Лабораторная работа № 3. Аттестация контактных электросварочных машин

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Приобретение практических навыков в проведении аттестации и составлении паспорта контактной машины

3.1 Общие сведения

В процессе эксплуатации отдельные элементы и узлы сварочной ма­шины и аппаратуры управления могут изменять свои характеристики, что ухудшает работу сварочного оборудования. Поэтому каждая контактная машина должна проходить ежегодную аттестацию, а также обязательно после капитального ремонта. Аттестация включает в себя составление паспорта (паспортизацию) и свидетельства о пригодности машины к эк­сплуатации при сварке определенных металлов в соединениях различной ответственности.

Паспортизация машин заключается в выполнении контрольных замеров и записи основных технических характеристик. Полученные данные записываются в специальную ведомость - паспорт, где указываются тип и мощность машины, её инвентарный номер, даты выпуска, капитального ремонта и т.п. Во время паспортизации проверяют все электрические, механические и технологические характеристики машины и связанной с ней аппаратуры управления на соответствие её параметров нормативно-техническим документам. Параметры машины соответствуют паспортным, если отклонения их средних значений от паспортных данных находятся в следующих пределах:

- сварочный ток ±5%;

- длительность сварочного тока ±5%;

- длительность паузы при шовной сварке ±5%;

- параметры дополнительного импульса тока ±10%;

- сварочное усилие ±8%;

- ковоч­ное усилие ±10%;

- скорость при шовной сварке ±10%;

- сопротивление вторичного контура для машин

переменного тока ±20%,

постоянного тока, низкочас­тотных и конденсаторных ±10%.

При несоответствии параметров машины паспортным данным устанавливают причину отклонений параметров, после чего машина подлежит ремонту. В отдельных случаях после ремонта (перемотка трансформатора, изменение вылета консолей и т.п.) может быть допущено изменение паспортных данных машины. Новые средние значения параметров вносят в паспорт взамен старых.

Все измерения при паспортизации проводятся с помощью стандартных или специальных приборов. Для более оперативной настройки контактной машины на технологический режим таблицы и графики, полученные при паспортизации, вывешиваются на машине или около нее.

3.1.1. Паспортизация конструктивных данных машины

Конструктивные данные для заполнения паспорта определяются осмотром машины и соответствующими измерениями. К таким данным относятся:

- габаритные размеры машины;

- полезный вылет электродов;

- максимальное расстояние между электродами;

- установочная высота нижнего электрода;

- диаметр отверстия для свечей (электродов);

- диаметры нижнего и верхнего роликов;

- расстояние между плитами;

- ход подвижной плиты;

- типы механизмов зажатия;

- типы приводов сжатия и осадки;

- тип привода вращения ролика;

- тип сварочного трансформатора;

- способ регулирования вторичного напряжения;

- количество ступеней регулирования сварочного тока;

- пределы регулирования усилия на электродах (усилие сжатия электродов измеряют при выключенном токе);

- пределы регулирования скорости сварки;

- производительность машины при автоматическом режиме работы;

- расход охлаждающей воды, л/час.

В машинах с пневматическим приводом механизма сжатия усилие на электродах замеряется при изменении давления воздуха редуктором через каждые 0,5 кг/см². На основании полученных данных составляется таблица и строится график зависи­мости усилия от давления воздуха.

Скорость шовной сварки измеряют без включения тока, при номинальном усилии сжатия роликов для трех положений регулятора скорости вращения роликов - минимального, среднего и максимального. Линейная скорость вращения роликов, т.е. скорость сварки (в м/мин), определяется после измерения диаметра ведущего ролика и времени его оборота

, (3.1)

где d_р - диаметр ведущего ролика, м;

t_об - время одного оборота ролика, мин;

Количество сварных точек, поставленных за минуту при автоматическом режиме работы точечной машины, определяется на основе хронометража приминимальной продолжительности цикла сварки.

Часовой расход воды замеряют общий и в каждой ветви системы при полностью от­крытых вентилях. Кроме того, определяют и записывают в паспорте сечение трубопроводов и давление воды в сети.

3.1.2. Паспортизация электрических устройств машины

Электрические параметры контактной машины определяются по табличке, укрепленной на машине, а также проведением необходимых измерений и расчетов. Паспортизация начинается с замера напряжения питающей сети и опре­деления сечения сетевого кабеля.

Для прерывателя или регулятора цикла сварки составляется таблица по результатам замеров выдержек времени электросекундомером или осциллографом на каждом из четырех потенциометров («Сжатие», «Сварка», «Про­ковка», «Пауза»).

Активное сопротивление вторичного контура определяется методом вольтметра-амперметра. К электродам подключается источник постоянного тока, обеспечивающий ток в десятки и более ампер. С этой целью можно использовать сварочный генератор или выпрямитель для дуговой сварки. Во время опыта необходимо одновременно измерять силу тока и падение напряжения на электродах. Тогда сопротивление сварочного контура (мкОм)

, (3.2)

где U_ээ - падение напряжения на электродах, мВ;

I_ипт - величина постоянного тока, А.

Измерения параметров тока и напряжения для определения активного сопротивления вторичного контура машины производятся при выключенной управляющей цепи контактора или при отключенном переключателе ступеней мощности сварочного трансформатора.

Индуктивное сопротивление сварочного контура находится после измерения охватываемой контуром площади

, (2.3)

где Х — индуктивное сопротивление, Ом;

S — площадь, охваты­ваемая контуром (площадь берется по осям сечений), см².

