Распределительные сети для питания источников сварочного тока


СОДЕРЖАНИЕ:

ПУЭ: Глава 7.6. Электросварочные установки

Область применения

7.6.1. Настоящая глава Правил распространяется на оборудуемые и используемые в закрытых помещениях или на открытом воздухе стационарные, переносные и передвижные электросварочные установки (ЭСУ), предназначенные для выполнения электротехнологических процессов сварки, наплавки, напыления, резки плавлением (разделительной и поверхностной) и сварки с применением давления, в том числе:

  • дуговой и плазменной сварки, наплавки, переплава, напыления, резки;
  • электрошлаковой сварки, электрошлакового и плазменно-дугового переплава;
  • индукционной сварки и наплавоения;
  • электронно-лучевой сварки;
  • лазерной сварки и резки;
  • сварки контактным разогревом;
  • контактной или диффузионной сварки;
  • дугоконтактной сварки (с разогревом до пластического состояния торцов свариваемого изделия возбужденной дугой, вращающейся в магнитном поле, с последующим контактным соединением их давлением).

Требования настоящей главы относятся к электросварочным установкам при использовании в них плавящихся или неплавящихся электродов, при обработке (соединении, резке и др.) металлических или неметаллических материалов в воздушной среде или среде газа (аргона, гелия, углекислого газа, азота и др.) при давлениях атмосферном, повышенном или пониженном (в том числе в вакууме), а также под водой или под слоем флюса.

7.6.2. Электросварочные установки должны удовлетворять требованиям разд. 1, 2, 3, 4, 5, 6, гл. 7.3, 7.4, 7.5 Правил в той мере, в какой они не изменены настоящей главой.

Определения

7.6.3. Электросварочная установка — комплекс функционально связанных элементов соответствующего электросварочного и общего назначения электротехнического, а также механического и другого оборудования, средств автоматики и КИП, обеспечивающих осуществление необходимого технологического процесса.

Состав элементов электросварочных установок зависит от их назначения, конструктивного исполнения оборудования, степени механизации и автоматизации.

В состав электросварочных установок в зависимости от перечисленных условий входят кабельные линии, электропроводки и токопроводы внешних соединений между элементами установки, а также в пределах установки трубопроводы систем водоохлаждения и гидравлического привода, линий сжатого воздуха, азота, аргона, гелия, углекислого газа и других газов, а также вакуума.

7.6.4. Источник сварочного тока – специальное электротехническое устройство, способное обеспечить подачу электрической энергии с соответствующими параметрами для преобразования ее в необходимое количество теплоты в зоне плавления или нагрева металла (или неметаллического материала) до пластического состояния для проведения указанных в 7.6.1 процессов.

7.6.5. Сварочная цепь – предназначенная для прохождения сварочного тока часть электрической цепи электросварочной установки от выводов источника сварочного тока до свариваемой детали (изделия).

7.6.6. Сварочный пост электросварочной установки — рабочее место сварщика, оснащенное комплексом средств (оборудованием, приборами и пр.) для выполнения электротехнологических процессов сварки, наплавления, напыления, резки.

7.6.7. Однопостовый или многопостовый источник сварочного тока — источники сварочного тока, питающие соответственно один или несколько сварочных постов.

7.6.8. Автономные электросварочные установки – установки с источниками сварочного тока, снабженными двигателями внутреннего сгорания, в отличие от электросварочных установок, питающихся от электрических сетей, в том числе присоединяемых к передвижным электростанциям.

7.6.9. Электросварочные установки по степени механизации технологических операций разделяются на установки, на которых эти операции выполняются вручную, полуавтоматические (когда автоматически поддерживается электрический режим сварки, а остальные операции выполняются вручную) и автоматические.

Общие требования

7.6.10. Типоисполнение, степень защиты и состав оборудования (элементов) электросварочных установок должны выбираться с учетом технологии и вида сварки, параметров свариваемых деталей (заготовок) и сварочных швов, с учетом конкретных условий внешней среды при выполнении сварочных работ (внутри закрытых помещений или на открытом воздухе, в замкнутых и труднодоступных пространствах).

7.6.11. Электроприемники основного оборудования и вспомогательных механизмов электросварочных установок в отношении обеспечения надежности электроснабжения, как правило, следует относить к электроприемникам III или II категории (см. гл. 1.2).

К III категории следует относить электроприемники всех передвижных и переносных электросварочных установок, стационарных электросварочных установок, перечисленных в 7.5.8, цехов и участков, а также других цехов и участков, если перерыв в электроснабжении используемого в них электросварочного оборудования не приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих и механизмов.

7.6.12. Электрическая нагрузка электросварочных установок не должна снижать ниже нормируемых действующим стандартом значений показателей качества электроэнергии у электроприемников, присоединенных к сетям общего назначения.

При необходимости должны приниматься меры для уменьшения воздействия электросварочных установок на электрическую сеть.

7.6.13. Конструкция и расположение оборудования электросварочных установок, ограждений и блокировок должны исключать возможность его механического повреждения, а также случайных прикосновений к вращающимся или находящимся под напряжением частям. Исключение допускается для электрододержателей установок ручной дуговой сварки, резки и наплавки, а также для мундштуков, горелок для дуговой сварки, сопл плазмотрона, электродов контактных машин и других деталей, находящихся под напряжением, при котором ведутся сварка, напыление, резка и т. п.

7.6.14. Размещение оборудования электросварочных установок, его узлов и механизмов, а также органов управления должно обеспечивать свободный, удобный и безопасный доступ к ним. Кроме того, расположение органов управления должно обеспечивать возможность быстрого отключения оборудования и остановки всех его механизмов.

Для электросварочных установок, оборудование которых требует оперативного обслуживания на высоте 2 м и более, должны быть выполнены рабочие площадки, огражденные перилами, с постоянными лестницами. Площадки, ограждения и лестницы должны быть выполнены из несгораемых материалов. Настил рабочей площадки должен иметь покрытие из диэлектрического материала, не распространяющего горение.

7.6.15. Устройства управления электросварочными установками рекомендуется оборудовать ограждениями, исключающими случайное их включение или отключение.

7.6.16. В качестве источников сварочного тока должны применяться только специально для этого предназначенные и удовлетворяющие требованиям действующих стандартов сварочные трансформаторы или преобразователи статические или двигатель-генераторные с электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания. Питание сварочной дуги электрошлаковой ванны и сопротивления контактной сварки непосредственно от силовой, осветительной или контактной электрической сети не допускается.

7.6.17. Схема включения нескольких источников сварочного тока при работе их на одну сварочную дугу, электрошлаковую ванну или сопротивление контактной сварки должна исключать возможность возникновения между изделием и электродом напряжения, превышающего наибольшее напряжение холостого хода одного из источников сварочного тока.

7.6.18. Электрическая нагрузка нескольких однофазных источников сварочного тока должна по возможности равномерно распределяться между фазами трехфазной сети.

7.6.19. Однопостовой источник сварочного тока, как правило, должен располагаться на расстоянии не далее 15 м от сварочного поста.

7.6.20. Первичная цепь электросварочной установки должна содержать коммутационный (отключающий) и защитный электрические аппараты (аппарат), ее номинальное напряжение должно быть не выше 660 В.

Сварочные цепи не должны иметь соединений с электрическими цепями, присоединяемыми к сети (в том числе с электрическими цепями, питаемыми от сети обмоток возбуждения генераторов преобразователей).

7.6.21. Электросварочные установки с многопостовым источником сварочного тока должны иметь устройство (автоматический выключатель, предохранители) для защиты источника от перегрузки, а также коммутационный и защитный электрические аппараты (аппарат) на каждой линии, отходящей к сварочному посту. Эти линии следует выполнять радиальными; применение в установках с многопостовыми сварочными выпрямителями магистральных схем допускается только при технико-экономическом обосновании.

7.6.22. Для определения значения сварочного тока электросварочная установка должна иметь измерительный прибор. На электросварочных установках с однопостовым источником сварочного тока может не иметь измерительного прибора при наличии в источнике сварочного тока шкалы на регуляторе тока.

7.6.23. Переносные и передвижные электросварочные установки (кроме автономных) следует присоединять к электрическим сетям непосредственно кабелем или кабелем через троллеи. Длина троллейных проводников не нормируется, их сечение должно быть выбрано с учетом мощности источника сварочного тока.

7.6.24. Присоединение переносной или передвижной электросварочной установки непосредственно к стационарной электрической сети должно осуществляться с использованием коммутационного и защитного аппаратов (аппарата) с разборными или разъемными контактными соединениями. Обязательно наличие блокировки, исключающей возможность размыкания и замыкания этих соединений, присоединения (отсоединения) жил кабельной линии (проводов) при включенном положении коммутационного аппарата.

7.6.25. Кабельная линия первичной цепи переносной (передвижной) электросварочной установки от коммутационного аппарата до источника сварочного тока должна выполняться переносным гибким шланговым кабелем с алюминиевыми или медными жилами, с изоляцией и в оболочке (шланге) из нераспространяющей горение резины или пластмассы. Источник сварочного тока должен располагаться на таком расстоянии от коммутационного аппарата, при котором длина соединяющего их гибкого кабеля не превышает 15 м.

7.6.26. Сварочные автоматы или полуавтоматы с дистанционным регулированием режима работы источника сварочного тока рекомендуется оборудовать двумя комплектами органов управления регулирующими устройствами (рукояток, кнопок и т. п.), устанавливаемых один — у источника сварочного тока и второй на пульте или щите управления сварочным автоматом или полуавтоматом. Для выбора вида управления регулятором (местного или дистанционного) должен быть установлен переключатель, обеспечивающий блокирование, исключающее ошибочное включение. Допускается не предусматривать возможности выполнения блокирования, а использовать механический замок со специальными ключами.

7.6.27. Шкафы комплектных устройств и корпуса сварочного оборудования (машин), имеющие неизолированные токоведущие части, находящиеся под напряжением выше 50 В переменного или выше 110 В постоянного тока, должны быть оснащены блокировкой, обеспечивающей при открывании дверей (дверец) отключение от электрической сети устройств, находящихся внутри шкафа (корпуса). При этом вводы (выводы), остающиеся под напряжением, должны быть защищены от случайных прикосновений.

Допускается взамен блокировки применение замков со специальными ключами, если при работе не требуется открывать двери (дверцы).

7.6.28. В электросварочных установках кроме защитного заземления открытых проводящих частей и подключения к системе уравнивания потенциалов сторонних проводящих частей (согласно требованиям гл. 1.7) должно быть предусмотрено заземление одного из выводов вторичной цепи источников сварочного тока: сварочных трансформаторов, статических преобразователей и тех двигатель-генераторных преобразователей, у которых обмотки возбуждения генераторов присоединяются к электрической сети без разделительных трансформаторов (см. также 7.6.30).

В электросварочных установках, в которых дуга горит между электродом и электропроводящим изделием, следует заземлять вывод вторичной цепи источника сварочного тока, соединяемый проводником (обратным проводом) с изделием.

7.6.29. Сварочное электрооборудование для присоединения защитного РЕ-проводника должно иметь болт (винт, шпильку) с контактной площадкой, расположенной в доступном месте, с надписью «Земля»(или с условным знаком заземления по ГОСТ 2.721-74*). Диаметры болта и контактной площадки должны быть не менее нормируемых ГОСТ 12.2.007.0-75.

