НИУ МЭИ

Реферат на тему

«Установки дуговой электрической сварки»

Студент: Якунин А.Ю.

Группа: Э-09-10

Преподаватель: Тульский В.Н.

Оглавление

1. Введение

2. История развития применения электроэнергии в технологии рассматриваемого производства

3. Основные технологические этапы

4. Технология ручной дуговой сварки

5. Устройство сварочного поста

6. Характерные электроприёмники производства

   1. Характеристики источников питания дуги и требования к ним

   2. Сварочные трансформаторы

   3. Сварочные выпрямители

   4. Сварочные электромашинные генераторы и преобразователи

   5. Многопостовые источники питания дуги

   6. Вспомогательные устройства для источников питания

7. Требования к надежности электроснабжения предприятия

8. Возможные пути энергосбережения в системе электроснабжения

9. Заключение, выводы о взаимодействии с сетью

10. Список использованной литературы и интернет источников

Введение

Электросварочная установка - комплекс функционально связанных между собой элементов соответствующего электросварочного и общего назначения электротехнического, а также механического и другого оборудования, средств автоматики и КИП, обеспечивающих осуществление необходимого технологического процесса. (ПУЭ, пункт 7.6.3)

С точки зрения энергетики нас будут интересовать: этапы технологического процесса; источники сварочного тока, их виды, критерии их выбора; возможные пути энергосбережения.

Этим пунктам в реферате уделено особое внимание.

История развития применения электроэнергии в технологии рассматриваемого производства.

В этом разделе внимание будет заострено на истории развития источников сварочного тока.

В 1802 году в Санкт-Петербурге В.В. Петров открыл и описал явление электрической дуги. Производя опыты с электродами из различных металлов, В.В. Петров получает то же яркое пламя, «от которого сии металлы иногда мгновенно расплавляются, сгорают также с пламенем какого-нибудь цвета и превращаются в оксид», а «когда тонкая железная проволока… сообщенная с одним полюсом огромной батареи, будет употреблена для опыта… и поднесена к углю…, то которого… конец проволоки, почти во мгновение ока, краснеет, скоро расплавляется и начинает гореть с пламенем и разбрызгиванием весьма многих искр по различным направлениям». В этом сообщении академика В.В. Петрова о произведенном впервые расплавлении металлов электрической дугой присутствует не только первое указание на возможность такого расплавления, но и описывается в явление дуги, которое мы наблюдаем при сварке металлов.

У Петрова «Вольтов столб» состоял из 4 200 медных и цинковых кружочков, проложенных бумагой, смоченной водным раствором нашатыря. Общая длина этого столба составляла 12 метров. Выполнен этот столб был не так, как было принято, располагался в лежачем положении в нескольких ящиках из красного дерева, соединенных между собой проводом. Он и позволил изобретателю зажечь электрическую дугу на 5 лет раньше, чем Дэви Гемфри, использовавший в своих опытах столб из 2 000 «кружочков».

Рис. 1. Схема опытов В.В. Петрова

Работы Петрова по расплавлению металлов продолжил Н.Н. Бенардос. В 1882 г. он предложил способ дуговой электрической сварки, а через 2 года получил патент на это изобретение.

Н.Н. Бенардос соединил один полюс мощной электрической батареи (электрическая батарея представляла собой аккумуляторы и заряжающую их динамо-машину) с угольным электродом, а другой — со свариваемыми металлическими деталями.

Как только сварщик, держа электрод за ручку, подносил его к металлу, вспыхивала яркая дуга. В ее пламя помещался конец металлического стержня, названный присадочным металлом. Жар дуги начинал расплавлять этот стержень и края свариваемых листов. Металлические детали соединялись при помощи шва, который представлял собой ровную полоску наплава. Способ Бенардоса получил широкую известность.

Рис. 2. Принципиальная схема сварки угольным электродом

Начали применять металлическую сварку на российских железных дорогах для ремонта рельсов и подвижного состава. Через 5 лет после того, как Н.Н. Бенардос запатентовал свое изобретение, Н.Г. Славянов, горный инженер, также получил патент на электросварку.

При наблюдении за действием электросварки, Славяновым было отмечено, что одной из причин снижения прочности сварного шва является излишнее количество углерода, попадавшего в шов при сгорании угольного электрода. В 1888 г. Н.Г. Славяновым был применен собственный способ дуговой электросварки металлов. В чем же заключалось отличие данного метода? Все просто: угольный электрод был заменен металлическим. В процессе сварки расплавленный металл стекал с электрода на поверхность свариваемой детали, что делало шов прочнее, а работу сварщика - проще.

Эффективность нового способа сварки была продемонстрирована лично Н.Г. Славяновым на выставке, организованной Русским техническим обществом в Петербурге. Сварочный аппарат Славянова и аппарат Бенардоса экспонировались на противоположных стендах, что давало посетителям возможность сравнить принципы их устройства.

Славянов предложил новаторскую по тем временам идею - исключить из сварочной цепи аккумуляторную батарею. На Пермских пушечных заводах под руководством Славянова были построены две мощные динамо-машины постоянного тока с приводом от паровых двигателей на номинальный ток 300 и 1 000 Ампер. Непрерывное расплавление электрода препятствовало образованию металлических включений и окислов, ухудшавших качество сварки.

Рис. 3. Схема поста для наплавки зубьев шестерен по проекту Н.Г. Славянова: 1 – сварочный генератор; 2 – свариваемый предмет; 3 – электрод; 4 – полуавтомат

В 1905 году австрийский профессор Розенберг разработал специальный сварочный генератор поперечного поля, у которого с ростом сварочного тока изменялось напряжение на дуге. В том же 1905 году академик В. Ф. Миткевич предложил применять для сварки металлов переменный ток, в том числе и трехфазный. В 1907 году первый генератор с регулируемым напряжением был выпущен на заводе Lincoln Electric. В том же году фирма С-С Electric сделала сварочный мотор-генератор, разработанный инженером-электриком Артуром де Эспесом. В 1927 году В. П. Никитину был выдан патент на первый в мире комбинированный однокорпусной трансформатор-регулятор для дуговой сварки марки СТН. [3]

Появление в 50-е годы полупроводниковых селеновых диодов позволило внедрить выпрямители в процесс сварки. Выпрямители состояли из трансформатора и выпрямительного диодного блока. Эти аппараты отличались от предшествующих генераторов постоянного тока и преобразователей меньшим весом, отсутствием движущихся силовых элементов, низким уровнем шума и отсутствием вибраций.