Трансформаторы и аппараты для автоматической сварки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Общие сведения об источниках питания

сварочный аппарат дуговой автоматический

Традиционным источником переменного тока является сварочный трансформатор. Источником постоянного тока является выпрямитель, который сконструирован на базе трансформатора и полупроводникового выпрямителя. Широкое распространение получили также инверторные источники тока, которые применяются для сварки как на переменном, так и на постоянном токе. Промежуточное положение между традиционными выпрямителями и инверторами занимают источники, в состав которых входит простейший 50-Гц сварочный выпрямитель; регулировка тока осуществляется полупроводниковым ключевым регулятором, работающим на повышенной частоте. Областями применения источников переменного и постоянного тока являются: ручная дуговая сварка штучными электродами, автоматическая сварка под слоем флюса, ручная и автоматическая сварка вольфрамовым электродом легких сплавов в среде инертных газов. Технологические возможности источников питания определяются внешними вольтамперными характеристиками. Статическая характеристика источника питания представляет собой зависимость выходного напряжения от тока нагрузки при постоянном значении напряжения питающей сети в установившемся режиме.

По виду статических внешних характеристик источники тока можно подразделить на источники с падающими (ПВХ) «крутыми» и «пологими» или жесткими (ЖВХ) внешними характеристиками. Источники с внешними характеристиками двух видов называются универсальными. Требования к виду внешних характеристик определяются такими показателями сварочного процесса, как тип электрода (плавящийся, неплавящийся); характер среды, в которой происходит сварка (открытая дуга, дуга под флюсом, в защитных газах); степень механизации (ручная, механизированная, автоматическая сварка); способ регулирования режима горения дуги (саморегулирование, автоматическое регулирование напряжения дуги). Например, для ручной дуговой сварки покрытыми штучными электродами, аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом, сварки под слоем флюса на автоматах с регулированием скорости подачи электродной проволоки в зависимости от напряжения дуги используются источники с ПВХ. При ПВХ источник питания работает в режиме регулятора сварочного тока. Сварочный ток может регулироваться в заданном диапазоне плавно или ступенчато. По технологическим условиям часто используют плавно-ступенчатое регулирование, когда две или более ступени регулирования сочетаются с плавным регулированием внутри каждой ступени. Регулирование сварочного тока при ПВХ выполняется при приблизительном постоянстве напряжения холостого хода. Каждому виду сварки соответствует определенная крутизна наклона ПВХ, например, более крутые характеристики используются для аргонодуговой сварки, более пологие для сварки под флюсом. Длина дуги в процессе сварки при ПВХ регулируется вручную или системой регулирования в сварочном автомате. При механизированной сварке в среде СО2 и при автоматической сварке под флюсом при постоянной скорости подачи электродной проволоки применяют источники питания с ПВХ. В этом случае источник питания работает как регулятор рабочего напряжения, которое регулируется в заданных пределах при условии заданной величины силы сварочного тока. Регулирование напряжения при ЖВХ может быть плавным, ступенчатым и смешанным. Величина неварочного тока определяется скоростью подачи электродной проволоки, а источник питания задает напряжение дуге и обеспечивает саморегулирование длины дуги. Продолжительность работы источников питания не должна быть длительной во избежание недопустимого перегрева изоляции силовой части. Источники питания для ручной дуговой сварки работают в продолжительном режиме при номинальной нагрузке (ПН). Этот режим определяется отношением времени сварки tсв к сумме времени сварки и времени холостого хода tXX и выражается в %:

ПН = tсв / (tсв + tXX)0100 %.

ПН источников питания для ручной дуговой сварки обычно составляет 60 %. Если вместо холостого хода в перерывах происходит отключение силовой цепи источника питания от сети, то такой режим работы называют повторно-кратковременным (ПВ). Эти режимы определяются аналогичным отношением времени сварки tсв к сумме времени сварки и времени паузы tп выражаются в %:

ПВ = tсв/ (tсв + tп )100 %,

где tп - время паузы, при котором отсутствуют потери энергии, имеющиеся при холостом ходе. Повторно-кратковременный режим используют при работе со сварочными полуавтоматами.

