Контактная сварка - Структура
Подробности- Подробности
- Опубликовано 25.05.2012 15:55
- Просмотров: 27112
Структура сварного соединения при точечной сварке в начале и конце нагрева.
Структура металла соединения, определяемая его исходной структурой и термодеформационным циклом, изменяется в зависимости от температуры и условий деформации. Около стыка (при стыковой сварке) или ядра (при точечной сварке) расположена зона перёгрева, нормализации и неполных структурных превращений. В зонах перегрева из-за окисления, роста зерен, перераспределения неметаллических включений или появления карбидной сетки и других хрупких фаз возможно резкое снижение пластичности.
Большие скорости нагрева и охлаждения, а также значительная скорость и величина деформации; приводят к существенному повышению твердости и прочности металла соединений.
Наряду с резким повышением твердости у закаливающихся сталей на периферии сварной точки (рис. 17) возможно ее понижение в зоне отпуска холоднокатаной стали. Соединения \ с высокой твердостью и неблагоприятной структурой подвергают термообработке. Местная термообработка участка сварки может осуществляться непосредственно в сварочной машине.
Совмещение термообработки 6 пластической деформацией ускоряет фазовые превращения и повышает пластичность без существенного снижения прочности. Это обусловлено реальной структурой металлов, искажения решеток в котором (точечные дефекты, дислокации и др.) снижают его техническую прочность в сотни раз по сравнению с теоретической. Термопластическая обработка обеспечивает более благоприятное расположение несовершенств в кристаллах.
В некоторых случаях термообработкой не удается полностью восстановить свойства металла, испорченного при нагреве под сварку.
Контрольные вопросы
Как образуется соединение о расплавлением и без расплавления металла?
Как изменяются составляющие общего сопротивления при стыковой, точечной и шовной сварке?
Как нагревается и деформируется металл при стыковой, точечной, шов- вой, рельефной и шовно-стыковой сварке?
ОБЩИЕ УЗЛЫ КОНТАКТНЫХ МАШИН
Контактные машины имеют преобразователи (трансформатор или выпрямитель), включаемые в сеть или соединяемые с накопителями энергии, контактор или прерыватель, включающий силовую электрическую часть машины, переключатель ступеней, регулирующий напряжение изменением числа витков первичной обмотки, сварочный?
контур и электроды, подводящие к деталям ток, привод электродов, перемещающий их по определенной программе, и аппаратуру управления, определяющую последовательность работы всех узлов машины.
Преобразователи тока и накопители энергии
Простейшим преобразователем тока является трансформатор, имеющий магнитопровод (сердечник) 1 (рис. 18), первичную 2 и вторичную 3 обмотки, а также другие детали. Наиболее распространены броневые сердечники, на центральном спаренном стержне двух рамок *(рис. 18, а) которых расположены первичная и вторичная обмотки.
Трансформатор броневого (а) и кольцевого типа (г, д), а также первичная обмотка стержневого (б) и сечение, обмоток
броневого трансформатора (в):
1 — магнитопровод, 2, 3 — первичная и вторичная обмотки, 4 — выводы, 6 — трубка охлаждения, 6 — плита, 7 — рамка, 8 — болт, 9 — электроды
Сердечник для уменьшения потерь набирается из Я или Ш образных пластин электротехнической стали толщиной 0,5 мм с перекрытием - зазоров и изоляцией друг от друга лаком. Набор пластин стягивается изолированными болтами 8. Также применяют сердечники из намотанной ленточной стали Э-320 и Э-330 со спекаемым изоляционным покрытием.
Первичная обмотка трансформаторов подключается к сети. Она может иметь однорядные цилиндрические (рис. 18, б) или многорядные дисковые (рис. 18, в) катушки. Последние для уменьшения рассеяния магнитного потока помещают между медными секциями вторичного витка 3, охлаждаемого водой через припаянные трубки 5 и сваренного с контактными плитами 6.
