Сварочные автоматы тракторного типа АДФ

Базовой моделью автоматов типа АДФ является автомат типа АДФ-1001 для сварки под флюсом на переменном токе до 1000 А, показанный на рис. 39.

В состав сварочного автомата типа АДФ входят унифицированный сварочный трактор и источник питания сварочным током. Благодаря размещению аппаратуры управления в пульте трактора и в источнике питания автоматы не имеют промежуточных шкафов управления.

Сварочный трактор автомата АДФ-1001 представляет собой самоходную каретку со смонтированной на ней сварочной головкой, пультом управления, барабаном для электродной проволоки и токоподводом со светоуказателем.

Конструкцией трактора предусмотрены следующие установочные перемещения и регулировки:

а) параллельное прямолинейное перемещение колонки с размещенными на ней узлами в поперечном направлении на +30 мм от среднего положения, осуществляемое маховиком, расположенным на каретке;

б) поворот сварочной головки, пульта управления и барабана с проволокой вокруг вертикальной оси на угол +90° для установки головки вне колес каретки. Установленное положение может быть зафиксировано с помощью рукоятки, размещенной на колонке;

в) поворот сварочной головки на угол +45° относительно двух горизонтальных координатных осей для установки электрода под необходимым углом при сварке угловых и нахлесточных соединений. Фиксация установленного положения осуществляется с помощью рукоятки и винта;

г) подъем и опускание сварочной головки на +40 и-20 мм от среднего положения. Подъем и опускание осуществляются вращением маховичка. Конструкция механизма подъема с использованием принципа пантографа позволяет осуществить подвеску головки на вращающихся осях, сохраняя при этом неизменным установленный угол между электродом и свариваемым изделием;

д) холостое перемещение каретки вдоль свариваемого шва. Расцепление колес каретки с редуктором при этом осуществляется зубчатой муфтой, управляемой рукояткой;

е) перемещение каретки и электродной проволоки в ту и другую сторону, которое можно осуществить с помощью пусковой аппаратуры, установленной на пульте.

Каретка представляет собой шасси на четырех колесах с электродвигателем постоянного тока и двухступенчатым червячным редуктором.

Сцепление колес с приводом осуществляется зубчатыми полумуфтами. Обе пары колес соединены между собой цепью, поэтому все четыре колеса являются ведущими.

Электродвигатель типа КПА-561 90 Вт, 48 В, 5000 об/мин, редуктор и муфта сцепления являются одними из узлов, намеченных к специализированному производству.

Внутри цилиндрических направляющих установлена плита, на которой смонтирована колонка, несущая на себе все остальные узлы автомата.

Сварочная головка состоит из электродвигателя постоянного тока, двухкорпусного редуктора, приводящего во вращение ведущие ролики механизма подачи электродной проволоки; Правильного механизма, токоподвода и флюсового бункера. В одном корпусе размещена червячная пара, во втором - две пары цилиндрических зубчатых колес. Одна из цилиндрических пар установлена с задней стороны корпуса под съемной крышкой и является сменной. Два комплекта зубчатых колес с числом зубьев z t = 19, z 2 = 49 и z 1 = 34, z 2 = 34 разбивают диапазон скорости подачи электродной проволоки на две ступени, обеспечивая при применении электродной проволоки диаметром 5-6 мм невысокие скорости подачи при больших проталкивающих усилиях.

Подача проволоки осуществляется ведущими роликами, сцепленными между собой зубчатыми колесами. Усилие сжатия проволоки роликами регулируется сжатием пружины при помощи маховика. Для выпрямления проволоки в автоматах АДФ-1001 и АДФ-1601 устанавливаются два дополнительных ролика.

Регулирование правильного механизма осуществляется маховиком.

Скорость подачи электродной проволоки регулируется в пределах каждой ступени путем регулирования числа оборотов двигателя.

Автомат АДФ-501 рассчитан на применение электродной проволоки меньшего диаметра, в соответствии с чем скорость подачи проволоки у него в два раза выше, чем в автоматах АДФ-1001 и АДФ-1601. Это достигается установкой двухзаходного червяка в червячной паре редуктора подачи проволоки.

По принципу подачи проволоки автомат на 500 А (АДФ-501) отличается от автоматов на 1000 (АДФ-1001) и 1600 А (АДФ-1601) тем, что в нем скорость подачи постоянная, не зависящая от напряжения дуги. Автоматы АДФ-1001 и АДФ-1601 имеют скорость подачи, зависящую от напряжения дуги.

В соответствии с системой подачи проволоки автоматы имеют различные электрические схемы. Разработаны четыре типа блоков электрической схемы автоматов типа АДФ: блок питания, блок привода, блок циклов, блок горения дуги.

Конструктивно блок питания электрической схемы автомата размещен в источнике Сварочного тока. С этой целью в конструкции сварочных трансформаторов ТДФ-1001 и ТДФ-1601, а также в выпрямителе ВДУ-504-1 предусмотрена ниша для электрической аппаратуры блока питания.

