Сварка трубопроводов
..pdfвать, регулируя энергию сварочной дуги, а соответственно, и плав ление электродов. Так, при сварке корневого слоя шва, когда име ют место неточности сборки стыка, притупления кромок и зазора по периметру, сварщику для обеспечения качества необходимо регулировать сварочный ток и соответственно проплавление
впроцессе сварки [1, 24]. Этого можно достичь, изменяя длину дуги и наклоняя электрод, при условии, что источник тока имеет небольшой наклон статической вольт-амперной характеристики
врабочей точке. Как видно на рис. 3.12, при увеличении длины
дуги ее нормированная характеристика из начального состояния 2 перейдет в положение 3. При этом рабочая точка А горения дуги переместится по вольт-амперной характеристике источника тока в точку Б. Соответственно, сварочный ток уменьшится на величи ну А/ = 1А — 1С. Таким образом, можно существенно уменьшить или увеличить (при сокращении длины дуги) сварочный ток, реа гируя на изменение зазора или притупления кромок труб в стыке при сварке корневого слоя шва, добиваясь качественного его фор мирования. В случае крутопадающей вольт-амперной характери стики источника питания (рис. 3.12, кривая 4), при изменении длины дуги ее рабочая точка переместится из А в С и изменение сварочного тока А/ = /А —1Сзначительно меньше, чем при сварке на пологопадающей характеристике, поэтому сварщик не может
Напряжение
Рис. 3.12. Схема изменения режима сварки при различных наклонах вольт-амперных характеристик
отработать возмущения, связанные со сборкой стыка и притупле нием кромок. Следовательно, источник тока для сварки корневого слоя шва должен иметь пологопадающую вольт-амперную харак теристику в области рабочих токов.
При сварке заполняющих и облицовочного слоев шва, когда сварщик совершает продольные и поперечные колебания элект родом, необходимо обеспечить минимальное изменение свароч ного тока для равномерного проплавления кромок. Это требова ние выполняется, если источник питания имеет крутопадающую вольт-амперную характеристику в области рабочих токов. Чем круче наклон вольт-амперной характеристики в точке А (см. рис. 3.12), тем меньше ток отличается от первоначального при изменениях дли ны дуги. В идеальном случае, когда кривая вольт-амперной харак теристики перпендикулярна к оси токов, происходит стабилиза ция сварочного тока, т. е. он не зависит от длины дуги. Следова тельно, для сварки заполняющих и облицовочного слоев шва ис точник тока должен иметь крутопадающую вольт-амперную характеристику.
Кроме того, для качественной сварки неповоротных стыков трубопроводов в условиях непрерывно изменяющегося простран ственного положения сварочной ванны источник тока должен иметь хорошие динамические свойства, обеспечивать быстрый рост напряжения при переходе от короткого замыкания к горе нию дуги, оптимальную скорость изменения тока для снижения разбрызгивания, связанного с переходом капель расплавленного электрода в сварочную ванну, и выполнение других требований, которые регламентируются ГОСТ 25616 —83. Источники питания для дуговой сварки. Методы испытания сварочных свойств.
3.1.2.3. Агрегаты с коллекторными генераторами
Генератор постоянного тока (рис. 3.13) — основной узел сва рочных агрегатов. В трубопроводном строительстве в составе сва рочных агрегатов используют однопостовые коллекторные генераторы ГСО-ЗОО-5, ГД-310, ГД-3120, а также двухпостовой генератор ГСМ-500 [26, 28].
Коллекторные генераторы ГСО-ЗОО-5, ГД-3120 и ГД-310 имеют одинаковую электромагнитную схему и различаются пределами
Технические характеристики агрегатов с коллекторными генераторами |
Таблица 3.5 |
||||||
|
|||||||
Показатели |
АДД-305 |
АДД-3112 АСДП-500Г |
СДУ |
УСТ-21 |
СЧУ |
УС-41 |
|
Число постов |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
4 |
4 |
Исполнение |
Ча прицепе |
На прицепе |
Наприцепе На тракторе На тракторе На тракторе На тракторе |
||||
Двигатель |
Д-37Е |
Д-37Е |
Д-37Е |
Д-37Е |
ДТ-75 |
Т-130 |
Т-130 Г |
Мощность, кВт |
29,4 |
29,4 |
44,2 |
79,5 |
58,9 |
103 |
117,7 |
Частота вращения вала |
— |
— |
— |
1070 |
1000 |
1070 |
1250 |
отбора мощности, об/мин |
— |
— |
— |
- |
Палатка |
- |
Палатка |
Укрытие рабочего места |
|||||||
Масса, кг |
900 |
905 |
5 020 |
13 500 |
300 |
14 600 |
17 500 |
Габаритные размеры, мм |
1915х895х |
1900х900х |
6600х2500х 5235х2460х 5600x1890х 5770х2460х |
7400х2500х |
|||
|
Х1140 |
Х1200 |
Х2850 |
Х3040 |
хЗОЮ |
Х3040 |
хЗбОО |
Тип генератора |
ГД-310 |
ГД-3120 |
ГСМ-500 ГСО-ЗОО-5 ГСО-ЗОО-5 ГСО-ЗОО-5 |
ГСО-ЗОО-5 |
|||
Номинальный сварочный |
315 |
315 |
500 |
315 |
315 |
315 |
315 |
ток, А |
|
Не более |
55 |
80 |
80 |
80 |
80 |
Напряжение холостого |
Не более 90 |
||||||
хода, В |
|
100 |
|
|
|
|
|
Пределы регулирования |
60-350 |
30-350 |
15-600 |
45-320 |
45-320 |
45-320 |
45-320 |
сварочного тока, А |
|
|
|
|
5 |
|
12 |
Мощность вспомогатель |
|
|
|
|
|
||
ного генератора трехфаз |
|
|
|
|
|
|
|
ного переменного тока на- |
|
|
|
|
|
|
|
пряжением220 В с частотой |
|
|
|
|
|
|
|
50 Гц, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
стовые агрегаты АДД-2501; агрегаты с бесколлекторными вентиль ными генераторами; самоходные агрегаты на базе тракторов — двухпостовой УСТ-22 и четырехпостовой АС-41 (табл. 3.6) [24].
Таблица 3.6
Технические характеристики агрегатов с вентильными генераторами
Показатели |
|
АДБ-3120 |
АДД-502 |
АМ - |
УСТ-22 |
АС-41 |
|
|
|
|
4x2501 |
|
|
Число постов |
|
1 |
1 + 1 |
4 |
1 +1 |
4 |
Исполнение |
На прицепеНа прицепеНа прицепеНа тракторе На тракторе |
|||||
Двигатель |
|
|
|
|
ТДТ-55А К—701 |
|
|
320-01 |
|
Д-240Л |
|
|
|
тип |
|
Д37Е |
Трактора |
Трактора |
||
|
|
(бензин) |
|
|
|
|
мощность, кВт |
|
29,4 |
35,75 |
55,1 |
58,9 |
220,8 |
частота враще |
|
2000 |
1800 |
2200 |
810 |
1900 |
ния вала отбора |
|
|
|
|
|
|
мощности, |
|
|
|
|
|
|
об/мин |
|
|
|
|
|
|
Укрытие рабочего |
|
— |
— |
— |
Палатка |
Палатка |
места |
|
|
|
|
|
|
Тип сварочного |
|
ГД-314 |
Сдвоен |
ГД-2501 |
Сдвоенный |
ГЯ-2500 |
генератора |
|
|
ный блок |
(одно- |
блок |
(однокор |
Номинальный |
|
|
АДД-500 корпусный) АДД-500 |
пусный) |
||
|
315 |
2x315 |
4x250 |
2x315 |
4x250 |
|
сварочный ток, А |
|
|
|
|
|
|
Напряжение холо |
<95 |
< 100 |
70-100 |
< 100 |
70-100 |
|
стого хода, В |
|
15-350 |
|
|
|
|
Пределы |
|
60-315 |
3(70-315) |
60-315 |
70-315 |
|
регулирования |
|
|
|
4(40-250) |
|
|
сварочного тока, А |
|
|
|
|
|
|
Частота вращения |
|
2000 |
1800 |
2200 |
1800 |
1900 |
генератора, об/мин |
|
|
|
|
|
|
Вспомогательный |
|
— |
— |
Встроен |
Генератор |
Встроен |
источник электро |
|
|
ный, 220 В, |
перемен |
ный, 220 В, |
|
энергии |
|
|
|
посто |
ного тока, |
постоянного |
|
|
|
|
янный ток, 220 В, трех |
тока, |
|
|
|
|
|
мощность |
фазный, |
мощность |
|
|
|
|
6 кВт |
мощность |
6 кВт |
Масса, кг, не более |
|
690 |
3400 |
5250 |
12кВт |
|
|
8250 |
18500 |
||||
Габаритные |
|
1900х900х 6100x2350x7150х2360х 5700х2000х 9120х3100х |
||||
размеры, мм |
|
Х1405 |
Х2670 |
х2740 |
хЗООО |
х4350 |
Вентильные генераторы названы так из-за выпрямительного блока с кремниевыми вентилями (диодами), который выпрямляет переменный ток повышенной частоты, наводимый в статорных обмотках, в постоянный сварочный ток. Однопостовой вентиль ный генератор состоит из синхронного бесколлекторного генера тора повышенной частоты и блока вентилей, собранного по мос товой схеме. Ротор генератора является индуктором и выполнен в виде двух пакетов электротехнической стали с явно выраженны ми полюсами (зубцами). Полюса одного пакета сдвинуты на 180 ° относительно полюсов другого пакета. Обмоток и коллектора на роторе нет. На статоре генератора расположены трехфазная сило вая обмотка и обмотка возбуждения. Генератор работает с само возбуждением.
