Вторичный контур контактной сварочной машины

Вторичный контур контактной машины

Вторичный, или сварочный, контур каждой контактной ма­шины включает в себя вторичный виток сварочного трансфор­матора, соединенного с конструктивными элементами машины, предназначенными для подведения сварочного тока к электро­дам, т. е. к месту сварки. В электрическом отношении свароч­ный контур представляет собой систему жестких и гибких эле­ментов, соединенных неподвижными и подвижными контактами. Все элементы токопровода изготовляются из цветных металлов или сплавов с достаточно высокой электропроводимостью и ме­ханической прочностью.

В качестве примера на рис. 1.13 представлен сварочный кон­тур контактной точечной машины. Основными его элементами являются электроды 1, непосредственно подводящие ток к сва­риваемым деталям и передающие необходимые усилия для их сжатия; электрододержатели 2, служащие для закрепления электродов; хоботы 3, соединенные с механизмами, обеспечи­вающими необходимые усилия сжатия свариваемых деталей; гибкие шины 4, соединяющие контактные плиты трансформа­тора с подвижными элементами контура; сварочный трансфор­матор 5.

‘ Как правило, жесткие элементы изготовляются из медного проката, отливаются из меди или бронзы. Гибкие элементы из­готовляются из медной фольги или гибких проводов, состоящих из большого числа тонких проволок типа жгута или плетенки. Размеры и конструкция вторичного контура определяются тех­нологическими возможностями машины и ее энергетическими показателями. Полезный вылет LSOM и раствор Яном выбираются в зависимости от габаритов свариваемых деталей. Для универ­сальности машины вылет LHom и pacfBOp Нком изменяются. Хо­боты 3 можно выдвигать, раздвигать, взаимно смещать в гори-

Рис. 1.13. Вторичный контур контактной точечной машины

зонтальной плоскости или поворачивать вокруг их продоль­ной оси.

Вторичный контур контактной машины включает в себя ак­тивное гв и индуктивное хв сопротивления. Значения этих сопро­тивлений имеют непосредственное отношение к определению исходных данных вторичного напряжения холостого хода сва­рочного трансформатора (см. § 1.12).

Вторичные контуры контактных машин по своей конфигура­ции отличаются большим разнообразием. Они могут быть со­ставлены как из прямоугольных, так и криволинейных участков различных сечений в зависимости от мощности. Участки кон­тура могут быть ориентированы в пространстве относительно друг друга самым различным образом. Поскольку при сварке применяются не только постоянные, но и переменные токи раз­ных частот, то распределение токов в объеме проводника может быть неравномерным.

Кроме того, в конкретных сварочных машинах вблизи кон­тура всегда имеются ферромагнитные детали (или это элементы конструкции, или свариваемые изделия), в которых при пере­менных и пульсирующих токах наводятся вихревые токи, что отрицательно влияет на величины ге и особенно хв. Поэтому рас­чет параметров контура составляет значительные трудности, и в существующих методиках большая часть этих отрицательных влияний или не учитывается, или учитывается некоторыми эм­пирическими коэффициентами. Расчет гв и хв производится после уточнения геометрических размеров вторичного контура машины и выбора сечений всех его элементов.

Источник

Устройство машин контактной сварки

2 Января 2022 17:28
Перистальтический насос своими руками

Источник

Сварочный или вторичный контур контактных машин

Представляет собой токоведущий элемент, по которому протекает сварочный ток.

Все эти элементы могут находиться по разному и иметь разную форму. Задача – с минимальными потерями пропустить сварочный ток через свариваемые детали.

Другая функция – необходимо выдержка сварочной нагрузки.

Рассмотрим контур по элементам:

Электрод – непосредственно прилегает к свариваемой детали передают сварочную нагрузку. Рабочая поверхность достигает температуры от 200 до 250 градусов Цельсия, температура основного тела электрода и токоведущих элементов меньше 100 градусов т.к. при увеличении нагрева увеличивается удельное сопротивление следовательно увеличиваются потери.