Блоки привода, а также блок циклов размещаются в пульте управления сварочного трактора. Эти блоки смонтированы на печатных платах, снабженных штепсельными разъемами. По конструктивным соображениям блок привода смонтирован на двух печатных платах. В пульте каждого автомата размещается пять печатных плат. Печатные платы блоков являются унифицированными узлами, переданными на освоение их производства предприятию, специализирующемуся на выпуске электронной аппаратуры. В блок привода входят: несимметричный выпрямительный блок с двумя транзисторами, генератор пилообразных импульсов, пороговый элемент - триггер Шмитта, импульсный усилитель, усилитель постоянного тока, элемент динамического торможения двигателя, элемент задания скорости подачи электродной проволоки, цепи обратной связи по частоте вращения двигателя и по дуговому напряжению.

Блок циклов автомата АДФ-501 выполняет функции, обеспечивающие растяжку дуги при окончании сварки. Блок унифицированный и применяется в автомате АДГ-502, предназначенном для сварки в среде защитных газов.

Кроме аппаратуры управления, на лицевой панели установлены приборы для контроля режима сварки, а также пусковая и регулировочная аппаратура. В отличие от выпускаемых автоматов на пульте управления автомата АДФ кроме амперметра и вольтметра для контроля режима сварки установлен указатель скорости сварки. Под каждым контрольно-измерительным прибором размещен соответствующий орган, позволяющий дистанционно регулировать сварочный ток, дуговое напряжение и скорость сварки.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Эксплуатация сварочного автомата АДФ-1002 для дуговой сварки под слоем флюса. 2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 Расчет и опытная проверка режимов механизированной дуговой сварки под слоем флюса. 15

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 Изучение конструкции и работы контактной точечной машины.. 21

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 Определение пригодности контактной машины для сварки заданного соединения. 31

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 Эксплуатация точечной конденсаторной машины 39

Приложение А.. 46

Приложение Б. 48

Приложение В.. 49

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Эксплуатация сварочного автомата АДФ-1002 для дуговой сварки под слоем флюса

Цель работы

Изучение конструкции и основ эксплуатации оборудования для автоматической сварки под флюсом.

Теоретическая часть

Сварка под флюсом – один из широко распространенных способов получения сварных конструкций. Сущность процесса состоит в том, что электрическая дуга между плавящимся электродом и свариваемым металлом горит под слоем гранулированного флюса 3 (рис.1.1). Сварочный ток подводится к электродной проволоке 1 при помощи токоподвода 2. Сварочная дуга горит в пространстве, так называемого, газового пузыря 4, который образуется в результате выделения паров и газов в зоне дуги. Сверху газовый пузырь ограничен пленкой расплавленного флюса 5, снизу – сварочной ванной 7. В результате кристаллизации расплавленного металла сварочной ванны образуется сварной шов 6. Расплавленный флюс изолирует зону сварки и кристаллизующийся металл от попадания воздуха и предотвращает окисление металла шва, а также насыщения его азотом. Это способствует получению швов с высокими механическими и коррозионными свойствами. Хорошая тепловая изоляция сварочной дуги, повышенное давление газов над сварочной ванной и большая плотность тока способствуют глубокому проплавлению основного металла.

Флюсы при дуговой сварке выполняют ряд важных функций: изолируют сварочную ванну и остывающий металл от атмосферы воздуха, стабилизируют горение дуги, обеспечивают металлургическую обработку расплавляемого металла, формируют поверхность шва и т.д. Выбор флюса проводится в соответствии с химическим составом свариваемого металла и требованиями к металлу шва. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей одним из лучших считается флюс АН-348А. Для малоуглеродистых сталей чаще всего применяют сварочную проволоку Св08, Св08А. При сварке по кромкам со следами ржавчины рекомендуются проволоки Св08ГА или Св10ГА.

Рис. 1.1. Схема процесса сварки под флюсом

Сварочный автомат АДФ-1002 предназначен для сварки переменным током под слоем флюса соединений встык с разделкой и без разделки кромок, для сварки швов вертикальным и наклонным электродом, а также нахлесточных швов. Швы могут быть прямолинейными и кольцевыми. Сварочный автомат АДФ-1002 состоит: сварочного трактора и сварочного трансформатора ТДФЖ-1002 с встроенным блоком управления автомата.

Сварочный трактор представляет собой самоходный механизм, на ходовой тележке которого размещены приводы движения трактора и подачи электродной проволоки. Они приводятся в движение общим электродвигателем 8 (рис. 1.2). Скорость подачи сварочной проволоки и скорость сварки не зависят от напряжения на сварочной дуге и регулируются сменными шестернями. Сварочный трактор передвигается вдоль шва ходовым механизмом 10. Сварочная проволока подается в зону сварки механизмом подачи 3. Оба механизма (подающий и ходовой) смонтированы с двигателем 8 в один блок, который является несущим корпусом автомата. На корпусе укреплены мундштук 2 и кронштейн 6 с пультом управления. На кронштейне смонтированы правильный механизм, корректировочный механизм 4, кассета для проволоки 7, бункер для флюса 5, переднее шасси с холостыми бегунками 1. Мундштук применяется для подвода сварочного тока к электродной проволоке и для направления ее в зону сварки. Подвод тока осуществляется скользящими контактами. Мундштук для проволоки диаметром 3 – 5 мм на ток до 1000 А в нижней части снабжен двумя контактными роликами, между которыми скользит электродная проволока. Контактное давление роликов создается пружинами.

