книги из ГПНТБ / Львов Н.С. Автоматизация контроля и регулирования сварочных процессов

подвергают высокому отпуску после нагрева до 720—750° С. Из­ делия из алюминия и его сплавов рекомендуется подогревать до 250—400° С. Изделия из меди толщиной более 5 мм нужно подо­ гревать перед сваркой до 200—300° С, из латуни толщиной бо­ лее 10 мм — до 300—500°С, а после проковки швов рекоменду­ ется отжиг при температуре 600—700° С; бронзовые массивные изделия необходимо подогревать до 350—450° С. Для снятия внутренних напряжений в изделиях из титановых сплавов реко­ мендуется отжиг при 600—650° С.

Довольно часто требуется при сварке, особенно крупных из­ делий, подогревать зону шва до 430—450° С. Роторы и диафраг­

ботана система автоматического регулирования, которая путем

X — скрытая теплота плавления в дж/кг.

Повысить скорость сварки можно за счет увеличения свароч­

околошовной зоны не успевает прогреться. Для предотвраще­ ния подрезов рекомендуется подогревать свариваемые кромки предварительно, что можно осуществить с помощью индуктора. Для аргоно-дуговой сварки труб размером 32X2 и 32X3 мм из стали Х18Н10Т достаточен подогрев кромок до 600° С. Предва­ рительный нагрев не только позволяет повысить скорость свар­ ки Vcn, но и уменьшить несколько силу тока сварки [19]:

родом в защитном газе с горячей присадочной проволокой [97]. Этот способ от обычного отличается только тем, что добавляет­ ся второй независимый источник переменного тока небольшой мощности для подогрева проволоки настолько, чтобы при кон­ такте со сварочной ванной она немедленно плавилась. Исклю­ чается пористость в наплавленном металле, так как летучие вещества нагревом удаляются из проволоки до ее попадания в ванну, и отпадает необходимость в чистке мундштука и поверх­ ности изделия от брызг расплавленного металла, ибо они отсут­ ствуют. Скорость сварки металла толщиной 1,6 мм можно повы­ сить на 30%, толщиной 4,8—6,4 мм — на 40—70%, а толщиной

быть увеличена на 150% без возрастания степени проплавле­ ння. Внедрение такого способа дуговой сварки даст большой экономический эффект, ибо потребуется увеличение общей энер­ гии установки всего на 10%.

Пока идет отработка только технических основ процесса сварки с горячей присадочной проволокой. Возможность неза­ висимого регулирования теплового режима сварочной дуги и скорости подачи присадочной проволоки при перечисленных особенностях способа в сочетании с крайней простотой его реа­ лизации открывает широкие перспективы в повышении качест­ ва сварного соединения, производительности и экономичности процесса,

2.КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ ДУГИ

Дистанционное включение и регулирование источника. Дис­ танционное регулирование сварочного тока необходимо в тех случаях, когда сварщик удален от источника или находится внутри свариваемой конструкции, а также при частых изменени­ ях пространственных положений электрода или толщины свари­ ваемых деталей.

Регулирующие устройства источников должны обеспечивать настройку на ток короткого замыкания, требуемый для задан­ ного режима сварки, диаметра и марки электрода. При этом необходимо учитывать, что при дуговой сварке в СОг в нижнем положении напряжение на дуге может отличаться не более чем на 8—10% номинального, а в вертикальном положении не более

При ручной дуговой сварке на переменном токе автоматиза­ ция включения трансформатора и выключения его в перерывах сварки позволит экономить до 30% электроэнергии. На рис. 16, а показана схема, с помощью которой при соприкосно­ вении электрода с изделием трансформатор включается, а при размыкании сварочной цепи выключается.

Обмотка Р-1 двухобмоточного реле переменного тока Р по­

Устройство, разработанное во ВНИИЭСО, позволяет автома­ тизировать дистанционное включение и регулирование источни­ ка 1 . Состоит устройство из трех реле, автотрансформатора с приводным двигателем в цепи уставки (рис. 16, б). Благодаря наличию вспомогательного источника питания оно пригодно для регулирования сварочных источников как с жесткой, так и с па­ дающей характеристиками.

Автоматизация включения источника обеспечивается с по­ мощью реле Р1, получающего питание от отдельного выпрями­ теля Вм1. Цепь обмотки реле может замыкаться только через цепочку B-R-Ry-Кн, либо при закорачивании электрода Э на изделие И. Сопротивление первой цепи велико, поэтому реле не срабатывает. Закорачивание же Э с И заставляет реле Р1 сра­ ботать, благодаря чему замыкается контакт 2Р1 в цепи обмот­ ки магнитного пускателя ПМ, и сварочный трансформатор вы­ ключается. При горении дуги между Э и И реле Р1 по-прежне­ му удерживает свой якорь.

При необходимости изменить режим работы надо прекратить сварку, установить желаемое значение силы тока поворотом ручки резистора уставки тока Ry, затем нажать на кнопку Кн и через небольшой промежуток времени отпустить ее. При размыкании кнопки Кн реле Р2, питающееся от автотрансфор­ матора Тр через цепь B-R-Ry-Кн, отпускает. Его контакт ЗР2 включает (контакт 1Р1 реле Р1 замкнут) двигатель М, который изменяет положение регулирующего устройства сварочного трансформатора Тс в сторону повышения выходного напряже­ ния. В движении будет пройдено положение, соответствующее максимальному значению тока, а затем достигнуто положение

1 К а г а н с к и й Б . А. Авторское свидетельство № 200072 (БИ № 16, 1967).

дуга уверенно зажигается в воздухе при межэлектродном рас­ стоянии 2 мм, а в аргоне при 6 мм. Для предотвращения пробоя изоляции источника питания целесообразно в сварочную цепь поставить дроссель из семи—восьми витков медной шины сече­ нием 2X35 мм, намотанной на ферритовый сердечник, а выход­ ную обмотку сварочного трансформатора зашунтировать защит­ ным конденсатором.

Для облегчения зажигания сварочной дуги предварительно возбуждается с помощью осциллятора вспомогательная дуга между концом электрода и медным охлажденным соплом. При зажигании основной дуги реле тока отключает осциллятор, и вспомогательная дуга гаснет. Зажигание вспомогательной дуги осуществляется тумблером, а основной дуги — приближением сопла горелки к изделию на 4—5 мм.

Для возбуждения дуги в разреженной атмосфере защитных

ранирует вольфрамовый электрод, оставляя его обнаженным только на конце, поэтому при включении осциллятора дуга лег­

Одним из противоречий в работе сварочной цепи является необходимость иметь напряжение холостого хода источника существенно более высоким, чем то, которое необходимо для ус­ тойчивого горения дуги. А нужно-то оно только для возбужде­ ния дуги. Вследствие этого мощность источников, их масса, раз­ меры и стоимость оказываются завышенными. Промышленность приступила к выпуску источников на напряжение холостого хо­ да 40—45 в и силу тока 60—300 а, снабженных вспомогатель­ ным маломощным источником постоянного тока 65 в и 10 а, ко­ торый включен параллельно силовой части и используется только для начального зажигания дуги. Подобным же образом устроен и описанный выше источник ИПП-500В-РЗ. Имеющиеся на трансформаторе дополнительные обмотки позволяют полу­ чить для зажигания дуги напряжение 65—75 в при силе тока 5—20 а (крутопадающая характеристика), тогда как рабочий выпрямитель с более пологопадающей характеристикой (коэф­ фициент наклона 0,084 в/а) дает 45—55 в в диапазоне силы то­ ка 120—600 а.

Заварка кратера. Большинство стандартных источников пи­ тания пока не содержит устройств для автоматического сниже­ ния тока, необходимого для заварки кратера при замыкании швов (например, при сварке кольцевых стыков труб). Поэтому

1 А к с е н о в Н. А., И ш т ы к о в Ю. В. и др. Авторское свидетельство № 219038 (БИ № 18. 1968).

эффективность такого способа невысока, так как он не позво­ ляет подобрать наиболее благоприятные ни время гашения ду­ ги, ни характер спада тока (участок гашения составляет обычно 15—40 мм).

Известны устройства, которые решают эту задачу достаточ­ но просто. Это может быть осуществлено, например, плавным уменьшением тока возбуждения сварочного генератора реоста­ том, ползунок которого перемещается двигателем, а скорость последнего задается заранее. Включается двигатель кнопкой «Стоп».

Более компактны устройства, не содержащие двигателей. За­ варка кратера в установке УП-300, разработанной ВНИИЭСО, осуществляется с помощью транзисторной схемы, управляющей возбуждением сварочного генератора ПС-300. Прекращение сварки нажатием кнопки «Стоп» ведет к отключению напря­ жения выпрямителя от базы эмиттера первого каскада усилите­ ля. Происходящий затем разряд конденсатора через эту базу плавно меняет ток возбуждения а, следовательно, и медленно уменьшает напряжение на дуге.

Снижение тока сварки связывают с прекращением подачи проволоки. В ряде устройств для дуговой сварки на постоянном токе с подачей электродной проволоки с помощью электродви­ гателя постоянного тока задержка отключения источника пита­ ния после выключения двигателя подачи создается конденсато­ ром, разряжающимся на обмотку силового контактора или про­ межуточного реле. Известно оригинальное решение, исключаю­ щее этот конденсатор. Если включить обмотку контактора па­ раллельно якорю двигателя подачи, то он будет удерживаться еще некоторое время после выключения двигателя за счет ис­ пользования его энергии рекуперации. Это позволяет не только упростить устройство, но и осуществить автоматическое регули­ рование длительности выдержки в зависимости от времени, не­ обходимого для остановки двигателя после его отключения '.

При полумеханизированной сварке автоматическое снижение напряжения на дуге одновременно с уменьшением скорости по­ дачи электродной проволоки, необходимое для доброкачествен­ ной заварки кратера, можно получить путем использования в цепи отЗмотки возбуждения сварочного генератора лампы нака­ ливания, включаемой по окончании рабочего режима сварки [38].

Формировать концевой участок шва можно с помощью реле времени. По окончании процесса сварки токовое реле свароч­ ного полуавтомата на заданную выдержку времени включает электродвигатель подачи электродной проволоки на отвод ее от изделия. При этом излишний вылет электрода убирается в подающий шланг полуавтомата2 . Применение такого устройства

№ 198480 (БИ № 14, 1966).