Сварочное оборудование

Оборудование для ручной дуговой сварки. Сварочный трансформатор предназначен для создания устойчивой электрической дуги и используется для ручной дуговой сварки и сварки под флюсом. Трансформатор модели ТСК-500 состоит из сердечника — магнитопровода, выполненного из трансформаторной стали, на котором размещены первичная и вторичная обмотки (рис. 3.3).

Схема присоединения сварочного аппарата к сети

Рис. 3.3. Схема присоединения сварочного аппарата к сети:

  • 1 питающая сеть; 2 — трансформатор; 3— второй провод вторичной обмотки; 4 — труба; 5 — держатель; 6- электрод; 7 — первый провод вторичной обмотки; 8— второй провод регулятора; 9— защитное заземление;
  • 10— регулятор; 11 — вывод от первичной обмотки трансформатора;
  • 12 рубильник

Первичная обмотка закреплена неподвижно, а вторичная передвигается по сердечнику, регулируя силу сварочного тока. Трансформатор подключается к сети переменного тока напряжением 380 В. Переменный ток, протекая через первичную обмотку трансформатора, намагничивает сердечник, создавая в нем переменный магнитный поток. Магнитный поток, пересекая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней переменный ток пониженного напряжения, уровень которого зависит от числа витков вторичной обмотки. Чем меньше витков на вторичной обмотке, тем меньше напряжение индуцируемого тока и, наоборот, чем больше витков, тем выше напряжение. Для регулировки силы сварочного тока в схеме предусмотрено дополнительное индуктивное сопротивление.

Сварочный выпрямитель используется как для ручной дуговой сварки, так и для импульсно-дуговой сварки плавящимися электродами в среде защитных газов и представляет собой источник питания, состоящий из трансформатора с регулирующим устройством и блока полупроводниковых выпрямителей. Принцип его действия основан на питании сварочной дуги постоянным током, протекающим по цепи вторичной обмотки с выпрямленным блоком селеновых или кремниевых выпрямителей. Сварочные выпрямители изготовляют по трехфазной схеме, преимущества которой заключаются в большом числе пульсаций напряжения, что обеспечивает равномерную нагрузку трехфазной цепи. На практике часто используются и однофазные сварочные выпрямители.

Сварочные генераторы представляют собой генераторы постоянного тока с характеристиками, обеспечивающими устойчивое горение сварочной дуги. Генератор включает в свой состав статор с магнитными полюсами и якорь с обмоткой и коллекторами. При вращении якоря в магнитном поле, создаваемом полюсами статора, в его обмотках возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный. Снятие тока с коллектора обеспечивают угольные щетки, через которые ток подводится к выходным зажимам. Сварочные генераторы бывают двух типов. В генераторе первого типа вращение якоря обеспечивается электрическим двигателем, расположенным с ним на одном валу. Такое устройство называют сварочным преобразователем. В сварочных агрегатах вращающим устройством является двигатель внутреннего сгорания. Достоинство их заключается в возможности выполнения сварочных работ без внешнего источника электрического питания.

Сварочные аппараты должны комплектоваться необходимыми приспособлениями: электрододержателем, зажимом для присоединения провода к изделию, сварочными проводами необходимой длины, рассчитанными на всю зону обслуживания, защитным щитком и диэлектрическим ковриком.

Электрододержателъ — приспособление, предназначенное для закрепления электрода и подведения к нему электрического тока. Промышленностью выпускается несколько стандартных видов электрододержателей — винтовые, пластинчатые, вилочные и пружинные. Основные требования, которым должен удовлетворять этот инструмент, — удобство, надежное закрепление электрода и хороший электрический контакт в месте его крепления. Рукоятка инструмента должна изготовляться из негорючего диэлектрического теплоизоляционного материала, токопроводящие части должны быть надежно изолированы и защищены от случайного прикосновения к ним. Разница температур наружной поверхности рукоятки на участке, который охватывает рука сварщика, и окружающей средой должна быть не больше 40 °С при номинальном режиме работы. Среди многообразия применяемых электрододержателей наиболее безопасными являются пружинные.

Сварочные щитки выпускают двух типов — ручные и головные. Их изготовляют из негорючих материалов с матовой гладкой поверхностью черного цвета и снабжают защитными светофильтрами, защищающими глаза сварщика от действия инфракрасных и ультрафиолетовых лучей сварочной дуги. Подбор светофильтров осуществляют в зависимости от особенностей зрения сварщика, силы сварочного тока, состава свариваемого металла, вида дуговой сварки и защиты сварочной дуги. Современной промышленностью выпускается 13 светофильтров, регламентируемых ГОСТ 12.4.035—78, имеющих наружные размеры 52x102 мм. Светофильтры вставляют в рамку щитка и защищают снаружи обычным стеклом, которое периодически меняют, так как оно покрывается каплями металла.

