Машина контактної точкової зварювання сфера застосування, особливості конструкції

Електрична контактне зварювання вважається одним з найбільш універсальних методів виконання нероз’ємних з’єднань різних металів. Залежно від того яку конструкцію має машина контактного точкового зварювання, вона може застосовуватися і в побутових умовах, і в складі потужних виробничих ліній.

Принцип контактного зварювання і його вплив на конструкцію обладнання

Електричний струм здатний нагрівати металеві вироби при проходженні через них, за певних умов відбувається плавлення матеріалу. Створюване зусилля стиснення, що передається на заготовки, викликає з’єднання деталей, що зварюються на молекулярному рівні. Даний принцип знайшов застосування в зварюванні різних марок сталі, кольорових металів, сплавів. Існує кілька різновидів контактного зварювання:

  • Точкове зварювання дозволяє формувати зварене з’єднання (точку) між двома електродами.
  • При стиковому зварюванні з’єднання заготовок відбувається по всьому перетину торця деталей, що зварюються (труби, арматура, дріт).
  • Шовна зварювання відрізняється від точкової тим, що формується безперервний ряд зварних точок, утворюючи суцільний шов.

Виходячи з умов створення зварного з’єднання, машина для контактного зварювання, в тому числі і стикового, повинна забезпечити виконання наступних дій:

  • Створення зварювального струму необхідної (досить великий) сили.
  • Забезпечення необхідного зусилля стиску зварюваних деталей.
  • Точне дозування зварювального впливу за часом.

Саме ці чинники і визначають конструктивне виконання, яке повинна мати машина контактного зварювання, для забезпечення високого якість і швидкості виконання процесу. Основними вузлами агрегату контактного зварювання є:

  • Понижуючий трансформатор або конденсаторна батарея.
  • Переривник електричного кола.
  • Пристрій, що створює зусилля на електродах або між зварюються деталями.

Трансформатори для контактного зварювання

Кількості теплоти, що виділяється при проходженні електричного струму при контактного точкового або стиковому зварюванні, з огляду на те, що опір металів незначно, залежить від величини сили струму. Тому трансформатори машини для зварювання повинні забезпечувати на вторинній обмотці значні величини цього показника. Якщо в малогабаритних побутових пристроях сила струму може становити 3-5 кА, то промислові установки дозволяють досягати значень в 300-500 кА.

У зв’язку з тим, що висока напруга у вторинному ланцюзі зварювального апарату не потрібно, трансформатори, застосовувані для контактного зварювання повинні мати високий коефіцієнт трансформації. Конструкція цього пристрою має такі особливості:

  • Для отримання максимального значення сили струму вторинна обмотка зазвичай має один виток, при цьому перетин провідника досить велике, даний параметр визначається розрахунковим шляхом. Для забезпечення розрахункової сили струму провідники з технічної міді з’єднуються паралельно.
  • Обмотки трансформатора для витонченою, стикового зварювання найчастіше мають накопичувач на комп’ютері, така конструкція сприяє рівномірному розподілу навантаження на всі секції. Крім того, це дозволяє добитися кращого охолодження обмоток.
  • У зв’язку з тим, що машина працює в режимі постійних високих навантажень, виникає необхідність в посиленні захисту обмоток від впливу високих температур, атмосферної вологи або конденсату. Для цієї мети обмотки трансформатора покриваються спеціальним полімерним термостійким компаундом, що забезпечує герметичність провідників.
  • Для зниження робочої температури обмоток, трансформатори повинні бути забезпечені ефективною системою охолодження. Установки невеликої потужності можуть мати повітряне охолодження, а для високопотужних агрегатів необхідно застосовувати водяні пристрої для зниження температури, саме вони вважаються найбільш ефективними.
  • Машина для контактного зварювання працює в режимі частого пуску, в промислових пристроях ця частота може доходити до 400-500 включень в хвилину. У зв’язку з цим виникають значні механічні навантаження, тому трансформатор повинен мати конструкції з певним запасом міцності.
  • Найчастіше трансформатор такого типу має сердечник броньового типу, це визначено саме можливістю високих навантажень. Допускається, при виготовленні машин малої потужності, застосування збірного сердечника з пластин.
  • Регулювання сили зварювального струму здійснюється за допомогою пристроїв, що працюють в первинному ланцюзі. У контактному зварюванні застосовується секціонування первинної обмотки, коли окремі її елементи підключаються в різному порядку, або електронне управління процесом. При цьому використовують тиристорні схеми, що дозволяють домогтися плавної і точної регулювання.

Контактна точкове зварювання за допомогою трансформаторних машин має істотний недолік. Нерівномірне навантаження і висока частота включень робить негативний вплив на мережу живлення, виникає так званий перекіс фаз, особливо це характерно для однофазної машини. Для усунення такого впливу застосовується конденсаторная машина контактного зварювання, яка значно відрізняється своїми характеристиками.

