Точечная конденсаторная машина ткм 7

Технология конструкционных материалов (стр. 6 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Конденсаторная сварка является разновидностью контактной сварки. Она используется в основном для сварки деталей малой толщины (от 0,01 до 2 мм).

При конденсаторной сварке сварное соединение образуется за счет энергии, накопленной в конденсаторах, которые постоянно заряжаются и периодически разряжаются через первичную обмотку сварочного трансформатора на сварочные детали (рис. 20).

Машины для конденсаторной сварки могут быть выполнены в виде точечных, шовных или стыковых. Они потребляют мощность в 50 – 100 раз меньшую, чем обычные контактные машины. Время движения сварочной точки 10 с и не зависит от толщины свариваемого металла.

Оборудование, приборы и материалы

Рис. 20. Принципиальная схема конденсаторной сварки: В – выпрямитель; Т1 –повышающий трансформатор; С – батарея конденсаторов; n – выключатель; Т2 – сварочный трансформатор; 1 – электроды; 2 – сварочные детали

При выполнении лабораторной работы используют: точечную конденсаторную машину ТКМ–15 и разрывную машину МИИ – 100.

Для сварки используют образцы из листовой латуни толщиной 0,2 мм, длиной 30 – 40 мм и шириной 6 – 7 мм.

Настройка точечной конденсаторной машины ТКМ–15

Основными параметрами режима точечной конденсаторной сварки являются: емкость конденсаторов, коэффициент трансформации, усилия сжатия, диаметр и длина рабочих концов электродов.

1. Настройка машины ТКМ–15 на сварку материала заданной марки и толщины начинается с подбора рекомендуемых размеров рабочих концов электродов (табл. 4).

Ориентировочные данные для выбора режима точечной, конденсаторной сварки и размеров рабочего конца электродов

из меди и ее сплавов

Толщина свариваемых между собой листовых материалов,

Ориентировочные режимы сварки при U=600 В

Рекомендуемые размеры рабочих концов электродов (рис. 21), мм

2. После установки электродов в машину необходимо проверить их исправность и правильность установки (рис. 22).

Соосность электродов в направлениях вправо и влево достигается перемещением траверсы, а в направлении вперед и назад от рабочего места перемещения держателя нижнего электрода в разрезанном гнезде траверсы.

Рис. 21. Электроды для машины ТКМ–15

Рис. 22 Правильное и неправильное положение электродов при точечной конденсаторной сварке

3. Затем необходимо проверить параллельность контактных плоскостей электродов.

Если контактные плоскости не параллельны, то нужно проложит между слегка сжатыми электродами бархатный напильник и несколькими крутящими движениями запилить контактные плоскости. Затем таким же способом, проложив между электродами стальную пластину с параллельными шлифованными плоскостями, отполировать электроды.

4. Установить рабочую емкость и коэффициент трансформации сварочного трансформатора согласно табл. 5 ориентировочных режимов. В случае сварки металлов и сплавов, для которых режимы сварки неизвестны, их необходимо подобрать опытным путем.

5. С помощью штепсельной вилки подключить машину к источнику переменного тока напряжением 220 В.

6. Установить переключатель пределов выпрямительного трансформатора на грань, что соответствует фактическому напряжению сети.

Рекомендуемое давление на электроды и режимы сварки

7.Включить выключатель сети вольтметра.

Вольтметр не следует оставлять все время включенным. Проверку напряжения на конденсаторах и их разрядку рекомендуется проводить периодически.

Технология сварки на точечной конденсаторной машине ТКМ–15

1. Все детали, требующие сварки, должны быть предварительно обезжирены и промыты в ацетоне. Детали с остатками краски, масла, лака, а также с заусеницами к сварке не пригодны. Нельзя также сваривать детали, имеющие вмятины и деформированные участки в местах, требующих сварки.

2. Правильно соединены руками или собраны в сварочном приспособлении свариваемые детали необходимо наложить на контактную плоскость нижнего электрода – место, где предусмотрена сварочная точка.

3. Нажать на педаль машины. Нажатие провести медленно до упора пружины, а затем резко до конечного упора. При этом произойдет сварка деталей в одной точке.