Втычные контактные соединители проводов для включения в электрическую цепь напряжением выше 50 В переменного тока и выше 110 В постоянного тока переносных пультов управления сварочных автоматов или полуавтоматов должны иметь защитные контакты.

7.6.30. Электросварочные установки, в которых по условиям электротехнологического процесса не может быть выполнено заземление согласно 7.6.28, а также переносные и передвижные электросварочные установки, заземление оборудования которых представляет значительные трудности, должны быть снабжены устройствами защитного отключения или непрерывного контроля изоляции.

7.6.31. Конденсаторы, используемые в электросварочных установках в целях накопления энергии для сварочных импульсов, должны иметь устройство для автоматической разрядки при снятии защитного кожуха или при открывании дверей шкафов, в которых установлены конденсаторы.

7.6.32. При водяном охлаждении элементов электросварочных установок должна быть предусмотрена возможность контроля за состоянием охлаждающей системы с помощью воронок для стока воды или струйных реле. В системах водяного охлаждения автоматов (полуавтоматов) рекомендуется использовать реле давления, струйные или температуры (два последних применяются на выходе воды из охлаждающих устройств) с работой их на сигнал. Если прекращение протока или перегрев охлаждающей воды могут привести к аварийному повреждению оборудования, должно быть обеспечено автоматическое отключение установки.

В системах водяного охлаждения, в которых возможен перенос по трубопроводам потенциала, опасного для обслуживающего персонала, должны быть предусмотрены изолирующие шланги (длину шлангов выбирают согласно 7.5.39).

Разъемные соединения и шланги системы водяного охлаждения рекомендуется располагать таким образом, чтобы исключить возможность попадания струи воды на электрооборудование (источник сварочного тока или др.) при снятии или повреждении шлангов.

Качество воды, используемой в системе водяного охлаждения, должно соответствовать требованиям, приведенным в табл. 7.5.13, если в стандартах или технических условиях на соответствующее оборудование не приведены другие нормативные значения.

Требования к помещениям для электросварочных установок и сварочных постов

7.6.33. Помещения и здания сборочно-сварочных цехов и участков с размещенными в них электросварочными установками и сварочными постами, а также вентиляционные устройства должны отвечать требованиям действующих нормативных документов.

7.6.34. Для электросварочных установок и сварочных постов, предназначенных для постоянных электросварочных работ в зданиях вне сварочно-сборочных цехов и участков, должны быть предусмотрены специальные вентилируемые помещения, выгороженные противопожарными перегородками 1-го типа, если они расположены смежно с помещениями категорий А, Б и В по взрывопожарной опасности, и 2-го типа в остальных случаях. Площадь и объем таких помещений и системы их вентиляции должны соответствовать требованиям действующих санитарных правил и СНиП с учетом габаритов сварочного оборудования и свариваемых изделий.

7.6.35. Сварочные посты допускается располагать во взрыво- и пожароопасных зонах только в период производства временных электросварочных работ, выполняемых с соблюдением требований, изложенных в типовой инструкции по организации безопасного ведения огневых работ на взрыво- и взрывопожароопасных объектах, утвержденной Госгортехнадзором России.

7.6.36. В помещениях для электросварочных установок должны быть предусмотрены проходы не менее 0,8 м, обеспечивающие удобство и безопасность производства сварочных работ и доставки изделий к месту сварки и обратно.

7.6.37. Площадь отдельного помещения для электросварочных установок должна быть не менее 10 м2, причем площадь, свободная от оборудования и материалов, должна составлять не менее 3 м2 на каждый сварочный пост.

7.6.38. Сварочные посты для систематического выполнения ручной дуговой сварки или сварки в среде защитных газов изделий малых и средних габаритов непосредственно в производственных цехах в непожароопасных и невзрывоопасных зонах должны быть размещены в специальных кабинах со стенками из несгораемого материала.

Глубина кабины должна быть не менее двойной длины, а ширина — не менее полуторной длины свариваемых изделий, однако площадь кабины должна быть не менее 2х1,5 м. При установке источника сварочного тока в кабине ее размеры должны быть соответственно увеличены. Высота стенок кабины должна быть не менее 2 м, зазор между стенками и полом — 50 мм, а при сварке в среде защитных газов — 300 мм. В случае движения над кабиной мостового крана, ее верх должен быть закрыт сеткой с ячейками не более 50х50 мм.

7.6.39. Выполнение работ на сварочных постах при несистематической ручной дуговой сварке, сварке под флюсом и электрошлаковой сварке допускается непосредственно в пожароопасных помещениях при условии ограждения места работы щитами или занавесами из негорючих материалов высотой не менее 1,8 м.

7.6.40. Электросварочные установки при систематической сварке на них изделий массой более 20 кг должны быть оборудованы соответствующими подъемно-транспортными устройствами для облегчения установки и транспортировки свариваемых изделий.

7.6.41. Естественное и искусственное освещение электросварочных установок сборочно-сварочных цехов, участков, мастерских, отдельных сварочных постов (сварочных кабин) и мест сварки должно удовлетворять требованиям СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».

7.6.42. При ручной сварке толстообмазанными электродами, электрошлаковой сварке, сварке под флюсом и автоматической сварке открытой дугой должен быть предусмотрен отсос газов непосредственно из зоны сварки.

7.6.43. На сварочных постах при сварке открытой дугой и под флюсом внутри резервуаров, закрытых полостей и конструкций должно обеспечиваться вентилирование в соответствии с характером выполняемых работ. При невозможности необходимого вентилирования следует предусматривать принудительную подачу чистого воздуха под маску сварщика в количестве 6-8 м3/ч.

7.6.44. Над переносными и передвижными электросварочными установками, находящимися на открытом воздухе, должны быть сооружены навесы из несгораемых материалов для защиты рабочего места сварщика и электросварочного оборудования от атмосферных осадков.

Навесы допускается не сооружать, если электрооборудование электросварочной установки имеет оболочки со степенью защиты, соответствующей условиям работы в наружных установках, и во время дождя и снегопада электросварочные работы будут прекращаться.

Установки электрической сварки (резки, наплавки) плавлением

7.6.45. Проходы между однопостовыми источниками сварочного тока — преобразователями (статическими и двигатель-генераторными) установок сварки (резки, наплавки) плавлением — должны быть шириной не менее 0,8 м, между многопостовыми — не менее 1,5 м, расстояние от одно- и многопостовых источников сварочного тока до стены должно быть не менее 0,5 м.

Проходы между группами сварочных трансформаторов должны быть шириной не менее 1 м. Расстояние между сварочными трансформаторами, стоящими рядом в одной группе, должно быть не менее 0,1 м.

Регулятор сварочного тока (если он выполнен в отдельной оболочке) следует устанавливать рядом со сварочным трансформатором или над ним. Установка сварочного трансформатора над регулятором тока не допускается.

7.6.46. Проходы с каждой стороны стеллажа для выполнения ручных сварочных работ на крупных деталях или конструкциях должны быть шириной не менее 1 м. Столы для мелких сварочных работ могут примыкать с одной стороны непосредственно к стене кабины; с других сторон должны быть проходы шириной не менее 1 м. Кроме того, в сварочной мастерской (на участке) должны быть предусмотрены проходы, ширина которых устанавливается в зависимости от числа работающих, но не менее 1 м.

7.6.47. Проходы с каждой стороны установки автоматической дуговой сварки под флюсом крупных изделий, а также установок дуговой сварки в защитном газе, плазменной, электронно-лучевой и лазерной сварки должны быть шириной не менее 1,5 м.

7.6.48. Для подвода тока от источника сварочного тока к электрододержателю установки ручной дуговой сварки (резки, наплавки) или к дуговой плазменной горелке прямого действия установки плазменной резки (сварки) должен применяться гибкий провод с резиновой изоляцией и в резиновой оболочке. Применение проводов с изоляцией или в оболочке из материалов, распространяющих горение, не допускается.

7.6.49. Электрические проводки установок и аппаратов, предназначенных для дуговой сварки ответственных конструкций: судовых секций, несущих конструкций зданий, мостов, летательных аппаратов, подвижного состава железных дорог и других средств передвижения, сосудов, котлов и трубопроводов на давление более 5 МПа, трубопроводов для токсичных веществ и т.п., должны быть выполнены проводами с медными жилами.

7.6.50. В качестве обратного провода, соединяющего свариваемое изделие с источником сварочного тока в указанных в 7.6.48 установках стационарного использования, могут служить гибкие и жесткие провода, а также, где это возможно, стальные или алюминиевые шины любого профиля достаточного сечения, сварочные плиты, стеллажи и свариваемая конструкция (см. также 7.6.51 и 7.6.52).

В электросварочных установках с переносными и передвижными сварочными трансформаторами обратный провод должен быть изолированным так же, как и прямой, присоединяемый к электрододержателю.

Элементы, используемые в качестве обратного провода, должно надежно соединяться сваркой или с помощью болтов, струбцин либо зажимов.

7.6.51. В установках для автоматической дуговой сварки в случае необходимости (например, при сварке круговых швов) допускается соединение обратного провода со свариваемым изделием при помощи скользящего контакта соответствующей конструкции.

7.6.52. В качестве обратного провода не допускается использование металлических строительных конструкций зданий, трубопроводов и технологического оборудования, а также проводников сети заземления.

7.6.53. Электрододержатели для ручной дуговой сварки и резки металлическим и угольным электродами должны удовлетворять требованиям действующих стандартов.

7.6.54. Напряжение холостого хода источника сварочного тока установок дуговой сварки при номинальном напряжении питающей электрической сети не должно превышать для источников постоянного тока 100 В (среднее значение) и для источников переменного (действующее значение):

  • 80 В – для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 630 А;
  • 120 В – для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 1600 А;
  • 140 В – для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 2000 А.

В цепи сварочного тока допускаются кратковременные пики напряжения при обрыве дуги длительностью не более 0,5 с.

7.6.55. Для возбуждения дуги в установках дуговой сварки (резки) без предварительного замыкания сварочной цепи между электродом и свариваемым изделием и повышения стабильности горения дуги допускается применение преобразователей повышенной частоты (осцилляторов).

Для повышения устойчивости горения дуги переменного тока допускается применение в установках дуговой сварки (резки) импульсных генераторов, резко поднимающих напряжение между электродом и свариваемым изделием в момент повторного возбуждения дуги. Импульсный генератор не должен увеличивать напряжение холостого хода сварочного трансформатора более чем на 1 В (действующее значение).

7.6.56. Номинальное напряжение электродвигателей и электротехнических устройств, расположенных на переносных частях электросварочных автоматов и полуавтоматов должно быть не выше 50 В переменного или 110 В постоянного тока. Электродвигатели и электротехнические устройства переменного тока должны подключаться к питающей сети через понижающий трансформатор с заземленной вторичной обмоткой или через разделительный трансформатор, являющийся частью сварочного устройства. Корпуса электродвигателей и электротехнических устройств при этом допускается не заземлять. Электродвигатели и электротехнические устройства, расположенные на частях стационарных и передвижных электросварочных автоматов, смонтированных на стационарных установках, допускается питать от сети 220 и 380 В переменного тока или от сети 220 и 440 В постоянного тока при обязательном заземлении их корпусов, которые должны быть электрически изолированы от частей, гальванически связанных со сварочной цепью.