Паспортизация электрических устройств контактной машины заканчивается замерами напряжения между электродами сварочноймашины и токов короткого замыкания по ступеням. При измерении вто­ричного напряжения холостого хода между электродами зажимают пластину из изоляционного материала (текстолит, фибра и т.п.). К электродам машины подключается вольтметр переменного тока на 10 ¸ 15 В.

Измерение токов короткого замыкания производят на первой, последней и одной из промежуточных ступеней трансформатора. У машин, имеющих фазовое регулирование тока («Нагрев»), производят измерения при крайних и двух промежуточных положениях регулятора на­грева. Каждый параметр (при одном положении органов управления машиной) измеряют не менее трех раз, и в паспорт заносят среднее значение параметра.

Кроме отмеченных выше электрических параметров, в паспорт машины вносятся следующие:

- номинальное первичное напряжение, В (табл. на машине);

- номинальная частота питающей сети, Гц (табл. на машине);

- количество фаз для силовой электрической части машины и для вспомогательных цепей;

- номинальная потребляемая мощность, кВА (табл. на машине);

- номинальная продолжительность включения машины, ПВ%;

- допускаемая длительная мощность Р_дл, кВА (формула 3.4);

- номинальный сварочный ток, кА (табл. на машине);

- особенности аппаратуры управления.

-

, (3.4)

где Р_ном - номинальная потребляемая мощность, кВА;

ПВ - номинальная продолжительность включения.

3.1.3. Свидетельство о пригодности машины к эксплуатации

Свидетельство характеризует технологические возможности машины и, в известной степени, стабильность установленного режима сварки. Свидетельство составляют по результатам сварки различных образцов - минимальной и максимальной для данной машины толщин металла или различных сочетаний толщин и марок металла, применяемых в производстве. При сварке образцов следует руководствоваться соответствующей технологической документацией по режимам сварки. Сварка образцов для заполнения свидетельства производится на машине, прошедшей паспортизацию. Па­раметры режима сварки образцов фиксируются по положениям органов настройки аппаратуры управления, а также по показаниям измерительных приборов в абсолютных единицах (кА, даН и т.п.).

Для одного и того же режима сваривают такое количество образцов, которое позволяет провести необходимый объём механических и металлографических испытаний. Макроструктура исследуется не менее чем на трех образцах, механические испытания - не менее чем на десяти образцах. Разброс прочности сварных точечек на образцах не должен превышать ±15% или величины, указанной в ТУ.

3.2. Оборудование и материалы

3.2.1. Контактная машина (по указанию преподавателя).

3.2.2. Вольтметр переменного тока 10¸15В.

3.2.3. Источник постоянного тока на 20¸100А.

3.2.4. Милливольтметр постоянного тока с пределом измерения 10¸50 мВ.

3.2.5. Амперметр постоянного тока с пределом измерения 100А.

3.2.6. Пружинный динамометр типа ДПС.

3.2.7. Амперметр сварочного тока типа АСУ-1М.

3.2.8. Электросекундомер типа ПВ-53Щ.

3.2.9.Осциллограф электронно-лучевой с запоминанием С9-8.

3.2.10. Соединительная колодка для подключения источника постоянного тока ко вторичному контуру машины.

3.2.11. Соединительные и измерительные провода.

3.2.12. Часы с секундной стрелкой.

3.2.13. Стальная линейка, рулетка, штангенциркуль.

3.2.14. Инструкции по эксплуатации оборудования и приборов.

3.3. Порядок выполнения работы

3.3.1. Ознакомиться с контактноймашиной, данными, приведенными в её табличке.

3.3.2. Ознакомиться с методикамипроведениянеобходимых измерений, устройством и работой используемых приборов и датчиков.

3.3.3. Провести паспортизацию машины в следующей последовательности: конструктивные данные; механические, электрические и другие характеристики.

3.3.4. Обработать результаты измерений; сравнить полученные данные с паспортными характеристиками машины; сделать выводы о пригодности машины к эксплуатации.

3.3.5. Оформить отчет по работе.

3.4. Содержание отчета

Цель и задачи работы;

методики измерения основных технических характеристик машины в виде схем и рисунков с необходимыми пояснениями;

исходные данные и результаты вычисления параметров машины, опреде­ляемых расчетом;

выводы по результатам паспортизации машины;

паспорт машины в следующей последовательности:

- титульный лист паспорта о расшифровкой назначения и указанием типа машины;

- паспортные данные машины (назначение, год выпуска, заводской номер;

- типы прерывателя или контактора и аппаратуры управления, установленных в машине; для сварки каких материалов, какой тол­щины или сечения пригодна машина; основные электрические и механические характеристики, конструктивные данные машины);

- таблицы результатов исследования (параметров времени, задаваемого аппаратурой управления; напряжение холостого хода на различных ступенях включения сварочного трансформатора; усилие сжатия электродов при изменении давления воздуха в пневматическом приводе; скорость вращения роликов при различных положениях ручки регулятора; ток короткого замыкания на различных ступенях трансформатора, при различных положениях регулятора нагрева);

- график внешниххарактеристик машины.

3.5. Контрольные вопросы

1. Почему и когда необходимо проводить аттестацию оборудования для контактной сварки?

2. Какие конструктивные данные, электрические и механические харак­теристики машины подлежат периодическому освидетельствованию?

3. Какова методика измерения сопротивления вторичного контура; напряжения холостого хода в сварочном контуре; скорости сварки и производительности машины; времени интервалов «сжатие», «проковка» и «пауза»?

4. По результатам каких работ составляется свидетельство о при­годности машины к эксплуатации?

5. Какой разброс воспроизведения параметров режима контактной машиной считается допустимым?