Конструкции вторичных цепей контактной машины

12.07.2018
Вторичная цепь, или вторичный контур, сварочной машины представляет собой систему проводников, соединяющих сварочный трансформатор с электродами машины. Размеры и конструкция вторичного контура определяют технологические возможности машины и ее энергетические показатели. Чем дальше трансформатор от электродов машины (рис. 2.1) и значительней расстояние между токоведущими элементами, тем больше размеры деталей или узлов, которые можно сваривать, пользуясь машиной. Следовательно, увеличение площади, охватываемой контуром, позволяет расширить области применения машины. Однако стремление к увеличению размеров вторичного контура влечет за собой повышение его сопротивления, а следовательно, и мощности, необходимой для сварки деталей заданной толщины. Поэтому размеры вторичного контура должны иметь разумные пределы.

Для того чтобы снизить по возможности мощность, потребляемую машиной, вторичные контуры иногда конструируют так, чтобы можно было регулировать как расстояние между трансформатором и электродами — вылет, так и расстояние между токоведущими элементами по вертикали — раствор. Наибольшее распространение получили машины для точечной и рельефной сварки с регулируемым раствором и постоянным вылетом.
Конструкции вторичных цепей контактной машины

При минимальной площади, охватываемой контуром, машина позволяет получить наибольший сварочный ток. При максимальной площади ток меньше, но представляется возможность сваривать детали больших размеров.

Вторичный контур сварочной машины состоит из жестких и гибких элементов. Последние необходимы для того, чтобы обеспечить возможность движения электродов во время работы машины. Часто вместо жестких элементов применяют гибкие для того, чтобы упростить сборку контура, снизить требования к точности изготовления элементов, а также для того, чтобы упростить регулирование размеров контура.

Жесткие элементы выполняют из медного проката, отливают из меди или бронзы, обладающей достаточно высокой проводимостью. Гибкие элементы изготовляют из медной фольги: (рис. 2.2, а, б) или круглых гибких проводов (рис. 2.2, в), состоящих из большого количества тонких проволок.

Элементы из фольги изготовляют наборными и витыми. Наборный элемент представляет собой пакет из прямоугольных листов фольги, изогнутый в свободном состоянии по требуемой форме. Концы пакета засверливают и прикрепляют к жестким элементам с помощью шпилек. В редких случаях концы наборных элементов припаивают к массивным частям. Гибкие провода главным образом припаивают. Для того чтобы упростить операцию пайки, исключить возможность затягивания припоя в провод, концы проводов обжимают медными втулками и затем к обжатым концам на стыковой машине приваривают небольшие медные цилиндры (рис. 2.2, в). В массивных же частях предусматривают глухие отверстия, в которые вводят цилиндрики. Паяное соединение получается между цилиндриками и массивной деталью.

Наименее надежной частью вторичного контура сварочной машины являются разъемные соединения. Поэтому количество их должно быть минимальным, а расположение удобным для периодического контроля. Особенно опасны для контактов перегревы. Поэтому следует стремиться к тому, чтобы контактирующие элементы хорошо охлаждались. Там, где это возможно, массивные части у контактов должны иметь внутреннее водяное охлаждение. Большой эффект дает серебрение контактирующих поверхностей.

В роликовых машинах наиболее уязвимым местом являются скользящие контакты (рис. 2.3). Для машин малой мощности, предназначаемых для сварки неответственных деталей, допустимы простейшие скользящие контакты, выполняемые в виде подшипников скольжения (рис. 2.3, а). В машинах средней и большой мощности скользящие контакты большей частью не используются для передачи механического усилия на ролик (рис. 2.3, б, в). Ток передается через подшипники скольжения, в которых одна из половин прижимается к другой со строго определенным усилием, создаваемым несколькими пружинами. Благодаря такой конструкции достигается более или менее стабильное сопротивление контакта. Хорошие результаты дает облицовка рабочих элементов контакта серебром.

Известен ряд конструкций электрического соединения неподвижных частей машины с вращающимися с помощью легкоплавких металлов и сплавов. Такие конструкции еще не получили распространения. Однако не исключено, что для машин большой мощности жидкостные контакты после соответствующей конструктивной проработки станут наиболее эффективными подобно тому, как щеточные контакты были вытеснены жидкостными в мощных униполярных машинах.

В подвесных машинах для точечной сварки наиболее ответственными элементами вторичного контура являются гибкие кабели, с помощью которых рабочий инструмент — клещи присоединяются к неподвижно установленному или подвешенному понижающему трансформатору. Кабель должен быть достаточно легким и гибким, чтобы сварщик не переутомлялся, непрерывно работая клещами в течение смены. Поэтому для подвода тока к клещам применяются водоохлаждаемые кабели, работающие при очень высоких плотностях тока, иногда до 100 А/мм2. Используются кабели с одним многожильным проводом или с несколькими (рис. 2.4). Последние называются бифилярными, поскольку параллельные провода образуют прямую и обратную цепь для тока. Бифилярные кабели обладают малым реактивным сопротивлением. Электродинамические силы, действующие на провода, взаимно компенсируются, и сварщик их практически не ощущает.

Подвод тока двумя кабелями менее совершенен, так как индуктивность их даже при плотной связке значительно больше индуктивности бифилярного кабеля. Электродинамические силы расталкивают кабели, и сварщик ощущает толчки при включении тока. Тем не менее, подвод тока к клещам двумя раздельными кабелями получил широкое распространение главным образом благодаря большой гибкости проводов и более простому подключению их к электрической цепи и системе охлаждения. Повышенное реактивное сопротивление сравнительно слабо отражается на полном сопротивлении вторичной цепи в связи с тем, что значительно ее активное сопротивление.

В машинах для стыковой сварки вторичный контур обычно не используется для размещения тех или иных частей свариваемых деталей (рис. 2.5). Поэтому размеры вторичного контура определяются возможностью обеспечения надежной защиты трансформатора от частиц горячего металла, вылетающих из зоны сварки. Изоляционное расстояние между элементами контура, находящимися под разными потенциалами, определяется по заданному ходу подвижной части машины, а также из условия предотвращения перекрытий через пыль и окалину, скапливающиеся на изоляционных прокладках.