7.6.57. Напряжение холостого хода источников сварочного тока установок плазменной обработки при номинальном напряжении сети должно быть не выше:

  • 500 В — для установок автоматической резки, напыления и плазменно-механической обработки;
  • 300 В — для установок полуавтоматической резки или напыления;
  • 180 В — для установок ручной резки, сварки или наплавки;

7.6.58. Установки для автоматической плазменной резки должны иметь блокировку, исключающую шунтирование замыкающих контактов в цепи питания катушки коммутационного аппарата без электрической дуги.

7.6.59. Управление процессом механизированной плазменной резки должно быть дистанционным. Напряжение холостого хода на дуговую головку до появления «дежурной» дуги должно подаваться включением коммутационного аппарата при нажатии кнопки «Пуск», не имеющей самоблокировки. Кнопка «Пуск» должна блокироваться автоматически после возбуждения «дежурной» дуги.

7.6.60. Источники питания сварочным током электронных пушек установок электронно-лучевой сварки должны иметь разрядник, установленный между выводом положительного полюса выпрямителя и его заземленным корпусом. Кроме того, для предотвращения пробоев изоляции цепей низшего напряжения установки и изоляции в питающей электрической сети, к которой установка присоединяется, вызванных наведенными зарядами в первичных обмотках повышающих трансформаторов, между выводами первичной обмотки и землей должны включаться конденсаторы или приниматься другие меры защиты.

7.6.61. Сварочные электронно-лучевые установки должны иметь защиту от жесткого и мягкого рентгеновского излучения, обеспечивающую их полную радиационную безопасность, при которой уровень излучения на рабочих местах должен быть не выше допускаемого действующими нормативами для лиц, не работающих с источниками ионизирующих излучений.

Установки электрической сварки с применением давления

7.6.62. Ширина проходов между машинами точечной, роликовой (линейной) и рельефной сварки при их расположении напротив друг друга должна быть не менее 2 м, а между машинами стыковой сварки — не менее 3 м. При расположении машин тыльными сторонами друг к другу ширина прохода должна быть не менее 1 м, при расположении передними и тыльными сторонами — не менее 1,5 м.

7.6.63. Машины контактной сварки методом оплавления должны быть оборудованы ограждающими устройствами (предохраняющими обслуживающий персонал от выплесков металла и искр и позволяющими безопасно вести наблюдение за процессом сварки), а также устройствами для интенсивной местной вытяжной вентиляции.

7.6.64. Для подвода сварочного тока к специальным передвижным или подвесным машинам контактной сварки, используемым для сварки громоздких конструкций в труднодоступных местах, должен применяться гибкий шланговый кабель (провод) с изоляцией и оболочкой из нераспространяющего горение материала с воздушным, а в обоснованных случаях – с водяным охлаждением.

7.6.65. Напряжение холостого хода вторичной обмотки сварочного трансформатора машины контактной сварки при номинальном напряжении сети должно быть не выше 50 В.

7.6.66. Подвесные машины точечной и роликовой сварки со встроенными сварочными трансформаторами должны присоединяться к сети через разделяющий трансформатор и иметь блокировку, допускающую включение силовой цепи только при заземленном корпусе машины.

Допускается непосредственное подключение сварочного трансформатора (без разделяющего трансформатора) к сети напряжением не более 380 В, при этом первичная цепь встроенного трансформатора должна иметь двойную (усиленную) изоляцию или же машина должна быть оборудована устройством защитного отключения.

7.6.67. В подвесных машинах точечной и роликовой сварки напряжение цепей управления, расположенных непосредственно на сварочных клещах, должно быть не выше 50 В для цепей переменного или 110 В для цепей постоянного тока.

Как исключение допускается напряжение указанных цепей до 220 В переменного или постоянного тока при наличии двойной изоляции цепей управления, а также элементов заземления или устройства защитного отключения.

Подвод тока в таких машинах к сварочным клещам рекомендуется выполнять проводом с водяным охлаждением.

Источники сварочного тока

Сварочное оборудование: виды сварки, источники сварочного тока, основные параметры сварочного аппарата, защита сварщика

С помощью сварки выполняется значительное количество разнообразных работ в различных областях, от микроэлектроники до изготовления многотонных конструкций. Сварка как способ неразъемного соединения металлов вошла в нашу жизнь немногим более ста лет назад, однако переоценить ее значение сегодня невозможно. Поскольку металлы и сплавы могут иметь различную форму, размер и химический состав, разработано множество соответствующих технологий, инструментов и приспособлений. Но основным методом давно и заслуженно считается электрическая сварка (а иногда и резка) металлов, в первую очередь низколегированных сталей. Среди достоинств электросварки — быстрое и надежное соединение материалов с минимальными затратами. Однако при необходимости с помощью сварочного аппарата можно и разрезать металл, причем даже в труднодоступных местах, куда другой инструмент просто не подлезет. В последние десятилетия сварочные аппараты изготавливают с применением электронных компонентов, что значительно уменьшило их массу и габариты и позволило еще более расширить их применение в быту.


ИСТОЧНИКИ СВАРОЧНОГО ТОКА
Это основная деталь любого сварочного аппарата, преобразующая напряжение сети в постоянный или переменный ток с заданными параметрами.

Сварочные трансформаторы. Традиционный и в то же время конструктивно самый простой источник сварочного тока. Основным его узлом является собственно трансформатор, понижающий сетевое напряжение до сварочного. Регулируют силу тока различными методами, самый распространенный из которых — изменение расстояния между первичной и вторичной обмотками. Все трансформаторы имеют одну общую особенность — выдают на выходе переменный ток. Чтобы варить с помощью «транса» цветные металлы или улучшить стабильность горения дуги, необходимо вводить в конструкцию дополнительные тяжелые и громоздкие элементы, да и сам трансформатор весит прилично. При этом для выполнения ответственных работ требуются специальные электроды для переменного тока. КПД трансформатора довольно высок (до 90 %), но часть энергии уходит на нагрев. Для охлаждения в современных моделях применяют вентиляторы также значительной мощности: ведь охладить надо устройство в несколько десятков, а то и сотен килограммов весом. В настоящее время этот вид источников сварочного тока применяется нечасто, но у трансформаторов, помимо КПД, есть еще два важных достоинства: невысокая цена и «неубиваемость», из-за которых они до сих пор пользуются спросом.

Сварочные выпрямители. Выпрямителями называют аппараты, преобразующие переменный ток в постоянный. Они состоят из понижающего трансформатора, выпрямительного (диодного) блока, а также устройств регулировки, пуска и защиты. Такая конструкция, хотя и сложнее трансформатора, но обеспечивает гораздо более стабильные выходные характеристики сварочного тока и электрической дуги. Качество шва в конечном счете тоже гораздо выше. Цена выпрямителей не сильно отличается от цены трансформаторов, надежность также на высоте: ломаться в них практически нечему.

Основные недостатки такие же, как у трансформатора — высокий вес, сложность работы, сильная «просадка» напряжения в сети в процессе сварки.

При работе на постоянном токе возможны два варианта подключения электрода и детали. Кстати, провод, подсоединенный к детали, правильнее называть не массовым, а обратным, ведь он может подключаться и к «плюсу» аппарата. При прямой полярности деталь подсоединяется к зажиму «+», а электрод — к зажиму «-», при обратной полярности — наоборот. Электроды выпускаются нескольких видов: для прямой, обратной полярности и универсальные. На положительном полюсе выделяется больше тепла, чем на отрицательном. Исходя из этого обратную полярность при работе с электродами применяют при сварке тонколистового металла, чтобы не прожечь его, и при сварке высоколегированных сталей во избежание их перегрева, а при прямой полярности лучше варить массивные детали.

ПОЛЯРНОСТЬ СВАРКИ
Постоянный ток, прямая полярность
Наиболее широко используемый тип полярности — прямая полярность, сокращает износ электрода , поскольку 70% тепла концентрируется на аноде (т.е. на свариваемом материале).
При такой полярности, сварочный кратер получается узким и глубоким, подача тепла сокращается, скорость прохода увеличивается.
На прямой полярности сваривается большинство материалов (за исключением алюминия и его сплавов и магния).

Постоянный ток, обратная полярность
Обратная полярность используется при сварке материалов с отражающей оксидной пленкой на поверхности, которая имеет большую температуру плавления, чем сам материал. При этой полярность нельзя использовать высокие сварочные токи, поскольку это резко увеличивает износ электрода.

Инверторы. Это наиболее современный вид приборов для сварки. В отличие от обычных сварочных аппаратов, у которых силовой трансформатор работает на частоте сетевого напряжения 50 Гц, сварочный инвертор использует ток высокой частоты (несколько десятков килогерц). При этом для передачи необходимой энергии требуется трансформатор гораздо меньших размеров и массы, а сварка проходит при постоянном токе хорошего качества, что сказывается и на качестве шва. Обычный сварочный трансформатор на 160 А весит не менее 18 кг, а силовой трансформатор сварочного инвертора на 160 А весит не более 300 граммов и по размерам сравним с пачкой сигарет, при этом вес всего инвертора, с корпусом и всей электроникой, составляет 3-7 кг. Инвертор состоит из выпрямителя, сетевого фильтра, преобразователя в переменное напряжение высокой частоты, сварочного трансформатора, еще одного выпрямителя и управляющей схемы. Сварочный инвертор имеет значительно более широкий, чем у обычного аппарата, диапазон регулировки сварочного тока, что особенно важно при сварке тонкими электродами. Еще один «плюс» — у инверторов, как правило, эта регулировка гораздо точнее и выходные параметры намного стабильнее, что сильно упрощает подбор оптимального режима работы.

Каждый электрик должен знать:  Можно ли подключить электродвигатель к автомату без пускателя

Все инверторные аппараты производятся по одной из двух технологий — MOSFET или IGBT.

Технология MOSFET была разработана примерно полвека назад, IGBT — более современная и экономичная — имеет множество преимуществ по сравнению с MOSFET. В Европе, где нормативы по энергопотреблению ужесточаются с каждым годом, найти в продаже MOSFET-инверторы уже невозможно. У нас они пока встречаются довольно часто.

Инверторы MOSFET хорошо отработаны, стоят обычно дешевле и, невзирая на больший вес и габариты, все еще достаточно популярны, особенно для выполнения простых работ по сварке черных металлов. Производство компонентов MOSFET обходится дешевле, но и требуется их больше: в инверторе на 200 А можно встретить до 24 одинаковых силовых транзисторов MOSFET и в разы меньшее количество транзисторов IGBT (обычно около десятка). Инверторные аппараты IGBT способны работать при значительно большей частоте (60-85 кГц), чем MOSFET, что еще более снижает вес аппарата. Температура срабатывания термозащиты у IGBT-транзисторов составляет порядка 90 °С против 60 °С у MOSFET, это напрямую влияет на продолжительность непрерывной работы инвертора. Что касается ремонтопригодности, тут мнения «сервисменов» кардинально различаются. Некоторые считают, что компактный и имеющий меньшее количество деталей и силовых транзисторовинвертор чинить проще, другие — что более ремонтопригоден аппарат, выполненный по технологии MOSFET, с более крупными деталями и свободной компоновкой.

