Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Фоминых В.П. Электросварка учеб. для проф.-техн. училищ

.pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.64 Mб
Скачать

кает электрод и в зоне дугового

разряда

приобретает

свойства плазмы, которая

затем

истекает

через отвер­

стие малого диаметра в

сопле в

виде яркосветящейся

струн с большой скоростью и температурой, достигаю­ щей 15 000° С и выше.

Принципиальная схема плазменной резки приведе­ на на рис. 53.

Рис. 53. Принципиальная схема процесса плазмен- но-дуговоіі резки:

/ — вольфрамовый электрод, 2 — медное водоохлаждае -

мое сопло, 3 — наружное

сопло, 4 — плазменная струя,

5 — разрезаемый

металл,

6 — изоляционная

шайба,

7 — б а л л а с т н о е

сопротивление, fi и с т о ч н и к

питания

Рис. 54. Принципиальная схема процесса плазменно-дуговоіг резки:

а—прямого действия, б — косвенного действия

В зависимости от применяемой электрической схе­ мы плазменная резка металлов может выполняться не­ зависимой и зависимой дугами. Схема плазменной рез-

130

ки дугой прямого дейст­ вия приведена на рис. 54, а, а дугой ісосвенного дей­ ствия на рис. 54, б. Кон­ струкция плазменной го­ релки приведена на рис. 55.

В табл. 22 приводятся ориентировочные режимы резки.

Плазмообразующий газ — система, преобра­ зующая проводимую электрическую энергию в тепловую, передаваемая разрезаемому металлу. Поэтому желательно, что­ бы газ имел высокий по­ тенциал ионизации и на­ ходился в молекулярном состоянии. Такими газами являются аргон, азот, во­ дород, гелий, воздух и их смеси.

Рис. 55. Конструкция горелки для плазменно-дуговой резки:

1 —• магнезитовое

кольцо,

2 — соп­

ло,

3 — резиновая

прокладка,

4, 6,

8,

10

— изоляционное

покрытие,

5 — резиновая

трубка,

7 — соедини­

тельная

гайка,

9

— п р о б к а ,

 

// — ка ­

тодный

узел,

12 —- резиновая

про­

кладка,

13 — корпус сопла,

/ - ^ с о е -

д т ш т е л ы і а я гайка, /5 — н а р у ж н о е сопло

Т а б л и ц а 22

 

Режимы

резки

 

 

 

 

Разрезаемый

материал

Параметры

резки

Ст. 3

толщи­

Ст. 1Х18Н9Т

 

 

на

18 .«.и

толщина 20 мм

 

 

300

340

 

 

 

65

75

 

 

 

3,5

3,5

 

 

 

4

4

Расстояние сопла до

изделия, мм

,

5

5

 

 

 

10

10

 

 

 

5

5

 

 

 

60

40

В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и

1.Что называется плазмой?

2.Сущность плазменной резки.

3.Какие газы применяются при плазменной резке?

9*

131

§41. ПОДВОДНО - ДУГОВАЯ РЕЗКА

Вжидких средах, в том числе и в воде, можно по­ лучить достаточно устойчивый дуговой разряд, который, образуя высокую температуру и имея большую удельную тепловую мощность, испаряет и разлагает окружающую жидкость. Пары и газы, образующиеся при дуговом

разряде,

создают

вокруг сварочной

дуги газовую

защи­

ту

в форме газового пузыря, т.е.

в сущности

дуга го­

рит

ие в

воде, а

в газовой среде.

Газ состоит

в

основ­

ном из водорода, образующегося при термической дис­ социации водяного пара, а образующийся при диссоци­ ации кислород окисляет материал электродов.

Устойчивая сварочная дуга при использовании обычных источников питания сварочной дуги может быть получена при применении угольных или металли­ ческих электродов.

Электроды, применяемые для подводной резки, должны иметь толстое водонепроницаемое покрытие, которое охлаждается снаружи водой и поэтому пла­ вится медленнее стержня электрода, образуя в конце электрода «козырек». Образовавшийся козырек высту­

пает вперед в форме небольшой

чашечки

и способству­

ет устойчивому существованию

газового

пузыря и го­

рению дуги.

 

 

В о д о п р о н и ц а е м о с т ь покрытия

отрицательно

влияет на устойчивость горения дуги, так как вода, ис­

паряющаяся

у

горячей

поверхности

 

электродного

стержня,

разрушает

покрытие

и срывает

 

его

кусками

со стержня. В о д о н е п р о н и ц а е м о с т ь

достигается в

основном

пропиткой

покрытия

парафином.

В

качестве

покрытия

применяют

состав

из смеси железного

сури­

ка (80%)

и мела

(20%) с

добавлением

для их

связы­

вания жидкого

натриевого

стекла 30%

к

весу

шихты,

имеющего плотность 1,4. Нанесение покрытия произво­ дят окунанием. Электродным стержнем служит свароч­

ная проволока

Св-08 или Св-08ГС.

60—70 а

 

 

Величину

тока

подбирают

из расчета

на

1 мм диаметра электрода.

Напряжение

дуги

под

во­

дой

несколько

больше,

чем

на

воздухе. Резка

под

во­

дой

применяется

при

ремонте

судов, устройстве раз­

личных гидросооружений и др.

В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и

1.Сущность подводной резки.

2.Области применения подводной резки,

132

Г Л А В А IX

О С Н О В Н Ы Е Т Р Е Б О В А Н И Я , П Р Е Д Ъ Я В Л Я Е М Ы Е К И С Т О Ч Н И К А М

П И Т А Н И Я С В А Р О Ч Н О Й Д У Г И

Источники питания сварочной дуги должны обе­ спечивать легкое зажигание и стабильное (устойчивое) горение дуги в процессе сварки.

Основными техническими показателями источников питания сварочной дуги являются: внешняя характери­ стика, напряжение холостого хода, относительная про­ должительность работы (ПР) и относительная продол­ жительность включения (ИВ) в прерывистом режиме.

§ 42. ВНЕШНЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

В н е ш н я я

 

х а р а к т е р и с т и к а

и с т о ч и и к о в

п и т а и и я (сварочного трансформатора,

выпрямителя

и генератора)

это

зависимость напряжения на вы­

ходных

зажимах

от

величины

тока

нагрузки. Зависи­

мость

между

напряжением и

током

дуги

в установив­

шемся

(статическом)

режиме

называется

вольт-ампер­

ной характеристикой

дуги.

 

 

 

Внешние характеристики источников питания сва­ рочной дуги показаны на рис. 56. Внешние характерис­ тики сварочных генераторов, показанные на рис. 56 (кривые / и 2), являются падающими.

Чем круче характеристика, тем лучше стабильность горения дуги, так как при крутопадающей характерис­ тике с изменением длины сварочной дуги величина сва­ рочного тока уменьшается незначительно. Длина дуги связана с ее напряжением: чем длиннее сварочная ду-

Рис. 57. Внешние характеристики источников питания и сварочной дуги — сплошная линия — генератора, пунктирная — дуги в мо­ мент возбуждения, штрих-пунктирная—дуги при горении), харак­ теристики источников питания сварочной дуги (б)

га, тем выше напряжение. При одинаковом падении напряжения (изменении длины дуги) изменение свароч­ ного тока неодинаково при неодинаковых внешних ха­ рактеристиках источника. Чем круче характеристика, тем меньше влияет длина сварочной дуги на сварочный ток. При изменении напряжения на величину ô при крутопадающей характеристике изменение тока равно

а\, при

пологопадающей — а2.

 

 

Для обеспечения стабильного горения дуги необхо­

димо,

чтобы

характеристика

сварочной дуги

пересека­

лась

с

характеристикой

источника питания

(рис. 57).

В

момент

зажигания

дуги

(рис. 57, а) напряжение

падает

по кривой от точки / до точки 2 — до

пересече­

ния с характеристикой генератора, т.е. до положения, когда электрод отводится от поверхности основного металла. При удлинении дуги до 3—5 мм напряжение возрастает по кривой 2—3 (в точке 3 осуществляется

134

устойчивое горение дуги). Обычно ток короткого замы­ кания превышает рабочий ток, но не более чем в обра­ за. Время восстановления напряжения после короткого замыкания до напряжения дуги не должно превышать 0,05 сек, этой величиной оцениваются динамические свойства источника.

На

рис 57,6

показаны

падающие

характеристики

1 и 2 источника

питания

при жесткой

характеристике

дуги 3,

наиболее

приемлемой

при ручной

дуговой

сварке.

