42. Электроды для контактных сварочных машин

Электроды – сменный рабочий инструмент контактных машин, посредством которого осуществляется контакт машины со свариваемыми деталями.

Электроды в процессе сварки выполняют следующие функции:

• сжимают детали;

• подводят к ним ток;

• отводят теплоту, выделяющуюся в деталях при сварке;

• перемещают детали при (шовной сварке).

К материалам электродов и роликов предъявляются следующие требования:

• высокая теплопроводность;

• высокая электропроводность;

• высокая жаропрочность;

• высокая твёрдость;

• высокая температура рекристаллизации;

• малая склонность к массопереносу.

Основой практически всех электродных сплавов является медь, легированная Cd, Cr, Ag, Co, Ni. Твёрдость и температуру рекристаллизации повышают добавками Ti, Be, Zr, Al, B, Si. С увеличением содержания легирующих элементов уменьшается электропроводность и теплопроводность меди (рис. 6, табл. 2). Поэтому суммарное количество легирующих элементов не превышает 2%.

Для точечной и шовной сварки металлов с высокой электропроводностью и малым сопротивлением деформации (алюминиевые, магниевые, медные сплавы) применяют электродные сплавы с уменьшенным количеством легирующих элементов (область I). Для материалов с низкой электропроводностью и высокой твёрдостью – с большим содержанием легирующих элементов (область II).

При рельефной сварке используют электродные сплавы с наибольшей твёрдостью, но с низкой электропроводностью (20…40% от электропроводности меди). Количество легирующих элементов в этом случае может возрастать до 4% и более.

Набольшей теплопроводностью, но наименьшей твёрдостью и температурой рекристаллизации обладает холоднотянутая медь М1, сплавы БрКд1 (кадмиевая бронза), БрСр (серебряная бронза), их используют для сварки цветных сплавов. Для сварки сталей и титановых сплавов используют дисперсионно твердеющие сплавы Мц5Б, БрХКд, БрХЦр, МЦ2, МЦ4, БрНБТ.

Перспективными являются электроды из спечённых материалов на базе меди с дисперсионным распределением оксидов: Al₂O₃, MgO, BeO (2…3 % по объёму). По характеристикам электропроводности они близки к сплаву БрКд1, но имеют более высокую жаропрочность.

43. Трансформаторы для контактной сварки.

Трансформатор - электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования электрического тока. Изобретён русским электротехником П.Н. Яблочковым в 1876 году.

Силовой трансформатор предназначен для преобразования электрической энергии в электрических сетях или непосредственного питания приёмников энергии. Трансформаторы для дуговой и контактной сварки являются силовы­ми трансформаторами. Схема простейшего трансформатора (рис. 4.29) включает в себя: первичную обмотку i, вторичную обмотку 2, сердечник трансформатора 3.

Рис. 4.29. Составные элементы простейшего тоанссЬооматсгоа

На первичную обмотку подаётся первичное на­пряжение U_b обычно равное при контактной сварке 220 или 380 В, а со вторичной обмотки снимается вто­ричное напряжение U₂, преобразованное в соответст­вии с заданным коэффициентом трансформации К. Ко­эффициент трансформации, вторичное и первичное на­пряжение в этом случае связываются следующим соот­ношением:

Коэффициент трансформации зависит от числа витков в первичной и вторичной обмоток трансформатора по следующей зависимости:

Для того чтобы ступенчато регулировать вторичное напряжение транс­форматора, применяют механизм переключения ступеней трансформатора, ко­торый последовательно подключает первичное напряжение к различному числу первичных витков трансформатора.

Если к трансформатору не подключено никакой нагрузки и полюса его вторичной обмотки разомкнуты, то такой режим работы называется холостым ходом, а напряжение во вторичной обмотке - напряжение холостого хода. Z=oo, 1₂=0.

Основными характеристиками трансформатора, определяющими воз­можность его применения в том или ином случае, являются:

• номинальное первичное напряжение U_b В - напряжение, подаваемое на вторичную обмотку трансформатора при его нормальной работе;

• число ступеней регулирования вторичного напряжения п;

• пределы регулирования вторичного напряжения холостого хода, В;

• номинальная мощность трансформатора на заданной продолжительно­сти включения N_H, кВА.

• номинальный вторичный ток 1_2ном, кА - вторичный ток на номинальной ступени, на который рассчитаны обмотки трансформатора при заданном ПВ;

• длительный ток вторичной обмотки трансформатора I дл.ном, кА - экви­валентный ток, постоянное прохождение которого во вторичной обмотке трансформатора вызывает такой же его нагрев, как и при прохождении номи­нального вторичного тока при заданном ПВ;

• габаритные размеры, мм;

• масса, кг.

Трансформаторы контактных сварочных машин имеют ряд конструктив­ных и функциональных особенностей, ставящих их обособленно от всех остальных трансформаторов (в частности, от трансформаторов для дуговой свар­ки).

Основные особенности трансформаторов машин для контактной сварки:

1. Размеры трансформатора. Трансформатор машины контактной сварки дол­жен встраиваться в машину и, следовательно, является элементом его конст­рукции, определяющим габариты и вес машины. Поэтому его габариты и вес должны быть минимальными, что заставляет эти трансформаторы работать на повышенных электрических, магнитных и тепловых нагрузках. Для обес­печения минимальных габаритов трансформаторов применяется их прину­дительное охлаждение водой.

2. Трансформаторы для контактной сварки не работают на холостом ходу. Для того, чтобы избежать образования дуги и повышенного износа электродов трансформатор отключают при электродах, замкнутых на детали. Исключе­ние составляет стыковая сварка оплавлением.

3. Трансформаторы для контактной сварки не предназначены для работы в ре­жиме короткого замыкания. На этом режиме происходит увеличенный износ трансформатора и электродов (в то время как трансформаторы для дуговой сварки работают на режиме короткого замыкания - возбуждение дуги).

4. Трансформаторы для контактной сварки имеют повышенные вторичные то­ки (несколько десятков кА) и пониженное вторичное напряжение (несколько вольт). Из-за этого вторичную обмотку трансформатора для контактной сварки выполняют из одного (реже двух) витков.

5. Для снижения индуктивности трансформатора первичную обмотку не разно­сят по сердечнику, а компактно располагают на одном стержне вместе с трансформатором.

6. Трансформаторы для контактной сварки работают в повторно-кратковременном режиме. Это приводит к образованию значительных зна­копеременных электромагнитных сил, которые заставляют перемещаться проводники обмоток и истирают их изоляцию. Поэтому конструкция транс­форматоров для контактной сварки должна быть механически жёсткой и обеспечивать абсолютное закрепление обмоток относительно друг друга и сердечника.

7. Трансформатор должен обеспечивать различные режимы сварки, поэтому его первичная обмотка секционирована и при помощи переключателей под­бирается нужное количество витков обмотки для обеспечения заданного вторичного напряжения.