К тому же производители выпускают различные IGBT-аппараты, порой со сложной компоновкой и трудным доступом к отдельным деталям. В любом случае, если придерживаться мнения «чем меньше деталей — тем меньше вероятность поломки», следует обратить внимание на инверторы IGBT, к тому же за счет отличных параметров сварочного тока они лучше варят не только черные металлы, но и чугун, и нержавейку.

За счет использования в инверторах электронной системы управления с помощью обратных связей, можно получить выходные характеристики, подходящие для любого способа сварки. Наиболее важны функции Hot Start, Arc Force и Anti-Stick. В начале работы электроника обеспечивает дополнительный импульс тока, что облегчает поджиг дуги (функция Hot Start). Если электрод слишком быстро приближается к детали, функция Arc Force увеличивает сварочный ток, препятствуя залипанию. При залипании ток снижается или отключается, исключая возможность «приморозить» электрод (функция Anti-Stick).

В той или иной мере эти функции присутствуют во всех инверторах, в более дорогих моделях есть возможность их регулировки — регулируемый Форсаж Дуги (например, Hot Start при сварке тонких листов металла не нужен, проще его уменьшить или вовсе отключить).

Недостатки у инверторов тоже есть, но таковыми их назвать можно с большой натяжкой. Следует различать использование инвертора в быту или на производстве.

Основной враг электронных схем — влага и пыль, особенно металлическая. Поэтому не рекомендуется включать его в запыленных помещениях и особенно работать «болгаркой» рядом с включенным инвертором.

Разумеется, при дожде работы следует прекращать, это запрещено правилами техники безопасности, и не только потому, что вредно для аппарата. Профессиональные модели лучше защищены от пыли и влаги, но и стоят соответственно. В любом случае время от времени аппарат нужно открывать и тщательно продувать сжатым воздухом.

Электроника чувствительна к качеству тока, поэтому в схему инверторов включают различные элементы защиты: датчики перегрева, предохранители, иногда — устройства отключения при падении напряжения ниже допустимого уровня, впрочем, практически все аппараты могут работать при напряжении от 170 до 250 В. Для защиты от резкого скачка напряжения (выше 270 В) многие производители устанавливают варисторы («таблетки»), раскалывающиеся при резком повышении напряжения. После этого поврежденный варистор следует заменить, этот ремонт прост и недорог. Если планируется автономная работа от электрогенератора, необходимо подбирать аппарат со встроенным компенсатором перепадов напряжения питающей сети. О его наличии производители предупреждают отдельно, без него инвертор может быстро выйти из строя.

Аппарат не следует хранить зимой в неотапливаемом помещении — электроника требует бережного отношения.

Есть и еще один «недостаток»: работать на трансформаторе или выпрямителе гораздо сложнее, чем на инверторе, зато научившийся работать на «трансе» без проблем перейдет на инвертор, а вот обратный переход гораздо сложнее — придется доучиваться.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СВАРОЧНОГО АППАРАТА
Очень важным параметром при работе сварочного аппарата, независимо от его устройства, является продолжительность включения (ПВ) при различных значениях сварочного тока. Тут у разных производителей разные методики измерений. В европейском стандарте EN 60974-1 принимается во внимание продолжительность сварки при температуре 40 °C до первой остановки аппарата от перегрева, и ПВ высчитывается исходя из отношения этого времени к 10-минутному рабочему циклу. При более приближенных к реальности условиях по методике итальянской компании Telwin (t = 20 °C, работа с перерывами) учитывается в первую очередь количество электродов, которые можно использовать за этот период времени. Разумеется, ПВ, рассчитанный по второй методике, заметно выше и при выборе аппарата надо уточнить, как именно его считали. Впрочем, в процессе работы редко приходится жечь подряд несколько электродов на полной мощности без перерыва, и аппарат с заявленным «европейским» ПВ в 10-20 % будет работать до отключения столько же, сколько с 60-80 %-ным ПВ, рассчитанным по «телвиновской» методике.

Важным параметром и первым, на что обычно обращают внимание, считается диапазон изменения сварочного тока. Он косвенно указывает на мощность аппарата. Чем она больше, тем большего размера электрод можно установить и тем больше будет ПВ при работе небольшими электродами при равной силе тока. Для бытовых целей и работы ходовым 3-миллиметровым электродом всем видам трансформаторов с лихвой хватает максимальной мощности в 150 А, для инверторов — и того меньше, при этом токе они спокойно варят «четверкой». Следует учитывать, что на коробке с электродами обычно указывают рекомендуемые токи при работе с трансформаторами или выпрямителями, инвертор при таких токах уже может резать металл.

Еще один важный параметр — ток холостого хода. Он может находиться в пределах 60-85 В: чем выше, тем проще зажечь дугу.

Некоторые модели сварочных аппаратов способны функционировать совместно с устройствами для сварки аргоном, выпускаются также модели, работающие в полуавтоматическом режиме (сварка проволокой). Для бытового применения они не очень интересны — подобные опции требуются редко, а стоимость их гораздо выше, чем у простых моделей. Но если планируется работа на профессиональном уровне с различными видами металлов и тонкими листами, эти функции будут весьма полезны.

ВИДЫ СВАРКИ
Ручная дуговая сварка плавящимся электродом (ММА).
Самый распространенный вид сварки, при котором роль электрода играет проволока, покрытая обмазкой. В процессе плавления проволока соединяет свариваемые детали, а обмазка (шлак) защищает сварочную ванну от воздействия кислорода, также способствуя улучшению характеристик дуги и качества шва. Чаще всего таким образом сваривают черные металлы, чугун и некоторые виды цветных металлов и сплавов, однако добиться хорошего соединения в последнем случае довольно трудно: легкоплавкие компоненты сплавов выгорают, и соединение получается не слишком качественным.

Ручная сварка в среде защитных газов (TIG). Наиболее часто в качестве газа применяют аргон с небольшой примесью кислорода, чтобы выжечь грязь и окислы в процессе работы, а сварка проводится неплавящимся графитовым или вольфрамовым электродом. В качестве присадки используют прутки из того же материала, что и свариваемые детали. Качество шва при таком методе очень высокое, легкоплавкие компоненты сплавов и легирующие добавки не выгорают, сварочная ванна защищена от кислорода воздуха, образование шлака практически исключено. Сваривание почти всегда производится на постоянном токе прямой полярности, только для алюминия более подходит переменный ток или обратная полярность: так лучше разрушается оксидная пленка. Несмотря на то что такой способ довольно дорог и не отличается высокой скоростью работы, он достаточно популярен и порой незаменим для сварки любых металлов в случае малых объемов работ либо если автоматизировать процесс по разным причинам не удается.

Полуавтоматическая сварка(MIG/MAG). При ней в роли электрода обычно выступает сварочная проволока, автоматически подающаяся в зону сварки, хотя возможна и сварка неплавящимся электродом. Аппарат при этом перемещают вручную. Сварка производится постоянным или импульсным током, различают сварку в среде инертных (MIG) или активных (MAG) защитных газов и сварку порошковой проволокой — тогда газ не требуется. Для крупных объемов наплавляемого металла целесообразнее ММА-сварка. Сфера работы полуавтоматов — сварка тонких листов, высоколегированных сталей, цветных металлов, а также промышленное применение. Пример

ДРУГИЕ МЕТОДЫ И СПОСОБЫ СВАРКИ
Помимо трех перечисленных основных методов сварки, используются и другие, особенно в промышленном производстве. Кратко опишем некоторые из них.

Газовая сварка. В качестве источника энергии применяется смесь кислорода с горючими газами, чаще всего — с ацетиленом. В быту к ней прибегают нечасто: она требует применения тяжелых и недешевых газовых баллонов, качество сопрягаемых поверхностей получается не слишком хорошим, возможно быстрое появление коррозии в зоне шва, так как металл прогревается на значительном расстоянии от него, скорость работы невелика, зато электричество не требуется вообще. Разновидностью газовой сварки, хотя и основанной на совершенно ином принципе действия, является плазменная сварка. Источником теплоты здесь служит плазменная струя, получаемая при ионизации рабочего газа между электродами, одним из которых может быть свариваемое изделие, либо оба электрода находятся в плазменной горелке — плазмотроне. Оба эти способа в промышленном производстве применяются чаще для наплавки и резки, чем для собственно сварки.

Контактная сварка. При ней соединенные заготовки или их соприкасающиеся участки прижимаются друг к другу, разогреваются электричеством до состояния пластического деформирования, а затем дополнительно сжимаются. Среди большого количества разновидностей контактной сварки можно выделить точечную, стыковую, рельефную и шовную.

При точечной сварке свариваемые детали соединяются внахлест, зажимаются между двумя электродами, затем включается импульс тока небольшого напряжения (несколько вольт) и значительной силы, до нескольких тысяч ампер. Таким образом, между деталями образуется сварная точка или сразу две, если электроды подводятся с одной стороны, а с другой подложена токопроводящая подкладка. Контактная сварка требует хорошей подготовки поверхностей, пригодна для многих металлов и сплавов, особенно популярна для сварки тонких листов. Коробление листов при этом невелико, качество (при должных параметрах сварки) также на высоте. Именно так, например, собирают автомобильные кузова на заводе. Метод хорошо поддается автоматизации, но может использоваться и в ручном режиме.

При шовной сварке шов состоит из большого числа отдельных точек, которые могут перекрывать друг друга. Если на поверхности деталей заранее подготовлены бугорки (рельефы) — речь идет о рельефной сварке. Стыковая сварка чаще применяется для соединения толстых деталей, при этом они свариваются сразу по всей плоскости.

Сварка трением. Одна из деталей фиксируется, вторую прижимают к ней и вращают до момента расплавления контактирующих поверхностей. Способ довольно экономичный и быстрый, но возможность его использования зависит от формы свариваемых деталей. Зато таким образом можно соединить заготовки из разнородных материалов, вроде меди с алюминием.

В промышленных условиях для отдельных видов сварных работ применяются и другие методы, такие как холодная сварка (при относительно невысокой температуре и высоком давлении), сварка взрывом, диффузией, сварка с помощью лазера, электронно-лучевой пушки, ультразвука, токов высокой частоты и некоторые иные виды. Такими способами сваривают различные, порой практически несовместимые, металлы и материалы.

ЗАЩИТА СВАРЩИКА
Сварочный процесс сопровождается большим количеством опасных и вредных факторов: высокой температурой раскаленного металла и шлака, ярким свечением дуги в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, выделением токсичных газов и аэрозолей. При работе с электрическими аппаратами несоблюдение правил техники безопасности чревато риском поражения электрическим током. Поэтому необходимо позаботиться о приобретении маски и защитной одежды.

Сварочная маска или щиток. Это самый необходимый элемент, предназначенный для защиты глаз и лица. Изготавливается чаще всего из пластика или электрокартона (фибры). Щиток приходится держать одной рукой, маска крепится на голову. В конструкцию фильтра согласно ГОСТу должны входить защитное стекло и подложка из оргстекла. В качестве фильтра применяется либо затемненное стекло, либо фильтр «хамелеон», автоматически затемняющийся при возникновении дуги. «Хамелеон» гораздо удобнее, но и стоит дороже. В зависимости от условий сварки применяются стекла различной степени затемненности, в «хамелеоне» она почти всегда регулируется. Для сложных условий работ изготавливаются маски с фильтрами для дыхания или системой подачи воздуха снаружи, а также с возможностью крепления каски и наушников.