4. Отпустить педаль, провести снятие или перестановку свариваемых деталей для сварки новой точки.

Последние три приема нужно повторять при сварке каждой новой точки.

Техника безопасности при контактной сварке

Основные меры безопасности при работе на контактных машинах сводятся к защите от поражения электрическим током и от брызг расплавленного металла.

Во избежание опасных последствий поражения первичной обмотки, необходимо чтобы корпус машины был заземлен. При длительных перерывах в работе, любом ремонте и наладке механической части машины необходимо выключить машину из сети питания.

Чтобы предотвратить поражение брызгами расплавленного металла стыковые, точечные и шовные машины со стороны обслуживания должны быть оборудованы откидными прозрачными экранами из оргстекла, которые позволяют безопасно вести наблюдение за процессами сварки. Для этой цели можно использовать также очки с бесцветным стеклом.

Результаты выполненной работы оформляются каждым студентом в виде отчета, который содержит: название лабораторной работы, цель, оборудование, используемые приборы и материал, который должен быть сварен (марка, толщина, количество сварных точек), обоснованные выводы.

Лабораторная работа 7

ПАЙКА МЕТАЛЛОВ С ПОМОЩЬЮ УЛЬТРАЗВУКА

Цель – ознакомиться с оборудованием и технологическими примерами, которые используются при лужении и пайке алюминия и его сплавов с помощью ультразвукового паяльника УП-21.

Краткие теоретические сведения

Пайка алюминия и его сплавов представляет значительные трудности, так как на их поверхности образуется тугоплавкая и устойчивая окислительная пленка, которая препятствует диффузии припоя и основного металла. Стойкость пленки проявляется в том, что при механическом удалении она мгновенно восстанавливается толщиной около 50 Å. Такая небольшая толщина окислительной пленки все же является важным препятствием, так как межатомное взаимодействие возможно только на расстоянии 10 Å и меньше.

Алюминий и его сплавы можно паять мягкими припоями с использованием флюсов (для разрушения и удаления окислительной пленки). Но флюсы, которые используются, состоят из активных составляющих (хлористого лития, хлористого калия, фтористого натрия и хлористого цинка).

После пайки необходимо паяные соединения тщательно обработать с целью удаления остатков флюса, так как он, оставаясь на поверхности алюминия, вызывает межкристаллическую коррозию. Обработка паяных соединений заключается в промывке их проточной горячей водой, затем подкисленной водой и снова горячей проточной водой. Но многие паяных соединений не подлежат такой обработке (в радиотехнике, электронике). Итак, появилась жизненная необходимость в безфлюсовой пайке алюминия и его сплавов. Такая безфлюсовая пайка алюминия и его сплавов появилась в виде ультразвуковой пайки (лужение).

При пайке алюминия с помощью ультразвука, лужение поверхностей выполняется паяльником, либо в специальных ультразвуковых сосудах с расплавленным припоем.

Принципиальная электрическая схема ультразвукового лужения и паяльника изображена на рис. 23.

Рис. 23. Принципиальная электрическая схема ультразвукового паяльника

Источник

Машины для точечной сварки деталей малых толщин

Возможность получения стабильных импульсов тока длительностью менее 0,01 с обусловила широкое применение КМ для точечной сварки деталей толщиной до 0,3 мм. Этому обстоятельству, собственно, и обязаны КМ своим появлением: впервые КМ была применена именно для сварки деталей малых толщин из нержавеющей стали.

Импульсы тока длительностью менее 0,01 с, подобные импульсам тока КМ, могут быть получены на машинах переменного тока с фазовым регулированием. В этом отношении машины обоих видов имеют примерно одинаковые технологические возможности при сварке деталей толщиной менее 0,3 мм. Однако применение КМ зачастую является предпочтительным благодаря высокой стабильности тока и возможности его плавного регулирования за счет плавного изменения напряжения на конденсаторах.

