при отборе газа — опускается. Сооружаются мокрые газгольдеры ёмкостью от 10 до 50 тыс. м 3. Большие расходы металла, увлажнение газа, переменный режим давления и трудности эксплуатации в зимнее время — основные недостатки мокрых газгольдеров. Этих недостатков в значительной степени 10 лишены так называемые сухие, или поршневые, газгольдеры, которые представляют собой неподвижный корпус с поршнем. Как и в мокром газгольдере, при наполнении газом поршень поднимается, а при выдаче газа опускается. Сооружаются сухие газгольдеры ёмкостью до 100 тыс. м 3. К недостаткам поршневых газгольдеров относятся сложность монтажа и трудность обеспечения герметичности между корпусом и поршнем. Применяются газгольдеры постоянного объёма (так называемого высокого давления) в виде цилиндрических резервуаров со сферическими днищами или шаровые, рассчитанные на давление до 1,8 Мн/м 2 (18 кгс/см2) (рис.3). От газгольдеров постоянного объёма снабжаются газом газопроводы низкого давления. Газгольдеры постоянного объёма располагают на поверхности земли на опорах, соединяя в батареи ёмкостью до 20—30 тыс. м 3 каждая. Покрытие суточной неравномерности газоснабжения возможно, практически, от газгольдеров постоянного объёма или путём подачи газа из подземных газовых хранилищ. Газгольдеры низкого давления как мокрые, так и сухие, не применяются, за исключением редких случаев.
11. Метод контроля качества сварочных соединений
Контроль качества сварочных работ и сварных соединений проводят в два этапа:- в процессе монтажа и сварки и законченных сварных соединений.
В процессе монтажа и сварки проверяют: квалификацию сварщиков, исправность сварочного оборудования, аппаратуры и приборов; исправность приборов и аппаратуры для контроля качества сварки; качество сварочных материалов; правильность сборки (зазоры и контрольные размеры конструкции); чистоту свариваемых кромок: режим сварки; соблюдение очередности наложения швов, предусмотренной технологической картой; качество шва в процессе его наложения.
К выполнению ручной электродуговой сварки металлической гидроизоляции допускаются сварщики не ниже 5-го разряда, к выполнению полуавтоматической сварки в среде углекислого газа—не ниже 3-го разряда, имеющие соответствующие удостоверения на допуск к сварке прочиоплотных швов ответственных металлоконструкций.
Контроль сварочного оборудования и аппаратуры заключается в проверке соответствия применяемого оборудования требуемому для каждого вида сварки, а также его исправности.
Применяемые сварочные материалы (электроды и электродная проволока) проверяют на соответствие требованиям технических условий и ГОСТов на их поставку и наличие сертификатов. Особое внимание следует обращать на качество электродов, правильность их просушки в зависимости от марки и соответствие проектным маркам.
Перед сваркой проверяют тщательность очистки стыкуемых кромок и прилегающих к ним поверхностей на ширину не менее 20 мм от окалины, ржавчины, краски, масла и т. п. и зачистки этих участков до блеска.
Контроль режима сварки заключается в проверке параметров тока, их стабильности, соответствия скорости перемещения электрода, мощности тока.
Контроль качества в процессе его наложения включает в себя проверку технологии сварки, подогреьа свариваемых элементов (если он предусмотрен), качества отдельных слоев шва, количества проходок, работы аппаратуры и приборов, контроля допустимости обмена воздуха и температуры в помещении.
Контроль законченных соединений включает следующие виды контроля, определяемые требованиями ГОСТ 3242—69: контроль наружных и внутренних дефектов в сварных швах; контроль плотности швов; выборочный контроль засверливанием.
Контроль наружных дефектов в сварных швах и околошовной зоне осуществляют путем внешнего осмотра (визуального или с применением лупы с шестикратным увеличением) и измерения их геометрических размеров. Визуальному осмотру с проведением необходимых измерений подлежат 100% сварных швов.
По внешнему виду сварные швы должны быть мелкочешуйчатыми и плотными по всей длине, не иметь скоплений или цепочек пор п шлаковых включений, пезавареппых кратеров, наплывов, прожогов, сужений, перерывов и подрезов глубиной более 10% от толщины металлоизоляцни, но не более 1 мм.
Размеры сварных швов согласно ГОСТ 3242—69 следует контролировать измерительным инструментом, имеющим точность измерений ±0,1 мм, или специальными шаблонами для контроли. Границы обнаруженных трещин выявляют путем шлифовки дефектного участка наждачной бумагой и травлением.
Участки швов с обнаруженными дефектами всех видов должны: быть устранены и вновь заварены, после чего их повторно осматрнвают.
Сварные швы металлоизоляции на внутренние дефекты контролируют магнито-, гамма-, рентгенографическим и ультразвуковыми методами.
Плотность швов металлоизоляции проверяют после внешнего осмотра вакуумным методом, а также при помощи керосина и аммиака. Проверке на сплошность подлежат 100% сварных швов.
Вакуумным способом проверяют швы, к которым возможен доступ только с одной стороны. Этот способ является одним из основных, используемых для контроля качества сварных швов гидроизоляции сооружений. Проверку вакуумным способом ведут с помощью вакуумной рамки (67).
Тщательно очищенные от грязи и шлака швы смазывают мыльным раствором (250—300 г 60%-пого хозяйственного мыла на 10 л воды), после чего на смоченные участки швов устанавливают ва-куум-рамку, соединенную с вакуум-насосом. В вакуумной камере создают разряжение до 80 кПа. Воздух при атмосферном давлении проходит через неплотности шва и в дефектных местах образуются мыльные пузыри, хорошо заметные через стекло камеры. Дефектные участки шва отмечают, после чего вакуум-рамку переставляют на смежный участок с перекрытием на 10—20 мм и т. д.
При испытании сварных швов на плотность вакуумным методом в среде с отрицательными температурами следует применять вместо мыльного раствора раствор хлористого натрия или хлористого кальция с экстрактом лакричного корня. Для этого в 1 л раствора хлористого натрия или хлористого кальция вводят 15 г концентрированного раствора экстракта лакричного корня. Раствор экстракта лакричного корня готовят, смешивая 1 кг экстракта и 0,5 л воды.
При отсутствии экстракта лакричного корня для этих целей рекомендуется применять водный раствор кристаллического хлористого кальция (90%) с добавкой поверхностно-активного вещества (10%) ОП-7 или ОП-10.
В приготовленный, тщательно перемешанный и проверенный по плотности раствор хлористого кальция вводят ОП-10 (ОП-7) и тщательно перемешивают до полного его растворения. Перед примене-' нием готовый состав взбалтывают в течение 10 мин.
Испытание керосином применяют в тех случаях, когда имеется доступ к конструкции изоляции с обеих сторон, а также для контроля качества сварных швов при изготовлении блоков изоляции на поверхности. Для испытания швы с одной стороны окрашивают меловым раствором, а с другой опрыскивают керосином из керосинореза под давлением 0,1—0,2 МПа. Испытания проводят дважды с перерывом в 12 ч. Так как керосин обладает способностью 'щ проникать в мельчайшие поры и неплотности, то через несколько часов на окрашенной мелом поверхности в местах неплотностей выступают жирные керосиновые пятна.
Испытание аммиаком применяют также при двустороннем доступе к конструкции изоляции. Этим методом рекомендуется проверять плотность сварных швов металлоизоляции фундаментных плит и покрытий сооружений. Для этого швы на видимой поверхности изоляции окрашивают раствором фенолфталеина или азотнокислой ртути (5%-ный раствор), а во внутреннее пространство между металлоизоляцией и основанием нагнетают 1%-ную смесь аммиака с воздухом под давлением не менее 6,6 кПа через отверстия, равномерно распределенные по площади изоляции. Для предотвращения выхода аммиачно-воздушной смеси из-под изоляции по ее периметру устраивают асфальтовый или битумный замок. Проницаемость сварных швов определяют по изменению окраски суспензии фенолфталеина, образующей на поверхности дефектного шва красно-фиолетовые пятна (при использовании азотнокислой ртути — черные пятна).
