Główne urządzenia wymagane do spawania oporowego

Ten artykuł rzuca światło na trzy główne urządzenia wymagane do zgrzewania oporowego. Urządzenia są: 1. Obwód elektryczny 2. Styczniki i timery 3. Systemy mechaniczne.

Sprzęt nr 1. Obwód elektryczny:

Obwód elektryczny składa się ze spłaszczonego transformatora spawalniczego ze stycznikiem w obwodzie pierwotnym i obwodu wtórnego, który często ma jeden skręt. Obwód wtórny zawiera elektrody i przedmioty między nimi. Zarówno ac, jak i dc są używane do spawania oporowego. Urządzenia spawalnicze przetwarzają 50 herców na niskie napięcie i wysoką moc w obiegu wtórnym. Spawarki prądu zmiennego są jednofazowe lub trójfazowe.

Systemy jednofazowe:

Większość zgrzewarek oporowych jest typu jednofazowego, w których jednofazowy transformator konwertuje zasilanie sieciowe na niskie napięcie o wartości od 1 do 25 woltów. Prąd wymagany w układzie wtórnym zależy od materiału, grubości i geometrii obrabianego przedmiotu i może wynosić od 1000 do 100 000 amperów.

Sterowanie temperaturą spawania uzyskuje się poprzez wybór kranu na pierwotnej części transformatora spawalniczego i kontrolę przesunięcia fazowego, która zmienia okres indukcji zapłonnika-stycznika, jak pokazano na fig. 12.6.

Ignitron jest urządzeniem służącym do przełączania sprzętu służącego do dostarczania wyższego prądu, podczas gdy lampy z tytatronu mogą być używane do prądu do 40 amperów. W thyratronie kratka (jak w zaworze triodowym) zapobiega przepływowi prądu do pożądanego, podczas gdy w ignitronie przepływ prądu jest uruchamiany, gdy jest to pożądane. W bardziej nowoczesnych jednostkach zamiast tyratronów lub ignitronów stosuje się SCR (silikony sterowane prostownikami).

Ignitron jest rurą wyładowczą, która przewodzi prąd dopiero po wstrzyknięciu sygnału sterującego. Składa się z uszczelnionej rury zawierającej anodę i katodę rtęciową, jak pokazano na ryc. 12.7. W normalnych warunkach nie ma przepływu prądu między katodą i anodą. Po przyłożeniu napięcia do zapalnika powoduje on parowanie rtęci, a rura jest wypełniona oparami i rozpoczyna się przepływ prądu.

Prąd jest prowadzony przez rurkę zapłonową, o ile występuje różnica napięcia między katodą i anodą. Ponieważ prąd może przepływać tylko z katody do anody, tak więc zapalnik może działać jako prostownik. Po podłączeniu zapalnika do dokładnego timera można uzyskać bardzo precyzyjną kontrolę czasu spawania.

Jeżeli w obwodzie jest podłączony tylko jeden zapłonnik, ciepło jest wytwarzane w materiale w impulsach półokresowych bez przepływu prądu pomiędzy nimi. To może nie generować odpowiedniego ciepła w materiale, a spoiny mogą być niezadowalające, szczególnie w materiałach o wysokiej przewodności, takich jak aluminium. Jednak problem można rozwiązać przez połączenie dwóch jajeczków w układzie back-to-back, dzięki czemu ac przepłynie nieprzerwanie w obwodzie wtórnym transformatora. Taki obwód pokazano na ryc. 12.8.

Systemy trójfazowe:

Spawarki trójfazowe mają tę zaletę, że mają zbalansowane obciążenie głównego zasilania sieciowego i dlatego są preferowane. Istnieją dwa rodzaje takich urządzeń, mianowicie: przetwornice częstotliwości i prostowniki. Maszyna z przetwornicą częstotliwości ma specjalny transformator spawalniczy z 3-fazową pierwotną i jednofazową wtórną. Przepływ prądu jest kontrolowany przez zapłonnik lub SCR w obwodzie pierwotnym.

Przepływ prądu w obwodzie wtórnym ma postać impulsów DC, których polaryzację można zmienić przez przełączenie biegunowości półcykli pierwotnych. Obwód jest podobny do tego dla maszyny jednofazowej. Częstotliwość prądu we wtórnym jest kontrolowana przez przesunięcie fazowe; najwyższa częstotliwość wtórnego zasilania 50 Hz wynosi 16⅔Hz, tj. z pełnym pełnym cyklem w każdym kierunku i dwoma półcyklami chłodnego czasu lub 3 impulsami w pełnym cyklu. Zmniejszenie częstotliwości zmniejsza reaktancję, a tym samym zwiększa względne znaczenie odporności na działanie elektrody.

W trójfazowych prostownikach oporowych prostownikowych, SCR są szeroko stosowane w obwodzie wtórnym ze względu na ich nieodłączną niezawodność. Wejście trójfazowe zostaje w ten sposób przekształcone w prąd prostowany o niskim napięciu. Prąd spawania prądu stałego ma jednak ciężkie 3-fazowe tętnienia z powodu braku wygładzania i stosowania przesunięcia przesuniętego w fazie. Obwód elektryczny takiej maszyny pokazano na rys. 12.9.

Wyposażenie # 2. Styczniki i timery :

Stycznik spawalniczy jest używany w pierwotnej spawarce oporowej i służy do podłączenia i odłączenia zasilania. Może być typu mechanicznego, magnetycznego lub elektronicznego. Styczniki mechaniczne są zwykle obsługiwane za pomocą pedału nożnego lub krzywki napędzanej silnikiem.

Są tanie, ale głośne i mają raczej krótkie życie. Kontaktory magnetyczne są uruchamiane przez elektromagnes działający na sprężynę i grawitację. Są one wykonane, aby otworzyć obwód mocy, gdy; fala AC zbliża się do zera. Mają także zaletę niskiego kosztu początkowego, ale koszty konserwacji są wysokie i nie są w stanie działać konsekwentnie w szybkich cyklach spawania.

Styczniki elektroniczne to tyrystotronowe lub zapłonowe lampy lub prostowniki sterowane krzemem (SCR), aby zatrzymać lub rozpocząć przepływ prądu w obwodzie pierwotnym

Zegary są używane do kontrolowania sekwencji i czasu trwania każdej funkcji, w tym siły elektrody i przedziałów czasowych między każdą funkcją lub fazą.

Wyposażenie nr 3. Układy mechaniczne:

Te systemy są włączone, aby przesuwać elektrodę w celu utrzymania pracy. Siła elektrod jest przykładana za pomocą środków mechanicznych, hydraulicznych, pneumatycznych lub magnetycznych. Siła elektrody może być zmieniana zgodnie z potrzebą procesu. Maszyny wielopoziomowe są zwykle stosowane w celu zapewnienia wysokiego ciśnienia kucia podczas krzepnięcia spoiny.

Wielkość nacisku zmienia się w zależności od składu, grubości i geometrii obrabianych przedmiotów. Ciśnienie kucia zastosowane do konsolidacji bryłki spoiny może wynosić od dwóch do trzech razy ciśnienie spawania.

Jeżeli ciśnienie nie jest dobrze kontrolowane, może prowadzić do nadmiernego nagrzewania się styków elektroda-praca, co może skutkować powstaniem łuku elektrycznego w wyniku wżerów lub wypalenia powierzchni elektrod i / lub przedmiotów obrabianych powodujących całkowite niezadowolenie spoin.