книги из ГПНТБ / Фоминых В.П. Электросварка учеб. для проф.-техн. училищ
.pdfи по сварочным проводам 5 через зажим 6 и электрододержатель 7 подводится к изделию 8. .
На рис. 2, в показана принципиальная электрическая схема поста для ручной дуговой сварки постоянным то ком, а на рис. 2,г—.общин вид поста. В этом случае ток
\ 1
Рис. 2. Принципиальные электрические и монтажные схемы поста для ручной дуговой сварки:
а, б — переменным током {I — переменная величина расстояния м е ж д у катуш ками), а, г — постоянным током
от сети напряжением 220 или 380 в поступает к преобра зователю, состоящему из асинхронного электродвигателя и сварочного генератора, соединенных между собой об щим валом. Такие преобразователи вырабатывают по стоянный сварочный ток напряжением 25—75 в.
Размещение источников питания сварочных постов, в зависимости от характера выполняемых работ, может быть централизованным (групповым) и индивидуальным. Групповое размещение сварочного оборудования в от-
10
дельных |
|
помещениях |
||||||
делают |
|
на |
расстоянии |
|||||
30—40 м от |
сварочного |
|||||||
поста. |
|
Источники |
|
пи |
||||
тания |
|
|
устанавливают |
|||||
на |
минимальном |
рас |
||||||
стоянии |
|
от |
|
рабочего |
||||
места |
|
|
электросвар |
|||||
щика. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сварочные |
посты |
||||||
могут |
быть |
стационар |
||||||
ными |
и |
передвижны |
||||||
ми. |
С т а ц и о н а р н ы е |
|||||||
п о с т ы |
для |
сварки |
из |
|||||
делий |
небольших |
раз |
||||||
меров |
|
располагают |
в |
|||||
открытых сверху |
|
от |
||||||
дельных |
сварочных |
ка |
||||||
бинах |
|
(рис. 3, а) . |
|
Пе |
||||
редвижные |
посты |
при |
||||||
меняют |
|
при |
сварке |
из |
||||
делий |
|
крупных |
габа |
|||||
ритов: |
|
|
трубопроводов |
|||||
большой |
длины |
(рис. |
||||||
3,6), |
металлоконструк |
|||||||
ций, |
сосудов |
и |
т. д. |
Для защиты-работаю щих от ультрафиолето вых лучей сварочной дуги устанавливают пе реносные щиты, шир мы высотой 1,2—1,5 м из несгораемых мате риалов.
При больших объ емах сварочных работ рационально использо вать многопостовые сварочные выпрямите ли, преобразователи или трансформаторы. Величину сварочного тока при этом регули руют на каждом рабо-
Рис. |
3. |
Типы сварочных |
кабин: |
||||
а — стационарная, |
оборудованная |
местным |
|||||
отсосом; |
/ — воздуховод |
вытяжной |
венти |
||||
ляции, |
2 — шибер, |
3 — стул, |
4 — стол, |
||||
5 — б р е з е н т о в ы й |
занавес: |
б — |
переносная |
||||
для сварки |
труб |
в |
монтажных |
условиях |
11
чем посту балластными реостатами (при использовании постоянного тока) и дросселями (при использовании пе ременного тока). П е р е д в и ж н ы е с в а р о ч н ы е пос ты, как правило, применяются при монтаже и ремонт ных работах. При этом часто используют переносные сварочные трансформаторы, сварочные агрегаты и вы прямители, устанавливаемые на специальные прицепы или закрытые автомобили. Такие прицепы и автомобили оборудованы специальными рубильниками, к которым подключены установки.
При работе на различной высоте электроды и необ ходимый инструмент сварщика находятся в брезентовых сумках, подвешиваемых к поясу сварщика, либо в специ альных пеналах или ящиках. Для обеспечения удобства и безопасности работы делают подмости с перилами (ин вентарные леса) или подвешивают люльки. При работе на высоте и значительном удалении от источника пита ния применяют дистанционные регуляторы сварочного тока. А при сварке в сосудах закрытого типа для обеспе чения безопасных условий труда используют отключатели (ограничители) холостого хода.
В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и 1. Какие виды сварочных постов применяют в промышленности
истроительстве?
2.Чем отличается стационарный сварочный пост от перед вижного?
3.В каких случаях рационально использовать многопостовые источники питания?
§ 4. УСТРОЙСТВО И ОБСЛУЖИВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Общие сведения. Промышленный переменный ток в СССР имеет частоту 50 периодов в секунду (50 гц).