Электроды (самые нагруженные из элементов) не из меди М1 – выдерживает 5 – 10 точек, а из бронзы БрХ, БрК, БрНБТ. При внесении примесей в Cu, удельное сопротивление бронзы возрастает.

БрСр – удельное электрическое сопротивление 85% от М1.

Что бы повысить стойкость электродов их делают полыми, электрододержатель – с помощью конуса.

Все токоведущие элементы контура рассчитаны из условия нагрева, их сечения выбираются в зависимости от материала, функционального назначения и условий охлаждения. Электроды с интенсивным внутренним водяным охлаждением изготавливают из Сu, MK, MCp или БрК, БрСр.

Бронза МК: j = 20 – 45 A/мм из БрМ6Т медь М1 и медь с цинком j = 20 – 50 А/мм

Электродержатель БрХ, БрК j = 10 – 20 А/мм

Хоботы держатели, угольники, консоли медные М1:

— при воздушном охлаждении j = 1,8…2,2 А/мм2;
— при водяном охлаждении j = 2,4…3 А/мм2.

Соединительные гибкие шины МГм:

— при воздушном охлаждении j = 2,5…3 А/мм2;
— при водяном охлаждении j = 2,5…4 А/мм2.

Материалы легированные Cr, Si, Ni, Be, следовательно повышается прочность и уменьшается электропроводимость.

Исходные данные: свариваются детали (материал и толщина);

Способ сварки – точечная, шовная, стыковая.

По таблице выбираем параметры режима сварки Iсв, Uсв, Fсв.

Основные исходные данные для электрического расчета – сварочный ток и продолжительность включения установок:

— точечная машина ПВ 20%;

— шовная, стыковая машина ПВ 50%;

— конденсаторы. Машины переменного тока 10%.

Ток протекает импульсами; во время протекания происходит нагрев, во время паузы – охлаждение.

Расчетный ток будет тот, который будет нагревать до той Т0, что и сварочный ток, протекая непрерывно.

Приведенную jдоп выбираем так, чтобы элементы не нагревались выше 1000С.

Определившись со способом сварки, необходимо нарисовать эскиз. Самая простая конструкция у машин для стыковой сварки, сложнее – у машин шовной сварки (вращение роликов), надо выбрать площадь между вращающимся хоботом и крышкой так, чтобы плотность тока в контактах была ниже, чем в зоне контакта при вращении.

Подвижные контакты в шовной машине обладают большим сопротивлением, чем неподвижные. Усилие контактов берется приблизительно. На подвижных машинах сопротивление контакта Cu-Cu не превосходит (3-5)∙10-6 Ом. Сопротивление подвижного контакта (10-20)10-6 Ом.

Определяем активное сопротивление сварочного контура:

α – температурный коэффициент Ом/0С. α для электродов из Брк = 0,815; БрХ = 0,95; БрНБТ = 0,5; медь М1 =0,00392; Cu+Ag = 0,98.

При сварке на переменном токе:

Кп – коэффициент поверхностного эффекта, учитывающий, что сила тока на поверхности проводника, зависит от частоты напряжения металла проводника.

Rp – сопротивление первого метра проводника, Ом. (для БрХ Rp = 0,021 – 0,035).

Подсчитав сопротивление каждого элемента с учетом потерь для соответствующей частоты, мы суммируем сопротивление всех элементов и получим полное сопротивление, добавляя сопротивление контуров подвижных (в шовных машинах) и неподвижных, определяем активное сопротивление детали. Сопротивление в контактах делали с электродом и между собой в процессе сварки сильно меняются (вдавливаются), меняется сопротивление контакта, поэтому учитывается сопротивление Rэ-э. Rэ-э зависит от: состояния свариваемой поверхности, химического состава, величины изменяемого давления, Т0 во времени и толщины детали.

В процессе сварки параметры измеряются, Rэ-э измеряется:

— опытным путем;
— по аналогии со свариваемой деталью;
— расчетным путем.

Номинальный сварочный ток, таблица изменения сопротивления.

