11 билет

1. Конструкции обмоток сварочных трансформаторов и выпрямителей

1 . Сварочный выпрямитель - это источник постоянного сварочного тока. Сварочный выпрямитель содержит силовой трансформатор, силовые полупроводниковый вентили и устройство регулирования сварочного тока.

Классификация сварочных выпрямителей производится по второй из 3-х основных функций источника питания (горение, регулирование, преобразование). Все сварочные выпрямители по способу регулирования сварочного тока можно разделить на регулируемые трансформатором, регулируемые тиристорами и регулируемые дросселем насыщения.

Выпрямители, регулируемые трансформатором, имеют 3-фазные трансформаторы, в отличие от сварочных трансформаторов, которые однофазные.

Основное отличие в том, что трансформаторы для сварочных выпрямителей выполняются трехфазными. Это не только обеспечивает равномерное нагружение фаз питающей сети, но и снижает пульсацию выпрямленного тока.

Распространенным элементом сварочного выпрямителя является дроссель. Если он располагается между электрододержателем и блоком выпрямителей (на участке сварочной цепи, где протекает постоянный ток), то служит для ограничения скорости нарастания тока короткого замыкания, т.е. для уменьшения разбрызгивания при сварке.

Сварочный трансформатор содержит силовой трансформатор и устройство регулирования сварочного тока. В сварочных трансформаторах в связи с необходимостью большого сдвига фаз напряжения и тока для обеспечения устойчивого зажигания дуги переменного тока при смене полярности требуется обеспечить увеличенное индуктивное сопротивление вторичной цепи. С ростом индуктивного сопротивления растет и наклон внешней статической характеристики источника питания сварочной дуги на ее рабочем участке, что обеспечивает получение падающих характеристик в соответствии с требованиями общей устойчивости системы «источник питания – дуга». В конструкциях сварочных трансформаторов первой половины 20-го века применялись трансформаторы с нормальным рассеянием магнитного поля в сочетании с отдельным или совмещенным дросселем. Регулирование тока производилось изменением воздушного зазора в магнитопроводе дросселя. В современных сварочных трансформаторах, которые выпускаются с 60-х годов 20-го века эти требования обеспечиваются за счет увеличения рассеяния магнитного поля. Трансформатор как объект электротехники имеет эквивалентную схему, содержащую активное и индуктивное сопротивление. Для сварочных трансформаторов, работающих в режиме нагрузки, потребляемая мощность на порядок больше, чем потери холостого хода, поэтому при работе под нагрузкой эту схему можно не учитывать. Рис. 1. Классификация сварочных трансформаторов Для типичной схемы трансформатора основные потери магнитного поля на пути от первичной к вторичной обмотке происходят между стержнями магнитопровода. 2. Классификация сварочных флюсов

2. Флюс сварочный

Флюс сварочный представляет собой порошок в виде гранул размером от 0,2 до 4 мм, который предназначен, чтобы подавать его в зону горения дуги во время сварки. Он расплавляется под влиянием высокой температуры, при этом выводит в корку шлаков вредные примеси; обеспечивает необходимые свойства сварного соединения; обеспечивает постоянное горение дуги и перенос электродного металла в сварочную ванну; обеспечивает создание газовой и шлаковой защиты сварочной ванны.

Классификация флюсов сварочных

Их подразделяют по химическому составу, назначению, технологии производства и другим характеристикам.

Химический состав

По химическому составу флюсы делятся на: солевые, солеоксидные и оксидные.

В солевых флюсах не содержится оксидов, они состоят из хлоридов BaCl2, CaF2 и др. и фторидов. Их используют для электрошлакового переплава и сварки активных металлов.

В солеоксидных содержится меньше оксидов, по сравнению с оксидными, и больше количество солей. Их используют для сваривания легированных сталей.

Оксидные состоят из оксидов металлов, в них могут содержаться до 10% соединений фторидов. Их используют для сваривания низколегированных сталей. По содержанию они подразделяются по содержанию марганца на: высокомарганцевые, среднемарганцевые и низкомарганцевые, а по содержанию кремния: высококремнистые, низкокремнистые, бескремнистые.

