Источник должен обеспечивать регулирование напряжения как установочно (перед сваркой), так и под нагрузкой.

ТЕМА 17.

ПРОИЗВОДСТВО И ИСПЫТАНИЕ ИСТОЧНИКОВ. ВЫБОР, МОНТАЖ И ПУСК ИСТОЧНИКОВ. ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ И БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ.

Производство и испытание источников

Основными поставщиками ЭСО на российском рынке являются следую­щие предприятия.

ОАО «Симферопольский электромашиностроительный завод» — СЭЛМА (Украина) выпускает трансформаторы и выпрямители на токи от 130 до 1250 А, в том числе инверторные, универсальные и многопосто­вые, полуавтоматы для сварки в защитном газе на токи от 100 до 630 А, автоматы для сварки под флюсом, установки для аргоно-дуговой сварки и плазменной резки. ОАО «Завод Электрик» (С.-Петербург), в прошлом флагман российского сварочного электромашиностроения, был основан в 1896 г. и выпустил первые образцы сварочных источников в 1924 г. Он заметно уступает СЭЛМА по объему выпуска, но не номенклатуре, в которой трансформаторы и выпрямители на токи от 100 до 1600 А, полу­автоматы на токи от 160 до 630 А, тракторы для сварки под флюсом и в защитном газе, установки для аргоно-дуговой сварки и плазменных про­цессов — сварки, наплавки, напыления, резки. На Урале два крупных завода электросварочного оборудования: ЗАО «У рал термосвар» (Екате­ринбург) и «Завод Искра» (Первоуральск) с приблизительно одинаковой номенклатурой продукции — трансформаторы, выпрямители, полуавто­маты, тракторы. Но главное в их выпуске — это вентильные генераторы и агрегаты на токи от 200 до 500 А, в том числе универсальные и многопо­стовые. НПП «Технотрон» (Чебоксары) уже более 15 лет ориентирован на выпуск инверторных источников, а также полуавтоматов и установок на их основе. Инверторные источники выпускают также С.-Петербургское НПП «ФЕБ», Харьковское ПО «Коммунар» и Рязанский приборный за­вод. ОАО «Каховский завод электросварочного оборудования» (Украина) слабее связан с российским потребителем, но имеет в своей номенклатуре позиции, отсутствующие у вышеперечисленных предприятий. Это под­весные и самоходные аппараты для автоматической сварки под флюсом и в защитном газе, в том числе многодуговые и наплавочные, а также установки для электрошлаковой сварки.

Высококачественное, но относительно дорогое оборудование россий­скому покупателю предлагают, как правило, через своих региональных представителей, более других продвинувшиеся на наш рынок иностран­ные фирмы Lincoln Electric (США), ESAB (Швеция), Kemppi (Финлян­дия), EWM (Германия) и др.

Разработка новых источников

С начала кризиса 90-х годов парк сварочного оборудования России на промышленных предприятиях и в строительстве почти не пополнялся и к 2005 году состарился по крайней мере на 15 лет. В начале этого периода в дилемме «цена-качество» потребитель, как правило, отдавал предпо­чтение первому фактору, и непритязательный вкус покупателя диктовал производителю снижение стоимости даже за счет падения качества. Но в настоящее время спрос оживляется, и конкуренция с другими заводами ЭСО и иностранными фирмами вынуждает к разработке новых моделей источников с более высокими техническими характеристиками и свароч­ными свойствами.

Новая модель источника питания должна:

- соответствовать мировому уровню техники, т. е. содержать про­грессивные технические решения, использовать современную элемент­ную базу и материалы;

- соответствовать требованиям ресурсосбережения как при изгото­влении, так и при эксплуатации;

- обеспечивать эффективность ее применения у потребителя, т. е. иметь широкий диапазон режимов, высокие сварочные свойства и т. д.;

- быть конкурентоспособной на внешнем рынке, или хотя бы конку­рировать с импортным оборудованием по соотношению « цена-качество».

Стандартами ГОСТ 15.001-88 и 15.009-91 «Система разработки и по­становки продукции на производство» предусмотрены следующие этапы:

- составление технического задания,

- разработка технической документации,

- изготовление опытных образцов,

- испытания и приемка опытных образцов,

- подготовка производства (приобретение оборудования, изготовле­ние оснастки),

- освоение производства.

Применительно к источникам питания для сварки разработан следу­ющий перечень испытаний: проверка технических характеристик, элек­трической и механической прочности, нагрева, надежности, сварочных свойств, а также климатические испытания.

Проверка технических характеристик заключается в измерении на­пряжения холостого хода и тока короткого замыкания, снятии внешних характеристик, определении пределов регулирования тока и напряже­ния, определении КПД и коэффициента мощности в номинальном режи­ме. В этом испытании используются метрологически поверенные изме­рительные приборы с классом точности не ниже 1,5 и специальное испы­тательное оборудование, например, измеритель внешних характеристик. Отдельно выполняются испытания при пониженном и повышенном на­пряжении сети.

Проверка сопротивления изоляции между входной цепью и корпус­ом, сварочной цепью и корпусом, входной и сварочной цепями выполня­ется с помощью мегомметра на 500 В и в зависимости от типа изоляции должно быть не менее 2,5-5 МОм. Следующим этапом испытания явля­ется проверка диэлектрической прочности изоляции приложением в тех же точках повышенного напряжения до 3750 В. Двойное в сравнении с номинальным напряжение подается на первичную и вторичную обмотки трансформатора для контроля межвитковой изоляции.

Механические испытания корпуса на прочность и жесткость выпол­няются при нанесении по нему ударов с энергией 10 Нм. Прочность всей конструкции проверяют сбрасыванием с фиксированной высоты, напри­мер, источников массой более 25 кг с высоты 100 мм. После механиче­ских воздействий проверяют работоспособность источника с включением на номинальную нагрузку.

Испытания на нагрев должны определить превышение температуры обмоток или других элементов над температурой окружающего воздуха при работе источника в номинальном режиме. В этом случае в качестве нагрузки используют балластный реостат, а повторно-кратковременный или перемежающийся режим работы имитируют с помощью контактора и реле времени.

Испытания сварочных свойств выполняются по ГОСТ 25616-83 мето­дом субъективной экспертной оценки, описанной в разделе 2. В допол­нение к ней в УГТУ-УПИ разработана методика объективной оценки по непосредственным критериям. Надежность зажигания дуги оценивается по величине предельной начальной длины дуги, при которой дуга еще не обрывается и горит не менее 1 с. Эластичность дуги оценивается величи­ной разрывной длины дуги, т. е. ее значением перед естественным обры­вом при плавлении электрода, а в случае неплавящегося электрода — при его медленном отводе от детали. Устойчивость процесса характеризуется частотой обрывов при расплавлении одного электрода на номинальном и минимальном рекомендуемом для данного электрода токе. Другой харак­теристикой устойчивости может служить минимальный ток устойчивого горения дуги при его плавном снижении с помощью регулятора источни­ка. Для оценки стабильности режима нужно фиксировать относительные отклонения тока и напряжения, длящиеся более 1-3 с, так как только та­кие ошибки влияют на геометрию шва. Перенос электродного металла характеризуется частотой и длительностью коротких замыканий капля­ми, а также коэффициентом разбрызгивания.

Климатические испытания требуют наличия специальной камеры, в которой источник выдерживают в одном варианте при повышенной влаж­ности до 95 % и повышенной температуре до 60°С, а в другом — при пони­женной температуре до — 40°С. После этого источник проходит повторное испытание технических характеристик при нормальной температуре.

Испытания на надежность особенно трудоемки. При нормальных условиях надежность сварочных источников оценивается наработкой на отказ не менее 1000 часов. Поэтому испытания ведут в ускоренном режи­ме, для чего повышают температуру рабочей среды до 240-260°С и сопро­вождают нагрев электродинамическими ударами за счет многократных коротких замыканий внешних зажимов источника, после чего проверяют диэлектрическую прочность изоляции.