При длительности импульсов тока более одного полу- периода промышленной частоты, т. е. при времени сварки более 0,01 с, подобие формы импульсов исчезает: импульс машин переменного тока имеет прерывистый характер, в то время как форма импульса тока КМ остается плавной. Это различие обусловливает неодинаковые возможности машин при сварке деталей толщиной более 0,3 мм: пульсации тока затрудняют получение высококачественных сварных соединений на машинах переменного тока. При увеличении фазовой отсечки тока, например с целью модуляции тока для предотвращения выплесков, трудности подбора режима сварки на машине переменного тока возрастают. Таким образом, применение КМ в большинстве случаев сварки деталей малых толщин оказывается наиболее целесообразным.

Во ВНИИЭСО разработаны КМ общего назначения типов МТК-1201 и МТК-1601 для точечной сварки деталей из цветных и черных металлов толщиной менее 1,0 мм. Машины близки друг другу по характеристикам и техническим решениям некоторых узлов, но существенно отличаются по конструктивным параметрам и технологическим

Технические данные машин

Номинальный сварочный ток: амплитуда, кА

время до амплитуды, с-10-3

Наибольшая запасаемая энергия, Дж

Емкость батареи и конденсаторов, мкФ

Напряжение на батарее конденсаторов, В:

Усилие сжатия электродов, даН

0,05—7

Максимальный темп работы источника питания, циклы в минуту

Толщина свариваемых деталей, мм:

Габаритные размеры, мм:

Корпус машины МТК-1201 имеет форму стола с тумбой. На столешнице установлена силовая стойка, на кронштейне которой закреплен привод сжатия электродов. Стойка закрыта съемным кожухом, внутри которого размещено пневматическое устройство. Корпус машины МТК-1601 (рис. 5.1) имеет форму шкафа с выступающими

Рис. 5.1. Машина МТК-1601

вперед основанием, столешницей и силовой стойкой. Столешница может сниматься, что позволяет сваривать на машине более крупные по размерам изделия, чем на машине МТК-1201. На верхнем кронштейне силовой стойки закреплен пневматический привод сжатия электродов с верхней электродной частью, на нижнем кронштейне — нижняя электродная часть. Слева от стойки находится блок пневматического устройства, справа — блок питания и блок управления. Для осмотра и ремонта блок управления поворачивается вокруг вертикальной оси и раскрывается над столешницей таким образом, что обеспечивает удобный доступ ко всем точкам внутреннего монтажа блока.

Позади силовой стойки размещен сварочный трансформатор броневого типа, с цилиндрическими обмотками, залитыми эпоксидным компаундом, и с магнитопроводом, набранным из пластин низкоуглеродистой стали толщиной 2 мм. Магнитопровод имеет воздушный зазор 2 мм.

В нижней части корпуса расположены батарея конденсаторов, блок тиристоров и диодов, зарядный трансформатор и остальные элементы силового электрического устройства и других устройств машины. Для доступа внутрь корпуса имеется двустворчатая дверь с задней стороны машины.

Рис. 5.2. Силовая электрическая схема машины МТК-1601

На рис. 5.2 изображена принципиальная схема силовой электрической части машины МТК-1601. Батарея конденсаторов Сн состоит из 20 металлобумажных конденсаторов МБГВ (160 мкФ, 500 В) и разделена на три секции: 4 + + 8+8 конденсаторов.

Тиристор KS2 служит для шунтирования зарядного выпрямителя VI в момент достижения напряжением на конденсаторах батареи С„ заданного уровня. Применение шунтирующего тиристора VS2 обеспечивает высокую стабильность рабочего напряжения на конденсаторах машины МТК-1601, работающей в режиме релаксационного сброса напряжения при разряде (см. § 1.3). Для ограничения шунтирующего тока последовательно с VS2 включена одна секция резистора R1.

Разряд батареи на первичную обмотку сварочного трансформатора ТС осуществляется через тиристор VS3. Импульсы разрядного тока батареи следуют через обмотку ГС в одном направлении. В случае необходимости направление импульсов тока может быть изменено на противоположное с помощью пакетного переключателя S1. Переключение двух ступеней первичной обмотки ТС, состоящей из двух секций, осуществляется пакетным переключателем S2.