Выборочный контроль засверливанием проводят с целью определения качества провара и отсутствия внутренних дефектов. Засвер-ливание выполняют сверлом, диаметр которого на 6 мм больше ширины шва, с таким расчетом, чтобы был захвачен основной металл, а затем отверстия протравливают 10%иым раствором двойной соли хлорной меди и аммония в воде в течение 1—3 мин. Осадок меди удаляют водой или 5%-ным раствором надсернокислого аммония. Затем осматривают отверстие невооруженным глазом или при помощи лупы.
12.Оборудование, применяемое для газовой сварки
Сварочное оборудование
Общие сведения о сварочном оборудовании
Всего известно несколько разновидностей аппаратов для сварки.
Это инверторные, трансформаторные и сварочные, которые являются полуавтоматами.
Самыми простейшими считаются трансформаторные аппараты, они же и более доступны по цене.
Инверторные аппараты – самые современные и высокопроизводительные.
Они имеют сложную конструкцию и дорого стоят.
Но сложнее их по конструкции полуавтоматы для сварки, а следовательно, самые дорогостоящие.
В полуавтоматах сварочных не применяются электроды, их заменила проволока, по которой подается газ для сварки, что и является главным их отличием от всех других типов аппаратов.
У каждого сварочного аппарата обязательно есть характеристики, которые определяют целесообразность его использования на том или ином объекте.
Этими характеристиками являются длительность всего рабочего цикла и максимально возможный ток сварки.
Продолжительность цикла выражается в процентном измерении и обозначает тот промежуток времени, в течение которого будет поддерживаться максимально возможный ток.
Оборудование следует выбирать, строго учитывая особенности производства, чтобы производительность аппарата соответствовала длительности всего рабочего цикла.
Преобразователем напряжения называют главный составляющий элемент, который присутствует в устройстве сварочных аппаратов.
Его необходимость обусловлена тем, что сетевое напряжении должно понижаться, а повышаться впоследствии при выходе.
Преобразователи могут различаться по функциональности: многие из них оснащены функцией форсирования дуги», «горячего старта».
Также обратить внимание стоит на характеристики напряжения и силы тока, напряжение, которое присутствует в холостом ходе.
Именно от последнего параметра зависит то, насколько легким будет старт аппарата.
Полуавтоматы
Полуавтоматы для сварки представляют собой аппараты, в которых подача тока осуществляется автоматически по проволоке.
От источника питания исходит постоянное напряжение, а колебания величины тока возможны в очень большом диапазоне.
Вместо электрода применяется проволока со сплошным сечением.
Ее подачу осуществляет специальный элемент, по которому обычно определяется класс сварочного аппарата в целом.
Для отечественных аппаратов характерно использование проволоки, имеющей большое сечение, а также невысокая скорость ее подачи.
Сварочные трансформаторы
Сварочные трансформаторы служат для преобразования высокого напряжения электрической сети (220В или 380В) в низкое напряжение вторичной электрической цепи до требуемого для сварки уровня, определяемого условиями для возбуждения и стабильного горения сварочной дуги. Вторичное напряжение сварочного трансформатора при холостом ходе (без нагрузки в сварочной цепи) составляет 60—75В. При сварке на малых токах (60—100А) для устойчивого горения дуги желательно иметь напряжение холостого хода 70—80В.
Сварочные трансформаторы по фазности электрического тока подразделяются на однофазные и трехфазные, а по количеству постов — на однопостовые и многопостовые.
