3.Технічні заходи з економії електроенергії.
Впровадження механізації і автоматизації в роботі електропечей зі своєї сторони сприяє економії електроенергії: скорочується тривалість заванта -ження та розвантаження електропечі, а внаслідок цього, зменшуються втрати тепла через відкриті прорізи.
Системи автоматичного регулювання нагріву дозволяють за рахунок більш точного підтримання робочої температури запобігти нераціональним витра -там електроенергії.
Використання двокамерних печей, в яких камери нагріву розташовані одна над одній. З обох боків печі розташовуються форкамери. Якщо вироби при цьому запускати зустрічними потоками, то в форкамері буде відбуватися передача тепла.
При експлуатації дугових електричних печей рекомендується використову- вати пічні трансформатори, в яких ступені напруги можна переключати під навантаженням.
Необхідно здійснювати контроль за якістю торців електродів і ніпельних з’єднань, а також забезпечувати щільне з’єднання електродів з тримачами.
З факторів, які сприяють підвищенню продуктивності дугових електричних печей, можна відмітити використання кисню для виплавки електросталі і підвищення потужності пічного трансформатора, що скорочує період розплавлення металу.
В установках індукційного нагріву заміна електромашинних перетворювачів напівпровідниковими дозволяє підвищити їх ККД та cosφ.
Тема 6.6. Електрообладнання установок електричного зварювання.
1.Фізико-технічні основи електричного зварювання. Загальні вимоги
до електричного зварювання.
Електричним зварюванням називається спосіб отримання нероз’ємного з’єднання металевих деталей шляхом їх місцевого нагріву до рідкого або пластичного стану з використанням для нагріву електричної енергії. Найбільш розповсюджені види електричного зварювання – дугове та контактне.
При дуговому електричному зварюванні деталі звичайно нагріваються разом з присадним матеріалом за допомогою електричної дуги, температура в який перевищує 5000° С. В зоні зварювання створюється ванночка розплав- леного металу, яка при охолодженні твердіє і створює зварний шов, який міцно з’єднає деталі.
При контактному електричному зварюванні деталі в місці з’єднання нагрівають до оплавлення (інколи – до пластичного стану) і стикають з виз - наченим зусиллям. Нагрів здійснюється теплом, яке виділяється в точках контактів між деталями при проходженні через них електричного струму. Присадний матеріал не додається.
На підприємствах електромашинобудівництва установки електричного зварювання використовують для зварювання остовів генераторів і двигунів постійного струму, приварки до остовів лап, виготовлення зварних кожухів електричних машин, зварювання хрестовин і т. д. Електричне зварювання широко використовується при монтажних и ремонтних роботах.
2.Загальні відомості про електричне зварювання.
Дугове зварювання має декілька різновидів. По особливостям використання електричної дуги розрізняють зварювання відкритою дугою, закритою дугою під шаром флюсу, захищеною дугою в середовищі захисного газу. В залеж -ності від ступеню механізації і автоматизації процесу зварювання мова іде про ручне, напівавтоматичне і автоматичне зварювання. Зварювання може виконуватися на постійному та на змінному струмі однофазною та в деяких випадках трифазною дугою. Зварювання на постійному струмі дорожче і вимагає більш складного обладнання, але дає більш високу якість шву.
Саме поширене використання для зварювання чорних металів отримало ручне електрозварювання відкритою дугою плавким електродом (рис. 6.21а). Дуга отримує живлення від джерела 2 змінного або постійного струму і горить в повітрі між деталями 1і електродом 3, який плавиться в процесі зварювання і приймає участь в створюванні зварювального шва. Електрод з дроту, який по хімічному складу є близьким до металу деталей і покритий обмазкою. Вона вміщує речовини, які створюють при розплавленні шлаки та гази, які підвищують стійкість дуги і захищають розплавлений, метал від впливу кисню і азоту повітря.
Рис. 6.21. Різновиди дугового електрозварювання.
Ручне зварювання відкритою дугою з неплавким електродом (рис. 6.21б) використовується при зварюванні деталей з кольорових металів і сплавів. В цьому випадку використовується джерело постійного струму. Дуга горить між деталями 1 и електродом 3 (вугільним або графітовим). В зону зварювання вводиться присадний пруток 4.