Сварочные трансформаторы служат для преобразова ния высокого напряжения электрической сети (220 или 380 в) в низкое напряжение вторичной электрической цепи до требуемого для сварки уровня, определяемого условиями для возбуждения и стабильного горения сва рочной дуги. Вторичное напряжение сварочного транс форматора при холостом ходе (без нагрузки в сварочной цепи) составляет 60—75 в. При сварке на малых токах (60—100 а) для устойчивого горения дуги желательно иметь напряжение холостого хода 70—80 в.
Трансформаторы с нормальным магнитным рассея нием. На рис. 4 приводятся принципиальные схемы транс-
12
ÖJ
Рис. 4. Принципиальная |
электрическая |
схема сварочных |
трансфор |
|
|
маторов |
с отдельными |
дросселями: |
|
а — сварочный |
ток регулируется изменением |
воздушного зазора, |
б — с в а р о ч |
|
ный ток |
регулируется |
ступенчато передвигающимся контактом |
форматоров с отдельным дросселем. Комплект источни ков питания состоит из понижающего трансформатора и дросселя (регулятора реактивной катушки).
Понижающий трансформатор, основой которого яв ляется магнитопровод 3 (сердечник), изготовлен из боль шого количества тонких пластин (толщиной 0,5 мм) трансформаторной стали, стянутых между собой шпиль ками. На магнитопроводе 3 имеются первичная 1 и вто ричная 2 (понижающая) обмотки из медного или алю миниевого провода.
Дроссель состоит из магнитопровода 4, набранного из листов трансформаторной стали, на котором располо жены витки медного или алюминиевого провода 5, рас считанного на прохождение сварочного -тока максималь ной величины. На магнитопроводе 4 имеется подвижная часть 6, которую можно перемещать с помощью винта, вращаемого рукояткой 7.
Первичная обмотка 1 трансформатора |
подключается |
в сеть переменного тока напряжением 220 |
или 380 в. Пе |
ременный ток высокого напряжения, проходя по обмотке 1, создает действующее вдоль магнитопровода пере менное магнитное поле, под действием которого во вто ричной обмотке 2 индуктируется переменный ток низко-
18
го напряжения. Обмотку дросселя 5 включают в свароч ную цепь последовательно со вторичной обмоткой трансформатора.
Величину сварочного тока регулируют путем измене ния воздушного зазора а между подвижной и неподвиж ной частями магннтопровода 4 (рис. 4, а). При увеличе нии воздушного зазора а магнитное сопротивление магннтопровода увеличивается, магнитный поток соот ветственно уменьшается, а следовательно, уменьшается индуктивное сопротивление катушки и увеличивается сварочный ток. При полном отсутствии воздушного за зора а дроссель можно рассматривать как катушку на железном сердечнике; в этом случае величина тока бу дет минимальной. Следовательно, для получения большей величины тока воздушный зазор нужно увеличить (руко ятку на дросселе вращать по часовой стрелке), а для получения меньшей величины тока — зазор уменьшить (рукоятку вращать против часовой стрелки). Регулиро вание сварочного тока рассмотренным способом позво ляет настраивать режим сварки плавно и с достаточной точностью. Конструкция дросселя со ступенчатым регу лированием сварочного тока (рис. 4,6) позволяет изме нять величину сварочного тока при помощи передвигаю щегося контакта, путем включения определенного коли чества витков обмотки. В этом случае регулирование сварочного тока будет ступенчатым. Магнитопровод дросселя в этом случае изготовляют неразъемным, вследствие чего конструкция его значительно упро щается. Современные сварочные трансформаторы типа СТН, ТД, ТС, ТСК, СТЩ и другие выпускаются в однокорпусном исполнении.
В 1924 г. академиком В. П. Никитиным была пред ложена система сварочных трансформаторов типа СТН, состоящих из трансформатора и встроенного дросселя. Принципиальная электрическая и конструктивная схема
трансформаторов типа СТН |
в однокорпусном |
исполне |
|||||
нии, а также магнитная система |
показаны на |
рис. |
5. |
||||
Сердечник |
такого |
трансформатора, |
изготовленный |
из |
|||
тонколистовой трансформаторной |
стали, состоит из двух, |
||||||
связанных |
общим |
ярмом |
сердечников, — основного |
||||
и вспомогательного. Обмотки |
трансформатора |
изготов |
|||||
лены в виде |
двух катушек, каждая |
из которых |
состоит |
из двух слоев первичной обмотки 1, выполненных из изо лированного провода, и двух наружных слоев вторичной
14
Рис. 5. Принципиальная электрическая и конструктивная схема транс форматора типа СТН в однокорпусиом исполнении (а) и его магнит ная система (б):
/ — первичная обмотка, 2 — вторичная обмотка, 3—реактивная обмотка; 4—под вижный пакет магпитопровода, 5 — винтовой механизм с рукояткой, 6— магнитопровод регулятора, 7 — магнитопровод трансформатора, 8 — электрододержатель, 9 — свариваемое изделие
обмотки 2, выполненных из неизолированной шинной ме ди. Катушки дросселя пропитаны теплостойким лаком и имеют асбестовые прокладки.