Кабели и сварочные провода должны быть многожильными, рассчитанными на плотность тока до 5 А/мм2 при токах до 300 А. Их сплетают из большого числа отожженных медных проволок диаметром 0,18—0,20 мм. Длина сварочного провода определяется исходя из условий сварки, но в любом случае не рекомендуется применять провода длиной более 30 м, так как это обусловливает большое падение напряжения в сварочной цепи. Токоведущие провода надежно присоединяют при помощи зажимов к контактной группе источника тока.

Оборудование для сварки сталей в защитной среде может быть двух типов — с плавящимся и неплавящимся электродом.

Источник питания для сварки деталей в защитной среде с плавящимся электродом должен обеспечивать надежное возбуждение сварочной дуги и поддерживать ее устойчивое горение, способствовать благоприятному переносу электродного материала с минимальным разбрызгиванием, иметь возможность настройки на необходимый режим. Для дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах используют источники питания с жесткими и пологопадающими внешними характеристиками, такие, как однопостовые преобразователи ПСГ-500-1, ПСУ-300 и ПСУ-500-2, агрегаты АСУМ-400, АСДП-500Г-ЗМ, СДАУ1 и ПЭГП-2Х250, выпрямители ВС-300, ВДГ-301 и др. При большом объеме сварочных работ используют многопостовые выпрямители ВМГ-5000 типа ВДГМ-1602 и ИДГМ-1001/1601.

При сварке вольфрамовым электродом в защитных газах на постоянном токе применяют однопостовые источники питания с падающими внешними характеристиками или многопостовые с балластными реостатами типа РБ. Сварку вольфрамовым электродом в защитных газах на переменном токе рекомендуется выполнять с применением установок типа УДАР, УДГ и ИПК. Для питания электрошлаковыхусттовок в основном используются специальные трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием. К наиболее универсальным выпрямителям относят аппараты серии ВДУ, так как их электрические схемы обеспечивают плавное дистанционное регулирование выходного тока и напряжения, стабилизацию при изменениях напряжения в сети. Включение выпрямителей в силовую сеть защищено от кратковременных аварийных коротких замыканий автоматическим выключателем.

Сварка в среде углекислого газа производится электродной проволокой марок Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-08ХГ2С, Св-10ХГ2СМА. Стыковые соединения металла толщиной до 2 мм и угловые с катетом шва до 5 мм сваривают преимущественно в вертикальном положении сверху вниз. При сварке в потолочном положении расход защитного газа несколько увеличивается. Источником питания дуги при сварке в среде газообразного углекислого газа (диоксида углерода) служат сварочные преобразователи постоянного тока с жесткой характеристикой ПСГ-350, ПСГ-500 и др. Для сварки в среде углекислого газа используют полуавтоматы А-537, А-547у, А-547р, А-607, разработанные Институтом электросварки им. Е.О. Патона, ПДПГ-300 (завод «Электрик»), ПГШ-2, ПГШ-3 (ЦНИИТМаш), ПШП-13 (НИАТ), ПГД-2М (МГТУ им. Баумана). Полуавтомат А-547 широко применяется для сварки листового металла толщиной до 3 мм во всех пространственных положениях электродной проволокой диаметром 0,8— 1,2 мм постоянным током обратной полярности. Для сварки сталей толщиной более 3 мм предназначен полуавтомат А-537. Источником питания дуги являются выпрямители ВС-300 или ВДГ-301. Сила сварочного тока должна быть в пределах 60—300 А. Механизм подачи электродной проволоки, вмонтированный в чемоданчик, состоит из электродвигателя постоянного тока, роликов и катушки с проволокой. Реостат, включенный в обмотку электродвигателя, позволяет плавно изменять частоту его вращения и соответственно скорость подачи электродной проволоки от 100 до 340 м/ч. Для автоматической сварки применяют специальные сварочные аппараты АДПГ-500, АСУ-6У или сварочные тракторы АДС-1000-2 или ТС-17м, переоборудованные для сварки в среде углекислого газа, например АДС-1000-2У.

