Технологія конструкційних матеріалів та матеріалознавство (стр. 55 )

Застосовують дві схеми вмикання дросельної обмотки з трансформа­торними. У першій схем первинна і вторинна обмотки знижувального однофазного трансформатора розміщені на залізному осерді 7, а дросельна обмотка на осерді 2 і становлять два окремо виконаних апарати. При другій схемі вмикання трансформа­торні і дросельна обмотки розміщені на спільному залізному осерді і є одним апаратом. Та частина осердя, на якій розміщені обмотки І і II, - це власне трансформатор, а частина, на якій розміщена обмотка III, - дросель. Струм у трансформаторах цих двох типів регулюється змі­ною самоіндукції дроселя при збільшенні або зменшенні повітряного за­зору 5 між рухомою і нерухомою частинами його осердя. Із збільшенням зазору самоіндукція дроселя, яка залежить від магнітного потоку осердя, зменшується, а напруга на дузі і зварювальний струм збільшуються. Змен­шенням зазору зумовлюється зворотне явище.

Трансформатори з окремою дросельною обмоткою комплектують трансформатором типу СТЕ і дроселем РСТЕ. До трансформаторів в однокорпусному виконанні належать трансформатори типу СТН.

У трансформаторах із збільшеним магнітним розсіянням використано властивість магнітного потоку, що замикається через повіт­ря, індукувати у відповідних обмотках ЕРС самоіндукції, спрямова­ну проти основної ЕРС трансформатора. Первинну і вторинну обмот­ки розміщують на різних стрижнях або на одному стрижні на деякій від­стані. Регулюють силу струму, змінюючи відстань між первинною і вто­ринною обмотками. Із збільшенням відстані збільшуються потоки роз­сіяння і зварювальний струм зменшується і навпаки. До цього типу нале­жать такі сучасні трансформатори, як СТШ-250, СТШ-500, ТД-300, ТД-500 ТСП-2.

4. Однопостові зварювальні генератори постійного струму мають спад­ну зовнішню характеристику, яка утворюється безпосередньо в самому генераторі. Це досягається розмагнічуванням основного потоку генера­тора магнітним потоком послідовної обмотки збудження або магнітним потоком якоря (реакцією якоря).

Принципову електричну схему однопостового генератора, що працює за принципом намагнічувальної дії паралельної і розмагнічувальної дії послідовної обмоток збудження, подано на рис. Генератор має обмотку З, що підімкнена до головної щітки Ь і допоміжної щітки с, і об­мотку 7, підімкнену до головних щіток а і Ь. Напруга між щітками Ь і с

при холостому ході та при всіх режимах навантаження залишається ста­лою, тому сталим є і магнітним потік Фп, що створюється обмоткою З, яка підмикається до цих щіток (генератор з самозбудженням). Під час холостого ходу ЕРС генератора і напруга на головних щітках а, Ь і на дузі залежатимуть тільки від магнітного потоку паралельної обмотки. При горінні дуги зварювальний струм проходить через послідовну (серієсну) обмотку 7, увімкнену так, що її магнітний потік Фс спрямований проти магнітного потоку Фп. Тому ЕРС генератора, яка індукцується в обмотці якоря генератора результуючим магнітним потоком, також знизиться, і це зумовить зниження напруги на дузі. При короткому замиканні потік Фс майже дорівнюватиме потоку Фп, тому результуючий магнітний потік і напруга на головних щітках а, Ь і на дузі також знизяться майже до нуля.

Зварювальний струм у генераторах цього типу регулюється зміною струму збудження паралельної обмотки за допомогою реостата 2 або змі­ною числа витків паралельної і серієсної обмоток.

5. Багатопостові зварювальні генератори постійного струму мають послідовну 7 і паралельну 3 обмотки збудження, які створюють магнітні потоки відповідно Фс і Фп одного напряму, тому зовнішня харак­теристика у цих генераторах не спадна, а жорстка. Щоб мати спадну ха­рактеристику на дузі, на кожному робочому місці послідовно з дугою вми­кають баластні реостати 4. При замиканні зварювального кола частина напруги генератора втрачається на баластному реостаті

Отже, напруга на дузі

иа=иг-ир,

де иг - напруга генератора, В.

При короткому замиканні втрата напруги на баластному реостаті май­же дорівнює напрузі на затискачах генератора і тому напруга на дузі спа­дає майже до нуля. Баластним реостатом регулюють також силу зварю­вального струму, а реостатом 2 змінюють напругу холостого ходу гене­ратора.

До багатопостових належить генератор СГ-1000, від якого живляться шість зварювальних постів. Кожний пост використовує струм до 300 А через баластний реостат РБ-300.

Зварювальні генератори, встановлені на одному валу з двигунами, на­зивають зварювальними перетворювачами. Це однопостові генератори ПСО-300, ПСО-500, багатопостовий ПСМ-1000 та ін.

6. Зварювальні випрямлячі складають із напівпровідникових елемен­тів - вентилів. Напівпровідниковий вентиль добре проводить струм тіль­ки в одному напрямі. Для зварювальних випрямлячів використовують в основному селенові вентилі на алюмінієвій основі. Тепер розроблені і ви­пускаються германієві і силіцієві випрямлячі, які кращі від селенових за технічними даними.

Випрямні установки складаються з трансформатора і напівпровідни­кового випрямляча. Всі випрямлячі мають високий ККД і невеликі розмі­ри, дають змогу плавно регулювати силу струму і забезпечують стійке горіння дуги. Подібно до зварювальних генераторів вони можуть бути одно - і багатопостовими, мати спадну або жорстку зовнішню характерис­тику.

Ручне дугове зварювання

1. Електроди для ручного дугового зварювання. Ручне дугове зварю­вання виконують штучними електродами, які зварник подає до зварюваль­ного виробу і переміщує в потрібному напрямі. При зварюванні за мето­дом Бенардоса використовують вугільні або графітові електроди діамет­ром 6.. .30 мм, завдовжки 200.. .300 мм. Для зварювання за способом Слав'янова використовують металеві електроди, які мають діаметр 1,5... 12 мм і довжину 200.. .450 мм. Зварювання в інертних газах виконують з викорис­танням вольфрамових електродів діаметром 1...6 мм.

Для зварювання сталей елек­троди виготовляють із стале­вого зварювального дроту за ГОСТ 2246-70, яким передба­чено 75 її марок. З них шість виготовляють з низьковугле­цевої, ЗО-з легованої і 39 — з високолегованої сталі. Всі вони мають обмежений вміст вуглецю, сірки і фосфору. Дугове зварювання стрижнями з сталевого дроту (голими елек­тродами) не застосовують через нестійке горіння дуги і велике насичення металу шва киснем і азотом повітря. Для підвищення стійкості горіння дуги і захисту розплавленого металу від взаємодії з повітрям на електродні стрижні 5 наносять так звані товсті, або якісні, покриття 4. їх складовими, крім стабілізуючих і клейких (рідке скло), є шлако - і газоутворювальні речовини і розкислювачі. Для одержання наплавленого ме­талу спеціального складу і властивостей вони містять також різні легуючі елементи. До стабілізуючих належать різні сполуки лужних (калію, нат­рію) і лужноземельних (кальцію) металів, які в дузі легше іонізуються, ніж кисень і азот повітря, і цим поліпшують стійкість горіння дуги.

Шлакоутворювальними речовинами є оксиди (ТЮ2, 5Ю2, МпО), карбо­нати (СаС03, ) й інші сполуки (СаР2), які вносять в покриття у ви­гляді мінералів (кремнезему, мармуру) і руд (титанової, манганової). Під час плавлення покриття вони утворюють шлаки, які покривають краплини З електродного металу в дузі і зварювальну ванну на металі 1 шва і цим захищають розплавлений метал від азоту і кисню повітря. Після остигання металу шва і шлаку шлакова кірка 2 легко відділяється від поверхні шва.

Для газового захисту в електродні покриття вносять різні органічні сполуки, наприклад електродну целюлозу, які під час згоряння утворю­ють навколо дуги захисні гази - оксиди вуглецю, водень - і цим захи­щають розплавлений метал від взаємодії з повітрям.

Як розкислювачі застосовують елементи, що мають більшу спорідненість з киснем, ніж залізо. До них належать манган, титан, силіцій та ін. Пере­буваючи в зварювальній ванні, вони відбирають кисень від оксидів залі­за, утворюючи нерозчинні в залізі оксиди відповідних елементів, які по­тім спливають у шлак.

Легуючими елементами є хром, манган, вольфрам, молібден. В елект­родні покриття їх вносять тоді, коли електроди призначені для зварюван­ня легованих сталей, одержання стійких до спрацювання наплавок тощо. Розкислювачі та легуючі елементи вносять у покриття переважно у ви­гляді феросплавів.

Для виготовлення покритих електродів усі кускові матеріали шихти покриття подрібнюють, розмелюють, просіюють і змішують з рідким склом. Одержану масу наносять на електродні стрижні опресуванням. По­тім електроди просушують і прокалюють.

За призначенням сталеві електроди відповідно до ГОСТ 9466-75 поділяють на чотири групи:

1)для зварювання вуглецевих і легованих конструкційних сталей;

2)для зварювання легованих теплостійких сталей;

3)для зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями;

4)для наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями. Цей стандарт установлює також загальні вимоги на електроди - їхні

розміри, технічні умови на виготовлення, правила приймання, методи випробувань, маркування тощо.

ГОСТ 9467-75 регламентує дві перші групи електродів. За цим стандар­том для зварювання конструкційних вуглецевих і легованих сталей залеж­но від механічних властивостей металу шва передбачено 14 типів елек­тродів - 338, 342, 346...3150. Цифри в марках означають гарантовану границю міцності шва - 380... 1500 МПа.

Для зварювання легованих теплостійких сталей залежно від хімічного складу наплавленого металу встановлено 9 типів електродів, зокрема 3-09МХ, 3-09X1М, 3-09М.

ГОСТ 10052-75 регламентує вимоги до електродів для зварювання ви­соколегованих сталей з особливими властивостями. Залежно від хімічно­го складу металу шва і його структури стандартом передбачено 45 типів електродів: 3-12X13, 3-10Х17Т, 3-10Х17Н13С4 та ін.

Відповідно до ГОСТ 10051-75 електроди для наплавлення поверхне­вих шарів з особливими властивостями за хімічним складом наплавле­ного металу і призначенням поділено на 44 типи: для наплавлення де­талей, які працюють в умовах ударних навантажень (3-10Г2, 3-30Г2ХМ та ін.), для наплавлення штампів гарячого штампування (3-10Х2ГМ, 3-90Х4М4ВФ та ін.), для наплавлення металорізального інструменту (3-105В6Х5МЗФЗ та ін.).