По технологии производства делятся на керамические (не плавленые) и плавленые. Не плавленые флюсы – это сухие смеси компонентов, которые получаются после смешивания ферросплавов и минералов с жидким стеклом, сушки, прокалке и фракционированию. У плавленых флюсов рудоминеральные компоненты расплавляются в печи, потом гранулируются, подвергаются фракционированию и прокалыванию.

Флюсы сварочные (подробнее) по строению частиц (зерен) могут быть цементированными, пемзовидными, стекловидными.

Химическая активность флюса является одной из его очень важных характеристик, которая определяется исходя из суммарной окислительной способности. Показатель активности флюса – относительная величина Аф, имеющая значение от 0 до 1.

Флюсы, в зависимости от химической активности делятся на четыре типа:

• пассивные (Аф < 0,1)

• малоактивные (Аф от 0,1 до 0,3)

• активные (Аф от 0,3 до 0,6)

• высокоактивные (Аф > 0,6)

Итак, флюс сварочный, может пригодится в производстве, как, например, хризотил асбест, для сварки металла и т.д.

3. Основные принципы расчета сборочных и сварочных приспособлений.

4. Механические испытания металла сварных соединений. Твердометрия

4. Твердометрия – это метод неразрушающего контроля твердости металлов, сплавов, резины, пластмассы, бетона и других материалов.

В настоящий момент твердометрия является одним из самых точных методов неразрушающего контроля и технической диагностики (НКТД).

Твердость – это свойство материала оказывать сопротивление контактной деформации или хрупкому разрушению при внедрении индентора в поверхность. Под индентором понимается твердосплавный наконечник.

Твердомер – это прибор для измерения твердости.

Различают следующие приборы для измерения твердости:

• Твердомеры стационарные

• Твердомеры портативные

Стационарный твердомер предназначен для измерения твердости непосредственно в лабораторных условиях и считается более точным, чем портативный твердомер, а портативный твердомер может применяться как в лабораторных, так и в полевых, цеховых условиях. 

Методы измерения твердости:

• Метод Бринелля (ГОСТ 9012-59)

• Метод Роквелла (ГОСТ 9013-59)

• Метод Супер-Роквелла (ГОСТ 22975-78)

• Метод Виккерса (ГОСТ 2999-75)

• Метод микротвердости (ГОСТ 9450-60)

• Метод ударного отпечатка (ГОСТ 18661-73)

• Метод упругого отскока бойка (динамический метод) – динамические твердомеры

• Контактно-импедансный метод (ультразвуковой метод) – ультразвуковые твердомеры.

Применение различных методов измерений твёрдости металлов обусловлено механическими свойствами металлов и конструктивно-технологическими особенностями изделий.

Механические испытания металла сварных швов и околошовной зоны позволяют определить численное значение прочности, пластичности и вязкости материалов в различных условиях их работы. В соответствии с характером действующих сил механические испытания делятся на три вида: статические, когда усилие (нагрузка на образец) плавно возрастает или длительное время остается постоянным. К ним относятся испытания на растяжение, изгиб и ползучесть, определение твердости и микротвердости различных участков сварного соединения и наплавленного металла; динамические, при которых усилие возрастает практически мгновенно и действует короткое время. К ним относятся испытания на ударный изгиб, на ударный разрыв и стойкость против механического старения; испытание на выносливость, когда нагрузка на образец многократно изменяется по величине или по направлению. Механические испытания в лабораторных условиях проводят в соответствии с ГОСТ 6996—66 как при нормальных (комнатных), так и при пониженных или повышенных температурах в зависимости от условий последующей работы конструкций. Испытание на статическое растяжение проводят для определения: предела прочности или временного сопротивления разрыву; физического или условного предела текучести; относительного удлинения после разрыва или относительного сужения. Испытание на растяжение производят на разрывных и универсальных машинах всех систем при условии соответствия их ГОСТ 1497—84 и ГОСТ 7855—84.