При стыковой сварке сопротивлением, торцы детали все время сжаты большим усилием, следовательно, Rgg мало и исчезнет при нагреве, Rэ-э еще меньше, его не учитывают. Вылет деталей велик и сопротивление детали значительно, оно увеличивается при нагреве.

При расчете Rgg при диаметре меньше 20…25 мм, принебрегаем Кп, так как он равен 1.

При стыковой сварке оплавлением сопротивление стержня расчитывается по той же формуле, но учитывается Rgg.

Vопл – скорость оплавления см/сек;
j – плотность тока А/мм2;
Кл – коэффициент, учитывающий свойства стали (1,1 для аустенитных, 1,0 для углеродистых).

Rgg = 100 – 1500 мкОм – для стали.

Сопротивление вторичной обмотки можно посчитать по таблице, в зависимости от мощности трансформатора.

Для расчета полного сопротивления нужно знать индуктивное сопротивление сварочного контура.

L2 – индуктивность;
f – частота.

Индуктивность зависит от формы, периметра и площади контура.

— по площади охватываемой контуром (точность 50%);
— по периметру;
— по методу отдельных участков.

где – суммарная выпрямляемая длинна всех элементов контура при максимальных значениях раствора Н и вылета l в см.
С – имперический коэффициент, зависит от параметров контура, С=1,26.

Более точный метод расчета (25%). Его суть: отдельные участки контура разбиваются в зависимости от конфигурации токоведущих элементов.

Вычислим активное и индуктивное сопротивление, найдем полное сопротивление контура:

z = 200 – 600 мОм (2 – 3 ∙ 10-3 Ом)

Зная величину сварочного тока, можем определить напряжение на вторичной обмотке трансформатора.

U2ном – основной параметр для расчета сварочного трансформатора.

Схемы обмотки трансформаторов. Секционирование обмоток трансформаторов контактных машин.

Пненвмоаппаратура. Пневмооборудование для машин контактной сварки.

Источник

Конструкции вторичных цепей контактной машины

Вторичная цепь, или вторичный контур, сварочной машины представляет собой систему проводников, соединяющих сварочный трансформатор с электродами машины. Размеры и конструкция вторичного контура определяют технологические возможности машины и ее энергетические показатели. Чем дальше трансформатор от электродов машины (рис. 2.1) и значительней расстояние между токоведущими элементами, тем больше размеры деталей или узлов, которые можно сваривать, пользуясь машиной. Следовательно, увеличение площади, охватываемой контуром, позволяет расширить области применения машины. Однако стремление к увеличению размеров вторичного контура влечет за собой повышение его сопротивления, а следовательно, и мощности, необходимой для сварки деталей заданной толщины. Поэтому размеры вторичного контура должны иметь разумные пределы.

Для того чтобы снизить по возможности мощность, потребляемую машиной, вторичные контуры иногда конструируют так, чтобы можно было регулировать как расстояние между трансформатором и электродами — вылет, так и расстояние между токоведущими элементами по вертикали — раствор. Наибольшее распространение получили машины для точечной и рельефной сварки с регулируемым раствором и постоянным вылетом.

При минимальной площади, охватываемой контуром, машина позволяет получить наибольший сварочный ток. При максимальной площади ток меньше, но представляется возможность сваривать детали больших размеров.

Вторичный контур сварочной машины состоит из жестких и гибких элементов. Последние необходимы для того, чтобы обеспечить возможность движения электродов во время работы машины. Часто вместо жестких элементов применяют гибкие для того, чтобы упростить сборку контура, снизить требования к точности изготовления элементов, а также для того, чтобы упростить регулирование размеров контура.

Жесткие элементы выполняют из медного проката, отливают из меди или бронзы, обладающей достаточно высокой проводимостью. Гибкие элементы изготовляют из медной фольги: (рис. 2.2, а, б) или круглых гибких проводов (рис. 2.2, в), состоящих из большого количества тонких проволок.