При работе многопостовых источников питания ПВ = 100 %. Источники питания в соответствии с существующими стандартами изготавливают в разных климатических исполнениях: У - для районов с умеренным климатом, УХЛ - для районов с умеренно-холодным климатом, Т - для районов с тропическим климатом. Условия размещения сварочного оборудования при эксплуатации подразделяют на следующие категории: 1 - на открытом воздухе; 2 - защищенные от прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков; 3 -в закрытых помещениях без регулируемых климатических условий; 4 -в отапливаемых и вентилируемых помещениях. Трансформаторы для ручной дуговой сварки обычно работают при естественном охлаждении, остальные источники нуждаются в принудительной воздушной вентиляции. Каждому источнику присваивается условное обозначение, которое состоит из буквенной и цифровой частей. Первая буква означает вид источника питания (Т- трансформатор, В - выпрямитель, У - установка), вторая - вид сварки (Д-- дуговая), третья - способ сварки (Ф - под флюсом, Г - в защитных газах). Отсутствие буквы означает ручную дуговую сварку. Четвертая буква дает дальнейшее пояснение по исполнению источников питания (Ж или П - с жесткими или падающими внешними характеристиками, М или Э - с механическим или электрическим регулированием, Ч - со звеном повышенной частоты, т. е. инвертором). Затем через тире указывается сила минимального сварочного тока (округленно в десятках ампер); следующая цифра обозначает регистрационный номер источника питания, затем через тире указывается номер модификации источника питания. Последние буква и цифра обозначают соответственно климатическое исполнение и категорию размещения. Например, наименование изделия ТДМ-317-1У2 означает: трансформатор на ток 315 А, регистрационный номер - 7, модификация - 1 (с ограничителем напряжения холостого хода), исполнение У, категория размещения - 2.

Трансформаторы для ручной дуговой сварки

Трансформаторы выпускаются в соответствии с соответствующими стандартами на номинальные силы тока 160; 250; 315; 400 и 500 А. Конструктивно трансформаторы серии ТДМ относятся к группе трансформаторов стержневого типа.

Для них характерны малый расход активных материалов, простота конструкции, высокие сварочные и энергетические показатели, широкие пределы регулирования тока. Одним из распространенных трансформаторов является ТДМ-317. В нижней части сердечника трансформатора размещается первичная обмотка, состоящая из двух катушек, расположенных на двух стержнях. Катушки обмотки закреплены неподвижно.

Вторичная обмотка расположена на значительном расстоянии от первичной, катушки обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка перемещается по сердечнику с помощью винта и рукоятки. Сварочный ток регулируется изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками

Трансформаторы ТДМ-165, ТДМ-254 выпускаются в переносном исполнении с ПН = 25 % и предназначены для ремонтных и монтажных работ; трансформаторы ТДМ¬317, ТДМ-401 и ТДМ-401-1, ТДМ-503-1 снабжены устройством снижения напряжения холостого хода, которое предназначено для повышения электробезопасности при сварочных работах во время обрыва дуги (холостой ход). ТДМ-503-2 снабжены косинусным конденсатором, ТДМ-503-3 имеют устройство снижения напряжения холостого хода и косинусный конденсатор, в состав ТДМ- 503¬4 входит возбудитель - стабилизатор горения дуги, позволяющий сваривать стали электродами с основным покрытием и неответственные соединения алюминиевых сплавов.

Конструкции трансформаторов серии ТДМ весьма разнообразны. В зависимости от способа регулирования тока эти трансформаторы можно подразделить на две группы - с механическим и электрическим регулированием. В первую группу входят устройства, связанные с применением подвижных обмоток и секций магнитопроводов. Во вторую - устройства, связанные с подмагничиванием магнитопроводов постоянным током и тиристорным регулированием.

Трансформаторы для автоматической сварки под флюсом выпускаются в соответствии с стандартами на номинальные токи 1000 и 2000 А. Они выпускаются в стационарном исполнении, рассчитаны на продолжительный режим работы, имеют два варианта климатического исполнения - УЗ и Т4.

Таблица 1. Технические данные трансформаторов ТДМ

Трансформаторы имеют ЖВХ и предназначены для сварки на автоматах с постоянной скоростью подачи электродной проволоки. Они имеют тиристорное регулирование и работают в режиме прерывистого тока. В трансформаторах применена система импульсорной стабилизации повторного возбуждения дуги.