Обмотки трансформаторов типа СТН изготовляют из медного или алюминиевого проводов с выводами, арми рованными медью. Величину сварочного тока регулиру ют с помощью подвижного пакета магпитопровода 4, пу тем изменения воздушного зазора а винтовым механиз мом с рукояткой 5. Увеличение воздушного зазора при вращении рукоятки 5 по часовой стрелке вызывает, как и в трансформаторах типа СТЭ с отдельным дросселем, уменьшение магнитного потока в магнитопроводе 6 и уве личение сварочного тока. При уменьшении воздушного зазора повышается индуктивное сопротивление реактив ной обмотки дросселя, а величина сварочного тока умень шается.
ВНИИЭСО разработаны трансформаторы этой систе мы СТН-500-ІІ и СТН-700-ІІ с алюминиевыми обмотка ми. Кроме того, на базе этих трансформаторов разрабо таны трансформаторы ТСОК-500 и ТСОК-700 со встроен ными конденсаторами, подключенными к первичной обмотке трансформатора. Конденсаторы компенсируют реактивную мощность и обеспечивают повышение коэф фициента мощности сварочного трансформатора до 0,87.
15
Однокорпусные трансформаторы СТН более компакт ны, вес их значительно меньше, чем у трансформаторов типа СТЭ с отдельным дросселем, а мощность одинакова.
Трансформаторы с подвижными обмотками с увели ченным магнитным рассеянием. Трансформаторы с под вижными обмотками (к ним относятся сварочные транс форматоры типа ТС, ТСК и ТД) получили в настоящее время широкое применение при ручной дуговой сварке. Они имеют повышенную индуктивность рассеяния и вы полняются однофазными, стержневого типа, в однокорпусном исполнении.
Катушки первичной обмотки такого трансформатора неподвижные и закреплены у нижнего ярма, катушки вторичной обмотки подвижные. Величину сварочного то ка регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. Наибольшая величина сварочно го тока достигается при сближении катушек, наимень шая — при удалении. С ходовым винтом 5 связан указа тель примерной величины сварочного тока. Точность по казаний шкалы составляет 7,5% от значения максималь ного тока. Отклонения величины тока зависят от подво димого напряжения и длины сварочной дуги. Для более точного замера сварочного тока должен применяться ам перметр.
На рис. 6, а, б показаны принципиальная электриче ская и конструктивная схемы трансформатора ТСК-500. При повороте рукоятки 3 трансформатора по часовой стрелке катушки обмоток 6 и 7 сближаются, вследствие чего магнитное рассеяние и вызываемое им индуктивное сопротивление обмоток уменьшаются, а величина сва рочного тока увеличивается. При повороте рукоятки про тив часовой стрелки катушки вторичной обмотки удаля ются от катушек первичной обмотки, магнитное рассея ние увеличивается и величина сварочного тока умень шается.
Трансформаторы снабжены |
емкостными |
|
фильтрами, |
|||||
предназначенными |
для |
снижения |
помех |
радиоприему, |
||||
Рис. 6. |
Сварочные трансформаторы: |
|
|
|
||||
а —• конструктивная схема |
трансформатора ТСК-500 (кожух |
|
спят), |
б — элек |
||||
трическая схема его; S— |
сетевые |
клеммы |
для |
проводов, 2 — сердечник (маг- |
||||
нитопровод), 3 — рукоятка |
для регулирования |
тока, 4—клеммы |
для |
подсоеди |
||||
нения сварочных проводов, |
5 — ходовой винт, |
6 — катушка вторичной |
обмотки, |
|||||
7 — катушка первичной, обмотки, S — компенсирующий конденсатор (стрелками |
||||||||
показано перемещение катушек для регулирования тока); |
|
в — параллельное |
||||||
соединение обмоток трансформатора ТД-500, |
г — последовательное соединение |
|||||||
обмоток его же: ОП — первичная |
обмотка; |
OB — вторичная |
обмотка; Я Д — п е |
|||||
реключатель диапазона токов; С — защитный фильтр от |
радиопомех |
16
Гаа. п> сочная 2—569 научно-тахнѵЫі-кгя
•ибяиотвм* CCCf»
Ч И Т А Л Ь Н О Г О З А Л А
создаваемых при сварке. Трансформаторы типа ТСК от личаются от ТС наличием компенсирующих конденсато ров §, обеспечивающих повышение коэффициента мощ ности (косинуса «фи»). На рис. 6,в показана принципи альная электрическая схема трансформатора ТД-500.
