0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Внешняя характеристика источника питания при электрошлаковой сварке

Основные требования к источникам питания шлаковой ванны

Шлаковую ванну можно рассматривать как инерционное нелинейное активное сопротивление. Однако в связи с ее высокой тепловой инерционностью нелинейность не отражается на мгновенных значениях тока и напряжения.

Статическая вольт-амперная характеристика шлаковой ванны при постоянном расстоянии между концом электрода и ванны представляет собой падающую кривую (рис. 8-49), что объясняется зависимостью проводимости шлака от его температуры. Форма вольт-амперной характеристики при постоянной скорости подачи электродной проволоки имеет такой же вид, как и при дуговой сварке (рис. 8-50), т. е. каждой скорости подачи соответствует определенный интервал значений токов, в котором плавление электродной проволоки происходит устойчиво. Поэтому для интенсификации саморегулирования процесса плавления электрода применяют (как и при дуговой сварке) источники питания переменным или постоянным током с жесткими внешними характеристиками. Возможность применения источников переменного тока с жесткими характеристиками обусловлена тем, что шлаковая

ванна представляет собой активное сопротивление и перемена направления тока в ней не сопряжена с какими-либо дополнительными явлениями вроде повторного возбуждения дуги.

Трансформаторы с жесткими внешними характеристиками обладают, по сравнению с трансформаторами с падающими характеристиками для дуговой сварки, меньшей массой при более высоком к. п. д. и близким к единице коэффициентом мощности. Сварка толстого металла несколькими электродами позволяет применять трехфазные трансформаторы с равномерной загрузкой питающей сети.

Основная особенность трансформаторов для электрошлаковой сварки — широкий диапазон регулирования вторичного напряжения. По способам регулирования напряжения трансформаторы можно разделить на три группы: с секционированными обмотками (рис. 8-51); с дополнительными регулировочными (вольтодобавоч-ными) трансформаторами малой мощности; с плавным регулированием напряжения при помощи магнитной коммутации. Переключение секционированных обмоток или вольто добавочных трансформаторов можно выполнять при помощи контакторов, контролеров или других приспособлений одновременно во всех фазах или в каждой фазе раздельно (табл. 8-8). В качестве

источников постоянного тока могут быть использованы преобразователи или выпрямители с жесткими характеристиками.

Аппаратура для автоматической и полуавтоматической электрошлаковой сварки. Электрошлаковая сварка вертикальных швов предусматривает одновременное выполнение следующих операций: нагрев шлаковой ванной свариваемых кромок и присадочного материала до температуры их плавления; подачу в зазор между кромкой электродного и дополнительного металла; подвод к электроду сварочного тока; удерживание сварочной ванны в зазоре; перемещение источника нагрева и формирующих устройств по мере образования шва; возвратно-поступательное перемещение источника нагрева в зазоре для равномерного проплавления кромок толстого металла и др. Указанные операции выполняет комплекс механизмов, образующих сварочный аппарат. В зависимости от назначения и от степени механизации такой аппарат может содержать механизмы, способные выполнять все перечисленные функции (автоматическая сварка) или только некоторые из них (полуавтоматическая сварка).

Читать еще:  Скамья на балкон с ящиком своими руками

Как и для дуговой сварки, рассматриваемые в настоящем разделе аппараты по способу перемещения разделяются на самоходные (рельсовые и безрельсовые) и подвесные (рис. 8-52). Конструкция сварочного аппарата зависит также от типа электрода: для сварки проволочными и пластинчатыми электродами или плавящимся мундштуком. Многие элементы аппаратов аналогичны устройствам того же назначения в аппаратах для дуговой сварки.

Трансформаторы для электрошлаковой сварки

При электрошлаковой сварке энергия, необходимая для плавления металла, поступает из ванны жидкого шлака, находящейся между кромками свариваемого металла. Расплавление и нагрев шлака происходят в результате прохождения через него электрического тока в цепи источника питания электрода и свариваемого металла.

Холодный шлак в большинстве случаев — изолятор, а расплавленный обладает ионной проводимостью. Электропроводность шлака, определяемая концентрацией и подвижностью положительных и отрицательных ионов, с ростом температуры существенно возрастает. Основная доля сварочного тока приходится на более нагретую часть расплавленного шлака между торцом электрода и поверхностью жидкой металлической ванны. С увеличением скорости подачи плавящегося электрода сила сварочного тока, температура и проводимость шлака увеличиваются.

В качестве электрической нагрузки источника питания шлаковая ванна представляет собой нелинейное активное сопротивление. На мгновенных значениях силы тока и напряжения нелинейность не отражается из-за большой тепловой инерции шлаковой ванны. При сварке переменным током кривые силы тока и напряжения сохраняют синусоидальную форму и совпадают по фазе. Статическая вольт-амперная характеристика шлаковой Ванны падающая, что объясняется ярко выраженной зависимостью проводимости шлака от температуры. Образование шлаковой ванны между кромками свариваемого металла, как правило, осуществляется за счет теплоты дуги, зажигаемой между электродом и изделием.