Трансформатор ТДФЖ-1002 имеет две ступени регулирования сварочного тока, а ТДФЖ-2002 - три ступени. В основе построения трансформаторов заложена стержневая конструкция с разнесенными и жестко закрепленными катушками, параметры работы трансформаторов для автоматической сварки под флюсом приведены в табл. 2.

Таблица 2 Параметры работы трансформаторов для автоматической сварки под флюсом

Сварочные выпрямители

Отечественные сварочные выпрямители имеют, как правило, трехфазное питание, выполняются как на диодах, так и на тиристорах. В выпрямителях используются трехфазная мостовая, двойная трехфазная схема с уравнительным дросселем и кольцевая схема выпрямления.

В выпрямителях большой мощности диодное выпрямление во вторичном контуре сочетается с тиристорным регулированием по первичной стороне.

В зависимости от числа сварочных постов, которые могут быть одновременно подключены к источнику, выпрямители подразделяются на однопостовые и многопостовые. Выпрямители для ручной дуговой сварки выпускаются в соответствии с существующими стандартами на токи 200; 315; 400 А при ПН = 60 % и имеют крутопадающие характеристики

Рис. 1. Выпрямитель ВД-306: а - вид сбоку со снятым кожухом; б - общий вид; 1 - выпрямительный блок с вентилятором; 2 - трехфазный понижающий трансформатор; 3 - рукоятка плавного регулирования сварочного тока; 4 - амперметр; 5 - кнопки «Пуск» и «Стоп»; 6 - переключатель диапазонов сварочного тока; 7 - колеса; 8 - разъемы для подключения (+) и (--); 9 - разъем для подключения выпрямителя к сети

Выпрямители выполнены по трехфазной мостовой схеме на кремниевых диодах. Основу выпрямителя составляет трансформатор с подвижными обмотками. Одновременное переключение первичных и вторичных обмоток трансформатора с «треугольника» на «звезду» позволяет получить две ступени регулирования тока.

Выпрямители для механизированной сварки выпускаются на токи 315 и 630 А, ПВ = 60 % и имеют пологопадающие внешние характеристики. Выпрямители выполнены по трехфазной мостовой схеме на кремниевых диодах. Регулирование напряжения в выпрямителях ВДГ и ВСЖ плавно- ступенчатое. Плавное регулирование внутри ступени в ВДГ осуществляется дросселем насыщения, а в выпрямителе ВСЖ - трансформатором с магнитной коммутацией.

В выпрямителях ВС регулирование ступенчатое - переключением витков обмоток. Универсальные сварочные выпрямители типа ВДУ выпускаются на токи 500; 630 и 1250 А. Выпрямители имеют два вида внешних характеристик: пологопадающие и крутопадающие. Технические данные приведены в табл. 5.

Выпрямители ВДУ-505, ВДУ-506, ВДУ-601 выполнены на тиристорах по двойной трехфазной схеме выпрямления с уравнительным дросселем, а выпрямители ВДУ¬1202 - по шестифазной схеме выпрямления с тиристорным регулированием по первичной стороне трансформатора. Выпрямители обеспечивают высокий уровень стабилизации напряжения и тока, имеют дистанционное регулирование, простой переход с одного вида внешних характеристик на другой.

Таблица 4. Универсальные источники питания для дуговой сварки

Выпрямитель для импульсно-дуговой сварки (ВДГИ) обеспечивает питание сварочной дуги пульсирующим однополярным током, т. е. постоянным базовым током, на который периодически с частотой 50 или 100 Гц накладываются кратковременные импульсы тока. Выпрямитель входит в комплект полуавтомата ПДИ-304 для механизированной импульсно-дуговой сварки алюминия и нержавеющих сталей в среде аргона. Выпрямитель ВДГИ-302 имеет следующие технические характеристики: номинальный сварочный ток - 315 А; номинальное рабочее напряжение - 35 В; пределы регулирования тока 40--325 А; пределы регулирования напряжения - 10-- 35 В; длительность импульса тока - 1,5--5,0 мс; КПД - 74 %; первичная мощность - 17,3 кВА; габариты - 720x593x938 мм; масса - 300 кг. Регулирование напряжения и тока - тиристорное.

Внешние характеристики по импульсному току жесткие, а по базовому току изменяются от крутопадающих до жестких по мере увеличения сварочного тока. В случае, когда целесообразно по условиям работы использовать один источник питания для нескольких потребителей, применяются многопостовые сварочные системы. В этих системах один многопостовый выпрямитель снабжает энергией несколько сварочных постов. Выпрямители серии ВДМ с реостатным регулированием выполняются на кремниевых диодах и имеют жесткую внешнюю характеристику, что обеспечивает независимую работу отдельных сварочных постов. Для получения падающих характеристик и регулирования тока на каждом сварочном посту используют ступенчатый балластный реостат.

Таблица 5 Технические данные выпрямителей серии ВДМ

Преимущества многопостовых систем связаны с относительно небольшой стоимостью сварочного оборудования, простотой обслуживания, высокой загрузкой и высокой экономичностью многопостовых выпрямителей. Однако КПД сварочных постов снижается из-за значительных потерь электроэнергии в балластных реостатах.

Многопостовые выпрямители ВДМ-4х301 с тиристорным регулированием имеют единый трансформатор и самостоятельные тиристорные блоки с устройством фазового управления для каждого поста. Тиристорные блоки выполнены по двойной трехфазной схеме уравнительным дросселем в катодных цепях тиристорного блока. Автономное тиристорное регулирование позволяет обеспечить стабилизацию режима поста при колебаниях напряжения в сети, местное и дистанционное включение поста и плавное регулирование тока.

Технические данные многопостовых выпрямителей приведены выше.

Источники со звеном повышенной частоты

Освоение производства источников питания со звеном повышенной частоты является перспективным и интенсивным направлением совершенствования оборудования для дуговой сварки. Ниже приводятся сведения об инверторных источниках тока ВДУЧ-301 и ВДЧИ-251 (табл. 6).

Таблица 6 Технические характеристики инверторных источников питания

Включение высокочастотного звена в структуру источников сварочного тока позволяет существенно снизить их массу и габаритные размеры, повысить КПД и коэффициент мощности, обеспечив широкие пределы регулирования и хорошие сварочные технологические свойства. Инверторный тиристорный источник ВДУЧ-301 с пологопадающими и крутопадающими внешними характеристиками является универсальным выпрямителем для механизированной сварки в среде защитных газов и для ручной дуговой сварки.

Инверторный транзисторный источник ВДЧИ-251 предназначен для ручной дуговой сварки штучными электродами на постоянном токе в непрерывном и импульсном режимах. Выпрямитель имеет падающие внешние характеристики.

Сравнительные технические характеристики некоторых зарубежных инверторных источников приведены в табл. 7.

Таблица 7 Технические характеристики зарубежных инверторных источников питания

Сварочные аппараты для электрической сварки плавлением

Общие сведения о сварочных аппаратах

В данной главе рассмотрены сварочные аппараты для механизированной и автоматической дуговой сварки и их отдельные узлы: подающие механизмы, сварочные горелки, флюсовая и газовая аппаратура. Аппарат для механизированной дуговой сварки, включающий сварочную горелку и механизм подачи электродной проволоки с ручным перемещением горелки, называют полуавтоматом.

Аппарат для автоматической дуговой сварки, включающий сварочную головку, механизм для перемещения аппарата, подающий механизм с электродной проволокой и необходимые средства автоматизации, называют сварочным автоматом. Сварочные автоматы могут быть подвесными или тракторного типа.

Сварочные автоматы устанавливаются на самоходных тележках, которые перемещаются вдоль свариваемых кромок по направляющим.

Сварочные установки комплектуют из источника питания, сварочного аппарата или машины для сварки и механизмов относительного перемещения сварочной аппаратуры или изделия.

Сварочные полуавтоматы и автоматы разрабатывают с использованием унифицированных (взаимозаменяемых) узлов. Это позволяет с наименьшими затратами быстро настроить аппарат при изменении технологического процесса сварки, улучшить ремонтоспособность.

Унифицированными узлами аппаратов являются подающие механизмы, прижимные и направляющие устройства, механизмы подъема и перемещения тележек, сварочные горелки и механизмы их перемещения, а также приводы механизмов подачи электродной проволоки и т.д. Развитие сварочных полуавтоматов и автоматов направлено на совершенствование унификации их узлов, снижение массы и расширение технологических возможностей с целью обеспечения высокого качества сварных изделий. Принята единая система обозначения аппаратов для дуговой сварки, состоящая из буквенно-цифровых индексов.

Первые две буквы обозначают наименование изделия и способ сварки: ПД - полуавтомат для дуговой сварки; АД - автомат для дуговой сварки; УД - установка для дуговой сварки. Третья буква обозначает вид защиты сварочной дуги; Ф - флюсовый; Г - газовый; ФГ - флюсогазовый. Так как полуавтоматы для дуговой сварки применяют в основном для сварки в среде защитных газов, то третья буква в их обозначении иногда опускается. Первая цифра, следующая за буквенными индексами, указывает сварочный ток в сотнях ампер. Вторая и третья цифры обозначают модификацию полуавтомата или автомата. Буквенный индекс, следующий за третьей цифрой, указывает на климатическое исполнение. Последний цифровой индекс указывает на категорию размещения. Примеры обозначений: ПДГ-516УЗ - полуавтомат для дуговой сварки, газовая защита сварочной дуги, номинальный сварочный ток 500 А; шестнадцатая модификация (модель), эксплуатация в районах с умеренным климатом, в помещениях с естественной вентиляцией и отоплением; АДГФ-501УХЛ4 - автомат для дуговой сварки, защита сварочной дуги как флюсом, так и газом; номинальный сварочный ток 500 А первая модификация, эксплуатация в районах с умеренным и холодным климатом, в помещениях с принудительной вентиляцией и отоплением; УДГ-301УХЛ4 - установка для дуговой сварки на переменном токе, газовая защита сварочной дуги, сварочный номинальный ток 315 А; первая модификация, эксплуатация в районах с умеренным и холодным климатом, в помещениях с принудительной вентиляцией и отоплением.

Сварочные аппараты для других видов электрической сварки плавлением имеют свою систему обозначения: А - аппарат; У - установка. Цифры показывают регистрационный номер изделия, например: У579 - установка для электронно-лучевой сварки; У875 - установка для электрошлаковой сварки; А1734 - аппарат (автомат) для электрошлаковой сварки плавящимся мундштуком.

Полуавтоматы для дуговой сварки и их основные узлы

В настоящее время широко применяется механизированная сварка. Это объясняется высокой маневренностью полуавтоматов, возможностью производить сварку в труднодоступных местах. Механизированная сварка широко применяется на конвейерных линиях в машиностроении при сварке корпусов всех видов транспортных средств и строительно- монтажных конструкций при их предварительной сборке и сварке и т. д. Полуавтоматы для дуговой сварки плавящимся электродом классифицируют по нескольким признакам в соответствии со стандартом. По способу защиты сварочной дуги принята следующая классификация полуавтоматов: в активных защитных газах (Г); в инертных газах (И); под флюсом (Ф); открытой дугой (О). По способу регулирования скорости подачи электродной проволоки выпускаются полуавтоматы с плавным, ступенчатым и комбинированным регулированием. Полуавтоматы различают также по способу подачи электродной проволоки: толкающему, тянущему, универсальному. По способу охлаждения горелки выпускают полуавтоматы с естественным охлаждением горелки (до 300 А) и с принудительным охлаждением (500 А). Срок службы сварочных полуавтоматов - 5 лет со сменой сварочной горелки через каждые полгода. В полуавтоматах механизирована только подача электродной проволоки, которая подается в зону горения дуги через гибкий пустотелый шланг, поэтому такие полуавтоматы называют шланговыми. Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей плавящимся электродом в среде углекислого газа во всех пространственных положениях, кроме потолочного, широко применяются полуавтоматы серии ПДГ. Стабилизация выходных параметров источника питания совместно со стабилизацией скорости подачи электродной проволоки позволяет получать сварные соединения высокого качества. Полуавтоматы этой серии состоят из подающего механизма, источника питания постоянного тока или импульсного источника питания, сварочной горелки, газовой аппаратуры и соединительных гибких шлангов. В комплект полуавтомата входит сварочная горелка типа ГДПГ. Управление полуавтоматом осуществляется специальным блоком БУСП-2 (блок управления сварочными полуавтоматами

Рис. 2. Полуавтомат ПДГ в комплекте с основными узлами: 1 - сменная газовая горелка; 2 - шланг для подачи электродной проволоки; 3 - подающий механизм; 4 - кассета для электродной проволоки; 5 - блок управления БУСП-2; 6 - газовый шланг; 7 - источник питания; 8 - газовая аппаратура; 9 - провода цепи управления; 10 - сварочный кабель

В режиме наладки блок управления обеспечивает выполнение следующих операций: включение подачи газа для настройки его расхода или дозировки; установка заданной скорости подачи проволоки; выбор рабочего цикла для сварки длинными, короткими и точечными швами.

В режиме сварки блок управления обеспечивает выполнение команд начала и окончания сварки. При поступлении команды начала сварки включается подача газа, затем источник питания и через 0,5 с включается подача проволоки. При поступлении команды о прекращении сварки выключается электродвигатель подающего механизма и производится его торможение, отключается источник питания и подача защитного газа; блок управления возвращает схему в исходное положение.

Полуавтоматы типа ПДИ обеспечивают сварку в импульсном режиме. Полуавтоматом ПДГ-516 (ПШ-13) можно сваривать как сплошной стальной, так и порошковой проволоками. Для сварки в различных пространственных положениях некоторые типы полуавтоматов серии ПДГ комплектуются консольно-поворотным устройством. Такие устройства позволяют увеличивать производительность сварочных работ как на стационарных установках, так и передвижных.

Технические характеристики некоторых полуавтоматов приведены в табл. 11. В связи с унификацией основных узлов полуавтоматов более широкое распространение получают универсальные полуавтоматы (быстро переналаживаемые).

Одним из таких полуавтоматов является ПШ-112. Полуавтомат предназначен для сварки самозащитной и порошковой проволокой, но легко и быстро переналаживается на сварку в углекислом газе сплошной проволокой.

Рис. 3. Стационарная установка для механизированной сварки крупногабаритных изделий: 1 - консоль; 2 - монорельс; 3 - тележка; 4 - сварочный полуавтомат; 5 - гибкий шланг

Таблица 11 Технические данные полуавтоматов

* Номинальный. ** Сплошного сечения. *** Порошковая. **** Алюминиевая. ***** Стальная.

В этих полуавтоматах с помощью специального блока управления обеспечивается запрограммированная зависимость сварочного тока от марки электродной проволоки, ее диаметра, режима сварки. Это упрощает настройку полуавтомата.

Режим сварки можно задавать изменением положения ручки регулятора напряжения источника питания. Кассетное устройство и блок управления расположены на шасси облегченной конструкции. Полуавтомат комплектуется четырехроликовым подающим механизмом типа «Изаплан». Технические характеристики некоторых универсальных полуавтоматов приведены в табл. 12.

Таблица 24 Технические характеристики универсальных полуавтоматов

Примечания : 1. Для А-1660 габаритные размеры и масса указаны с учетом погружаемого контейнера для сварки под водой. 2. Полуавтоматы А-1197 производят сварку под флюсом и в среде защитного газа; полуавтомат ПШ-112 - в среде защитного газа и порошковой проволокой, остальные - порошковой проволокой.

Полуавтомат А-1197 применяется для сварки в углекислом газе сплошной или порошковой проволокой, а также для сварки под флюсом. Этот полуавтомат является аналогом полуавтомата ПШ-112. При технологической необходимости переналадки схема сборки одинакова. Вместо газовой аппаратуры устанавливают флюсовую. Полуавтомат А- 1197 имеет две модификации: А-1197 с подающим механизмом, у которого электродная проволока подается с плавным регулированием электродвигателя постоянного тока; А-1197С с подающим механизмом, который работает от асинхронного электродвигателя. В этом случае регулирование скорости подачи проволоки осуществляется ступенями путем смены зубчатых колес (шестерен).

Для работы в среде защитного газа в комплект полуавтомата входит сварочная горелка ГДПГ, а для работы под флюсом - сварочная горелка А-1231-5-Ф2 или аналогичные ей. Рабочим инструментом сварочного полуавтомата является сварочная горелка. Она предназначена для направления в зону сварочной дуги электродной проволоки, защитного газа или флюса. Конструкции сварочных горелок, применяемых в полуавтоматах, унифицированы в соответствии с технологическими требованиями. Рукоятка сварочной горелки должна быть прочной и удобной в работе. С этой целью ее изготовляют из изоляционного материала в форме, наиболее удобной для руки сварщика. На рукоятке установлены предохранительный щиток и пусковая кнопка, которые должны быть размещены так, чтобы обеспечить защиту от ожогов руки сварщика и удобство управления пусковой кнопкой. Наиболее ответственными элементами сварочной горелки являются сопло и токоподводящий наконечник. Сопло горелки во время работы находится в зоне высокой температуры, расплавленный металл налипает на поверхность сопла при разбрызгивании.

В целях уменьшения налипания брызг расплавленного металла поверхность сопла горелки следует хромировать и полировать или изготавливать из специальной керамики, или применять специальные аэрозоли. Для неохлаждаемых горелок применяется одно сменное сопло, которое изготавливается, как правило, из меди. Для водоохлаждаемых горелок применяются два сопла о-дно водоохлаждаемое несъемное, другое съемное для периодической зачистки от налипших брызг. Наиболее широкое применение получили медные наконечники со сроком службы 5--10 ч непрерывной работы. Применяют также медно- графитовые и медно-вольфрамовые наконечники. Для надежной защиты зоны сварочной дуги от влияния окружающего воздуха необходимо, чтобы поток защитного газа был спокойным, без завихрений, равномерным (ламинарным).

Рис. 4. Схемы питания сварочных горелок защитным газом: а - с кольцевым подводом газа; б - с отражателями (1); в - с успокоительными камерами (2); г - с сеточными вставками (3); д - с металлокерамическими вставками (4)

Таблица 24 Техническая характеристика горелок для механизированной сварки плавящимся электродом

Примечание. Длина рукава горелки А-547УМУЗ - 2,5 м, остальных - 3м.

Таблица 14 Техническая характеристика унифицированных горелок типа ГДПГ для механизированной сварки плавящимся электродом

Основным параметром сварочных горелок является номинальный сварочный ток, который должен соответствовать стандартному ряду: 125; 160; 220; 250; 315;400;500;630 А. Сварочные горелки ГДПГ-302 и ГПДГ-502 аналогичны по конструкции горелке ГПДГ-501-4 и имеют водяное охлаждение. Горелки ГДПГ-101-10, ГДПГ-102, ГДПГ-301-8 рассчитаны на малые токи и поэтому не имеют водяного охлаждения.

Соответственно у них отсутствуют водоохлаждаемое сопло и водоподводящие шланги. При механизированной сварке под флюсом применяют сварочные горелки с бункером для флюса и по мере необходимости - водоохлаждающим соплом. При сварке неплавящимся электродом токоподводящий наконечник заменяется специальным зажимом (цангой). Для подачи электродной проволоки от полуавтомата к сварочной горелке используют гибкие шланги.

Для сварочных горелок, работающих на токах до 315 А включительно, в гибком шланге проложены провода цепей управления и сварочного тока, а по направляющему каналу проходит электродная проволока. При высоких значениях тока в гибком шланге по направляющему каналу проходит только электродная проволока. Для подвода цепей управления и сварочного тока имеется специальный шланг. Защитный газ подается в сварочную горелку по специальным шлангам. Завод-изготовитель обычно комплектует сварочные горелки и гибкие шланги к ним. В зависимости от материала и диаметра электродной проволоки гибкие шланги изготовляют длиной 2,0--3,0 м. При движении электродной проволоки по направляющему каналу гибкого шланга происходит засорение или повреждение канала, поэтому направляющие каналы должны быть сменными. При работе с обедненной стальной электродной проволокой срок службы направляющих каналов и самих шлангов увеличивается почти в 2 раза. Диаметр канала и диаметр проволоки должны быть строго согласованы.