Полуавтоматическая установка для сварки в среде газообразного диоксида углерода (углекислом газе) состоит из: сварочного преобразователя постоянного тока, газоэлектрической горелки, механизма подачи электродной проволоки, аппаратного шкафа, баллона с углекислым газом, осушителя, подогревателя, редуктора и расходомера. В качестве преобразователей применяют ПС-300 или ПС-500. Целесообразно использовать генераторы с жесткой или возрастающей внешней характеристикой, а также генераторы с невысоким напряжением холостого хода ГСР-6000, ГСР-9000, ГСР-12000 и ГСР-15000. В аппаратном шкафу размещается электрооборудование, необходимое для подвода сварочного тока и тока цепей управления к соответствующей аппаратуре установки. Осушитель газа типа РОК-1, начиненный обезвоженным медным купоросом, служит для предотвращения попадания влаги в сварочный шов и предупреждения образования пористости металла шва. Подогреватель с электронагревательным элементом предназначен для подогрева углекислого газа во избежание замерзания редуктора при понижении температуры при редуцировании.

Сварку в среде защитных газов неплавящимся электродом можно выполнять на постоянном и переменном токе. Пост для сварки в среде защитных газов неплавящимся электродом на переменном токе включает в свой состав: баллон с газом, редуктор, ротаметр, горелку, аккумулятор, дроссель, дроссель высокочастотный, вольтметр, балластный реостат, амперметры переменного и постоянного тока, осциллятор, сварочный трансформатор. Пост для сварки на постоянном токе состоит из: сварочного преобразователя, балластного реостата, баллона с газом, редуктора, ресивера, электрогазового клапана, контактора, приспособления для защиты обратной стороны шва.

Основой сварочного поста для ручной сварки неплавящимся электродом в условиях мастерских служит трансформатор. Хорошо зарекомендовали себя аппараты типа И-120УЗ марок «Разряд-250» и «Разряд-160», которые хорошо переносят транспортирование и переноску. Эти конструкции различаются типом используемого трансформатора: в установке «Разряд-250» трансформатор состоит из трех ленточных магнито- проводов, а в установке «Разряд-160» — из двух. Поэтому для получения трехфазной дуги используют два стандартных трансформатора, соединяя их в электрическую схему треугольником. При сварке на постоянном токе к свариваемому изделию подключают положительную клемму, благодаря чему во время всего процесса сварки соблюдается прямая полярность и создаются лучшие условия для термоэлектронной эмиссии.

Оборудование для газовой сварки и резки. Газовая сварка — один из способов сварки плавлением. Газовую сварку широко применяют при изготовлении тонкостенных конструкций из углеродистой стали, при сварке многих цветных металлов и их сплавов, при ремонтной сварке чугунных изделий, при заварке дефектных мест литья черных и цветных металлов и др.

Сварочное пламя, образующееся при сжигании горючего газа в смеси с кислородом и используемое для нагревания и плавления свариваемых кромок изделия и присадочного материала, кроме того, образует вокруг ванны расплавленного металла газовую зону, которая защищает его от воздействия окружающего воздуха.

Сварочные посты газовой сварки должны иметь: ацетиленовый генератор или баллон с горючим газом; кислородный баллон; редукторы (кислородный и для горючего газа) для понижения давления газа, выходящего из баллона и подаваемого в сварочную горелку или на резак; сварочную горелку и резак с набором сменных наконечников (рис. 3.4); шланги для подачи горючего газа и кислорода в горелку или на резак; сварочный стол; приспособления, необходимые для сборки изделий под сварку; комплект инструментов сварщика, очки с защитными стеклами; спецодежду сварщика.

Ацетилено-кислородный резак (а) и сварочное пламя (б)

Рис. 3.4. Ацетилено-кислородный резак (а) и сварочное пламя (б):

1 — кислородный ниппель; 2 — ацетиленовый ниппель; 3 — рукоятка; 4 — кислородная трубка; 5 — вентиль для кислорода; 6 — корпус; 7— вентиль для ацетилена; 8—инжектор; 9 — накидная гайка; 10— смесительная камера; 11 — наконечник; 12 — соединительный ниппель; 13— мундштук; 14— зона полного

Ацетиленовый генератор — аппарат, предназначенный для получения ацетилена при взаимодействии карбида кальция с водой. Ацетиленовые генераторы различаются по следующим признакам:

о по давлению получаемого ацетилена — низкого давления — до 0,01 МПа и среднего давления — 0,01—0,15 МПа. Генераторы высокого давления взрывоопасны, поэтому не применяются; о по производительности — выпускаются генераторы производительностью от 0,3 до 1000 м3/ч ацетилена. При строительно-монтажных работах, как правило, применяют генератор производительностью 1,25 м3/ч; о по способу установки — передвижные и стационарные; о по принципу действия — генераторы, работающие по принципу «карбид в воду», который предусматривает периодическую подачу в воду (порциями) карбида кальция (выход ацетилена достигает 95 %), по принципу «вода на карбид», когда периодически подается вода в специальное загрузочное устройство, куда заранее насыпают карбид кальция, по принципу «вытеснения воды». В ацетиленовых генераторах с системой вытеснения воды корзина с карбидом кальция опускается и смачивается водой под действием специального устройства, состоящего из пружины и мембраны, в том случае, когда давление ацетилена внутри корпуса генератора снижается. После увеличения давления газа внутри корпуса генератора корзина с карбидом кальция при помощи того же устройства поднимается над уровнем воды и процесс газообразования прекращается.

Стационарные ацетиленовые генераторы предназначены для работы при температуре окружающего воздуха 5—35 °С, передвижные генераторы работают при температурах от —25 до +40 °С. Применяют передвижные генераторы низкого давления типа АНВ и среднего давления типа ACM и др.

Генераторы АНВ, работающие по принципу «вода на карбид» в сочетании с системой «вытеснения воды», применяются при выполнении монтажных и ремонтных работ на открытом воздухе при температуре до —25 °С. Для выполнения временных работ по сварке и резке аппараты разрешается устанавливать в жилых и производственных зданиях при условии хорошей естественной вентиляции и при объеме помещения не менее 300 м3. Генераторы различаются конструкцией загрузочной корзины и расположением крана подачи воды.

Газогенератор А СМ-1,25 работает по системе «вытеснения воды», он оборудован манометром и ручками. Этот газогенератор можно устанавливать в помещениях при надлежащей естественной вентиляции. На открытом воздухе он приспособлен для работы при температуре до —25 °С.

Передвижной генератор АСВ-1,25 разработан на основе генератора ACM-1,25, от которого он отличается конструкцией загрузочного устройства, позволившего увеличить единовременную загрузку карбида до 3 кг. Генераторы снабжены предохранительными водяными затворами для защиты их от взрывной волны газокислородного пламени при обратном ударе.

Редукторы служат для понижения давления газа, поступающего из баллонов, до рабочего давления в горелке и поддержания его постоянным в процессе сварки.

Кислородный редуктор ДКП-1-65 имеет манометр высокого давления со шкалой 0—25 МПа, манометр низкого давления со шкалой 0—2,5 МПа и предохранительный клапан. Редуктор крепят к баллону накидной гайкой с правой резьбой 3/4".

Ацетиленовый редуктор ДАП-1-65также имеет манометр со шкалами соответственно 0—3 МПа и 0—0,6 МПа. Редукторы крепят к баллону с помощью хомута, надеваемого на вентиль баллона.

Сварочные горелки подразделяются на два основных типа — безынжекторные и инжекторные. При сварке в монтажных условиях наибольшее распространение получили инжекторные горелки, работающие на ацетилене низкого и среднего давления, т.е. давлений, установленных для передвижных ацетиленовых генераторов.

Для ацетиленокислородной сварки разработаны горелки четырех типов: Г1 (микромощности), Г2 (малой мощности), ГЗ (средней мощности) и Г4 (большой мощности). При ручной сварке, наплавке, пайке и подогреве деталей из черных и цветных металлов и их сплавов широко применяются сварочные инжекторные горелки средней мощности «Звезда», ГС-3, «Москва» и др. В комплект горелки входят ствол и семь сменных наконечников (от № 1 до № 7) для сварки металла толщиной 0,5—30 мм. Горелки малой мощности «Звездочка», ГС-2, «Малютка» и др. служат для сварки тонкостенных изделий (0,2—7 мм) и комплектуются четырьмя наконечниками (№ 0, № 1, № 2, № 3).

Резаки предназначены для разделительной резки металлов толщиной до 300 мм. Применяют ацетиленокислородные резаки инжекторного типа, например резак РР-53, имеющий пять внутренних и два наружных сменных мундштука, что позволяет резать металл со скоростью 80—560 мм/мин; керосино-кислородные резаки РК-62 и РК-63, а также резаки, работающие с использованием пропанбутановых смесей, но производительность резки при этом снижается. Резак РК-63 работает при несколько повышенном давлении и расходе кислорода, что позволяет вести резку металла толщиной до 300 мм.

При выполнении газосварочных и газорезательных работ с частым переходом от одной операции к другой (от сварки к резке и наоборот) применяют вставные резаки. Их присоединяют к стволам сварочных горелок вместо сменных наконечников.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >