Скачиваний:
26
Добавлен:
15.05.2019
Размер:
1.12 Mб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Кафедра «Технология металлов»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

Источники питания электродуговой сварки.

Снятие и построение внешних характеристик

по дисциплине

«Материаловедение и технология конструкционных материалов»

Выполнил

Группа:

Проверил:

Санкт-Петербург

2018

Цель работы: ознакомиться со схемами и конструкциями источников питания дуговой сварки.

Задачи работы:

  1. Изучить имеющиеся в лаборатории источники питания дуговой сварки.

  2. Снять и построить внешние характеристики источников питания, произвести сварку

Краткие общие и теоретические сведения об источниках питания электродуговой сварки

Источником тепла в электродуговой сварке является электрическая дуга, для её поддержания нужны специальные источники питания.

Техника безопасности:

  1. И.П. подключаются к сети ~380, В (~220, В маломощные),поэтому корпуса И.П. должны быть надежно заземлены, а высоковольтные провода надежно изолированы.

Требования к И.П.:

  1. Напряжение холостого хода UXX ≤80В.

  2. Ток короткого замыкания IКЗ <Imax расчетного.

  3. Плавная регулировка сварочного тока IСВ (в мощных источниках дополнительно и ступенчатая).

  4. Внешняя характеристика одного из 4х-типо: 1 - крутопадающая; 2 - пологопадающая; 3 - жесткая; 4 - возрастающая (рис. 1)

Рис.1

  1. И.П. переменного тока - трансформаторы. Напр. ТД-500; ТД-300

Рис.2. Упрощённая схема сварочного трансформатора

Регулировка силы тока (IСВ):

  1. Ступенчатая - путем переключения количества витков W1 и W2;

  2. Плавная - путем изменения расстояния между W1 и W2..

Крутопадающий тип внешней характеристики обеспечивается за счет удлиненного магнитопровода и неплотного прилегания к нему обмоток, что создает рассеяние магнитного потока в пространстве.

  1. И.П. Постоянного тока. Это выпрямители, например: ВД-301; ВД-302; ВДУ-1251 и др.; преобразователи, напр.: ПД-502 и др. и инверторы.

Рис. 3.Упрощённая схема сварочного выпрямителя

где: W1 и W2-первичная и вторичная обмотки понижающего трансформатора, он может быть 3-х фазным на ~380В и двухфазным на ~220В.

ПП-полупроводниковый выпрямитель также 3-х фазный или 2-х фазный.

Регулировка сварочного тока IСВ:

- ступенчатая - путем переключения обмоток W1 и W2

(Δ ) - треугольником или (Y) - звездой;

-плавная-. путем изменения расстояния между W1 и W2.

Рис. 4. Типы внешних характеристик

Внешняя характеристика задается силовым трансформатором (W1 и W2 ).

Сила сварочного тока выбирается в зависимости от толщины деталей (ICB~S).

Рис. 5. Условия устойчивого горения электрической дуги

Сварочные преобразователи и агрегаты

Рис.6.Упрощённые схемы сварочного преобразователя и агрегата

Преобразователь состоит из генератора и электродвигателя с общим валом для ротора и якоря.

Три обмотки возбуждения:

  • Намагничивания (Wн);

  • Подмагничивания (Wп);

  • Размагничивания (Wр).

Сила сварочного тока (Iсв) регулируется ступенчато при подключении обмотки Wр и плавно переменным сопротивлением R.

Внешняя характеристика (рис. 15)сварочного преобразователя может быть: жесткой, пологопадающей, крутопадающей, возрастающей (при увеличении числа витков Wп).

Рис. 7. Типы внешних характеристик преобразователя

Рис. 8. Блок - схема сварочного агрегата

Сварочный агрегат состоит из генератора с самовозбуждением и двигателя внутреннего сгорания. Агрегат применяют для ручной дуговой сварки в полевых условиях.

Сварочные инверторы

Регулировка силы сварочного тока (Iсв):

  1. ступенчатая – путём выбора способа сварки и его внешней характеристики;

  2. плавная – путём поворота соответствующей рукоятки, что сопровождается цифровой индексацией силы тока.

Рис. 9. Упрощённая схема сварочного инвертора

Масса и габариты инверторов примерно в 5-8 раз меньше чем у традиционных низкочастотных источников.

Технологические преимущества инверторов:

  1. Сварка короткой дугой;

  2. Минимальное разбрызгивание металла;

  3. Минимальный перегрев изделия;

  4. Сварка плохо сваривающихся сталей;

  5. Высокий КПД, высокое быстродействие, cosφ=1;

  6. Минимальное потребление энергии на холостом ходу;

  7. Точная регулировка сварочного тока с цифровой индикацией;

  8. «Форсаж дуги»

  9. Напряжение питания от ~140 до ~240, В.

Оборудование и приборы

Сварочный пост переменного тока и ТД-500, амперметр, вольтметр, электроды для переменного тока; сварочный выпрямитель ВД-301; сварочный преобразователь ПД-502; сварочный инвертор ФЕБ-350; маломощные источники питания – выпрямитель, трансформатор и инвертор на силу сварочного тока до 160, А.

Порядок выполнения работы

Изучить конструкцию и принцип действия источников питания дуговой сварки, снять и построить внешние характеристики ТД-500.Сделать выводы по работе.

Рис. 10 Внешняя характеристика ТД-500

На рисунке представлены полученные экспериментально внешние характеристики ТД-500 при разных расстояниях между обмотками: Iкз1=180, А; Iкз2=200, А; Iкз3=220, А; Uхх=56, В.

Выводы:

  1. Трансформатор ТД-500 имеет крутопадающий тип внешней вольтамперной характеристики;

2) Количество таких внешних характеристик неограниченно, так как зазор можно плавно менять на бесконечно малую величину.

  1. Iкз3 =220, А, так как сила тока была ступенчатым способом отрегулирована на минимальные токи.

  2. Минимальный ток Iсв достижим на длинной дуге при максимальном расстоянии между обмотками.

  3. Максимальный ток Iсв достижим на короткой дуге при минимальном расстоянии между обмотками.

  4. В лабораторной работе были рассмотрены способы электродуговой сварки и сварочное оборудование, а также источники питания дуговой сварки. и произведена оценка сварочного шва, выполненного преподавателем. Сварочный шов высокого качества равномерный по высоте, ширине и глубине провара.

  5. Инверторный источник питания имеет семейство вольтамперных характеристик, пригодных для всех способов дуговой сварки.

  6. маломощные источники питания имеют только плавную регулировку силы тока.