Начальное самовозбуждение происходит от остаточного маг нетизма генератора. После запуска генератора без нагрузки под действием остаточного магнетизма на силовых обмотках статора появляется э. д. с. порядка 5 —7 В (рис. 3.15). Это напряжение через трансформатор Т2 и, в зависимости от положения переключателя
Рис. 3.15. Принципиальная электрическая схема вентильного генера тора
П2, диоды Д7 и Да (диапазон малых токов) или Д9 (диапазон боль ших токов) начинает питать обмотку возбуждения генератора и обеспечивает его самовозбуждение до напряжения холостого хода.
Магнитный поток в воздушном зазоре генератора, образуе мый обмоткой возбуждения, питаемой постоянным током, распре деляется таким образом, что один пакет железа ротора имеет толь ко северные полюса, а второй — южные. Поскольку северные по люса ротора сдвинуты относительно южных на 180 °, то при вра щении ротора каждый виток обмотки статора пронизывает изменяющийся по величине поток. В результате в каждой из трех фаз обмотки статора наводятся переменные э. д. с., которые с помощью вентилей Д {—Дб выпрямляются в постоянную э. д. с.
Напряжение холостого хода генератора регулируется сопро тивлением R2, крутизна внешних вольт-амперных характеристик и сварочный ток — реостатом R3. Ступенчатое регулирование сва рочного тока осуществляется переключателем диапазонов П{,
ккоторому подключены выводы обмоток статора.
Вчетырехпостовом на прицепе агрегате ДДД-4х2501 и четы рехпостовом самоходном агрегате АС-41 установлен четырехпо стовой генератор в однокорпусном исполнении. Этот вентильный сварочный генератор самовозбуждения со встроенным вспомога тельным источником электроэнергии напряжением 220 В для пи тания электроинструмента, печей термообработки электродов и освещения состоит из трехфазного индукторного генератора пе ременного тока повышенной частоты, блоков выпрямления для получения постоянного сварочного тока и блоков управления.
Блочное исполнение агрегатов существенно облегчает их ре монт и обслуживание.
Четырехпостовой генератор позволяет осуществлять сварку под флюсом. Для этого посты включают параллельно, по два, три или четыре в зависимости от требуемого тока.
3.1.2.5. Агрегаты со сварочными выпрямителями
Сварочные выпрямители (рис. 3.16), используемые для пита ния дуги в трубопроводном строительстве, установлены в агрега тах АЭП-51, АЭП-52 и АС-81 (табл. 3.7). Монтажными организаци-
|
|
|
Таблица 3.7 |
Технические характеристики агрегатов с выпрямителями |
|||
Показатели |
АЭП-51 |
АЭП-52 |
АС-81 |
Число постов |
4 |
4 |
8 |
Исполнение |
На тракторе |
С прицепом |
На тракторе |
Тип трактора |
Т-100М |
Т-130Г |
К-701 |
Мощность, кВт |
79,5 |
117,7 |
220,8 |
Укрытие рабочего места |
Палатка |
Палатка |
Палатка |
Электростанция трехфазная, |
50 |
100 |
200 |
переменного тока 50 Гц, на |
|
|
|
пряжение 380В,мощность, кВт |
ВД-301(ВД-306) |
ВДМ-1001 |
ВДМ-1601 |
Тип сварочного |
|||
выпрямителя |
315 |
1000 |
1600 |
Номинальныйсварочныйток, А |
|||
Пределы регулирования сва |
45-315 |
15-300 |
15-300 |
рочного тока, А |
60-70 |
70 |
70 |
Напряжение холостогохода, В |
|||
Масса, кг, не более |
17500 |
23000 |
21500 |
Габаритные размеры, мм |
11500х7450х |
13500х2500х |
9120х3100х |
|
х3500 |
х 3400 |
х4350 |
ра, шкаф управления, многопостовой выпрямитель, электропечь для термообработки электродов и балластные реостаты.
Однопостовые сварочные выпрямители (ВД-301 и ВД-306) имеют одинаковое схемное решение и отличаются только габари тами и массой. Упрощенная электрическая схема выпрямителя ВД-306 приведена на рис. 3.17, а. Выпрямитель состоит из свароч ного трансформатора с подвижными катушками, блока вентилей, собранных по мостовой схеме, блока аварийного отключения, имеющего вспомогательный трансформатор Гв, магнитного уси лителя А, контактора К. Для охлаждения выпрямительного блока использован вентилятор [28].
Падающая характеристика выпрямителя достигается тем, что сварочный трансформатор имеет повышенное магнитное рассея ние. Ступенчатое регулирование сварочного тока осуществляется одновременным переключением (переключателем П) фаз первич ной и вторичной обмоток со звезды на треугольник.
При соединении фаз звездой выпрямитель работает на ступе-