Рис. 5. Конструкции гибких шлангов: а - типа КШПЭ; б - КМ; 1 - защитный слой; 2 - направляющий канал; 3 - провода цели управления; 4 - внутренняя защитная оболочка; 5 - наружный защитный слой

Электродная проволока перемещается от полуавтомата через гибкий шланг к сварочной горелке с помощью подающего механизма.

Существуют различные схемы подающих механизмов. В схеме толкающего типа электродвигатель подающего механизма имеет жесткую характеристику. Такая схема применяется при сварке стальной электродной проволокой. В схеме тянущего типа подающий механизм размещается непосредственно с горелкой. Такое расположение подающего механизма снижает сопротивление проталкивания сварочной проволоки и поэтому можно увеличить длину гибкого шланга.

Однако это приводит к увеличению массы горелки и снижению ее маневренности. Применяют комбинированные варианты подающих механизмов, работающих по схеме «тяни-толкай». В этом случае требуется установка дополнительного электродвигателя с направляющими роликами. Для синхронизации процесса т«яни-толкай» необходимо установить два электродвигателя: толкающий и тянущий. Электродвигатель тянущего механизма, натянув электродную проволоку, автоматически снижает свои обороты. Толкающий электродвигатель имеет постоянные обороты.

При включении электродвигателей от пусковой кнопки одновременно подается напряжение на конец сварочной проволоки. При касании проволоки свариваемого изделия зажигается дуга, и начинается процесс сварки. Подающие механизмы, перечисленные выше, являются редукторными.

Применяют три модификации редукторных подающих механизмов: ПМЗ-1 - подающий механизм закрытого типа с кассетой для стальной проволоки массой 5 кг; ПМО-1 - подающий механизм открытого типа с кассетой стальной проволоки массой 12 и 20 кг; ПМТ-1 - подающий механизм с тележкой с бухтой стальной проволоки массой до 50 кг. Выпускают новые конструкции безредукторных подающих механизмов: планетарные «Изаплан» и импульсные «Интермигмаг» (с пульсирующей подачей проволоки).

Основными элементами механизма «Изаплан» (рис. 30) являются планетарные подающие ролики (1), корпус (2) с коническим отверстием, основание головки (3), электропривод (4). Безредукторный подающий механизм «Интермигмаг» применяют при импульсно-дуговой сварке. Планетарная подающая головка «Изаплан» укреплена на полом валу электродвигателя постоянного тока. Электродная проволока проходит через полый валик и поступает на планетарные ролики подающей головки.

Рис. 6. Подогреватель углекислого газа: 1 - корпус; 2 - кожух; 3 - трубка-змеевик; 4 - теплоизоляционный слой; 5 - нагревательный элемент; 6 - накидная гайка

Рис. 7. Осушитель углекислого газа: 1 - втулка; 2 - накидная гайка; 3 - пружина; 4 - сетки; 5 - фильтр; 6 - сетчатая шайба; 7 - корпус; 8 --штуцер; 9 - сетка

Редуктор предназначен для снижения давления защитного газа после баллона. При использовании углекислого газа применяют стандартные баллонные редукторы для кислорода - ДКД-8-65 или специальные для СО2 - У-30. При сварке в инертных газах применяются редукторы давления: АР-10, АР-40 и АР-150.

Рис. 8. Расходомеры: а - с конусной стеклянной трубкой (ротаметр): 1 - стеклянная трубка; 2 - поплавок; 3 - корпус; б - с дросселирующей диафрагмой (Р1--Р2 - перепад давления); 1 - диафрагма; в - с калиброванной диафрагмой; 1 - диафрагма

Расходомеры предназначены для измерения расхода газа, благодаря чему можно поддерживать дозировку защитного газа. Различают несколько разновидностей расходомеров: поплавковый (ротаметр), дроссельный (с калиброванным отверстием в диафрагме) и их разновидности. В комплект аппаратуры сварочного поста входит и отсекатель газа. Отсекатель газа - это электромагнитный клапан, который предназначен для автоматического управления подачей газа. Включение электромагнитного клапана сблокировано с пусковой кнопкой полуавтомата, что обеспечивает продувку газовых каналов и подготовку защитной среды перед зажиганием сварочной дуги, а также сохранение защитной среды после гашения дуги до полного остывания металла.

Размещено на Allbest.ru