Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 23. Трансформаторы для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом

Трансформаторы этого назначения должны иметь не менее двух ступеней изменения напряжения холостого хода, причем высший предел для трансформаторов на 500 А принимают 90 В, а для трансформаторов на 1000 и 2000 А— 80 В; сила тока холостого хода должна составлять не более 10% номинальной силы первичного тока; управление регулированием режимов сварки должно производиться с помощью электродвигателя с дистанционной кнопочной системой.

Технические характеристики трансформаторов для автоматической сварки под флюсом приведены в табл. 13.

Сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием

Трансформаторы для автоматической дуговой сварки под слоем флюса

Трансформаторы типа ТСД в однокорпусном исполнении выпускают по схеме трансформатора СТН со встречным включением реактивной обмотки. Подвижный пакет перемещается электроприводом с дистанционным управлением.

Регулирование и настройку трансформатора при автоматической сварке производят по силе сварочного тока или напряжению дуги в зависимости от типа сварочной головки. При сварке головками с автоматическим регулированием напряжения дуги регулируют силу сварочного тока; при сварке головками с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, когда сила сварочного тока поддерживается саморегулированием, регулируют напряжение на дуге. Сила тока в этом случае регулируется изменением скорости подачи электродной проволоки.

Трансформаторы СТ-1000 и СТ-2000 выполнены по схеме СТН. Режим регулируют перемещением по вертикальным направляющим П-образного верхнего сердечника, имеющего два воздушных зазора. Магнитная связь между собственно трансформатором и дросселем незначительна, поэтому напряжение холостого хода практически не меняется. Трансформатор СТ-1000 имеет пять ступеней изменения напряжения холостого хода, трансформатор СТ-2000 — три ступени, причем третья ступень предназначена для работы в случае снижения напряжения сети более чем на 10%. Изменение ступеней осуществляется со стороны вторичных обмоток.

Трансформаторы СТ-1000 и СТ-2000 предназначены для автоматической сварки под слоем флюса на средних и больших силах тока.

Трансформаторы СТР-1000 и СТР-1000-П, разработанные институтом электросварки АН УССР, выпущены небольшими партиями для автоматической сварки под флюсом на силу тока 450—1000 А. Это — однофазные трансформаторы с подвижными первичными обмотками. Особенностью этих трансформаторов является то, что они автоматически поддерживают режим сварки при изменении напряжения питающей сети. Трансформаторы имеют принудительное воздушное охлаждение.

По сравнению с трансформаторами ТСД-1000 (той же мощности) они более сложны в изготовлении, требуют больших затрат активных материалов, имеют большую массу и стоимость.

Трансформатор СТДН-2000 Института электросварки АН УССР предназначен для автоматической дуговой сварки под флюсом с повышенной скоростью.

Трансформатор однофазный, в двухкорпусном исполнении. Состоит из основной части (трансформатора) и регулирующего устройства (дросселя насыщения).

Трансформатор имеет падающую внешнюю характеристику вследствие развитого магнитного рассеяния, регулируемого дистанционно при помощи магнитного усилителя с обратной связью. Обмотки трансформатора алюминиевые. Охлаждение воздушное принудительное от встроенного вентилятора.

Напряжение сварки изменяют переключением перемычек в первичной и вторичной цепях.

Плавное регулирование силы сварочного тока осуществляется дросселем насыщения Дн (рис. 40), встроенным в трансформатор. Изменение магнитного сопротивления сердечника дросселя производится за счет подмагничивания сердечника магнитным потоком дополнительной обмотки, питаемой постоянным током и называемой обмоткой управления ОУ.

При увеличении силы тока в обмотке ОУ увеличивается магнитное сопротивление сердечника дросселя, что вызывает уменьшение индукционного сопротивления обмоток переменного тока дросселя и увеличение силы сварочного тока. Питание обмотки управления постоянным током производится от полупроводникового (селенового) выпрямителя.'

Трансформаторы для сварки трехфазной дугой. Для питания трехфазной дуги могут быть использованы обычные стандартные однофазные сварочные трансформаторы как с отдельным, так и со встроенным дросселем, а также трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием.

Для этой цели однофазные трансформаторы включают в цепь по схеме треугольника и звезды, неполной звезды и открытого треугольника.

Заводом «Электрик» для ручной сварки трехфазной дугой был разработан специальный трансформатор ТТС-400, состоящий из двух трансформаторов типа СТН, размещенных в одном корпусе.

Специальный трансформатор типа 3-СТ для ручной трехфазной сварки был также разработан в Уральском политехническом институте им. С. М. Кирова.

Для автоматической сварки трехфазной дугой под флюсом небольшой партией ранее был выпущен трансформатор ТТСД-1000-3. Он выполнен из двух однофазных трансформаторов ТСД-1000-3, собранных в одном корпусе.

Принципиальная схема включения дросселя насыщения

Перспективна схема трансформатора TCP-180 для автоматической сварки под флюсом и в углекислом газе. Схема и конструкция трансформатора разработаны совместно УПИ им. С. М. Кирова и заводом «Уралэлектротяжмаш» им. В. И. Ленина.

Принципиальная электрическая схема трансформатора показана на рис. 41.

Первичные и вторичные обмотки соединены в звезду, причем первичные обмотки секционированы на семь ступеней и напряжение холостого хода можно изменять с 36 до 54 В через каждые 3 В.
Принципиальная электрическая схема трансформатора ТСР-180 для сварки трехфазной дугой

Технические характеристики трансформаторов для сварки трехфазной дугой приведены в табл. 14.

Трансформаторы для сварки трехфазной дугой

Сварочный генератор повышенной частоты. При сварке стали малой толщины, а также при сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов и в некоторых других случаях устойчивость дуги понижается. Для повышения устойчивости дуги в подобных случаях идут на увеличение напряжения холостого хода трансформаторов. Однако это увеличение ограничено условиями техники безопасности и в то же время невыгодно, так как ухудшает экономические показатели трансформаторов.

В подобных случаях рациональнее применять источники тока повышенной частоты. При этом время повторного зажигания дуги сокращается, деионизация дуги уменьшается, следовательно, дуга горит более устойчиво.

В качестве источника питания дуги током повышенной частоты применяют сварочный преобразователь типа ПС-100-1. Преобразователь предназначен для ручной дуговой сварки металла толщиной до 3 мм переменным током 20—115 А при частоте 480 Гц. Преобразователь .состоит из генератора ГСВ-100 и приводного асинхронного короткозамкнутого двигателя АВ-42/2 на общем валу.

Генератор имеет независимое возбуждение; для получения на дуге падающей внешней характеристики и для регулирования силы тока в сварочную цепь последовательно включен специальный дроссель РТ-100. Сердечник дросселя выполнен с регулируемым воздушным зазором, величина которого изменяется винтовым механизмом.

Аппараты для повышения устойчивости горения дуги. Осцилляторы. Питание сварочной дуги токами высокой частоты и высокого напряжения параллельно со сварочным трансформатором повышает устойчивость горения дуги и облегчает ее зажигание. Получение тока высокого напряжения и высокой частоты осуществляется при помощи осциллятора. Мощность осциллятора 100—250 Вт. Частота тока, подводимого к дуге, 150—260 тыс. Гц и напряжение 2000—3000 В дают возможность зажигать дугу даже без соприкосновения электрода с деталью. Ток высокой частоты и высокого напряжения безопасен для человека. Принципиальная схема осциллятора параллельного включения показана на рис. 42. Осциллятор имеет повышающий трансформатор ПТ} присоединенный к вторичной обмотке сварочного трансформатора; колебательный контур, состоящий из конденсатора Ск, индуктивной катушки LKи разрядника Р. Осциллятор имеет еще одну катушку связи Lc, помещенную на одном каркасе с катушкой самоиндукции LK. От катушки Lcчерез защитные конденсаторы Cg сделаны выводы к выходным клеммам осциллятора. С первичной стороны осциллятор подключают непосредственно к вторичной обмотке сварочного трансформатора или в сеть.

Принципиальная электрическая схема осциллятора параллельного включения
Для присоединения осциллятора к дуге необходимо использовать гибкий высокочастотный провод сечением не менее 1,5 мм2. При эксплуатации осциллятора нужно особое внимание обращать на исправность защитного конденсатора, предотвращающего поражение сварщика током высокого напряжения низкой частоты.

Осциллятор применяют при сварке дугой малой мощности, при аргоно-дуговой сварке, а также при падении напряжения в силовой сети, обусловливающем пониженное вторичное напряжение сварочных трансформаторов и, следовательно, неустойчивый процесс зажигания и горения дуги.

На рис. 43, а и б приведены схемы осцилляторов последовательного включения, которые применяют, например, в установках для дуговой сварки в защитных средах. Такие схемы обеспечивают более надежную защиту силового выпрямительного блока или генератора от пробоя высокочастотным напряжением осциллятора.

Связь с осциллятором в схеме на рис. 43,а осуществлена с помощью высокочастотного трансформатора, который для уменьшения потерь имеет ферритный сердечник.

Защита источника питания сварочной дуги от действия токов высокой частоты осуществлена при помощи конденсатора С. Токи высокой частоты замыкаются по контуру: вторичная обмотка высокочастотного трансформатора — конденсатор С — дуговой промежуток.

В схеме рис. 43,б катушка LKвключена последовательно со сварочной дугой. Такая схема применена в установках типа «Удар-300» и «Удар-500», предназначенных для ручной дуговой сварки переменным током алюминия вольфрамовым электродом в среде аргона.

Для уменьшения помех радиоприему в цепь первичной обмотки трансформатора ПТ включены фильтры (конденсаторы Сп, рис. 42 и 43).

Основные технические характеристики осцилляторов приведены в табл. 15.

Импульсные стабилизаторы дуги применяют для подачи на дуговой промежуток синхронизированных импульсов повышенного напряжения в момент повторного возбуждения дуги при переходе кривой силы сварочного тока через нуль.
Принципиальная электрическая схема осциллятора последовательного включения

Принципиальная схема включения стабилизатора горения дуги в сварочной установке «Удар» показана на рис. 44.

Технические характеристики осцилляторов
В схему стабилизатора входят: конденсаторная батарея с цепью ее заряда от сети переменного тока через феррорезонансный стабилизатор СН и выпрямитель и следящая система СС, управляющая моментом разряда батареи Сх на дуговой промежуток.

При изменении полярности дуги следящая система отпирает тиратрон Ту и батарея Сх разряжается на дуговой промежуток, обеспечивая этим восстановление дуги в полупериоды обратной полярности.

В процессе сварки по контуру сварочной цепи проходит несинусоидальный ток, имеющий постоянную составляющую, обусловленную выпрямляющим действием дуги (изделие — алюминий, электрод — вольфрам) и наличием в сварочном контуре дросселя. Для устранения постоянной составляющей сварочного тока служит конденсатор С2.

вверх страницы