Дисковые катушки наматывают из медной или алюминиевой, покрытой изоляцией, прямоугольной полосы с прокладыванием тонкого прессшпана. Катушки обматывают киперной или эскапоновой лентой, пропитывают лаком и изолируют от сердечника и вторичной обмотки гетинаксом или прессшпаном.
В контурных трансформаторах (рис. 18, г, д) магнитопровод 1 в виде кольца (для труб) или прямоугольной рамки (для полос) имеет размещенные поочередно первичные ~2 и вторичные 3 обмотки. Последние соединены с электродами, контактирующими с деталью по всему ее периметру. Это резко уменьшает сварочный контур и потребляемую мощность. .Машины для сварки широких полое имеют два—четыре параллельно работающих трансформатора.
Трансформатор включается "кратковременно через небольшие промежутки времени. Его мощность № определяется допустимым перегревом с учетом охлаждения во время пауз между сварками. Режим повторного вкдюиения учитывается коэффициентом повторного включения ПВ, представляющим отношение общей длительности протекания тока tc к сумме t0 u пауз ta:
Трансформатор характеризуется номинальной мощностью WH при заданном коэффициенте ПВ или номинальным сварочным током /2н к А и напряжением холостого хода U2 о в вольтах (при отсутствии нагрузки).
Ток машины /2н достигается при нормальном, указанном в паспорте напряжении сети, заданном коэффициенте ПВ%, номинальной ступени регулирования мощности WB (обычно предпоследней), определенном сварочном контуре и системе охлаждения, а также при предусмотренных паспортом сечениях свариваемых деталей.
При недостаточном охлаждении возможен перегрев обмоток трансформатора, а при чрезмерном— конденсация влаги, ухудшение изоляции и пробой. Поэтому расход воды должен согласовываться с тепловой нагрузкой трансформатора. Допустимая эквивалентная плотность тока при естественном охлаждении вторичного витка составляет 1,5—1,7 А/мм2, а при водяном — 5 А/мм2. В первичной обмотке I = 3 А/мм2. При работе без охлаждения коэффициент ПВ на номинальной ступени или ток уменьшают примерно в 2 раза. На первых ступенях допустимо увеличение ПВ% в 1,3—1,5 раза. Трансформатор кратковременно может дать ток / больший 12н. Чем больше коэффициент ПВ, тем больший кратковременный ток. допускается исходя из условий нагрева изоляции. Кратковременный режим — номинальный, режим, при котором в период нагрузки температура трансформатора не успевает достигнуть установившегося значения, а в отсутствие нагрузки снижается до температуры холодного состояния. ' Длительный режим при одном и том же напряжении без пауз на охлаждение требует мощность
Однофазное импульсное включение трансформатора низким cos ф нагружает сеть неравномерно и ухудшает работу других потребителей энергии. Cos повышают введением емкости или дополнительного переменного сопротивления, компенсирующего индуктивность.
Мощность однофазных точечных и шовных машин не превышает 300—400, рельефных 1000, а стыковых 6000 кВ А..
При использовании напряжения частотой 200—400|Гц габариты трансформаторов уменьшают, однако при этом повышается индуктивное сопротивление и снижается cos ф. \
Более совершенен трехфазный выпрямитель, равномерно загружающий фазы и выпрямляющий ток во вторичном контуре. Первичные обмотки трансформатора ТС соединены по схеме треугольник, а вторичные — по схеме звезда. Управляющие вентили ВУ (рис. 19) включаются поочередно и подают полуволны линейных напряжений на свои фазные обмотки трехфазного понижающего трансформатора.
