
- •Содержание
- •1 Характеристики свариваемого материала
- •1.1 Общие сведения об алюминиевом сплаве д16а
- •1.1.1 Характеристики сплава д16а
- •1.1.2 Производство сплава д16а
- •1.1.3 Свойства и применение д16а
- •1.2 Свариваемость
- •2 Расчет режима контактной сварки
- •2.1 Расчет электрического сопротивления зоны сварки
- •3 Расчет сварочного трансформатора
- •4 Выбор машины и ее конструкции
- •Литература
2.1 Расчет электрического сопротивления зоны сварки
Для определения сварочного тока используют сопротивление в конце сварки, которое фактически равно сопротивлению 2 деталей в горячем состоянии иллюстрируется схемой (рис.3), где сопротивление рассматривается как сумма двух участков с удельными сопротивлениями ρ1 и ρ2 при температурах Т1 и Т2
В формуле используется критерий Гельмана, который учитывает растекание тока по детали (рис.4).
h1 и h2 – размеры зон при температуре Т1 и Т2
ρ1 и ρ2 – их удельное сопротивление
k=0,85
Критерий
Гельмана находим из соотношения
,
где dп – диаметр пояска
А1=0,75 и А2=1
С увеличением температуры удельное электросопротивление увеличивается, его можно рассчитать, используя коэффициент удельного сопротивления αт для сплавов и нержавейки равный 0,002 1/град.
Зная сопротивление, энергию время определим сварочный ток
Учитывая, что часть тока протекает через соседние уже сваренные точки, то к выше посчитанному значению нужно прибавить ток шунтирования Iш (рис.5).
Из условия, что соседние точки полностью остыли, а шаг между ними равен kc=0,4
Ток во втором конуре
Таблица 3 – Результаты расчетов
Rгор, мкОм∙см |
de, см |
Iсв, кА |
Iш, кА |
11,12 |
0,54 |
28,49 |
1,69 |
3 Расчет сварочного трансформатора
Расчет ведем для однофазного трансформатора броневого типа. Расчет делается приближенным, в частности, рассчитывается напряжение по ступеням трансформатора, размеров магнитопровода, сечения консолей и обмоток, коэффициент мощности и КПД.
Исходные данные для расчета: тип машины (шовная), продолжительность включения – ПВ=50%, первичное напряжение трансформатора с учетом потерь u1=315В, вылет консолей машины – 500 мм, раствор – 280 мм.
1. Определим полное сопротивление машины при номинальной нагрузке
rт"=10 мкОм
rВК=100 мкОм
xВК=210 мкОм
xт"=15 мкОм
xВК находится по диаграмме в зависимости от площади охватываемой вторичным контуром
2. Определение холостого хода и разбивка на ступени. Регулирование сварочного тока – ступенчатое, количество ступеней регулирования – 8, число витков вторичной обмотки – ω2=1. В качестве номинальной ступени выберем 7 ступень. Напряжение холостого хода составит
Соотношение
между минимальным и максимальным
напряжением обычно близко к 2
,
при этом коэффициент подсчета витков
ступеней
Таблица 4 – Разбивка первичной обмотки на ступени
ступень |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
число витков |
77 |
70 |
63 |
57 |
52 |
46 |
43 |
39 |
u20, В |
4,09 |
4,5 |
5 |
5,53 |
6,06 |
6,85 |
7,28 |
8,08 |
Количество витков определяем через соотношение напряжений первичной и вторичной обмотки
3. Определим сечение обмоток
а) сечение первичной обмотки
Определим по длительному номинальному току и допускаемой плотности тока
где 1,05 – коэффициент, учитывающий ток холостого хода;
I1 дл. н – номинальный длительный первичный ток;
j1 доп=3,5 А/мм2 – допустимая плотность тока при охлаждении водой вторичного витка.
По таблице в соответствии с ГОСТ 7262-78 и ГОСТ 7019-80 выберем ширину и высоту провода прямоугольного сечения. Они составили 5,5 × 25,5 мм.
б) сечение вторичного витка
где I2 дл. н – номинальный длительный вторичный ток;
j2 доп=4,5 А/мм2 – допустимая плотность тока в медном витке.
в) диаметр консоли
Прогиб конца консоли
где E=0,8∙106 даН/см – модуль упругости.
4. Рассчитаем размеры магнитопровода
Рисунок 6 – Магнитная система
где Вт – индукция Вт=1,5 Тл
f – частота сети
где kз – коэффициент заполнения сечения стержня.
Расчет размера магнитопровода
Принимаем
соотношение
Принимаем площадь F' равную половине F'с
Если
Рассчитаем размеры окна и расположение обмоток
где kз. о=0,5 (коэффициент заполнения окна);
q1, q2 – сечения первичных и вторичного витков.
Принимаем
отношение ширины к высоте окна, то есть
5. Расчет размеров вторичного витка
Поскольку первичная обмотка делится на 3 секции, то соответственно и виток секционируется на 3 пластины.
Пластины вырезаются из цельного листа меди толщиной b2.
По внутреннему контуру виток должен разместиться на стержне магнитопровода с зазором не менее 2 мм.
Площадь
сечения
Ширина дисков h2 выбирается по высоте окна d и должна быть на 15-30 мм меньше.
Тогда
b2
можно найти, зная площадь F2
6. Рассчитаем размеры первичной обмотки исходя из того, что ее разбиваем на 3 секции по две катушки в каждой, и выбранного сечения провода (q1).
Внутренние размеры определяются размерами магнитопровода плюс величина допуска и зазора, которую примем 5 мм в каждую сторону.
Распределим
первичную обмотку, делим на шесть катушек
(1 катушка на 12 витков и 5 катушек по 13
витков). Высота катушки
7. Определим коэффициент мощности и КПД трансформатора
где m=1 – коэффициент поверхностного эффекта;
– удельные электросопротивления обмоток
соответственно при 75˚С (класс изоляции
А) и 40˚С.