Правильный механизм служит для выпрямления электродной проволоки, сматываемой с кассеты. Он состоит из трех роликов, расположенных над механизмом подачи. Режим правки регулируется упорным винтом верхнего ролика. Корректировочный механизм служит для смещения электрода поперек шва и для поперечного наклона мундштука вместе с головкой, кронштейном и катушкой. Кроме того, при сварке по копиру он применяется для точной установки электрода в плоскости копира. Корректировочный механизм состоит из червяка, закрепленного на кронштейне, и червячного сектора, неподвижно закрепленного на корпусе электродвигателя. На оба конца червяка насажены маховики. При вращении маховика червяк перемещается по зубьям неподвижного сектора и поворачивает сварочную головку автомата.

Бункер служит для подачи флюса в зону дуги. Сварочный трактор снабжен двумя сменными бункерами: один применяется при сварке швов вертикальным электродом, другой – при сварке швов наклонным электродом. Бункер основной снабжен ссыпным патрубком. Перемещением этого патрубка по высоте регулируется толщина слоя флюса. На патрубке закреплена игла – указатель, с помощью которой сварщик контролирует направление дуги по шву. При правильной настройке острие указателя и конец указателя должны быть расположены точно по оси шва.

Механизм подачи электродной проволоки состоит из редуктора с червячными и цилиндрическими зубчатыми передачами и двух роликов, подающих зажатую между ними проволоку. Для настройки на нужную скорость подачи редуктор снабжен сменными шестернями.

Рис. 1.2. Автомат АДФ-1002. Общий вид:

1 – шасси переднее; 2 – мундштуки; 3 – механизм подачи электродной проволоки (сварочная головка); 4 – маховичок корректировочного механизма; 5 – бункер для флюса основной; 6 – кронштейн с пультом управления; 7 – кассета для проволоки; 8 – электродвигатель; 9 – маховичок включения фрикционной муфты; 10 – механизм движения автомата (ходовой).

Механизм движения сварочного трактора состоит из редуктора с червячными и сменными цилиндрическими зубчатыми передачами, двух ведущих бегунков с резиновыми шинами и электродвигателя. Для ручного перекатывания сварочного трактора на валу бегунков имеется специальная фрикционная муфта с маховиками 9, при помощи которой вал можно отключить от электропривода.

Рис. 1.3. Схема электрическая принципиальная автомата АДФ-1002

Пульт управления 6 встроен в корпус сварочного трактора. На пульте управления установлены: вольтметр V, амперметр A, кнопки управления "Пуск", "Стоп", "Вверх", "Вниз" и ручка резистора R5.

Электрическая схема управления обеспечивает:

Подъем и опускание электродной проволоки кнопками К Н 3 "Вверх" и К Н 4 "Вниз" при вспомогательных операциях (замыкание сварочной проволоки на изделие перед сваркой, подъем проволоки из шлака и др.);

Включение сварочного тока и возбуждение дуги, подачу электродной проволоки в зону сварки и передвижение автомата по свариваемому изделию нажатием на кнопку "Пуск" – К Н 1;

Дистанционное регулирование сварочного тока с пульта управления;

Заварку кратера и отключение сварочного тока в конце сварки при нажатии на кнопку «Стоп» – К Н 2.

Регулировка сварочного тока резистором R5

Технические характеристики сварочного трактора приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Технические данные сварочного трактора АДФ-1002

Источником питания в сварочном автомате АДФ-1002 является трансформатор ТДФЖ-1002. Технические характеристики трансформатора приведены в таблице 1.2.

Трансформатор ТДФЖ-1002 предназначен для автоматической дуговой сварки под флюсом. Он реализует способ фазового регулирования выходного напряжения. В нем применен тиристорный фазорегулятор, работающий в комплекте с силовым трансформатором. Фазорегулятор состоит из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров и системы управления угла их открытия.

Силовой трансформатор с фиксированным повышенным магнитным рассеянием конструктивно выполнен на сердечнике стержневого типа с обмотками из алюминиевого провода. Четыре секции образуют первичную обмотку, четыре – вторичную, две – реакторную и две – стабилизирующую.

Таблица 1.2

Техническая характеристика трансформатора ТДФЖ-1002

Регулирование осуществляется изменением угла открытия силовых тиристоров VS1 и VS2 (рис. 1.4). Формирование отпирающих тиристоры импульсов происходит в схеме управления состоящей из цепей задания рабочего напряжения и отрицательной обратной связи, а также из блока фазового управления и трансформатора питания цепей управления Т2. Трансформатор ТДФЖ 1002 имеет пологопадающую внешнюю статическую характеристику (ВСХ) (рис. 1.5).

Поскольку трансформатор однофазный и длительность состояния проводимости силовых тиристоров меньше длительности полупериода питающей сети, то при фазовом регулировании с большими углами задержки открывания тиристоров ток дуги прерывается. Для устранения этого недостатка в трансформаторе введена цепь импульсной стабилизации состоящая из конденсатора С7 и двух секций 5 и 6 (рис. 1.4) стабилизирующей обмотки, включенной параллельно первичной обмотке (секции 1,2 или 1,2,7,8).

Рис. 1.4. Схема электрическая принципиальная (упрощенная)
трансформатора ТДФЖ-1002

Рис. 1.5. ВСХ источника питания (диапазон больших токов)

При включении любого из силовых тиристоров конденсатор С7 заряжается до текущего значения сетевого напряжения. Зарядный ток проходит по стабилизирующей обмотке, трансформируется во вторичную цепь силового трансформатора (секции 3,4) и вызывает в дуговом промежутке импульс напряжениям достаточный для повторного возбуждения дуги. По окончании периода проводимости тиристора дуга гаснет, а конденсатор С7 разряжается на первичную обмотку. В следующий полупериод процесс повторяется на противоположной полярности.