Одежда и другие средства защиты. Одежда и перчатки должны быть изготовлены из слабогорючих и нетлеющих тканей вроде брезента, прорезиненных материалов или кожи. Обувь тоже желательна «погрубее», ведь кроме искр и капель металла, на ногу можно случайно уронить железку. Наиболее практичны для этой цели ботинки из толстой кожи или резиновые сапоги. Вся одежда при работе должна быть застегнута и пригнана с таким расчетом, чтобы исключить попадание капель расплавленного металла в ее складки и защитить все участки кожи от вредного воздействия сварочной дуги. Для обеспечения электробезопасности используются коврики из резины или подобных диэлектрических материалов.

Не нужно забывать также и о других средствах защиты — исправность оборудования, наличие заземления, надежная фиксация сварочных проводов в аппарате и целостность их изоляции, надежный электрический контакт обратного провода на детали и т.п. Наконец, не стоит упускать из виду и надежное закрепление свариваемых деталей. Если правильно организовать рабочее место и работать, сообразуясь со своими возможностями и без спешки, тогда и работа, и результат будут только радовать.

Раздел 7. Электрооборудование специальных установок

Глава 7.6. Электросварочные установки

Область применения

7.6.1. Настоящая глава Правил распространяется на оборудуемые и используемые в закрытых помещениях или на открытом воздухе стационарные, переносные и передвижные электросварочные установки (ЭСУ), предназначенные для выполнения электротехнологических процессов сварки, наплавки, напыления, резки плавлением (разделительной и поверхностной) и сварки с применением давления, в том числе:

дуговой и плазменной сварки, наплавки, переплава, напыления, резки;

электрошлаковой сварки, электрошлакового и плазменно-дугового переплава;

индукционной сварки и наплавоения;

лазерной сварки и резки;

сварки контактным разогревом;

контактной или диффузионной сварки;

дугоконтактной сварки (с разогревом до пластического состояния торцов свариваемого изделия возбужденной дугой, вращающейся в магнитном поле, с последующим контактным соединением их давлением).

Требования настоящей главы относятся к электросварочным установкам при использовании в них плавящихся или неплавящихся электродов, при обработке (соединении, резке и др.) металлических или неметаллических материалов в воздушной среде или среде газа (аргона, гелия, углекислого газа, азота и др.) при давлениях атмосферном, повышенном или пониженном (в том числе в вакууме), а также под водой или под слоем флюса.

7.6.2. Электросварочные установки должны удовлетворять требованиям разд. 1-6, гл. 7.3-7.5 Правил в той мере, в какой они не изменены настоящей главой.

Определения

7.6.3. Электросварочная установка — комплекс функционально связанных элементов соответствующего электросварочного и общего назначения электротехнического, а также механического и другого оборудования, средств автоматики и КИП, обеспечивающих осуществление необходимого технологического процесса.

Состав элементов электросварочных установок зависит от их назначения, конструктивного исполнения оборудования, степени механизации и автоматизации.

В состав электросварочных установок в зависимости от перечисленных условий входят кабельные линии, электропроводки и токопроводы внешних соединений между элементами установки, а также в пределах установки трубопроводы систем водоохлаждения и гидравлического привода, линий сжатого воздуха, азота, аргона, гелия, углекислого газа и других газов, а также вакуума.

7.6.4. Источник сварочного тока – специальное электротехническое устройство, способное обеспечить подачу электрической энергии с соответствующими параметрами для преобразования ее в необходимое количество теплоты в зоне плавления или нагрева металла (или неметаллического материала) до пластического состояния для проведения указанных в 7.6.1 процессов.

7.6.5. Сварочная цепь – предназначенная для прохождения сварочного тока часть электрической цепи электросварочной установки от выводов 1 источника сварочного тока до свариваемой детали (изделия).
____________
1 Вывод – термин по ГОСТ 18311-80.

7.6.6. Сварочный пост электросварочной установки — рабочее место сварщика, оснащенное комплексом средств (оборудованием, приборами и пр.) для выполнения электротехнологических процессов сварки, наплавления, напыления, резки.

7.6.7. Однопостовый или многопостовый источник сварочного тока — источники сварочного тока, питающие соответственно один или несколько сварочных постов.

7.6.8. Автономные электросварочные установки – установки с источниками сварочного тока, снабженными двигателями внутреннего сгорания, в отличие от электросварочных установок, питающихся от электрических сетей, в том числе присоединяемых к передвижным электростанциям.

7.6.9. Электросварочные установки по степени механизации технологических операций разделяются на установки, на которых эти операции выполняются вручную, полуавтоматические (когда автоматически поддерживается электрический режим сварки, а остальные операции выполняются вручную) и автоматические.

Общие требования

7.6.10. Типоисполнение, степень защиты и состав оборудования (элементов) электросварочных установок должны выбираться с учетом технологии и вида сварки, параметров свариваемых деталей (заготовок) и сварочных швов, с учетом конкретных условий внешней среды при выполнении сварочных работ (внутри закрытых помещений или на открытом воздухе, в замкнутых и труднодоступных пространствах).

7.6.11. Электроприемники основного оборудования и вспомогательных механизмов электросварочных установок в отношении обеспечения надежности электроснабжения, как правило, следует относить к электроприемникам III или II категории (см. гл. 1.2).

К III категории следует относить электроприемники всех передвижных и переносных электросварочных установок, стационарных электросварочных установок, перечисленных в 7.5.8, цехов и участков, а также других цехов и участков, если перерыв в электроснабжении используемого в них электросварочного оборудования не приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих и механизмов.

7.6.12. Электрическая нагрузка электросварочных установок не должна снижать ниже нормируемых действующим стандартом значений показателей качества электроэнергии у электроприемников, присоединенных к сетям общего назначения.

При необходимости должны приниматься меры для уменьшения воздействия электросварочных установок на электрическую сеть.

7.6.13. Конструкция и расположение оборудования электросварочных установок, ограждений и блокировок должны исключать возможность его механического повреждения, а также случайных прикосновений к вращающимся или находящимся под напряжением частям. Исключение допускается для электрододержателей установок ручной дуговой сварки, резки и наплавки, а также для мундштуков, горелок для дуговой сварки, сопл плазмотрона, электродов контактных машин и других деталей, находящихся под напряжением, при котором ведутся сварка, напыление, резка и т. п.

7.6.14. Размещение оборудования электросварочных установок, его узлов и механизмов, а также органов управления должно обеспечивать свободный, удобный и безопасный доступ к ним. Кроме того, расположение органов управления должно обеспечивать возможность быстрого отключения оборудования и остановки всех его механизмов.

Для электросварочных установок, оборудование которых требует оперативного обслуживания на высоте 2 м и более, должны быть выполнены рабочие площадки, огражденные перилами, с постоянными лестницами. Площадки, ограждения и лестницы должны быть выполнены из несгораемых материалов. Настил рабочей площадки должен иметь покрытие из диэлектрического материала, не распространяющего горение.

7.6.15. Устройства управления электросварочными установками рекомендуется оборудовать ограждениями, исключающими случайное их включение или отключение.

7.6.16. В качестве источников сварочного тока должны применяться только специально для этого предназначенные и удовлетворяющие требованиям действующих стандартов сварочные трансформаторы или преобразователи статические или двигатель-генераторные с электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания. Питание сварочной дуги электрошлаковой ванны и сопротивления контактной сварки непосредственно от силовой, осветительной или контактной электрической сети не допускается.

7.6.17. Схема включения нескольких источников сварочного тока при работе их на одну сварочную дугу, электрошлаковую ванну или сопротивление контактной сварки должна исключать возможность возникновения между изделием и электродом напряжения, превышающего наибольшее напряжение холостого хода одного из источников сварочного тока.

7.6.18. Электрическая нагрузка нескольких однофазных источников сварочного тока должна по возможности равномерно распределяться между фазами трехфазной сети.

7.6.19. Однопостовой источник сварочного тока, как правило, должен располагаться на расстоянии не далее 15 м от сварочного поста.

7.6.20. Первичная цепь электросварочной установки должна содержать коммутационный (отключающий) и защитный электрические аппараты (аппарат), ее номинальное напряжение должно быть не выше 660 В.

Сварочные цепи не должны иметь соединений с электрическими цепями, присоединяемыми к сети (в том числе с электрическими цепями, питаемыми от сети обмоток возбуждения генераторов преобразователей).

7.6.21. Электросварочные установки с многопостовым источником сварочного тока должны иметь устройство (автоматический выключатель, предохранители) для защиты источника от перегрузки, а также коммутационный и защитный электрические аппараты (аппарат) на каждой линии, отходящей к сварочному посту. Эти линии следует выполнять радиальными; применение в установках с многопостовыми сварочными выпрямителями магистральных схем допускается только при технико-экономическом обосновании.

7.6.22. Для определения значения сварочного тока электросварочная установка должна иметь измерительный прибор. На электросварочных установках с однопостовым источником сварочного тока может не иметь измерительного прибора при наличии в источнике сварочного тока шкалы на регуляторе тока.

7.6.23. Переносные и передвижные электросварочные установки (кроме автономных) следует присоединять к электрическим сетям непосредственно кабелем или кабелем через троллеи. Длина троллейных проводников не нормируется, их сечение должно быть выбрано с учетом мощности источника сварочного тока.

7.6.24. Присоединение переносной или передвижной электросварочной установки непосредственно к стационарной электрической сети должно осуществляться с использованием коммутационного и защитного аппаратов (аппарата) с разборными или разъемными контактными соединениями. Обязательно наличие блокировки, исключающей возможность размыкания и замыкания этих соединений, присоединения (отсоединения) жил кабельной линии (проводов) при включенном положении коммутационного аппарата.

7.6.25. Кабельная линия первичной цепи переносной (передвижной) электросварочной установки от коммутационного аппарата до источника сварочного тока должна выполняться переносным гибким шланговым кабелем с алюминиевыми или медными жилами, с изоляцией и в оболочке (шланге) из нераспространяющей горение резины или пластмассы. Источник сварочного тока должен располагаться на таком расстоянии от коммутационного аппарата, при котором длина соединяющего их гибкого кабеля не превышает 15 м.

7.6.26. Сварочные автоматы или полуавтоматы с дистанционным регулированием режима работы источника сварочного тока рекомендуется оборудовать двумя комплектами органов управления регулирующими устройствами (рукояток, кнопок и т. п.), устанавливаемых один — у источника сварочного тока и второй на пульте или щите управления сварочным автоматом или полуавтоматом. Для выбора вида управления регулятором (местного или дистанционного) должен быть установлен переключатель, обеспечивающий блокирование 1 , исключающее ошибочное включение. Допускается не предусматривать возможности выполнения блокирования, а использовать механический замок со специальными ключами.

7.6.27. Шкафы комплектных устройств и корпуса сварочного оборудования (машин), имеющие неизолированные токоведущие части, находящиеся под напряжением выше 50 В переменного или выше 110 В постоянного тока, должны быть оснащены блокировкой 2 , обеспечивающей при открывании дверей (дверец) отключение от электрической сети устройств, находящихся внутри шкафа (корпуса). При этом вводы (выводы), остающиеся под напряжением, должны быть защищены от случайных прикосновений.