ТД-500 представляет собой понижающий трансформа тор с повышенной индуктивностью рассеяния. Свароч ный ток регулируют изменением расстояния между пер вичной и вторичной обмотками. Обмотки имеют по две катушки, расположенные попарно на общих стержнях магнитопровода. Трансформатор работает на двух диапа зонах: попарное параллельное соединение катушек об моток дает диапазон больших токов, а последователь ное — диапазон малых токов.
Последовательное соединение обмоток за счет отклю чения части витков первичной обмотки позволяет по высить напряжение холостого хода, что благоприятно отражается на горении дуги при сварке на малых токах.
При сближении обмоток уменьшается индуктивность рассеяния, что приводит к увеличению сварочного тока; при увеличении расстояния между обмотками увеличи вается индуктивность рассеяния, а ток соответственно уменьшается.
Трансформатор ТД-500 имеет .однокорпусное испол нение с естественной вентиляцией, дает падающие внеш ние характеристики и изготавливается только на одно напряжение сети — 220 или 380 в.
Трансформатор ТД-500 — однофазный стержневого типа состоит из следующих основных узлов: магнитопро вода— сердечника, обмоток (первичной и вторичной), регулятора тока, переключателя диапазонов токов, токо-
указательного механизма |
и |
кожуха. |
|
|
||
Алюминиевые обмотки |
имеют по две катушки, распо |
|||||
ложенные |
попарно на общих |
стержнях |
магнитопровода. |
|||
Катушки |
первичной |
обмотки |
неподвижно |
закреплены |
||
у нижнего |
ярма, а |
вторичной обмотки |
— |
подвижные. |
Переключение диапазонов тока производят переключа телем барабанного типа, рукоятка которого выведена на крышку трансформатора. Величину отсчета тока произ водят по шкале, отградуированной соответственно на два диапазона токов при номинальном напряжении пи тающей сети.
Емкостной фильтр, состоящий из двух конденсаторов,
18
служит для снижения помех радиоприемным устрой ствам.
Правила техники безопасности при эксплуатации сва рочных трансформаторов. В процессе работы электро сварщик постоянно обращается с электрическим током, поэтому все токоведущие части сварочной цепи должны быть надежно изолированы. Ток величиной 0,1 an выше опасен для .жизни и может привести к трагическому ис ходу. Опасность поражения электрическим током зависит от многих факторов и в первую очередь от сопротивле
ния цепи, состояния организма |
человека, |
влажности |
|
и температуры |
окружающей атмосферы, |
напряжения |
|
между точками |
соприкосновения |
и от материала пола, |
на котором стоит человек.
Сварщик должен помнить, что первичная обмотка трансформатора соединена с силовой сетью высокого на пряжения, поэтому в случае пробоя изоляции это напря жение может быть и во вторичной цепи трансформатора, т. е. на электрододержателе.
Напряжение считается безопасным: в сухих помеще ниях до 36 s и в сырых до 12 е.
При сварке в закрытых сосудах, где повышается опа сность поражения электрическим током, необходимо применять ограничители холостого хода трансформатора, специальную обувь, резиновые подстилки; сварка в та ких случаях ведется под непрерывным контролем специ ального дежурного. Для снижения напряжения свароч ного трансформатора во время холостого хода сущест вуют различные специальные устройства — ограничители холостого хода.
|
В о п р о с ы д л я |
с а м о п р о в е р к и |
|
|
1. Д л я чего служит |
сварочный трансформатор и |
как он уст |
||
роен? |
|
|
|
|
2. |
Какие системы сварочных трансформаторов существуют и в |
|||
чем их |
отличие? |
|
|
|
3. |
Каковы основные |
правила |
электротехнической |
безопасности |
при эксплуатации сварочных трансформаторов?
§ 5. УСТРОЙСТВО И ОБСЛУЖИВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Для питания электрической дуги постоянным током выпускаются передвижные и стационарные сварочные преобразователи. На рис. 7 показано устройство одно-
2* |
19 |