Силовая электрическая часть машины МКТ-1201 выполнена в основном по рассмотренной схеме и имеет следующие отличия: отсутствуют шунтирующий вентиль VS2 и переключатель полярности тока Si; ограничивающее сопротивление регулируется с помощью переключателя одновременно с изменением емкости батареи (сопротивление увеличивается при уменьшении емкости и наоборот). Последнее способствует стабилизации заданного напряжения на конденсаторах машины МТК-1201, работающей в режиме автоматического поддержания напряжения (см. § 1.3). Батарея конденсаторов состоит из двенадцати конденсаторов типа МБГВ, разделенных на три секции: 2 + + 2 + 8 конденсаторов.

Цепи управления машин полностью отличаются друг от друга как по схеме, так и по элементной базе. В машине МТК-1201 используются полупроводниковые приборы и электромагнитные реле, причем последние работают в каждом цикле. Цикл работы машины МТК-1201 состоит из трех операций: «сжатие», «сварка» и «пауза», очередность и длительность которых определяются регулятором цикла, состоящим из однотипных транзисторно-релейных ячеек с /?С-цепочками задержки времени.

Аппаратура управления машины МТК-1601 собрана на стандартных логических элементах серии «Логика-Т» и не содержит электромагнитных реле. Регулируемые элементы и переключатели, рукоятки которых выведены на панель управления, позволяют установить требуемый режим работы машины. Сварка деталей на машине МТК-1601 может осуществляться как одним, так и двумя импульсами. В двухимпульсном цикле сварки заряд батареи осуществляется дважды и до разных уровней напряжения, причем при первом заряде напряжение на конденсаторах может быть выше или ниже, чем при втором. Это возможно благодаря применению двух работающих по очереди каналов управления, на входные элементы которых подаются сигналы обратной связи по напряжению на конденсаторах. Последние регулируются независимо друг от друга.

Основным отличием одноимпульсного режима, кроме одного импульса тока, является двухступенчатый заряд батареи конденсаторов, осуществляемый за счет использования обоих каналов управления зарядом при одном заданном уровне напряжения на конденсаторах [2]. При настройке на цикл одноймпульсной сварки входы обоих каналов управления подключаются к одному задатчику уровня напряжения, при этом уровень срабатывания порогового элемента в первом канале управления искусственно занижается (примерно на 20%) относительно уровня срабатывания порогового элемента второго канала управления. В результате заряд конденсаторов начинается сразу после окончания операции «сварка» и прекращается при напряжении ниже заданного примерно на 20%.

Для облегчения поиска возможных неисправностей в цепях управления машины МТК-1601 предусмотрен блок контроля: выведенные на панель управления переключатель и сигнальная лампа блока позволяют по очереди проверить сигналы в девяти точках схемы управления.

В машине МТК-1201 применены два пневматических привода: диафрагменный привод, обеспечивающий рабочий ход верхнего электрода и сварочное усилие сжатия электродов, и поршневой привод дополнительного хода верхнего электрода. Пневматический привод машины МТК-1201 обеспечивает широкий (1:20) диапазон регулирования усилия сжатия электродов и высокую подвижность верхнего электрода в процессе сварки. Последнее обусловлено применением резиновых диафрагм и направляющих качения, а также отсутствием уплотнений по штоку и малой массой движущихся частей.

В машине МТК-1601 применен пневматический привод с двумя поршнями — рабочим и вспомогательным. Первый (нижний) поршень связан с ползуном, перемещающимся

в направляющих качения, и служит для создания усилия сжатия электродов. Второй (верхний) поршень используется для регулирования рабочего хода электрода и для обеспечения дополнительного хода электрода. Приводы такого типа широко используются в машинах контактной сварки. В приводе применены воротниковые манжеты, рассчитанные на относительно низкие давления сжатого воздуха, т. е. манжеты с небольшими по высоте и эластичными краями. Это позволило заметно снизить трение скольжения и, следовательно, повысить стабильность матых (несколько деканьютонов) усилий сжатия электродов. Повышенные динамические качества поршневого привода с новыми манжетами позволили применить его к маломощной машине взамен диафрагменного привода, так как по сравнению с последним он обладает рядом преимуществ. К ним, в частности, относятся большой ход электрода, независимость развиваемого усилия от хода электрода.