Допускается взамен блокировки применение замков со специальными ключами, если при работе не требуется открывать двери (дверцы).
____________
1 Блокирование – термин по ГОСТ 18311-80.
2 Блокировка – термин по ГОСТ 18311-80.

7.6.28. В электросварочных установках кроме защитного заземления открытых проводящих частей и подключения к системе уравнивания потенциалов сторонних проводящих частей (согласно требованиям гл. 1.7) должно быть предусмотрено заземление одного из выводов вторичной цепи источников сварочного тока: сварочных трансформаторов, статических преобразователей и тех двигатель-генераторных преобразователей, у которых обмотки возбуждения генераторов присоединяются к электрической сети без разделительных трансформаторов (см. также 7.6.30).

В электросварочных установках, в которых дуга горит между электродом и электропроводящим изделием, следует заземлять вывод вторичной цепи источника сварочного тока, соединяемый проводником (обратным проводом) с изделием.

7.6.29. Сварочное электрооборудование для присоединения защитного РЕ -проводника должно иметь болт (винт, шпильку) с контактной площадкой, расположенной в доступном месте, с надписью «Земля»(или с условным знаком заземления по ГОСТ 2.721-74*). Диаметры болта и контактной площадки должны быть не менее нормируемых ГОСТ 12.2.007.0-75.

Втычные контактные соединители проводов для включения в электрическую цепь напряжением выше 50 В переменного тока и выше 110 В постоянного тока переносных пультов управления сварочных автоматов или полуавтоматов должны иметь защитные контакты.

7.6.30. Электросварочные установки, в которых по условиям электротехнологического процесса не может быть выполнено заземление согласно 7.6.28, а также переносные и передвижные электросварочные установки, заземление оборудования которых представляет значительные трудности, должны быть снабжены устройствами защитного отключения или непрерывного контроля изоляции.

7.6.31. Конденсаторы, используемые в электросварочных установках в целях накопления энергии для сварочных импульсов, должны иметь устройство для автоматической разрядки при снятии защитного кожуха или при открывании дверей шкафов, в которых установлены конденсаторы.

7.6.32. При водяном охлаждении элементов электросварочных установок должна быть предусмотрена возможность контроля за состоянием охлаждающей системы с помощью воронок для стока воды или струйных реле. В системах водяного охлаждения автоматов (полуавтоматов) рекомендуется использовать реле давления, струйные или температуры (два последних применяются на выходе воды из охлаждающих устройств) с работой их на сигнал. Если прекращение протока или перегрев охлаждающей воды могут привести к аварийному повреждению оборудования, должно быть обеспечено автоматическое отключение установки.

В системах водяного охлаждения, в которых возможен перенос по трубопроводам потенциала, опасного для обслуживающего персонала, должны быть предусмотрены изолирующие шланги (длину шлангов выбирают согласно 7.5.39).

Разъемные соединения и шланги системы водяного охлаждения рекомендуется располагать таким образом, чтобы исключить возможность попадания струи воды на электрооборудование (источник сварочного тока или др.) при снятии или повреждении шлангов.

Качество воды, используемой в системе водяного охлаждения, должно соответствовать требованиям, приведенным в табл. 7.5.13, если в стандартах или технических условиях на соответствующее оборудование не приведены другие нормативные значения.

Требования к помещениям для электросварочных установок и сварочных постов

7.6.33. Помещения и здания сборочно-сварочных цехов и участков с размещенными в них электросварочными установками и сварочными постами, а также вентиляционные устройства должны отвечать требованиям действующих нормативных документов.

7.6.34. Для электросварочных установок и сварочных постов, предназначенных для постоянных электросварочных работ в зданиях вне сварочно-сборочных цехов и участков, должны быть предусмотрены специальные вентилируемые помещения, выгороженные противопожарными перегородками 1-го типа, если они расположены смежно с помещениями категорий А, Б и В по взрывопожарной опасности, и 2-го типа в остальных случаях. Площадь и объем таких помещений и системы их вентиляции должны соответствовать требованиям действующих санитарных правил и СНиП с учетом габаритов сварочного оборудования и свариваемых изделий.

7.6.35. Сварочные посты допускается располагать во взрыво- и пожароопасных зонах только в период производства временных электросварочных работ, выполняемых с соблюдением требований, изложенных в типовой инструкции по организации безопасного ведения огневых работ на взрыво- и взрывопожароопасных объектах, утвержденной Госгортехнадзором России.

7.6.36. В помещениях для электросварочных установок должны быть предусмотрены проходы не менее 0,8 м, обеспечивающие удобство и безопасность производства сварочных работ и доставки изделий к месту сварки и обратно.

7.6.37. Площадь отдельного помещения для электросварочных установок должна быть не менее 10 м 2 , причем площадь, свободная от оборудования и материалов, должна составлять не менее 3 м 2 на каждый сварочный пост.

7.6.38. Сварочные посты для систематического выполнения ручной дуговой сварки или сварки в среде защитных газов изделий малых и средних габаритов непосредственно в производственных цехах в непожароопасных и невзрывоопасных зонах должны быть размещены в специальных кабинах со стенками из несгораемого материала.

Глубина кабины должна быть не менее двойной длины, а ширина — не менее полуторной длины свариваемых изделий, однако площадь кабины должна быть не менее 2х1,5 м. При установке источника сварочного тока в кабине ее размеры должны быть соответственно увеличены. Высота стенок кабины должна быть не менее 2 м, зазор между стенками и полом — 50 мм, а при сварке в среде защитных газов — 300 мм. В случае движения над кабиной мостового крана, ее верх должен быть закрыт сеткой с ячейками не более 50х50 мм.

7.6.39. Выполнение работ на сварочных постах при несистематической ручной дуговой сварке, сварке под флюсом и электрошлаковой сварке допускается непосредственно в пожароопасных помещениях при условии ограждения места работы щитами или занавесами из негорючих материалов высотой не менее 1,8 м.


7.6.40. Электросварочные установки при систематической сварке на них изделий массой более 20 кг должны быть оборудованы соответствующими подъемно-транспортными устройствами для облегчения установки и транспортировки свариваемых изделий.

7.6.41. Естественное и искусственное освещение электросварочных установок сборочно-сварочных цехов, участков, мастерских, отдельных сварочных постов (сварочных кабин) и мест сварки должно удовлетворять требованиям СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».

7.6.42. При ручной сварке толстообмазанными электродами, электрошлаковой сварке, сварке под флюсом и автоматической сварке открытой дугой должен быть предусмотрен отсос газов непосредственно из зоны сварки.

7.6.43. На сварочных постах при сварке открытой дугой и под флюсом внутри резервуаров, закрытых полостей и конструкций должно обеспечиваться вентилирование в соответствии с характером выполняемых работ. При невозможности необходимого вентилирования следует предусматривать принудительную подачу чистого воздуха под маску сварщика в количестве 6-8 м 3 /ч.

7.6.44. Над переносными и передвижными электросварочными установками, находящимися на открытом воздухе, должны быть сооружены навесы из несгораемых материалов для защиты рабочего места сварщика и электросварочного оборудования от атмосферных осадков.

Навесы допускается не сооружать, если электрооборудование электросварочной установки имеет оболочки со степенью защиты, соответствующей условиям работы в наружных установках, и во время дождя и снегопада электросварочные работы будут прекращаться.

Каждый электрик должен знать:  Ветрогенераторы в России как выбрать, смонтировать и избежать разочарования

Установки электрической сварки (резки, наплавки) плавлением

7.6.45. Проходы между однопостовыми источниками сварочного тока — преобразователями (статическими и двигатель-генераторными) установок сварки (резки, наплавки) плавлением — должны быть шириной не менее 0,8 м, между многопостовыми — не менее 1,5 м, расстояние от одно- и многопостовых источников сварочного тока до стены должно быть не менее 0,5 м.

Проходы между группами сварочных трансформаторов должны быть шириной не менее 1 м. Расстояние между сварочными трансформаторами, стоящими рядом в одной группе, должно быть не менее 0,1 м.

Регулятор сварочного тока (если он выполнен в отдельной оболочке) следует устанавливать рядом со сварочным трансформатором или над ним. Установка сварочного трансформатора над регулятором тока не допускается.

7.6.46. Проходы с каждой стороны стеллажа для выполнения ручных сварочных работ на крупных деталях или конструкциях должны быть шириной не менее 1 м. Столы для мелких сварочных работ могут примыкать с одной стороны непосредственно к стене кабины; с других сторон должны быть проходы шириной не менее 1 м. Кроме того, в сварочной мастерской (на участке) должны быть предусмотрены проходы, ширина которых устанавливается в зависимости от числа работающих, но не менее 1 м.

7.6.47. Проходы с каждой стороны установки автоматической дуговой сварки под флюсом крупных изделий, а также установок дуговой сварки в защитном газе, плазменной, электронно-лучевой и лазерной сварки должны быть шириной не менее 1,5 м.

7.6.48. Для подвода тока от источника сварочного тока к электрододержателю установки ручной дуговой сварки (резки, наплавки) или к дуговой плазменной горелке прямого действия установки плазменной резки (сварки) должен применяться гибкий провод с резиновой изоляцией и в резиновой оболочке. Применение проводов с изоляцией или в оболочке из материалов, распространяющих горение, не допускается.

7.6.49. Электрические проводки установок и аппаратов, предназначенных для дуговой сварки ответственных конструкций: судовых секций, несущих конструкций зданий, мостов, летательных аппаратов, подвижного состава железных дорог и других средств передвижения, сосудов, котлов и трубопроводов на давление более 5 МПа, трубопроводов для токсичных веществ и т.п., должны быть выполнены проводами с медными жилами.

7.6.50. В качестве обратного провода, соединяющего свариваемое изделие с источником сварочного тока в указанных в 7.6.48 установках стационарного использования, могут служить гибкие и жесткие провода, а также, где это возможно, стальные или алюминиевые шины любого профиля достаточного сечения, сварочные плиты, стеллажи и свариваемая конструкция (см. также 7.6.51 и 7.6.52).

В электросварочных установках с переносными и передвижными сварочными трансформаторами обратный провод должен быть изолированным так же, как и прямой, присоединяемый к электрододержателю.

Элементы, используемые в качестве обратного провода, должно надежно соединяться сваркой или с помощью болтов, струбцин либо зажимов.

7.6.51. В установках для автоматической дуговой сварки в случае необходимости (например, при сварке круговых швов) допускается соединение обратного провода со свариваемым изделием при помощи скользящего контакта соответствующей конструкции.

7.6.52. В качестве обратного провода не допускается использование металлических строительных конструкций зданий, трубопроводов и технологического оборудования, а также проводников сети заземления.

7.6.53. Электрододержатели для ручной дуговой сварки и резки металлическим и угольным электродами должны удовлетворять требованиям действующих стандартов.

7.6.54. Напряжение холостого хода источника сварочного тока установок дуговой сварки при номинальном напряжении питающей электрической сети не должно превышать для источников постоянного тока 100 В (среднее значение) и для источников переменного (действующее значение):

80 В – для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 630 А;

120 В – для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 1600 А;

140 В – для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 2000 А.

В цепи сварочного тока допускаются кратковременные пики напряжения при обрыве дуги длительностью не более 0,5 с.