Элементы из фольги изготовляют наборными и витыми. Наборный элемент представляет собой пакет из прямоугольных листов фольги, изогнутый в свободном состоянии по требуемой форме. Концы пакета засверливают и прикрепляют к жестким элементам с помощью шпилек. В редких случаях концы наборных элементов припаивают к массивным частям. Гибкие провода главным образом припаивают. Для того чтобы упростить операцию пайки, исключить возможность затягивания припоя в провод, концы проводов обжимают медными втулками и затем к обжатым концам на стыковой машине приваривают небольшие медные цилиндры (рис. 2.2, в). В массивных же частях предусматривают глухие отверстия, в которые вводят цилиндрики. Паяное соединение получается между цилиндриками и массивной деталью.

Наименее надежной частью вторичного контура сварочной машины являются разъемные соединения. Поэтому количество их должно быть минимальным, а расположение удобным для периодического контроля. Особенно опасны для контактов перегревы. Поэтому следует стремиться к тому, чтобы контактирующие элементы хорошо охлаждались. Там, где это возможно, массивные части у контактов должны иметь внутреннее водяное охлаждение. Большой эффект дает серебрение контактирующих поверхностей.

В роликовых машинах наиболее уязвимым местом являются скользящие контакты (рис. 2.3). Для машин малой мощности, предназначаемых для сварки неответственных деталей, допустимы простейшие скользящие контакты, выполняемые в виде подшипников скольжения (рис. 2.3, а). В машинах средней и большой мощности скользящие контакты большей частью не используются для передачи механического усилия на ролик (рис. 2.3, б, в). Ток передается через подшипники скольжения, в которых одна из половин прижимается к другой со строго определенным усилием, создаваемым несколькими пружинами. Благодаря такой конструкции достигается более или менее стабильное сопротивление контакта. Хорошие результаты дает облицовка рабочих элементов контакта серебром.

Известен ряд конструкций электрического соединения неподвижных частей машины с вращающимися с помощью легкоплавких металлов и сплавов. Такие конструкции еще не получили распространения. Однако не исключено, что для машин большой мощности жидкостные контакты после соответствующей конструктивной проработки станут наиболее эффективными подобно тому, как щеточные контакты были вытеснены жидкостными в мощных униполярных машинах.

В подвесных машинах для точечной сварки наиболее ответственными элементами вторичного контура являются гибкие кабели, с помощью которых рабочий инструмент — клещи присоединяются к неподвижно установленному или подвешенному понижающему трансформатору. Кабель должен быть достаточно легким и гибким, чтобы сварщик не переутомлялся, непрерывно работая клещами в течение смены. Поэтому для подвода тока к клещам применяются водоохлаждаемые кабели, работающие при очень высоких плотностях тока, иногда до 100 А/мм2. Используются кабели с одним многожильным проводом или с несколькими (рис. 2.4). Последние называются бифилярными, поскольку параллельные провода образуют прямую и обратную цепь для тока. Бифилярные кабели обладают малым реактивным сопротивлением. Электродинамические силы, действующие на провода, взаимно компенсируются, и сварщик их практически не ощущает.

Подвод тока двумя кабелями менее совершенен, так как индуктивность их даже при плотной связке значительно больше индуктивности бифилярного кабеля. Электродинамические силы расталкивают кабели, и сварщик ощущает толчки при включении тока. Тем не менее, подвод тока к клещам двумя раздельными кабелями получил широкое распространение главным образом благодаря большой гибкости проводов и более простому подключению их к электрической цепи и системе охлаждения. Повышенное реактивное сопротивление сравнительно слабо отражается на полном сопротивлении вторичной цепи в связи с тем, что значительно ее активное сопротивление.

В машинах для стыковой сварки вторичный контур обычно не используется для размещения тех или иных частей свариваемых деталей (рис. 2.5). Поэтому размеры вторичного контура определяются возможностью обеспечения надежной защиты трансформатора от частиц горячего металла, вылетающих из зоны сварки. Изоляционное расстояние между элементами контура, находящимися под разными потенциалами, определяется по заданному ходу подвижной части машины, а также из условия предотвращения перекрытий через пыль и окалину, скапливающиеся на изоляционных прокладках.

Источник

• ← Вторичные грунты для авто
• Вторичный лизинг автомобилей для юр лиц →