Однопостовой трансформатор служит для питания сварочным током одного рабочего места и имеет соответствующую внешнюю характеристику. Многопостовой трансформатор служит для одновременного питания нескольких сварочных дуг (сварочных постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения сварочной дуги и обеспечения падающей внешней характеристики в сварочную цепь дуги включают дроссель. Для дуговой сварки сварочные трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы:
-трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием, конструктивно выполненные в виде двух раздельных аппаратов (трансформатор и дроссель) или в едином общем корпусе;
-трансформаторы с развитым магнитным рассеянием, конструктивно различающиеся по способу регулирования (с подвижными катушками, с магнитными шунтами, со ступенчатым регулированием).
Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием и с отдельным дросселем
Жесткая внешняя характеристика такого трансформатора получается за счет незначительного магнитного рассеяния и малого индуктивного сопротивления обмоток трансформатора. Падающие внешние характеристики создаются дросселем, имеющим большое индуктивное сопротивление. Комплект источников питания состоит из понижающего трансформатора и дросселя (регулятора активной катушки).
Понижающий трансформатор, основой которого является магнитопровод (сердечник), изготовлен из большого количества тонких пластин (толщиной 0,5 мм) трансформаторной стали, стянутых между собой шпильками. На магнитопроводе имеются первичная и вторичная (понижающая) обмотки из медного или алюминиевого провода.
Дроссель состоит из магнитопровода, набранного из листов трансформаторной стали, на котором расположены витки медного или алюминиевого провода, рассчитанного на прохождение сварочного тока максимальной величины. На магнитопроводе имеется подвижная часть, которую можно перемещать с помощью винта, вращаемого рукояткой.
Первичная обмотка трансформатора подключается в сеть переменного тока напряжением 220В или 380В. Переменный ток высокого напряжения, проходя по обмотке, создает действующее вокруг магнитопровода переменное магнитное поле, под действием которого во вторичной обмотке индуктируется переменный ток низкого напряжения. Обмотку дросселя включают в сварочную цепь последовательно со вторичной обмоткой трансформатора.
Величину сварочного тока регулируют путем изменения воздушного зазора между передвижной и неподвижной частями магнитопровода. При увеличении воздушного зазора магнитное сопротивление магнитопровода увеличивается, магнитный поток соответственно уменьшается, а, следовательно, уменьшается индуктивное сопротивление катушки и увеличивается сварочный ток. При полном отсутствии воздушного зазора дроссель можно рассматривать как катушку на железном сердечнике; в этом случае величина тока будет минимальной. Следовательно, для получения большей величины тока воздушный зазор можно увеличить (рукоятку на дросселе вращать по часовой стрелке), а для получения меньшей величины тока зазор уменьшить (рукоятку вращать против часовой стрелки).
Регулирование сварочного тока рассмотренным способом позволяет настраивать режим сварки плавно и с достаточной точностью. Конструкция дросселя со ступенчатым регулированием сварочного тока позволяет изменять величину сварочного тока при помощи передвигающегося контакта путем включения определенного количества витков обмотки. В этом случае регулирование сварочного тока будет ступенчатым. Магнитопровод дросселя в этом случае изготавливают неразъемным, вследствие чего конструкция его значительно упрощается. Современные сварочные трансформаторы типа ТД, ТС, ТСК, СТШ и другие выпускаются в однокорпусном исполнении.
Трансформаторы с нормальным магнитным рассеиванием и реактивной обмоткой на общем сердечнике. Реактивная обмотка включена в сварочную цепь последовательно с таким расчетом, что ее поток направлен навстречу основному потоку трансформатора. Действие реактивной обмотки и регулирование сварочного тока аналогичны действию дросселя.
Трансформаторы с подвижными обмотками с увеличенным магнитным рассеянием. Трансформаторы с подвижными обмотками (к ним относятся сварочные трансформаторы типа ТС, ТСК и ТД) получили широкое применение при ручной дуговой сварке. Они имеют повышенную индуктивность рассеяния и выполняются однофазными, стержневого типа, в однокорпусном исполнении.
Могут применяться для наплавки и сварки под флюсом тонкими проволоками.
В трансформаторах типа ТСК параллельно первичной обмотке подключен конденсатор для повышения коэффициента мощности.
Сварочные выпрямители
Сварочный выпрямитель представляет собой аппарат, преобразующий переменный ток в постоянный (пульсирующий) при помощи полупроводниковых вентилей. Его действие основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении, в то время как в обратном направлении полупроводники электрический ток практически не пропускают. Сварочный выпрямитель состоит из двух основных частей: трансформатора с устройством для регулирования сварочного тока или напряжения и выпрямительного блока, собранного по трехфазной мостовой схеме.
В сварочных выпрямителях используются селеновые и кремниевые вентили (полупроводники). Селеновые вентили имеют небольшой КПД, но обладают большей перегрузочной способностью, чем кремниевые. Поэтому селеновые вентили применяются в выпрямителях как с падающей, так и с жесткой характеристикой. Кремниевые же применяются в выпрямителях с падающей характеристикой, т.е. там, где ток короткого замыкания незначительно превышает рабочий ток. К тому же кремниевым вентилям требуется охлаждение, поэтому выпрямители с такими вентилями оснащаются вентиляторами.
Падающая характеристика в сварочном выпрямителе создается включением в цепь реактивной катушки или применением трансформатора с увеличенным магнитным рассеянием. Во многих выпрямителях трансформаторы имеют подвижные первичные обмотки. Сварочный ток регулируют при помощи секционированных обмоток трансформатора, специальным дросселем насыщения или изменением расстояния между обмотками.
Существуют следующие типы выпрямителей: ВВС-120-4, ВД-102, ВД-302 — с селеновыми вентилями; ВКС-120, ВКС-300, ВД-101, ВД-301, ВКСУ-500-2 — с кремниевыми вентилями.
Сварочные выпрямители обладают некоторыми преимуществами перед преобразователями с вращающимися роторами, так как они имеют лучшие энергетические и весовые показатели, более высокий к. п. д. и просты в обслуживании. Кроме того, они имеют меньшие потери при холостом ходе и лучшие сварочные качества (в результате более широких пределов регулирования), у них к тому же отсутствует шум при работе. Дефицитные медные обмотки в них заменены на алюминиевые.
Принцип работы сварочного выпрямителя. Сварочные выпрямители собирают по двум наиболее распространенным схемам:
однофазной мостовой двухполупериодного выпрямления;
трехфазной мостовой.
Наиболее распространена трехфазная мостовая схема выпрямления, которая обеспечивает большую устойчивость горения сварочной дуги при меньшем количестве вентилей при одинаково заданных значениях выпрямленного напряжения и тока, более равномерную загрузку всех трех фаз силовой сети и лучшее использование трансформатора сварочного выпрямителя. При работе выпрямителя по этой схеме в каждый данный момент времени ток проводят только два элемента, соединенные последовательно с нагрузкой. Таким образом, в течение одного периода получается шесть пульсаций тока. Сварочные выпрямители, в зависимости от внешних характеристик, можно разделить на три типа:
с крутопадающими характеристиками;
с жесткими (или пологопадающими) характеристиками;
универсальные, обеспечивающие получение падающих, жестких и пологопадающих характеристик.
Выбор сварочного оборудования
ВД-250
Промышленный сварочный выпрямитель с подключением к двухфазной сети 380В. Предназначен для сварки, резки и наплавки углеродистых, легированных и корозионностойких сталей на постоянном (MMA-DC) и переменном (MMA-AC) токе штучными электродами Ø 2-6 мм.
Пределы регулирования 40-250 А постоянного и 60-320 А переменного сварочного тока. Медные обмотки, четыре неповоротных колеса, защита от перегрузки.
Описание:
Напряжение-380 В
Ток -DC-40-250/AC-50-320 А
Диаметр электрода 2-6 мм
ПН-40%
Напряжение холостого хода-не более 80 В
Потребляемая мощность (макс.)-16 кВт
Размеры-(ДxШxВ) -420 х 390 х 550 мм
Масса -56 кг