Однако, несмотря на импульсную стабилизацию, диапазон фазового регулирования трансформатора, в котором обеспечивается устойчивое протекание процесса, не превышает 1:2.5. Поэтому в его конструкции применено добавочное ступенчатое регулирование, осуществляемое с помощью переключателя Q2 (рис. 1.4).

В диапазоне "малых токов" две катушки реакторной обмотки включаются последовательно и согласно по отношению к первичной обмотке, при сварке в диапазоне "больших токов" реакторные обмотки не включаются.

Оборудование и материалы

1. Сварочный автомат АДФ-1002.

2. Флюс АН-348А.

3. Сварочная проволока Св08А.

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с конструкцией сварочной установки АДФ-1002.

1. Установить параметры режима сварки указанные преподавателем.

2. Провести сварку образцов.

3. Визуально оценить качество соединений и произвести их замеры.

Сущность рассмотренных в работе способов получения неразъемных соединений;

Технические характеристики автомата АДФ-1002 и трансформатора ТДФЖ-1002;

Описание характера и результатов выполненной экспериментальной работы.

8. Контрольные вопросы

4. Приведите основные параметры режима при автоматической сварке под флюсом.

5. Каким образом производится зажигание дуги?

6. Каким образом регулируется скорость сварки автоматом АДФ-1002?

7. Каким образом регулируется скорость подачи электродной проволоки?

8. Каким образом регулируется сварочный ток?

9. Каким образом осуществляется импульсная стабилизация дуги?

10.Почему при сварке углеродистых сталей под флюсом АН-348А по кромкам с ржавчиной применяют проволоку Св08ГА или Св10ГА?

11. Показать, как производится замер геометрических параметров шва при помощи шаблона сварщика.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Расчет и опытная проверка режимов механизированной дуговой сварки под слоем флюса

Цель работы

Освоение методики расчета параметров режима автоматической сварки под слоем флюса и изучение влияния параметров режима на процесс сварки и геометрию сварного шва.

Теоретическая часть

Форма и размеры шва зависят от многих параметров режима сварки: величины сварочного тока, напряжения дуги, диаметра электродной проволоки, скорости сварки и др. Такие параметры, как наклон электрода или изделия, величина вылета электрода, грануляция флюса, род тока и полярность и т. д., оказывают меньшее влияние на форму и размеры шва.

Необходимое условие механизированной сварки – поддержание постоянной длины дуги для получения стабильной формы шва. Для этого скорость подачи электрода должна соответствовать скорости его плавления теплотой дуги. С увеличением силы сварочного тока скорость подачи электрода должна увеличиваться. Электродные проволоки меньшего диаметра при равной силе сварочного тока следует подавать с большей скоростью.

В сварочном автомате АДФ-1002, как и в подавляющем большинстве оборудования для механизированной сварки плавящимся электродом используется принцип саморегулирования длины дуги в системе «дуга-источник питания», что обеспечивается жесткой внешней статической характеристикой сварочного трансформатора ТДФЖ-1002, входящего в состав сварочного автомата. Поэтому при уменьшении скорости подачи длина дуги и ее напряжение увеличиваются, а сила тока значительно снижается. В результате уменьшаются доля теплоты, идущая на расплавление электрода, и количество расплавляемого электродного металла – сварной шов получается с меньшей глубиной и площадью проплавления.

Влияние параметров режима на форму и размеры шва обычно рассматривают при изменении одного из них при неизменных остальных параметрах.

Режим сварки определяет поперечный профиль шва – глубину проплавления a, ширину шва e, величину наружного усиления шва g, коэффициенты формы провара Ψ ПР = e/a и валика Ψ В = e/g , а также долю участия основного и электродного металла в образовании шва.

Коэффициент формы провара для швов выполненных механизированной сваркой должен быть в пределах 1,3 – 4,0 для того, чтобы уменьшить вероятность образования горячих трещин, коэффициент валика в пределах Ψ В = 5 – 6.

С увеличением силы сварочного тока глубина проплавления возрастает почти линейно до некоторой величины. Это объясняется ростом давления дуги на поверхность сварочной ванны, которая оттесняют расплавленный металл из-под дуги (улучшаются условия теплопередачи от дуги к основному металлу) и увеличением погонной энергии. При этом также повышается количество расплавляемого электродного металла, увеличивается его поступление в шов и, соответственно, увеличивается высота усиления шва. Ширина шва с ростом тока возрастает незначительно, так как в процессе саморегулирования дуга заглубляется в основной металл (находится ниже поверхности основного металла).

Увеличение плотности сварочного тока (уменьшение диаметра электрода при постоянном токе) позволяет резко увеличить глубину проплавления, что объясняется ростом максимального давления дуги и теплового потока, а также уменьшением подвижности дуги на торце электродной проволоки. Ширина шва при этом уменьшается, поскольку сокращается сечение дугового разряда. Путем уменьшения диаметра электродной проволоки можно получить шов с требуемой глубиной проплавления, если ограничена величина максимального сварочного тока, обеспечиваемая источником питания дуги. Однако при этом уменьшается коэффициент формы провара шва и интенсифицируется зональная ликвация в металле шва, что приводит к пористости и пониженным механическим характеристикам в центральной части шва.