Машина МТК-1201 была разработана взамен машины МТК-2 и серийно выпускалась до 1975 г. Машина МТК-1601, серийное изготовление которой началось с 1976 г., заменяет машину МТК-1201. Наряду с этими машинами в стране серийно производятся КМ малой мощности серии ТКМ, среди которых наиболее распространенной является машина ТКМ-7. Машины этой серии были первыми отечественными КМ промышленного применения, широко известны и поэтому здесь не рассматриваются. В последние годы в НЭС имени Е. О. Патона были разработаны новые КМ малой мощности, среди которых отметим серийные машины ТКМ-15 и ТКМ-14.

Машина ТКМ-15 заменяет ТКМ-7 и цредназначена для точечной сварки деталей из цветных и черных металлов и сплавов толщиной до 0,7 мм и диаметром до 1,5 мм. В машине применены педальный механизм сжатия электродов с высокими динамическими свойствами и источник питания, обеспечивающий комбинированный цикл подогрев — сварка. Бесконтактная схема управления и тиристоры в силовых цепях обеспечивают надежность машины.

Машина ТКМ-14 предназначена для точечной сварки микродеталей при производстве изделий электроники, радиоэлектроники и точного приборостроения. Сварочная головка машины размещена под колпаком, и сварка деталей производится в очищенной от пыли воздушной среде. Источник питания с бесконтактной схемой управления обеспечивает двухимпульсный цикл сварки подогрев- сварка. Педальный механизм сжатия электродов обеспечивает соосность электродов и параллельность их рабочих плоскостей. Основные технические данные машин ТКМ-14 и ТКМ-15 приведены в табл. 5.1.

Источник

КОНТАКТНАЯ РОЛИКОВАЯ (ШОВНАЯ) СВАРКА

Контактная шовная сварка выполняется в том случае, когда возникает необходимость соединить элементы металлических конструкций специфическим образом: прерывистым либо непрерывным швом, а также внахлёст. В процессе выполнения таких сварочных работ вместо конических электродов задействуются ролики, обеспечивающие высокое качество сварного шва, который полностью непроницаем для жидкостей и газов.

Оборудование для контактной шовной сварки предназначается для плотного соединения между собой элементов металлических конструкций. В настоящее время такие агрегаты задействуются на крупных промышленных предприятиях, которые специализируются на выпуске:

изделий, имеющих цилиндрическую форму и т. д.

КОНДЕНСАТОРНАЯ СВАРКА

В авиастроении, автомобилестроении и радиоэлектронике широко распространены сварные соединения, выполненные контактной конденсаторной сваркой. Она осуществляется кратковременными импульсами сварочного тока (рис.5.1), продолжительностью, в среднем, от нескольких десятых долей до 10…20 мс. За время импульса в зоне сварки выделяется тепло, которое сравнительно медленно распространяется в металле на глубину, необходимую для сварки.

Рис.5.1. Импульс тока во вторичной обмотке сварочного трансформатора при конденсаторной сварке: Ia – амплитудное значение тока; ta – время нарастания тока; tс – полное время импульса

Специфические особенности заряда и разряда конденсаторов придают конденсаторной сварке металлов ряд энергетических и, что более важно, технологических достоинств. Основным энергетическим достоинством является малая установочная мощность сварочного оборудования. При толщинах металла менее 1 мм мощность конденсаторной машины составляет около 0,1—0,2 кВт, что в 50—100 раз ниже мощности обычной контактной машины. Конденсаторные машины для малых толщин просты, дешевы, имеют незначительную мощность. Конденсаторная сварка для сварки металла толщиной менее 0,1 мм часто незаменима никаким другим видом сварки; для металла толщиной 1—2 мм она приемлема, но легко может быть заменена другими способами. С увеличением толщины металла разница в мощностях конденсаторной машины и обычной контактной уменьшается, а сварка на обычной контактной машине становится более надежной. Поэтому применение конденсаторной сварки для металла толщиной более 2 мм рационально лишь для особых случаев.

К технологическим достоинствам конденсаторной сварки можно отнести высокую точность дозирования энергии в конденсаторах и кратковременность их разряда. Последнее позволяет легко соединять металлы, имеющие разные теплофизические свойства, а также существенно различные толщины. Кратковременность разряда конденсаторов дает еще одно важное преимущество – зона нагрева до сварочной температуры локализуется в небольшом объеме, необходимом для обеспечения достаточной прочности соединения. В результате появляется возможность использования конденсаторной сварки вблизи теплочувствительных элементов или на поверхностях, имеющих окончательную обработку (например, полированных или с декоративными покрытиями).

Точечная конденсаторная сварка нашла промышленное применение для многих металлов: алюминия и алюминиевых сплавов, всевозможных медных сплавов, никеля и никелевых сплавов, платины, серебра и его сплавов, всевозможных сталей, вольфрама, молибдена и др.; возможны многочисленные сочетания разнородных металлов. Точечная конденсаторная сварка заменяет пайку, клепку, фальцовку. Она находит все более широкое применение в приборостроении, в производстве электроизмерительных и авиационных приборов, часовых механизмов, фотоаппаратов, электроаппаратуры, оптических приборов, радиоламп, электроосветительных ламп, электронной аппаратуры, радиоприемников и телевизоров, авторучек, металлических игрушек, галантереи, ювелирных изделий и т. д.

Электрическая схема конденсаторной точечной машины очень проста (рис. 5.2). Ток из сети через небольшой повышающий однофазный трансформатор Т1 и выпрямитель В поступает на зарядку батареи конденсаторов С. Посредством переключателя N батарея конденсаторов или включается на зарядку, или разряжается на первичную обмотку сварочного трансформатора Т2. Вся аппаратура размещена в корпусе машины.

Рис. 5.2. Принципиальная схема конденсаторной машины малой мощности: T 1 – повышающий однофазный трансформатор; В – выпрямитель; r – активное сопротивление контура; С – батарея конденсаторов; N – переключатель: Т2 – сварочный трансформатор; K – коэффициент трансформации сварочного трансформатора; P – усилие сжатия электродов; А – первый контур сварочной машины, связанный с электрической сетью; Б – второй контур сварочной машины, не связанный с электрической сетью

Электрический режим машины можно регулировать в широких пределах, меняя число включенных конденсаторов C, напряжение зарядки конденсаторов U_c и коэффициент трансформации K сварочного трансформатора (изменяя число витков его первичного контура). Можно менять амплитуду сварочного тока и продолжительность его протекания.

Рассматривается конденсаторная точечная машина ТКМ-7 (рис.5.3). Ее технические характеристик представлены в таблице 5.1. Машина стационарная, сварочный трансформатор имеет четыре ступени регулирования. Осадочное давление на электроды, создаваемое грузом через систему рычагов, обеспечивает строгое постоянство установленного давления, что очень важно для конденсаторной сварки. Основными сварочными параметрами машины, задаваемыми перед сваркой, являются емкость батареи конденсаторов С, коэффициент трансформации сварочного трансформатора К и усилие сжатия электродов Р.

Рис. 5.3. Точечная конденсаторная машина ТКМ-7:

1 – регулировка коэффициента трансформации сварочного трансформатора K; 2 – регулировка емкости заряда конденсаторов C; 3 – регулировка усилия сжатия электродов P; 4 – выключатель питания; 5 – педаль ;6 – рабочий стол;7 – сварочные электроды

При нажатии на педаль давление груза передается на электроды, конденсаторы замыкаются на первичную обмотку сварочного трансформатора, протекает один строго определенный импульс сварочного тока. При освобождении педали конденсаторы снова заряжаются, машина готова к следующей операции сварки; при повторном нажатии педали проходит снова точно такой же импульс сварочного тока.

Технические характеристики машины для конденсаторной точечной сварки ТКМ-7

В простейших точечных конденсаторных машинах привод машины осуществляется усилием работающего, что допустимо при сварке мелких деталей с небольшим усилием и работой осадки и не очень интенсивном производстве. Для более трудных условий работы может быть применена машина с механизированным, например электрическим приводом, типа ТКМ-8. Также выпускаются машины для конденсаторной сварки с колпаком из прозрачного органического стекла, защищающим зону сварки от пыли и других загрязнений. Защитный колпак может быть герметизирован, и в нем может быть создана защитная атмосфера аргона, водорода, азота и др.

Источник