7.6.55. Для возбуждения дуги в установках дуговой сварки (резки) без предварительного замыкания сварочной цепи между электродом и свариваемым изделием и повышения стабильности горения дуги допускается применение преобразователей повышенной частоты (осцилляторов).

Для повышения устойчивости горения дуги переменного тока допускается применение в установках дуговой сварки (резки) импульсных генераторов, резко поднимающих напряжение между электродом и свариваемым изделием в момент повторного возбуждения дуги. Импульсный генератор не должен увеличивать напряжение холостого хода сварочного трансформатора более чем на 1 В (действующее значение).

7.6.56. Номинальное напряжение электродвигателей и электротехнических устройств, расположенных на переносных частях электросварочных автоматов и полуавтоматов должно быть не выше 50 В переменного или 110 В постоянного тока. Электродвигатели и электротехнические устройства переменного тока должны подключаться к питающей сети через понижающий трансформатор с заземленной вторичной обмоткой или через разделительный трансформатор, являющийся частью сварочного устройства. Корпуса электродвигателей и электротехнических устройств при этом допускается не заземлять. Электродвигатели и электротехнические устройства, расположенные на частях стационарных и передвижных электросварочных автоматов, смонтированных на стационарных установках, допускается питать от сети 220 и 380 В переменного тока или от сети 220 и 440 В постоянного тока при обязательном заземлении их корпусов, которые должны быть электрически изолированы от частей, гальванически связанных со сварочной цепью.

7.6.57. Напряжение холостого хода источников сварочного тока установок плазменной обработки при номинальном напряжении сети должно быть не выше:

500 В — для установок автоматической резки, напыления и плазменно-механической обработки;

300 В — для установок полуавтоматической резки или напыления;

180 В — для установок ручной резки, сварки или наплавки;

7.6.58. Установки для автоматической плазменной резки должны иметь блокировку, исключающую шунтирование замыкающих контактов в цепи питания катушки коммутационного аппарата без электрической дуги.

7.6.59. Управление процессом механизированной плазменной резки должно быть дистанционным. Напряжение холостого хода на дуговую головку до появления «дежурной» дуги должно подаваться включением коммутационного аппарата при нажатии кнопки «Пуск», не имеющей самоблокировки. Кнопка «Пуск» должна блокироваться автоматически после возбуждения «дежурной» дуги.

7.6.60. Источники питания сварочным током электронных пушек установок электронно-лучевой сварки должны иметь разрядник, установленный между выводом положительного полюса выпрямителя и его заземленным корпусом. Кроме того, для предотвращения пробоев изоляции цепей низшего напряжения установки и изоляции в питающей электрической сети, к которой установка присоединяется, вызванных наведенными зарядами в первичных обмотках повышающих трансформаторов, между выводами первичной обмотки и землей должны включаться конденсаторы или приниматься другие меры защиты.

7.6.61. Сварочные электронно-лучевые установки должны иметь защиту от жесткого и мягкого рентгеновского излучения, обеспечивающую их полную радиационную безопасность, при которой уровень излучения на рабочих местах должен быть не выше допускаемого действующими нормативами для лиц, не работающих с источниками ионизирующих излучений.

Установки электрической сварки с применением давления

7.6.62. Ширина проходов между машинами точечной, роликовой (линейной) и рельефной сварки при их расположении напротив друг друга должна быть не менее 2 м, а между машинами стыковой сварки — не менее 3 м. При расположении машин тыльными сторонами друг к другу ширина прохода должна быть не менее 1 м, при расположении передними и тыльными сторонами — не менее 1,5 м.

7.6.63. Машины контактной сварки методом оплавления должны быть оборудованы ограждающими устройствами (предохраняющими обслуживающий персонал от выплесков металла и искр и позволяющими безопасно вести наблюдение за процессом сварки), а также устройствами для интенсивной местной вытяжной вентиляции.

7.6.64. Для подвода сварочного тока к специальным передвижным или подвесным машинам контактной сварки, используемым для сварки громоздких конструкций в труднодоступных местах, должен применяться гибкий шланговый кабель (провод) с изоляцией и оболочкой из нераспространяющего горение материала с воздушным, а в обоснованных случаях – с водяным охлаждением.

7.6.65. Напряжение холостого хода вторичной обмотки сварочного трансформатора машины контактной сварки при номинальном напряжении сети должно быть не выше 50 В.

7.6.66. Подвесные машины точечной и роликовой сварки со встроенными сварочными трансформаторами должны присоединяться к сети через разделяющий трансформатор и иметь блокировку, допускающую включение силовой цепи только при заземленном корпусе машины.

Допускается непосредственное подключение сварочного трансформатора (без разделяющего трансформатора) к сети напряжением не более 380 В, при этом первичная цепь встроенного трансформатора должна иметь двойную (усиленную) изоляцию или же машина должна быть оборудована устройством защитного отключения.

7.6.67. В подвесных машинах точечной и роликовой сварки напряжение цепей управления, расположенных непосредственно на сварочных клещах, должно быть не выше 50 В для цепей переменного или 110 В для цепей постоянного тока.

Как исключение допускается напряжение указанных цепей до 220 В переменного или постоянного тока при наличии двойной изоляции цепей управления, а также элементов заземления или устройства защитного отключения.

Подвод тока в таких машинах к сварочным клещам рекомендуется выполнять проводом с водяным охлаждением.

7.6. Электросварочные установки

7.6. Электросварочные установки

Вопрос 650. На какие электросварочные установки распространяется настоящий раздел ПУЭ?

Ответ. Распространяется на оборудуемые и используемые в закрытых помещениях или на открытом воздухе стационарные, переносные и передвижные электросварочные установки, предназначенные для выполнения электротехнологических процессов сварки, наплавки, напыления, резки плавлением (разделительной и поверхностной) и сварки с применением давления, в том числе:

дуговой и плазменной сварки, наплавки, переплава, напыления, резки;

электрошлаковой сварки, электрошлакового и плазменно-дугового переплава;

индукционной сварки и наплавления; электронно-лучевой сварки; лазерной сварки и резки; сварки контактным разогревом; контактной или диффузионной сварки;

дугоконтактной сварки (с разогревом до пластического состояния торцов свариваемого изделия возбужденной дугой, вращающейся в магнитном поле, с последующим контактным соединениям их давлением).

Вопрос 651. Какие термины и определения установлены настоящими Правилами к электросварочным установкам?

Ответ. Установлены термины и определения, приведенные в табл. 7.6.1.

Термины и определения электросварочных установок

Вопрос 652. Как разделяются электросварочные установки по степени механизации технологических операций?

Ответ. Разделяются на установки, на которых эти операции выполняются вручную, полуавтоматические (когда автоматически поддерживается электрический режим сварки, а остальные операции выполняются вручную) и автоматические.

Вопрос 653. К каким категориям в отношении обеспечения надежности электроснабжения следует относить электроприемники основного оборудования и вспомогательных механизмов электросварочных установок?

Ответ. Следует относить, как правило, к электроприемникам III или II категории. К III категории следует относить электроприемники всех передвижных и переносных электросварочных установок, стационарных электросварочных установок несерийных цехов и участков, а также других цехов и участков, если перерыв в электроснабжении используемого в них электросварочного оборудования не приводив к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих и механизмов.

Вопрос 654. Какие аппараты должны применяться в качестве источников сварочного тока?

Ответ. Должны применяться только специально для этого предназначенные и удовлетворяющие требованиям действующих стандартов сварочные трансформаторы либо преобразователи статические или двигатель-генераторные с электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания. Питание сварочной дуги, электрошлаковой ванны и сопротивления контактной сварки непосредственно от силовой, осветительной или контактной электрической сети не допускается.

Вопрос 655. Какие электрические аппараты должна содержать первичная цепь электросварочной установки?

Ответ. Должна содержать коммутационный (отключающий) и защитный электрические аппараты (аппарат), ее номинальное напряжение должно быть не выше 660 В. Сварочные цепи не должны иметь соединений с электрическими цепями, присоединяемыми к сети (в том числе с электрическими цепями, питаемыми от сети обмоток возбуждения генераторов преобразователей).

Вопрос 656. Какие коммутационные и защитные аппараты должны иметь электросварочные установки с многопостовым источником сварочного тока?

Ответ. Должны иметь устройство (автоматический выключатель, предохранители) для защиты источника от перегрузки, а также коммутационный и защитный электрические аппараты (аппарат) на каждой линии, отходящей к сварочному посту.

Вопрос 657. Каким защитным устройством должны быть оснащены шкафы комплектных устройств и корпуса сварочного оборудования (машин), имеющие неизолированные токоведущие части, находящиеся под напряжением выше 50 В переменного или выше 110 В постоянного тока?

Ответ. Должны быть оснащены блокировкой, обеспечивающей при открывании дверей (дверец) отключение от электрической сети устройств, находящихся внутри шкафа (корпуса). Допускается взамен блокировки применение замков со специальными ключами, если при работе не требуется открывать двери (дверцы).

Вопрос 658. Какие защитные меры должны быть предусмотрены в электросварочных установках, кроме защитного заземления ОПЧ и подключения к системе уравнивания потенциалов сторонних проводящих частей?

Ответ. Должно быть предусмотрено заземление одного из выводов вторичной цепи источников сварочного тока: сварочных трансформаторов, статических преобразователей и тех двигателей-генераторных преобразователей, у которых обмотки возбуждения генератора присоединяются к электрической сети без разделительных трансформаторов. В электросварочных установках, в которых дуга горит между электродом и электропроводящим изделием, следует заземлять вывод вторичной цепи источника сварочного тока, соединяемый проводником (обратным проводом) с изделием.

Вопрос 659. Какое требование предъявляется к втычным контактным соединителям проводов для включения в электрическую цепь выше 50 В переменного тока или выше 110 В постоянного тока переносных пультов управления сварочных автоматов или полуавтоматов?

Ответ. Они должны иметь заземляющие контакты.

Вопрос 660. Чем должны быть снабжены электросварочные установки, в которых по условиям электротехнологического процесса не может быть выполнено заземление, а также переносные и передвижные электросварочные установки, заземление оборудования которых представляет значительные трудности?

Ответ. Должны быть снабжены УЗО или устройством непрерывного контроля изоляции.

Вопрос 661. Какое устройство должны иметь конденсаторы, используемые в электросварочных установках в целях накопления электроэнергии для сварочных импульсов?

Ответ. Должны иметь устройство для автоматической разрядки при снятии защитного кожуха или при открывании дверей шкафа, в которых установлены конденсаторы.

Требования к помещениям для сварочных установок и сварочных постов

Вопрос 662. Что должно быть предусмотрено в помещениях для электросварочных установок?

Ответ. Должны быть предусмотрены проходы не менее 0,8 м, обеспечивающие удобство и безопасность производства сварочных работ и доставки изделий к месту сварки и обратно.

Вопрос 663. Какой должна быть площадь отдельного помещения для электросварочных установок?

Ответ. Должна быть не менее 10 м 2 , причем площадь, свободная от оборудования и материалов, должна составлять не менее 3 м 2 на каждый сварочный пост.

Вопрос 664. Где должны быть размещены сварочные посты для систематического выполнения ручной дуговой сварки или сварки в среде защитных газов изделий малых и средних габаритов непосредственно в производственных цехах в непожароопасных и невзрывоопасных зонах?