Род и полярность тока оказывают значительное влияние на форму и размеры шва, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющимся на катоде и аноде дуги, а также более высокой пространственной стабильностью анодного пятна. На некоторых режимах при сварке на постоянном токе прямой полярности глубина проплавления на 40 – 50 %, а на переменном – на 15 – 20 %, меньше, чем при сварке на постоянном токе обратной полярности.

При увеличении напряжения дуги (длины дуги) при неизменном токе увеличивается ее подвижность и возрастает доля теплоты дуги, расходуемая на расплавление флюса (количество расплавленного флюса). При этом растет ширина шва, а глубина проплавления остается примерно постоянной. Этот параметр режима широко используют в практике для регулирования ширины шва.

Увеличение скорости сварки уменьшает погонную энергию и изменяет толщину прослойки расплавленного металла под дугой. В результате этого основные размеры шва уменьшаются. Однако в некоторых случаях (сварка тонкими проволоками на повышенной плотности сварочного тока) увеличение скорости сварки до некоторой величины, уменьшая прослойку расплавленного металла под дугой и теплопередачу от нее к основному металлу, может привести к росту глубины проплавления. При чрезмерно больших скоростях сварки и силе сварочного тока в швах образуются подрезы.

С увеличением вылета электрода возрастает интенсивность его подогрева, а значит, и скорость его плавления. В результате толщина прослойки расплавленного металла под дугой увеличивается и, как следствие этого, уменьшается глубина проплавления. Этот эффект иногда используют при сварке электродными проволоками диаметром 2 – 3 мм для увеличения количества расплавляемого электродного металла при сварке швов, образуемых в основном за счет добавочного металла (способ сварки с увеличенным вылетом электрода).

Состав и строение частиц флюса оказывают заметное влияние на форму и размеры шва. При уменьшении насыпной массы флюса (пемзовидные флюсы) повышается газопроницаемость слоя флюса над сварочной ванной и, как результат этого, уменьшается давление в газовом пузыре дуги. Это приводит к увеличению толщины прослойки расплавленного металла под дугой, а значит, и к уменьшению глубины проплавления. Флюсы с низкими стабилизирующими свойствами, как правило, способствуют более глубокому проплавлению.

Пространственное положение электрода и изделия при сварке под флюсом оказывает такое же влияние на форму и размеры шва, как и при ручной сварке. Для предупреждения стекания расплавленного флюса, ввиду его высокой жидкотекучести, сварка этим способом возможна только в нижнем положении при наклоне изделия от горизонтальной плоскости на угол не более 10 – 15°. Изменение формы и размеров шва наклоном изделия находит практическое применение только при сварке кольцевых стыков труб ввиду сложности установки листовых конструкций в наклонное положение. Подогрев основного металла перед сваркой приводит к увеличению глубины провара и ширины шва.

Оборудование и материалы

1. Сварочная установка АДФ-1002.

2. Флюс АН-348А.

3. Сварочная проволока Св08А диаметром 3 или 4 мм.

4. Технологические образцы для сварки.

5. Шаблон сварщика универсальный.

Порядок проведения работы

1. По заданной глубине провара a (мм) определить сварочный ток I СВ (A) из формулы:

I СВ = (80…200)·a

2. Диаметр электродной проволоки d Э выбрать в зависимости от величины сварочного тока I СВ по таблице 2.1.

3. Выбрать размеры валика для заданной толщины металла согласно ГОСТ 8713 – 79. Конструктивные элементы и размеры соединений С4 и С47 приведены в приложении А

4. Определить площадь сечения наплавляемого металла F Н по формуле:

F Н = 0,75·a·g ,[мм 2 ].

5. Определить коэффициент наплавки α H по формуле:

, [г/А·час].

где Б и В – коэффициенты, значения которых при переменном токе для флюса АН-348: Б = 7,0; В = 0,04.

d Э , мм	Площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм 2	I СВ , А	Плотность сварочного тока, А/мм 2
	3,14	190 – 250	60,5 – 90,5
	7,06	250 – 600	35,4 – 84,9
	12,56	350 – 800	27,8 – 63,7
	19,63	475 – 1000	24,2 – 50,9
	28,27	625 – 1350	22,1 – 47,7
	38,48	750 – 1700	19,6 – 44,5
	50,26	900 – 2100	17,9 – 41,8
	78,53	1300 – 3000	16,5 – 38,2

,

где r – плотность металла, г/см 3

7. Определить скорость подачи электродной проволоки

.

8. Установив параметры режима сварки в соответствии с расчетом, выполнить на стальных пластинах поперечный шов, обеспечив напряжение дуги в пределах 25…36 В. После чего, разломить шов в месте стыка пластин и замерить g, e, a. Расчетные и опытные данные занести в таблицу 2.2. Анализируя полученные результаты, сделать выводы.

Таблица 2.2

Данные проведенного эксперимента

Отчет по работе должен содержать:

Описание влияния параметров режима на геометрию шва при сварке под флюсом

Описание расчетов и сравнение их с экспериментальными данными.

6. Контрольные вопросы

1. В чем заключается роль флюса при сварке?

2. В чем заключается подготовка флюса к сварке?

3. Назовите основные преимущества сварки под слоем флюса.

4. Какие параметры составляют режим автоматической сварки под флюсом и как осуществляется их регулирование?

5. Как влияет на размеры наплавки сила сварочного тока?