Импульсы этого тока получают, подавая в первичную цепь полуволны трехфазного напряжения одной полярности. Большая индуктивность контура сглаживает пульсации выпрямленного тока. Длительность нарастания тока близка, к 0,12—0,14 с. Нагрузочные сопротивления R, включенные параллельно первичным обмоткам, улучшают работу вентилей. Форма импульса тока меняется в зависимости от длительности паузы между включениями и угла включения тиристоров. Импульсы тока всегда имеют одну полярность и практически не ограничены по длительности. Величина тока регулируется изменением угла включения тиристоров. Такой преобразователь снижает потребляемую мощность, позволяет регулировать форму и длительность импульса тока. Он может использоваться для многоимпульсного включения тока.
При одинаковых условиях сварки машина g выпрямленным током потребляет 480 кВ • А, а однофазная машина Щ 2750 кВ А.
Электрическая схема конденсаторной машины (а) и графики токов /<• при больших и малых напряжениях зарядки (б), коэффициентах трансформации п (в), индуктивных X (г), активных R (д) и емкостных С (е) сопротивлениях:
В — выпрямитель, Яэр — зарядные сопротивления, С —рабочая емкость, ПР — переключатель разряда, Р — реле, ТС — трансформатор сварочный. С/о и Uк — напряжение в сети и на конденсаторе
В машинах также используются накопители энергии, которые длительно накапливают энергию в батареях конденсаторов через выпрямитель В (рис. 20) и большими порциями отдают ее через трансформатор ГС и в сварочный контур. Эта энергия, пропорциональная емкости конденсатора С и подведенному напряжению U, равна.
Первичная обмотка ТС включается через тиристор или переключатель ПР после сжатия деталей электродами. Перезарядка конденсаторов обратной полярностью предупреждается специальными схемами.
Энергию и форму кривой тока /с регулируют изменением С и U и коэффициента трансформации?
Индуктивное X и активное /? сопротивления обычно не регулируют. С увеличением С и U растет максимальный ток и увеличивается длительность полуволны разряда (рис., 20, е и б), а с повышением п (рис. 20, в), к (рис. 20, г) и Я (рис. 20,) ток "уменьшается, а его Длительность растет.
Длительность нарастания тока обычно' близка к 0,01—0,04 с, 8 ,0,2 с. В конденсаторных машинах колебания напряжения не влияют на стабильность сварочного тока с. Кратковременным разрядом без ТС сваривают мелкие детали.
В последнее время для повышения производительности в мощных машинах вновь применяют высоковольтные конденсаторы.
Переключатели ступеней
Напряжение U2а регулируют отключением части первичных витков трансформатора (рис. 21, а) или их включением на параллельную, последовательную или параллельно-последовательную работу (рис. 21, б). Часть витков' отключают в машинах малой мощности
Рис. 21. Схема переключателя с о тключением витков (а) и их параллельно-последовательным соединением (б), а также схема регулирования напряжения автотрансформатором (в)
(до 10 кВ • А). Так, при U20 = 1,83 В на первой ступени включена бее 120 витков, а при U20 = 3,66 В только 60(витки 10 + 20 + 10 + 20 не работают).
В более мощных машинах с диапазоном регулирования напряжения I : 2 витки не отключают. В таких схемах при 16 ступенях регулирования (рис. 21, Б) последовательное соединение ручками /, 2, % 4 катушек №1, 2, 3 и 4, имеющих 2x1+2x3 + 2x6 и 2x11
витков (<% = 42), позволяет получить напряжение 5,2 В (U1 = 220 В), -а при параллельном соединении 10,5 В (щ = 21). Промежуточные значения напряжения регулируют параллельным или последовательным соединением секций катушек. При диапазоне регулирования 1 : 3 (стыковые машины) в схему вводят «дополнительные витки» включаемые только на низких ступенях напряжения. Концы первичной об-
Ножевой (а) и барабанный (б) переключатели:
/ — контакт, 2, 4 — ручки, 3 — контактные пластины, б — барабан, 6 — медная панель, 7 —
ограничитель.
Комментарии
С уважением,
Иванов Владимир Иванович
ООО "Икар Лтд"
тел.:(843)562-01-02(доб.325)
г.Казань
RSS лента комментариев этой записи