При автоматичному і напівавтоматичному зварюванні закритою дугою під флюсом з плавким електродом (рис. 6.21в) дуга горить під шаром речевини - флюсу 6, який знаходиться на деталях 1. Голий електродний дріт 3 автома - тично подається в зону зварювання через флюс за допомогою механізму подачі 5. Дуга отримує живлення від джерела 2 змінного або постійного струму. При зварюванні під флюсом в зоні зварювальної дуги під впливом високої температури флюс розплавляється і створює газовий пузир, оболонка 7 надійно захищає розплавлений метал від впливу кисню і азоту повітря.
Зварювання захищеною дугою в середовищі захисного газу характерне тим, що в зону зварювання спеціально подають аргон або суміші його з іншими газами (аргонодугове зварювання) або вуглецевий газ. Ручне аргонодугове зварювання неплавким електродом (рис. 6.21г) на постійному та змінному струмі від джерела 2 використовується при виготовленні конструкцій з неіржавіючих та жароміцних сталей, кольорових металів та їх сплавів, при зварюванні тонкого металу. Вольфрамовий електрод 3 поміщений в газоелектричний пальник 8, до якого під тиском підводиться газ з балону. Струмінь газу 9 захищає в зоні зварювання основний метал і метал присад -ного прутка 4 від впливу кисню і азоту повітря.
При автоматичному і напівавтоматичному зварюванні в середовищі аргону або вуглецевого газу використовується плавкий електрод (рис. 6.21д). Неізольований електродний дріт 3 за допомогою механізму 5 безперервно подається через пальник 8 в зону зварювання, відокремлена від повітря струменем газу 9. Зварювання в середовищі аргону виконується як на змінному так і на постійному струмі, зварювання в середовищі вуглецевого газу – на постійному струмі. Зварювання в середовищі вуглецевого газу для багатьох видів робіт є економічно більш ефективним.
Контактне електрозварювання має наступні різновиди (рис. 6.22):
стикове зварювання ;
точкове зварювання;
роликове (шовне) зварювання.
Зварювання виконують на контактних машинах змінним однофазним струмом великого значення (до тисяч і десятків тисяч ампер) при малих напругах (одиниці , вольт) або потужними однополярними імпульсами струму (тільки для точкового і роликового зварювання).
Рис. 6.22. Різновиди контактного електрозварювання.
ТрС – трансформатор силовий; Fз – зусилля закріплення; Fос – зусилля осаджування;
F – зусилля стискання.
При стиковому зварюванні (рис. 6.22а) деталі зварюють по всій площині їх торкання - стикове зварювання опором. Заготовки з механічно обробленими та зачищеними торцями встановлюють в стикову машину та закріплюють зусиллям Fз. Після цього їх притискають одну до другої усилием осаджу -вання Foc визначеного значення і пропускають через них струм від трансформатора ТрС. При нагріванні металу в зоні зварювання до пластич -ного стану відбувається осаджування. Струм виключають ще до закінчення осаджування. При великих перерізах використовують стикове зварювання оплавленням. Стикове зварювання оплавленням дає більш високу міцність шву, не потребує попередньої механічної обробки, дозволяє зварювати деталі з різнорідних металів.
При точковому зварюванні листів (рис. 6.22б) деталі з’єднують зварюван -ням в окремих місцях, які умовно називають точками. Заготовки встанов -люють між електродами точкової машини і щільно стискають зусиллям F, включають струм, і заготовки швидко нагріваються, особливо в місці кон -такту. Після цього струм вимикають і заготовки короткочасно витримують між електродами під дією зусилля F. Точкове зварювання використовується для з’єднання не тільки листових заготовок, але і листових заготовок зі стержнями або кутками, швелерами і т.п.
При роликовому (шовному) зварюванні (рис. 6.22в) з’єднання елементів виконується внапуск в вигляді безперервного або перервного шву дисковими електродами, до яких підведений струм і прикладене зусилля.