6. Почему с увеличением напряжения на дуге увеличивается ширина наплавки и уменьшается усиление?

7. Как влияют на размеры наплавки скорость перемещения дуги и диаметр сварочной проволоки?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Изучение конструкции и работы контактной точечной машины

Цель работы

Ознакомление с конструкцией контактной точечной машины, с назначением и устройством аппаратура управления и получение навыков регулирования параметров режима сварки.

Теоретическая часть

Машина для контактной точечной сварки должны обеспечивать сжатие деталей с определенным усилием и подвод к ней сварочного тока. Они имеют соответственно привод сжатия и источник тока. Последовательность различного рода операций цикла сварки, а также регулирование параметров режима сварки обеспечивает комплекс аппаратуры управления машиной.

К конструктивным элементам машины относятся: корпус, кронштейны, подкосы, консоли, электродержатели, электроды Они воспринимают значительные усилия от привода сжатия и теплового расширения металла в зоны сварки, а некоторые из них, входящие во вторичный контур машины, служат одновременно токопроводящими элементами.

Электрическая силовая часть машин контактной сварки обеспечивает получение необходимого сварочного тока (2 – 200 кА) от питающей сети обычно напряжением 380 В. Необходимая форма и величина сварочного тока, протекающего через детали, получается путем преобразования или накопления электрической энергии промышленной частоты с помощью трансформаторов, выпрямителейили накопителей энергии. Ступенчатую регулировку величины сварочного тока осуществляют путем изменения вторичного напряжения секционным переключателем ступеней.

К аппаратуре управления относятся контакторы, электропневматические клапаны, воздушные редукторы, дросселирующие клапаны, лубрикаторы, регуляторы времени, и др.

Машины для точечной сварки модно классифицировать по многим признакам:

– по назначению: универсальные, специализированные, специальные;

– по способу установки: стационарные и подвижные;

– по виду импульса сварочного тока: переменного тока, постоянного тока, конденсаторные и др.;

– по направлению движения электродов: с прямолинейным ходом и с движением по дуге окружности (радиальным ходом);

– по способу подвода тока к месту сварки: со стороны двух деталей или со стороны одной детали;

– по числу одновременно свариваемых точек: одноточечные, двухточечные, многоточечные.

Наибольшее применение получили универсальные стационарные одноточечные машины переменного тока с прямолинейным ходом электродов и подводом тока со стороны двух деталей.

Типичным образцом такой машины является машина МТП-150-7.

Оборудование и материалы

1. Контактная точечная машина МТП-150-7 в комплекте с прерывателем ПСЛ-700.

2. Учебно-наглядные пособия: УП1-УП3.

3. Образцы для сварки.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться по описаниям, конструктивнымсхемам, плакатам и натурным образцам с конструкцией и работой машины и аппаратурой управления.

2. Произвести установку параметров режима по заданию преподавателя.

3. Произвести сварку образцов.

4. Составить отчет в соответствии с разделом "Содержание отчета".

Отчет по работе должен содержать:

1. Тип машины и техническую характеристику.

2. Пневматическую схему.

3. Назначение КПЭМ, лубрикатора, воздушного редуктора, дросселя.

4. Таблицу положений ножей переключателя и вторичного напряжения по ступеням.

5. Назначение и принцип действия гидрореле.

6. Эскиз электрододержателя и электрода

7. Таблицу с пределами выдержек времени "Сжатие", "Сварка", "Проковка", "Пауза" регулятора РВЭ-7.

8. Описание пуска машины и прекращения работы.

7. Контрольные вопросы

1. Опишите назначение и принцип действия гидрореле

2. Для чего предназначены КПЭМ, лубрикатор, воздушный редуктор, дроссель?

3. Где расположены ресиверы?

4. Что необходимо сделать, чтобы машина работала в автоматическом режиме сварки нескольких точек?

5. Как осуществить сварку одной точки?

6. Как увеличить скорость подъема электрода?

7. Как уменьшить скорость опускания электрода?

8. Назначение РВЭ-7?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Определение пригодности контактной машины для сварки заданного соединения

Цель работы

Приобрести практические навыки в построении внешних характеристик контактной машины и в определении ступени напряжения трансформатора для сварки заданного соединения.

Теоретическая часть

Основным электрическим параметром контактной машины является номинальный сварочный ток I 2Н , т.е. ток, который может обеспечить машина при определенных размерах рабочего пространства (вылета L и раствора Н) вторичного контура и при номинальном повторно-кратковременном режиме работы, который характеризуется величиной:

где ПН Н – номинальная продолжительность нагружения, %;

t СВ – продолжительность включения сварочного тока, с;

t Ц – продолжительность цикла одной сварки, с.

Наиболее распространенные номинальные значения ПН Н для точечных машин – 20 %, для шовных – 50 %; стыковых – 20 –30 %, для трубосварочных станов – 100 %.

Сварочная машина может работать при токе, превышающем номинальный, но при этом продолжительность нагружения (ПН) должна быть меньше. Допустимый (с точки зрения нагрева элементов машины) ток определяют по уравнению:

(4.1)

Максимальное значение I 2 зависит от установленного вторичного напряжения холостого хода U 20 (от установленной ступени) и полного сопротивления сварочной цепи Z и определяется формулой:

где R 2 , R ТК, R ЭЭ – соответственно активные сопротивления вторичного контура, сварочного трансформатора контактной машины и свариваемых деталей;

X 2 , X ТК , – соответственно индуктивные сопротивления вторичного контура и сварочного трансформатора (приведенное ко вторичной обмотке).

Полное сопротивление сварочной цепи Z можно представить графически (рисунок 4.1).

От величины сопротивлений R ЭЭ, R 2 , Z и Z К зависят энергетические показатели машины: коэффициент полезного действия (КПД) – h, коэффициент использования мощности – c и коэффициент мощности – cosj.

Рис. 4.1. Треугольник сопротивления сварочного контура.

Полная номинальная мощность S Н машины, необходимая для выполнения сварочной операции:

Активная мощность, потребляемая машиной из сети:

Отношение активной мощности Р A к полной мощности машины S Н называется коэффициентом мощности (cosj):

Отношение мощности, выделяемой между электродами, к активной мощности, потребляемой машиной из сети называется КПД машины h:

Степень использования мощности машиной c характеризуется отношением мощности, выделяемой между электродами P ЭЭ, к полной мощности машины:

(4.3)

У универсальных машин переменного тока c = 0,1 – 0,4 при сварке сталей и 0,025 – 0,08 при сварке легких сплавов.

Поскольку потери мощности в трансформаторах и тиристорных регуляторах как правило сравнительно не велики η и cosφ можно приближенно определить по параметрам вторичного контура:

(4.4)

Энергетические показатели машин для контактной сварки улучшаются, если снизить Z K путем снижения частоты тока во вторичном контуре, а также за счет уменьшения размеров вторичного контура машины, например, путем приближения трансформатора к месту сварки и т.п.

Значение величины Z K определяют также внешние характеристики машины.

Зависимость напряжения на электродах U ЭЭ от тока во вторичном контуре I 2 называется внешней характеристикой машины на данной ступени регулирования (рисунок 4.2).

Внешние характеристики машины можно построить для каждой ступени трансформатора непосредственным измерением U ЭЭ и I 2 при различном сопротивлении свариваемых деталей R ЭЭ (опытным путем) или по данным аналитического расчета.

При определении пригодности машины для сварки заданных деталей необходимо определить и построить на графике внешних характеристик точку А .

Машина пригодна для сварки, если точка А окажется между внешними характеристиками на первой и последней ступени регулирования. С учетом тиристорного регулирования диапазон использования машины может быть расширен в сторону малых токов.

Рис. 4.2. Внешние характеристики машины на различных ступенях

регулирования с рабочей точкой

Оборудование и материалы

3.1. Контактная машина.

3.2. Плакаты.

3.3. Мерительный инструмент, зубило, молоток.

3.4. Образцы для сварки.

Порядок выполнения работы

4.1. Вычертить эскиз вторичного контура контактной точечной машины. Разбить его на участки с одинаковыми размерами сечений элементов. Указать материал элементов. Измерить размеры элементов контура. Эскиз вторичного контура контактной точечной машины приведен в приложении.

,

где L i , S i – длина и площадь сечения элемента контура.

К n – коэффициент поверхностного эффекта:

для электродов К n = 1,02;

для электрододержателей К n = 1,08;

для консолей К n = 2,0;

для кронштейнов и хоботов К n = 1,7;

для гибких шин К n = 1,0.

Т i – допустимая температура нагрева элемента вторичного контура:

для электродов Т i = 80 °C;

для электрододержателей Т i = 60 °C;

для консолей Т i = 40 °C;

для кронштейнов и хоботов Т i = 40 °C;

для гибких шин Т i = 60 °C.

r(Т i ) – удельное электросопротивление материала элемента контура при температуре Т i . Последнее определятся по формуле:

ρ(Т ) = ρ(Т 0 )(1+α Р *(Т-

Преимущества:

Микропроцессорный блок управления. Плавная регулировка скорости подачи электродной проволоки (сварочного тока). Плавная регулировка скорости перемещения тележки (скорости сварки). Стабилизация скорости сварки и скорости подачи проволоки. Цифровая индикация величины сварочного тока и напряжения, скорости сварки, времени заварки кратера и времени растяжки дуги. Установка и запоминание времени заварки кратера и времени растяжки дуги. Предварительная установка сварочного режима. Дистанционное включение и плавное регулирование сварочного напряжения источника.

Характеристика:

1. Номинальный сварочный ток, при ПВ=100%, А 1000

2. Диаметр электродной проволоки, мм 2,0 - 5,0

3. Пределы регулирования скорости подачи электродной проволоки, м\ч 26 - 360

4. Пределы регулирования скорости сварки, м\ч 12 - 120

5. Пределы регулирования времени заварки кратера, сек. 0,5 - 7,0

6. Пределы регулирования времени растяжки дуги, сек. 0,1 - 2,0

7. Угол вертикального поворота сварочной головки вдоль продольной оси трактора +45˚ - 30˚

8. Поворот сварочной головки перпендикулярно оси сварочного шва, мм, не менее -45˚ - +45˚

9. Вертикальная регулировка сварочной головки, мм, не менее 100

10. Угол горизонтального поворота сварочной головки относительно вертикальной оси трактора ±90˚

11. Межосевое расстояние колес, мм - 260

12. Колесная колея, мм - 320

13. Вместимость кассеты для проволоки, кг, не менее - 20

14. Емкость бункера для флюса, дм - 10

15. Мощность, потребляемая сварочным трактором, ВА, не более -400

16. Габаритные размеры, мм (длина x ширина) -720х500

17. Масса (без флюса и проволоки), кг -85

Полуавтомат ПДГ-508М

1. Номинальное напряжение, питающей сети, 50Гц/В 380

2. Номинальный сварочный ток: при ПВ=60% и цикле сварки 5 мин, А 500

3. Пределы регулирования сварочного тока, А 100-500

4. Расход защитного газа, л/ч 480-1280

5. Диаметр электродной проволоки, мм 1,2-2,0

6. Пределы регулирования скорости подачи электродной проволоки м/ч 120-1200

7. Регулирование скорости подачи электродной проволоки м/ч ступенчатое

8. Габаритные размеры подающего устройства, мм 445х316х370

9. Масса подающего устройства, кг 23

Таблица 6 – Выпрямитель сварочный ВДУ-506

3.7 Дефекты сварных швов и контроль качества

Система проверки складывается из проверки качества материалов, состояния оборудования, приспособлений и инструмента, квалификации работников, пооперационного контроля, приемки-сдачи качества выполненных работ.

Во время сборки конструкции проверяется соблюдение проектных размеров, правильность размещения всех деталей, наличие зазора между собранными деталями, расстояния между группами монтажных отверстий. После окончания сборки и после устранения исполнителями выявленных недостатков конструкция отправляется на окончательную сварку.

Основными видами дефектов при сварке пакета змеевиков могут быть:

‒ непровары - неполное заполнение электродным металлом расчетного
сечения шва и при нерасплавлении основного металла с металлом шва.
Непровар уменьшает рабочее сечение шва, создает концентрацию напряжений в шве и снижает его работоспособность;

‒ трещины - образующиеся трещины увеличиваются в размерах, при этом тем быстрее, чем больше величина сварочных напряжений и нагрузка на соединение в процессе эксплуатации. Причинами образования трещин могут быть избыток серы и фосфора в основном металле, сосредоточенность на небольшом участке сварного изделия нескольких швов, быстрый отвод тепла из зоны сварки, тепловые напряжения в металле, пониженная пластичность металла шва и околошовной зоны;

‒ шлаковые включения - образуются в результате попадания в жидкий металл частиц окалины, окислов, флюса и шлака, не успевших всплыть на поверхность при его затвердевании. Шлаковые включения ослабляют рабочее сечение сварного соединения, поэтому снижают его прочность;

‒ газовые поры - образуются в металле шва из-за насыщения металла
газами, не успевшими полностью выделится в атмосферу из-за быстрого остывания поверхности металла. Пористость уменьшает рабочее сечение шва, снижает его прочность и способствует образованию трещин;

‒ наплывы - образуются в результате натекания расплавленного присадочного металла на кромки нерасплавленного основного металла;

‒ подрезы - углубления в основном металле или в металле шва. Подрезы уменьшают рабочую толщину металла и как концентраторы напряжений снижают прочность сварного соединения, особенно при динамических и знакопеременных нагрузках.

После сварки при окончательной сдаче-приемке производится контроль качества сварных швов. 100% швов конструкции подвергаются внешнему осмотру и измерению. При внешнем осмотре сварных швов выявляются трещины, подрезы, большие поры, видимые шлаковые включения, некачественная заварка кратеров, плохой внешний вид швов и другие дефекты. Ответственные швы 10% готовых изделий от количества выпускаемой продукции подвергаются ультразвуковой дефектоскопии.

Швы, признанные дефектными, могут быть допущены к исправлению, если общая длина дефектных участков не превышает 25% от длины шва.

3.8 Покраска

Все стальные конструкции, законченные изготовлением и принятые отделом технического контроля, перед отгрузкой должны быть окрашены для предохранения металла от коррозии. Используется аппарат окрасочный безвоздушного распыления ASP 150.

Рисунок - Аппарат окрасочный безвоздушного распыления ASP 150.

Очистка поверхностей под окраску производится с помощью дробеструйных и дробеметных установок, которые обеспечивают очищение поверхности металла от загрязнений, смазочных материалов, ржавчины, окалины, заусенцев и грата, ухудшающих качество защитных покрытий. Грунтовка и окраска осуществляется с помощью окрасочного оборудования высокого давления методом безвоздушного распыления красителя. Метод безвоздушного распыления позволяет увеличить производительность труда (особенно при окрашивании больших площадей) и уменьшить в ряде случаев трудоемкость окрасочных работ благодаря возможности нанесения покрытий большей толщины.

Рисунок - Дробеметная установка

Рисунок - Отгрузка уже изготовленных металлоконструкций

Заключение

Изучены вопросы техники безопасности при проведении сварочных работ, вопросы социальной защиты, трудовых прав, обязанностей и технологических особенностей оборудования.

Полученные навыки и знания пригодятся при подготовке дипломного проекта и в деятельности после окончания обучения.

За время практики на ТОО «Карагандинский завод металлоконструкций-Имсталькон» были:

‒ получены знания и навыки по организации рабочего процесса;

‒ повышены коммуникабельные навыки;

‒ получены знания по участкам и операциям в цехах при создании сварных металлоконструкций;

‒ ознакомление с оборудованием используемым на данном предприятии;

ознакомление с конструкторскими стандартам данного производства.

Оборудование которое находится на заводе является устаревшим, в дипломной работе будут предложены более современные версии оборудования.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-24