КОНТАКТНЫЕ МАШИНЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

6.1* Общие сведения о машинах для контактной сварки

Контактная машина состоит из следующих основных частей:

1) силовой электрической части, служащей для выработки и подвода к свариваемым деталям сварочного тока;

2) привода сжатия соединяемых деталей и зажимных устройств, обеспечивающих приложение сварочных усилий; в основном используются пневматические, гидравлические, пневмогидравли-ческие и электромеханические приводы и устройства, а также пружинные (на машинах малой мощности);

3) аппаратуры управления, задающей требуемую последовательность работы машины по технологическому циклу, а также обеспечивающей взаимодействие всех систем машины;

4) системы принудительного, как правило, водяного охлаждения активных частей машины.

Контактные машины общего назначения, согласно ГОСТ 297-80*Е, классифицируют:

1) по конструктивному оформлению сварного соединения: точечные, шовные, рельефные и стыковые;

2) по конструктивному исполнению самой машины. Так, например, точечные и шовные машины по характеру движения электрода делятся на машины прессового типа, если подвижной электрод перемещается по прямой линии, и радиального типа, если движется по дуге окружности. Машины могут быть стационарными и подвесными, причем последние бывают со встроенными или отдельными трансформаторами;

3) по типу источника сварочного тока: машины переменного тока, низкочастотные, постоянного тока и конденсаторные;

4) по характеру усилия сжатия: с постоянным и переменньпй усилием;

5) по нормируемым техническим требованиям контактные машины относят к одной из двух групп: группе А - при необходимости повышенной стабильности параметров и группе Б - при нормальной стабильности.

ГОСТ 297-80 регламентирует также обозначение контактных машин, которое позволяет извлечь полную информацию о типе и назначении машины. Обозначения могут состоять из одиннадцати символов (позиций). Первая позиция занята буквой М- машина, вторая - одной из четырех букв Т, Ш, Р или С, в зависимости от того, относится обозначение соответственно к точечной, шовной, рельефной или стыковой машине. В третьей позиции отображается тип источника сварочного тока: В - постоянного тока, К - конденсаторная, Н - низкочастотная. Отсутствие бу-

квы указывает на машину переменного тока. Конструктивное исполнение отмечается буквами: Р - радиальная, П - подвесная. Если рассматривается стыковая машина, то указывается, для какого конкретного способа стыковой сварки она предназначена; С - сопротивлением, О - оплавлением. В четвертой позиции для машин точечных, рельефных и шовных указывается наибольший вторичный ток (в кА). Лпя стыковых машин отмечается максимальное усилие осадки (в кН).

В последующих позициях (5-11) соответственно отмечают номер модификации завода-изготовителя, климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69*, группу (А или Б), напряжение и частоту питающей сети, а также при необходимости -экспортный вариант исполнения либо технические условия на машину, либо ГОСТ 297-80* Е.

Ряд требований стандарт предъявляет к качеству питающего напряжения, сжатого воздуха и охлаждающей воды. Стандарт допускает отклонение сетевого питающего напряжения от -iC до +5 % номинального значения, а давление сжатого воздуха в сетях должно находиться в пределах от -15 до +5 % от номинального давления, за которое принято 0,63 МПа. УстановленьЕ также глубина фазового (плавного) регулирования сварочного тока для точечных, шовных и рельефных машин в пределах 100-50 % и пределы ступенчатого регулирования. В конденсаторных машинах регулирование сварочного тока легко осуществляется изменением напряжения заряда батареи конденсаторов, которое, в свою очередь, должно регулироваться в широких пределах - от 100 до 40 %.

ГОСТ 297-80 регламентирует также точность установки тока короткого замыкания, усилия на электродах, смещение электродов в горизонтальном и вертикальном направлениях и ряд других характеристик. Кроме того, он определяет правила приемки и методы испытаний контактных машин, а также транспортировки, хранения и упаковки.

Одним из основных силовых электрических элементов контактных машин является трансформатор. Условия работы таких трансформаторов существенно отличаются от используемых в других промышленных установках. Во вторичной обмотке трансформаторов контактных машин в повторно-кратковременном режиме протекают значительные токи, измеряемые обычно десятками и сотнями килоампер. В то же время полное сопротивление цепи нагрузки мало и составляет десятки и сотни микроом. Поэтому вторичное напряжение холостого хода обычно не превышает 12- 16 В, что также согласуется с требованиями техники безопасности. В связи с этим вторичная обмотка трансформатора обычно имеет один виток, реже два.

Исходя из накопленного опыта проектирования и эксплуатации контактных машин ГОСТ 297-80 предъявляет ряд требований к их трансформаторам, основными из которых являются следующие.

1. Отношение максимального и минимального значений коэффициента трансформации должно быть не менее 2,0- для машин группы А; 1,4 и 1,8 - для машин группы Б при наличии и отсутствии фазового регулирования соответственно.

2. При наличии ступенчатого регулирования тока (секционированной первичной обмотки) переход на каждую последующую ступень регулирования не должен вызывать уменьшения коэффи-циента трансформации более чем ..а 20 и..и 30 %, в зависимости

t от группы машины А или Б соответственно. f 3. Для всякой ступени регулирования напряжение между двумя любыми выводами первичной обмотки не должно быть более 1000 В. Кроме того, на максимальной ступени межвитковая изоляция первичной обмотки должна выдерживать напряжение, на 30 % превышающее номинальное питающее.

Основным узлом трансформатора является магнитная система. Находят применение как стержневые, так и броневые сердечники. Для контактной сварки труб используют трансформаторы с кольцевыми сердечниками.

Броневой сердечник применяется для уменьшения потоков рассеяния в магнитной системе трансформатора (уменьшения индуктивного сопротивления). Он позволяет более удобно и надежно закрепить обмотки. Последнее важно в связи с наличием значительных электродинамических сил, которые возникают при протекании сварочного тока и могут вызвать смещение обмоток по отношению друг к другу, а также относительно сердечника, что приводит к быстрому истиранию изоляции.

Магнитопроводы изготавливают из электротехнических марок t сталей толщиной 0,5 мм. Используется два основных метода из- готовления сердечников: шихтовка из отдельных пластин, поверх-S ность которых предварительно покрывается изоляционным лаком; навивка из стальной ленты. Последний способ более производителен и технологичен. Поверхность ленты покрывают специальным :. составом, который после навивки сердечника и последующей тер- мообработки (спекания) обеспечивает надежную изоляцию и ме-V ханическую прочность. Затем сердечник разрезают на две симметричные половины, для возможности заведения обмоток. Торцы поверхности разрезания тщательно обрабатывают.

Значительное повышение ресурса работы трансформатора за счет исключения поступления атмосферной влаги к изоляции и \ взаимного смещения обмоток дает заливка пакета первичной и вторичной обмоток эпоксидным компаундом. При этом обмотки получаются в виде единого монолитного блока, t Для ступенчатого регулирования сварочного тока первичная t обмотка секционирована, что, в свою очередь, позволяет ступен-чато менять сварочный ток за счет изменения коэффициента трансформации.

Наиболее широко используют схему соединения секций первичных обмоток, предложенную заводом Электрик (рис. 6.1).