Перед началом работы убедиться в исправности заземления.
Стандарт устанавливает следующие требования безопасности:
1. Высокочастотные, среднечастотные и ультразвуковые устройства должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75.
2. В устройствах в зависимости от видов электрических цепей должны быть следующие блокировки:
– электромеханическая, разрывающая цепь питания, либо закорачивающая цепь питания на землю при открывании дверей шкафов или блоков, в которых размещены цепи переменного и постоянного тока промышленной частоты напряжением до и выше 1000 В.
3. Конструкция устройств должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.049-80.
4. Объекты (помещения), в которых эксплуатируются устройства, должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004-85.
5. Пожарную безопасность следует обеспечивать:
– исключением из конструкции устройств из легковоспламеняющихся материалов;
– выбором режима работы комплектующих элементов и узлов;
– применением автоматического аварийного отключения.
6. Стенд заземлен. Все токоведущие части изолированы. На передней панели открытых токоведущих частей нет.
7. В целях пожаробезопасности, нагреваемые части изолированы теплоизоляционным материалом (асбест).
8. Стенд запитан от закрытого щита (шкаф металлический) ЩС-3315. Все электрические элементы выбраны в соответствии с ПУЭ.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ:
– подавать напряжение, не убедившись в исправности токоведущих частей и заземления;
– прикасаться к токоведущим частям при поданном напряжении;
– выставлять показания температуры выше указанных преподавателем во избежание перегрева.
НЕОБХОДИМО:
– в случае обнаружения неисправности прекратить работу и сообщить об этом преподавателю или лаборанту;
– выполнять лабораторную работу в присутствии преподавателя или лаборанта;
– после проведения испытаний обесточить стенд и убедиться в этом.
В табл. 2 приведена спецификация электрооборудования стенда.
Таблица 2
Спецификация электрооборудования
Фор- мат | Зона | Поз. | Обозна-чение | Наименование | Кол. | Приме-чание |
А4 | Перечень элементов | |||||
QF | Автомат АП-50-3МТ | |||||
V1 | Вольтметр М2001 | |||||
A1 | Амперметр М2001 | |||||
L | Логометр Ш69003 | |||||
KM1, KM2, KM3 | Магнитный пускатель ПМЕ-112У4В | |||||
HL1, HL2, HL3 | Лампа 220 В 15 Вт | |||||
Термопара ТХА0515 |
Содержание отчета
Отчет должен содержать:
а) наименование и цель работы;
б) таблицы измерений;
в) экспериментально снятые зависимости системы индуктор-металл;
г) расчет потребляемой мощности;
д) выводы.
Контрольные вопросы
1. В каких отраслях промышленности, с какой целью может быть использован индукционный нагрев металлов?
2. От чего зависит интенсивность нагрева металлов в индукторах?
3. Выгодно ли индукционным способом нагревать детали из цветного металла?
4. Как изменяется мощность, выделяемая в индукционном нагревателе при повышении его температуры?
5. Оказывают ли индукционные установки влияние на электроснабжение, окружающую среду и человека?
6. Каким образом в индукционных установках происходит преобразование электрической энергии в тепловую?
7. Почему в магнитных материалах магнитная проницаемость до 120 °С возрастает, а свыше 120 °С падает лавинообразно?
8. Какими токами при индукционном нагреве происходит нагрев магнитных и немагнитных материалов?
Тема № 2 «Основные способы контактной сварки»
Цель работы:Ознакомление с устройством и принципом действия тиристорного и игнитронного выключателей. Исследование кривой тока нагрузки, коммутируемого тиристорным выключателем.
Порядок выполнения работы: Самостоятельно подготовиться по теоретическому материалу к занятию, при необходимости воспользоваться рекомендуемой литературой. На занятии получить допуск для выполнения работы. Для получения допуска необходимо ответить на вопросы о теоретической части работы, четко понимать ход выполнения работы, а также иметь представление о содержании отчета. Затем индивидуально или в группе (на усмотрение преподавателя) выполнить работу. К следующему занятию подготовить отчет в письменном или печатном виде. Работа считается сделанной, если при сдаче отчета студент может ответить на контрольные вопросы и дать комментарии о работе.
Теоретические положения
Контактная сварка – основной вид сварки давлением. Контактная сварка представляет собой процесс образования неразъемных соединений в результате нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия.
Преимущества контактной сварки перед другими способами:
– высокая производительность (время сварки одной точки или стыка составляет 0,02…1,0 с);
– высокое качество и надежность сварных соединений при небольшом числе управляемых параметров режима, что снижает требования к квалификации сварщика;
– малый расход вспомогательных материалов (воды, воздуха);
– это экологически чистый процесс, легко поддающийся механизации и автоматизации.
Основные параметры режима
Основные параметры режима всех способов контактной сварки – это сила сварочного тока, длительность его импульса и усилие сжатия деталей. Теплота в свариваемом металле выделяется при прохождении через него импульса тока длительностью в соответствии с законом Джоуля-Ленца:
,
где за – принимают сопротивление столбика металла между электродами.
При расчете сварочного тока и времени – исходный параметр, так как его легко рассчитать, зная материал детали,
ее толщину и требуемую температуру сварки. При этом сопротивлениями в контактах между деталями и между электродами пренебрегают.
Согласно закону Джоуля-Ленца увеличение должно увеличивать количество выделяющейся теплоты. Но по закону Ома:
,
где – напряжение на вторичном контуре сварочной машины,
а Z– полное сопротивление вторичного контура, в которое входит .
Поэтому при увеличении уменьшится , а он входит в закон Джоуля-Ленца в квадрате. Следовательно, увеличение не всегда увеличивает количество выделяющейся при сварке теплоты, многое зависит от соотношения и полного сопротивления вторичного контура сварочной машины. Отсюда следуют несколько практических выводов.
С ростом общего сопротивления вторичного контура от 50 до 500 мкОм тепловыделение в зоне сварки уменьшается по мере падения примерно в 10 раз. Недостаток тепла компенсируется увеличением мощности или времени сварки.
Сварка на контактных машинах с малым сопротивлением вторичного контура (~ 50 мкОм) сопровождается интенсивным ростом нагрева по мере падения в процессе увеличения сварочного ядра.
При достижении равенства = Z нагрев достигает максимума, а затем, по мере еще большего снижения , уменьшается. Таким образом, сварка на контактных машинах с малым сопротивлением вторичного контура (а их большинство) сопровождается нестационарным нагревом и нестабильным качеством соединений. Уменьшить этот недостаток можно надежным сжатием зачищенных деталей, обеспечивающим поддержание и за счет разделения импульса сварочного тока на несколько коротких импульсов. Такая технологическая процедура обеспечит экономию электроэнергии и хорошее соединение деталей.
При сварке на машинах с большим сопротивлением вторичного контура (> 500 мкОм) снижение в процессе сварки практически не влияет на выделение теплоты, нагрев остается стационарным, что характерно для сварки на навесных машинах с длинным кабелем во вторичном контуре.
Сваренные соединения при этом обладают более хорошим качеством.