После образования достаточного количества расплавленного шлака для быстрого перехода от дугового процесса к электрошлаковому необходимы условия, препятствующие стабильному горению дуги. Низкое напряжение холостого хода источника переменного тока, наличие активного сопротивления, шунтирующего дуговой промежуток (расплавленный шлак) обеспечиваются при использовании в качестве источника питания трансформатора с жесткими внешними характеристиками и невысоким напряжением холостого хода.

Читать еще:  Чем утеплить трубы водопровода на даче

В отличие от дугового разряда, электрошлаковая ванна, хоть и имеет падающую внешнюю характеристику, вполне устойчива при жесткой внешней характеристике источника питания (равно как и при полого и круто падающей). Сварочные трансформаторы с жесткими (полого падающими) внешними характеристиками обладают меньшим весом при более высоком КПД и близким к единице коэффициентом мощности. Технологические преимущества трансформатора с жесткой внешней характеристикой заключаются в обеспечении интенсивного саморегулирования нагрева и плавления металла, быстрого и надежного установления электрошлакового процесса при незначительной скорости подачи плавящихся электродов, простой технике подбора заданного режима сварки.

Для электрошлаковой сварки применяются одно- и трехфазные трансформаторы. Получили также распространение трехфазные трансформаторы, приспособленные для работы в однофазном режиме при удвоенной номинальной силе сварочного тока. Особенность в том, что трансформаторы для электрошлаковой сварки имеют широкий диапазон регулирования вторичного напряжения .

По способам регулирования напряжения они подразделяются на две группы:

  • с секционированными обмотками, ступенчатым регулированием,
  • с плавным амплитудным регулированием.

Трансформаторы для электрошлаковой сварки со ступенчатым регулированием напряжения.

К этой группе относятся трансформаторы типов ТШС-1000-1 и ТШС-1000-3. Они предназначены для питания автоматов переменным током. Трансформаторы типа ТШС-1000-3 обеспечивают питание трехфазным током до 1000А в каждой фазе. После соответствующего переключения трансформатор ТШС-1000-3 может работать как однофазный с номинальной силой тока 2000 А. Технические данные трансформаторов ТШС-1000-1 У4 и ТШС-1000-3 УХЛ4 приведены в таблице 1.

Таблица 1. Технические данные трансформаторов ТШС-1000-1 У4 и ТШС-1000-3 УХЛ4

Роль источника питания при дуговой и электрошлаковой сварке

Внешние характеристики источника питания

Рассмотрим сварочную цепь с однопостовым источником питания (рис. 1.3), где Zл – сопротивление линии, соединяющей источник с потребителем.

Поскольку потребитель (дуга, шлаковая ванна) является активным, мощность, потребляемая им, в первом приближение равна произведению действующих значений тока и напряжения:

.

Обычно сопротивлением линии можно пренебречь, тогда напряжение на зажимах потребителя в установившемся режиме равно напряжению на зажимах источника, а мощность, отдаваемая потребителю,

Читать еще:  Штукатурка и шпаклевка потолка своими руками видео

.

Рис. 1.3. Общая схема сварочной цепи с источником питания

Таким образом, величина энергии, расходуемая при сварке, пропорциональна напряжению на зажимах источника и току, развиваемому им, в сварочной цепи.
В свою очередь ток и напряжение источника связаны между собой определенной зависимостью, называемой его внешней характеристикой.

Различают три вида внешних характеристик (рис. 1.4): возрастающие (1), жесткие и пологопадающие (2, 3), крутопадающие (4, 5).

Рис. 1.4. Виды внешних характеристик источников питания

Источники питания для сварки обычно имеют либо жесткие, или близкие к ним пологопадающие, либо крутопадающие характеристики. В первом случае напряжение на зажимах источника при увеличении тока остается неизменным или незначительно уменьшается. У источников с крутопадающими характеристиками рост тока сопровождается значительным снижением напряжения.

Напряжение на зажимах источника при разомкнутой цепи называется напряжением холостого хода (U), величина тока источника при замкнутых зажимах – током короткого замыкания (IK). Таким образом, в источнике с падающей внешней характеристикой при увеличении тока от нуля до IK напряжение снижается с U до нуля.

В общем случае внешние характеристики источников являются нелинейными, поэтому полезно ввести понятие о дифференциальном сопротивлении.

Дифференциальным сопротивлением нелинейного элемента называют предел отношения приращений напряжения к соответствующему приращению тока. Применительно к источнику питания оно равно

. (1.1)

При возрастающей характеристике ρи>0, при жёсткой ρи=0 и при падающей ρи * b * и обмотки звезды, эквивалентной треугольнику аbс. Тогда эквивалентное сопротивление

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Источники:

http://www.tehnoinfa.ru/jelektricheskajasvarkametallov/16.html
http://weldzone.info/oborudovanie/sources/98-transformers/288-electroslag
http://cyberpedia.su/12xe606.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector