![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Фоминых В.П. Электросварка учеб. для проф.-техн. училищ
.pdfкает 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 (а — 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 |
(р— непрерывная |
работа |
под |
нагрузкой; |
|
|
||||||||||
|
|
*ц—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 |
(с |
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 |
|
|
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
— |