 

 

 

 

 

 

 

Н а п р я ж е н и е

х о л о с т о г о

х о д а

(без

нагрузки

в сварочной цепи) при падающих внешних характерис­ тиках всегда больше рабочего напряжения дуги, что способствует значительному облегчению первоначаль­ ного и повторного зажигания дуги. Напряжение холо­ стого хода не должно превышать 75 а при номиналь­ ном рабочем напряжении 30 в (повышение напряжения

облегчает зажигание дуги,

но одновременно увеличива­

ется опасность поражения

сварщика током). Для по-

J

 

Рис. 58. Конструктивная

схема трансформатора

типа

СТН (о)

 

 

и его внешние

характеристики (б):

 

1 ~~ первичная

обмотка, 2 — вторичная

обмотка, 3—обмотка

дросселя,

4 — подвижный

пакет

ыагннтопровода,

5 — рукоятка, 6— магнитопровод

стоянного

тока

напряжение

зажигания

должно быть

не менее 30—35 в,

а

для

переменного

тока

50—55 в.

Согласно

ГОСТ 7012—69

для трансформаторов, рас­

считанных на сварочный ток 2000 а, напряжение холо­ стого хода не должно превышать 80 в.

135

Повышение напряжения холостого хода источника переменого тока приводит к снижению косинуса «фи». Иначе говоря, увеличение напряжения холостого хода снижает коэффициент полезного действия источника питания.

Источник питания для ручной дуговой сварка пла­ вящимся электродОіМ и автоматической сварки под флюсом должен иметь падающую внешнюю характери­

стику. Жесткая

характеристика источников

питания

(рис. 56, кривая

3) необходима при выполнении свар­

ки в защитных

газах (аргоне, углекислом газе,

гелии)

и некоторыми видами порошковых проволок, например

ЭПС-15/2.

Для

сварки

в

защитных

 

газах

допустимы

также

источники

питания

с п о л о г о в оз ра ст а ю щ и-

ми в н е ш н и м и

 

характеристиками

(рис. 56, кривая

4).

§ 43. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ РАБОТЫ (ПР)

 

И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ

ВКЛЮЧЕНИЯ

|ПВ)

 

 

В ПРЕРЫВИСТОМ РЕЖИМЕ СВАРОЧНОЙ ДУГИ

 

 

 

 

Относительная

продолжительность

работы

{ПР)

и

относительная

 

продолжительность

включения

(ПВ)

в

прерывистом

режиме характеризуют повторно-крат­

ковременный режим работы источника питания.

 

 

 

Величина

ПР

 

определяется

как

отношение

продол­

жительности рабочего периода источника питания

к

длительности

полного

 

цикла

работы

и выражается

в

процентах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПР%

=

ІР_ .]00%,

 

 

 

 

 

 

где

— непрерывная

работа

под

нагрузкой;

 

 

 

 

длительность

полного цикла. Условно

при­

 

 

 

нято,

что

в среднем

г р = 3

мин, а гц

—5

мин,

 

 

 

следовательно,

оптимальная

 

величина

 

 

 

ПР%

 

принята

60%.

 

 

 

 

 

 

 

 

Различие

между

ПР%

и ПВ%

состоит

в

том, что

в

первом

случае

 

источник питания во время паузы не

отключается

от

сети и при разомкнутой сварочной це­

пи

работает

на

холостом ходу, а во втором случае ис­

точник

питания

полностью

отключается от сети.

 

 

В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и

I . Какие внешние характеристики могут быть у источников пи­ тания?

136

2. Какая внешняя характеристика наиболее приемлема для руч­ ной дуговой сварки ц почему?

3. Почему ограничивается напряжение холостого хода источника питания?

Г Л А В А X

И С Т О Ч Н И К И П И Т А Н И Я С В А Р О Ч Н О Й Д У Г И П Е Р Е М Е Н Н О Г О Т О К А

§ 44. ОДНОПОСТОВЫЕ СВАРОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Сварочные трансформаторы по фазности электриче­ ского тока подразделяются на однофазные и трехфаз­ ные, а по количеству постов — на однопостовые и мно­ гопостовые. О д н о п о с т о в о й т р а н с ф о р м а т о р служит для питания сварочным током одного рабочего места и имеет соответствующую внешнюю характерис­ тику.

М н о г о п о с т о в о й т р а н с ф о р м а т о р служит для одновременного питания нескольких сварочных дуг (сварочных постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения сварочной дуги и обеспечения падающей внешней характеристики в сва­ рочную цепь дуги включают дроссель. Для дуговой сварки сварочные трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы;-

трансформаторы с нормальным магнитным рассея­ нием, конструктивно выполненные в виде двух раз­ дельных аппаратов (трансформатор и дроссель) или в едином общем корпусе;

трансформаторы с

развитым

магнитным рассеяни­

ем, конструктивно различающиеся

по

способу регулиро­

вания

подвижными

катушками, с

магнитными шун­

тами,

со

ступенчатым

регулированием).

В СССР нашли применение трансформаторы обеих групп, а за последние годы преимущественно трансфор­ маторы в однокорпусном исполнении с развитым магнит­ ным рассеянием и с магнитными шунтами.

Трансформаторы с нормальным магнитным рассея­ нием.

Трансформаторы с отдельным дросселем. Жесткая внешняя характеристика такого трансформатора полу­ чается за счет незначительного магнитного рассеяния

137

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

23

 

 

 

 

 

 

Технические характеристики сварочных трансформаторов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марки трансформаторов

 

 

 

 

 

Параметры

 

 

СТЭ-2-1У

СТЭ-3'ІУ

СТН-350

СТН-500

СТН-500-1

тск-зоо

ТСК-500

ТС-300

 

 

 

 

 

 

Номинальный режим

рабо­

65

65

65

65

65

65

65

65

ты,

ПР%

 

 

 

 

Напряжение

 

холостого хо­

65

60

70

60

60

63

60

63

да,

в . .

 

-

 

 

Напряжение

 

номинальное, в

30

30

30

30

30

30

30

30

Номинальная

мощность, кет

23

30

25

32

32

20

32

20

Пределы

 

регулирования

 

 

 

 

150—700

110—385

 

 

 

сварочного

тока,

а

. . .

100—500

150—700

80—450

150—700

165—650

110—385

Напряжение

 

сети,

в

. . .

220, 380

220 ,380

220, 380

220, 380

220, 380

380

220, 380

220,

380

К. п. д., %

 

 

 

 

83

86

83

86

86

84

84

84

Коэффициент

 

мощности

0,5

0,53

0,5

0,54

0,52

0,73

0,65

0,51

(косинус

«фи») .

. . .

Габаритные

размеры

транс­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

форматора, мм:

 

 

690

690

695

772

775

760

840

760

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

370

370

398

410

410

520

575

520

 

 

 

 

 

 

660

660

700

865

1005

970

1060

975

Габаритные

 

размеры

дрос­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

селя, мм:

 

 

 

 

594

594

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

320

320

Вес,

кГ:

 

 

 

 

545

545

 

 

 

 

130

 

 

 

275

 

 

 

 

трансформатора

. . .

160

220

250

215

280

185

регулятора .

,

. . .

92

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

табл. 23

 

Параметры

 

 

 

 

 

Марки трансформаторов

 

 

 

 

 

 

 

ТС-500

ТСД-500

ТСД-1000-З

ТСД-2000-2

СТШ-500

СТШ-500-SO

ТСП-1

ТД-500

 

 

 

 

 

 

Номинальный

режим

рабо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ты,

ПР%

 

 

 

 

65

60

65

65

60

60

от

20

60

Напряжение

 

холостого хо­

60

80

69—78

 

 

 

 

 

 

да,

s

 

номинальное, в

77—85

60

80

65—70

60—76

Напряжение

 

30

45

42

53

30

50

30

30

Номинальная

мощность, кзт

32

42

76

180

32

 

12

32

Пределы

 

регулирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сварочного

тока,

а

. . .

165—650

200—600

400—1200

800—2200

145—650

260—800

105,

145

85—720

Напряжение

 

сети,

в

. . .

220, 380

220, 380

220, 380

380

220, 380

220, 380

220,

380

220 или

К. п. д., %

 

 

 

 

85

87

90

89

90

92

 

 

380

 

 

мощности

75

.

Коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

(косинус

«фи») .

. . .

0,53

0,62

0,62

0,64

0,53

0,62

 

Габаритные

размеры

транс­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

форматора, мм:

 

 

840

950

950

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1050

670

225

 

 

 

 

 

 

 

575

818

818

900

666

435

 

Габаритные

 

размеры

дрос­

1060

1215

1215

1300

753

470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

селя, мм:

 

 

 

 

 

,

 

_

ширина

 

. . . .

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

высота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

Вес,

кГ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трансформатора

. . .

250

445

540

670

220

323

35

210

регулятора

 

 

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