Конденсаторне зварювання

Машина конденсаторного зварювання дозволяє створити рівномірне навантаження на електричну мережу підприємства. Вона може застосовуватися для точкового контактного, стикового та деяких інших видів зварювання. Принцип дії, за яким працює машина, заснований на використанні накопиченої в конденсаторних батареях електричної енергії. При цьому заряд елементів відбувається постійно, що робить навантаження на мережу рівномірної, не надає на неї негативного впливу.

  • Для стикового зварювання застосовують установки бестрансформаторного типу. В даному випадку накопичений заряд протікає через зварюються деталі в момент їх зіткнення. Під дією певного зусилля проходить зварювання вихідних деталей. Даний спосіб дозволяє допитися високої точності тривалості імпульсу і його потужності, досягається це зміною ємності конденсаторів.
  • Контактна, а також шовна зварювання здійснюється із застосуванням трансформаторного способу. В цьому випадку розряд конденсатора здійснюється на первинну обмотку понижувального трансформатора, тобто принцип роботи не змінюється, різниця полягає саме в застосуванні акумульованої енергії.

Конструктивно контактна зварювальний машина конденсаторного типу складається з двох основних вузлів – зарядної і розрядної частини. Застосовувані схеми можуть значно відрізнятися в пристроях різних виробників, але виконують одні і ті ж функції:

  • Забезпечення заряду батареї до необхідної величини, причому в певний час. Для цієї мети застосовується підвищувальний трансформатор.
  • Виділення збереженої енергії на зварюються деталях або електродах, при цьому можлива як повна, так і часткова розрядка батареї.

Саме принцип конденсаторного зварювання застосовується при виготовленні малогабаритних зварювальних пристроїв невеликої потужності. Така машина для контактного зварювання може застосовуватися в побуті. Вона відрізняється невеликими розмірами, може працювати від звичайної електричної мережі. В основному такі апарати застосовуються для стикового зварювання шпильок, болтів, інших елементів різного перетину. Незважаючи на скромні габарити, така машина своїми можливостями не поступається більш потужній техніці. Більш того, подібні пристрої можна цілком змонтувати своїми руками, звичайно в виробничих масштабах їх не можна буде застосувати, але для обмежених особистих цілей вистачить цілком.

Конструкція приводу стиснення

Якщо з електричною частиною машин для стикового і точкового зварювання все більш-менш зрозуміло, істотних відмінностей в конструкції немає, то механізм створення необхідного для зварювання зусилля може суттєво відрізнятися. При цьому саме він визначає сферу застосування обладнання.

Існує два основні підходи до конструкції механізму стиснення, завдяки якій здійснюється контактна точкове зварювання.

  • Стаціонарна машина являє конструкцію в єдиному корпусі. Зусилля може передаватися на електроди за допомогою механічних або пневматичних механізмів. Застосовувані приводи дозволяють змінювати величину зусилля, що додається в широких межах.

Механічні пристрої стиснення обумовлюють меншу вартість обладнання, в той час як пневматичні дозволяють здійснювати більш точне регулювання режимів роботи.

  • Окремо варто обладнання для комплектації автоматичних потокових ліній, призначених для контактного зварювання. Основним елементом, що забезпечує передачу зусилля і безпосереднє виконання зварювальних робіт, є підвісні кліщі. Завдяки їм підвищується мобільність технологічного процесу, зварювальник не прив’язаний до місця установки апаратури управління і трансформаторної частини. Приклад такого обладнання можна побачити на будь-якому автоскладальному конвеєрі.

Сучасні кліщі для контактного зварювання оснащуються пневматичною системою приводу, існує можливість змінювати режими зварювання, в тому числі і величину зусилля, безпосередньо з робочого інструмента. Своїми експлуатаційними характеристиками, і можливістю створення комфортних умов виконання зварювання вони набагато перевершують стаціонарне обладнання.

Засоби керування зварювальними машинами

Точність дотримання всіх показників режимів зварювання грає велику роль в якості одержуваного з’єднання. Крім того, при стикового, точкового зварювання підвищення тривалості зварювальних імпульсів призводить до істотного перевитрати енергії, що позначається і на собівартості продукції.

У зв’язку з тим, що технологія стикового, точкового, шовного зварювання вимагає великих значень сили струму, комутація та управління зварювальним процесом можлива лише в первинному колі електричної частини машини.

На застарілих моделях регулювання величини струму здійснювалося за допомогою перемикання секцій первинної обмотки трансформатора. Різні комбінації зі зміною кількості підключених секцій дозволяла домогтися необхідних параметрів зварювання. Механічні засоби управління мали громіздку і незручну конструкцію, яка до того ж не відрізнялася надійністю.

Сучасна машина для контактного зварювання оснащується тиристорн контакторами, за допомогою яких здійснюється комутація електричного струму в ланцюгах. Новітні моделі верстатів для стикового і точкового зварювання на додаток оснащуються мікропроцесорними блоками управління режимами роботи, це дозволяє досягти максимальної точності дотримання всіх параметрів режимів зварювання.

Застосовувані для контактного зварювання машини постійно вдосконалюються, тому думки деяких експертів про те, що такий вид зварювання поступово зживає себе, не має нічого спільного з дійсним станом справ.

Ссылка на основную публикацию