Сварка, резка и пайка металлов

Сварка аккумулированной энергией, или импульсная сварка

Недостатком контактной сварки, в особенности точечной, является значительная мощность, забираемая машиной из сети в момент сварки. Каждая отдельная сварочная операция является весьма кратковременной, и общий коэффициент загрузки сети по времени часто незначителен, не достигает и 10%. Кратковременные пики нагрузки, весьма значительные по величине и притом однофазные, часто являются тяжёлыми для питающей сети и служат серьёзным препятствием к расширению применения контактной сварки. Поэтому давно возникла и является вполне естественной мысль проводить кратковременные сварочные операции за счёт энергии, запасённой или аккумулированной в соответствующем приёмнике, непрерывно заряжающемся от питающей сети и периодически разряжающемся на сварку. Тогда, при небольшом среднем потреблении мощности из сети с равномерной нагрузкой фаз, получается возможность давать на сварку кратковременные импульсы очень большой мощности, В настоящее время практически реализованы уже несколько видов сварки аккумулированной энергией, или импульсной сварки: 1) электростатическая или конденсаторная сварка; 2) электромагнитная сварка; 3) аккумуляторная сварка; 4) инерционная сварка.

например ламповый. При замыкании прерывателя

тока П конденсатор разряжается на первичную обмотку сварочного трансформатора. Сварочный ток можно регулировать изменением ёмкости конденсаторной батареи и напряжением, до которого заряжаются конденсаторы.

Конденсаторная сварка обладает преимуществом точной дозировки количества энергии, расходуемой на каждую сварку. Запас энергии в конденсаторной батарее:

где Л — запас энергии в дж ;

С — ёмкость конденсаторов в ф ;

U — напряжение зарядки конденсаторов в в

При заданных ёмкости и напряжении конденсатора каждый отдельный процесс сварки получает строго определённое количество энергии.

Конденсаторные машины бывают различных размеров — от самых малых для мелких работ до очень мощных машин для сварочных токов в сто тысяч ампер и более. Конденсаторная сварка ведётся по очень жёсткому режиму; сварочный нагрев осуществляется за один кратковременный импульс. Конденсаторная сварка целесообразна для нержавеющих сталей, алюминиевых сплавов и т. п.

Схема установки для электромагнитной импульсной сварки показана на фиг. 177. Аккумулятором энергии является магнитное поле, создаваемое пропусканием постоянного тока через первичную обмотку сварочного трансформатора, При прерывании постоянного тока создаваемое им магнитное поле исчезает, запасённая в нём энергия передаётся во вторичную обмотку трансформатора и поглощается сопротивлением сварочной цепи.

Для накопления возможного максимума запаса магнитной энергии магнитная цепь трансформатора должна быть разорвана воздушным зазором. Величина зазора определяется расчётом; обычно оптимальный зазор имеет длину от 2 до 4% длины железа магнитопровода . При правильном конструировании в каждом килограмме железа магнитопровода можно накопить до 5 дж энергии, пригодной для использования в сварочной цепи.

При аккумуляторной сварке энергия запасается в щелочных аккумуляторах особой конструкции повышенной прочности, безопасно выносящих частые короткие замыкания. Щелочные аккумуляторы имеют малое внутреннее сопротивление и при замыкании на малое внешнее сопротивление могут давать кратковременные токи, в сотни раз превосходящие нормальный разрядный ток аккумулятора.

Инерционная сварка основана на аккумулировании энергии во вращающемся маховике, сидящем на одном валу с ротором генератора, питающего током сварочную машину. Маховик разгоняется электромотором, питаемым от силовой сети, в момент сварки маховик снижает число оборотов и отдаёт запасённую кинетическую энергию в форме импульса сварочного тока. Аккумуляторная и инерционная сварка не вышли ещё из экспериментальной стадии.