Ответ. Должны быть размещены в специальных кабинах со стенками из несгораемого материала. Глубина кабины должна быть не менее двойной длины, а ширина – не менее полуторной длины свариваемых изделий, однако площадь кабины должна быть не менее 2×1,5 м. При установке источника сварочного тока в кабине ее размеры должны быть соответственно увеличены.

Вопрос 665. При каком условии допускается выполнение работ на сварочных постах при несистематической ручной дуговой сварке, сварке под флюсом и электрошлаковой сварке?

Ответ. Допускается непосредственно в пожароопасных помещениях при условии ограждения места работы щитами или занавесами из негорючих материалов высотой не менее 1,8 м.

Установки электрической сварки (резки, наплавки) плавлением

Вопрос 666. Какие должны быть проходы между однопостовыми источниками сварочного тока – преобразователями (статическими и двигатель-генераторными) установок сварки (резки, наплавки) плавлением?

Ответ. Должны быть шириной не менее 0,8 м и между многопостовыми – не менее 1,5 м. Расстояние от одно– и многопостовых источников сварочного тока до стены должно быть не менее 0,5 м. Проходы между группами сварочных трансформаторов должны быть шириной не менее 1 м. Расстояние между сварочными трансформаторами, стоящими рядом в одной группе, должно быть не менее 0,1 м.

Вопрос 667. Что не может быть допущено в качестве обратного провода?

Ответ. Не допускается использование металлических строительных конструкций зданий, трубопроводов, технологического оборудования, а также проводников сети заземления.

Вопрос 668. Какие значения не должно превышать напряжение холостого хода источников сварочного тока установок дуговой сварки при номинальном напряжении питающей электрической сети?

Ответ. Не должно превышать для источников постоянного тока 100 В (среднее значение) и для источников переменного тока (действующее значение):

80 В – для установок ручной и полуавтоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 630 А;

100 В – для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 1 000 А;

120 В – для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 1 600 А;

140 В – для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 2 000 А.

Вопрос 669. Каким должно быть номинальное напряжение электродвигателей и электротехнических устройств, расположенных на переносных частях электросварочных автоматов?

Ответ. Должно быть не выше 50 В переменного и 110 В постоянного тока. Электродвигатели и электротехнические устройства, расположенные на частях стационарных и передвижных электросварочных автоматов, смонтированных на стационарных установках, допускается питать от сети 220 и 380 В переменного тока или 220 и 440 В постоянного тока при обязательном заземлении их корпусов, которые должны быть электрически изолированы от частей, гальванически связанных со сварочной цепью.

Вопрос 670. Каким должно быть напряжение холостого хода источника сварочного тока установки плазменной обработки при номинальном напряжении сети?

Ответ. Должно быть не выше:

500 В – для установок автоматической резки, напыления и плазменно-механической обработки;

300 В – для установок полуавтоматической резки или напыления;

180 В – для установок ручной резки, сварки или наплавки.

Вопрос 671. Какую блокировку должны иметь установки для автоматической плазменной резки?

Ответ. Должны иметь блокировку, исключающую шунтирование замыкающих контактов в цепи питания катушки коммутационного аппарата без электрической дуги.

Вопрос 672. Какую защиту должны иметь сварочные электроннолучевые установки?


Ответ. Должны иметь защиту от жесткого и мягкого рентгеновского излучения, обеспечивающую их полную радиационную безопасность, при которой уровень излучения на рабочих местах должен быть не выше допускаемого действующими нормативами для лиц, не работающих с источниками ионизирующих излучений.

Установки электрической сварки с применением давления

Вопрос 673. Какой должна быть ширина проходов между машинами точечной, роликовой (линейной) и рельефной сварки при их расположении напротив друг друга?

Ответ. Должна быть не менее 2 м, а между машинами стыковой сварки – не менее 3 м. При расположении машин тыльными сторонами друг к другу ширина прохода должна быть не менее 1 м, при расположении передними и тыльными сторонами – не менее 1,5 м.

Вопрос 674. Каким должно быть напряжение холостого хода вторичной обмотки сварочного трансформатора машины контактной сварки при номинальном напряжении сети?

Ответ. Должно быть не выше 50 В.

Вопрос 675. Как должны присоединяться к сети подвесные машины точечной и роликовой сварки со встроенными сварочными трансформаторами?

Ответ. Должны присоединяться через разделяющий трансформатор и иметь блокировку, допускающую включение силовой цепи только при заземленном корпусе машины.

Вопрос 676. При каком условии допускается непосредственное подключение сварочного трансформатора (без разделяющего трансформатора) к сети не более 380 В?

Ответ. Допускается такое включение, если первичная цель встроенного трансформатора имеет двойную (усиленную) изоляцию или же машина должна быть оборудована УЗО.

Вопрос 677. Каким должно быть напряжение цепей управления в подвесных машинах точечной и роликовой сварки, расположенных непосредственно на сварочных клещах?

Ответ. Должно быть не выше 50 В для цепей переменного и 110 В для цепей постоянного тока. Как исключение допускается напряжение указанных цепей до 220 В переменного или постоянного тока при наличии двойной изоляции цепей управления, а также элементов заземления или УЗО.

Правила установки, обслуживания и эксплуатации сварочного оборудования

Установка оборудования

Сварочные установки следует располагать и устанавливать в соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок».

При обслуживании электросварочных установок помимо настоящего раздела Правил следует выполнять указания по эксплуатации и безопасному обслуживанию, изложенные в инструкции завода — изготовителя.

Все виды постоянных работ по электродуговой и плазменной сварке в зданиях должны производиться в специально для этого отведённых вентилируемых помещениях, площадь и кубатуры которых удовлетворяют требованиям Строительных норм и правил (СНиП), с учётом габаритов сварочного оборудования и свариваемых изделий.

Ручная дуговая сварка или сварка в среде защитных газов, выполняемая систематически, должна производиться в специальных хорошо вентилируемых кабинах со светонепроницаемыми стенками из несгораемого материала. Те же виды сварки, выполняемые несистематически, а также на крупногабаритных деталях, должны производиться при ограждении мест работы светонепроницаемыми щитами или занавесами из несгораемого материала.

При сварке под флюсом и электрошлаковой сварке ограждения не требуются.

Эти особенности должны быть обязательно учтены при составлении схемы монтажа электропроводки и оборудования сварочного цеха.

Размещение сварочного оборудования, а также расположение и конструкция его узлов и механизмов должны обеспечить безопасный и свободный доступ к нему.

В помещениях для электросварочных работ должны быть предусмотрены достаточные по ширине проходы (не менее 0,8 м), обеспечивающие удобство и безопасность сварочных работ и доставки изделий к месту сварки и обратно.

Напряжение холостого хода источников сварочного тока не должно превышать максимальных значений, указанных нормалями на соответствующее оборудование.

Схема присоединения нескольких сварочных транформаторов или генераторов при работе на одну сварочную дугу должна исключать возможность получения между изделиями и электродом напряжения, превышающего напряжение холостого хода одного из источников сварочного тока.

Источники сварочного тока могут присоединяться к распределительным электрическим сетям напряжением не выше 660 в. Нагрузка однофазных сварочных трансформаторов должна быть равномерно распределена между отдельными фазами трёхфазной сети.

В качестве источников сварочного тока для всех видов дуговой сварки могут применяться однопостовые и многопостовые трансформаторы, выпрямители и генераторы постоянного и переменного тока, специально для этого предназначенные. Непосредственно питание сварочной дуги от силовой (или ответвительной) распределительной цеховой сети не допускается.

Питание дуги в установках для атомно-водородной сварки должно производится от однопостового трансформатора.

Все электросварочные установки с источниками переменного и постоянного тока, предназначенные для сварки в особо опасных условиях, должны быть оснащены устройствами автоматического отключения напряжения холостого хода или ограничения его до напряжения 12 в с выдержкой времени не более 0,5 сек.

Все электросварочные установки, предназначенные для работы в помещениях с повышенной опасностью и имеющие напряжение холостого хода выше 36 в, также должны быть оснащены устройствами автоматического отключения напряжения холостого хода или его ограничения до безопасной в данных условиях величины.

Питание электродвигателей переменного тока сварочной головки допускается только через понижающий трансформатор со вторичным напряжением не выше 36 В. Один из выводов вторичной цепи такого трансформатора должен быть наглухо заземлён. Корпус электродвигателя сварочной головки при этом не заземляется, за исключением работы в особо опасных условиях.

При дуговой сварке для подвода тока к электроду следует применять гибкий шланговый кабель (провод), предусмотренный заводом — изготовителем.

Длина первичной цепи между пунктом питания и передвижной сварочной установкой не должна превышать 10 м. Изоляция проводов должна быть защищена от механических повреждений.

В качестве обратного провода, соединяющего свариваемое изделие с источником сварочного тока, могут служить гибкие провода, а также где это возможно, стальные шины любого профиля достаточного сечения, сварочные плиты и сама свариваемая конструкция. Использование в качестве обратного провода сети заземления, металлических конструкций, коммуникаций и несварочного технологического оборудования запрещается. Зажим вторичной обмотки сварочного трансформатора, к которому подключается обратный провод, а также аналогичные зажимы у сварочных выпрямителей и генераторов, у которых обмотки возбуждения подключаются к распределительной электрической сети без распределительного трансформатора, следует заземлять.

Соединение между собой отдельных элементов, используемых в качестве обратного провода, должно выполняться тщательно (сваркой или с помощью болтов, зажимов). В установках для дуговой сварки в случае необходимости допускается соединение обратного провода со свариваемым изделием при помощи скользящего контакта.

Узлы сварочного оборудования, содержащие конденсаторы должны иметь устройства для автоматической разрядки конденсаторов.

При атомно-водородной сварке необходимо предусмотреть устройство автоматического отключения напряжения и прекращения подачи газа в случае разрыва дуги.

Однопостовые и многопостовые сварочные установки должны быть защищены предохранителями или автоматами со стороны питающей сети. Многопостовые сварочные агрегаты кроме защиты со стороны питающей сети должны иметь максимальный автомат в общем проводе сварочной цепи и предохранители на каждом проводе и сварочном посту. Подсоединение сварочных постов к многопостовому агрегату должно производиться при отключенном от сети агрегате.

При ручной дуговой сварке толстообмазанными электродами, ванно-шлаковой сварке, сварке под флюсом и при автоматической сварке открытой дугой должен быть предусмотрен отсос газов непосредственно вблизи дуги.

При сварке открытой дугой и под флюсом внутри резервуаров и закрытых полостей конструкций в зависимости от характера выполняемых работ должна устанавливаться вентиляция. При ручной сварке рекомендуется, кроме того, подача воздуха непосредственно под щиток сварщика.

Все органы управления сварочным оборудованием должны иметь надёжные фиксаторы или ограждения, исключающие самопроизвольное или случайное их включение (или отключение).

Штепсельные соединения проводов для включения в электросеть переносных пультов управления электросварочных автоматов должны иметь заземляющие контакты.

Корпус любой сварочной установки необходимо заземлять. Для присоединения заземляющего провода на электросварочном оборудовании должен быть предусмотрен болт диаметром 5 — 8 мм, расположенный в доступном месте с надписью «земля». Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких заземляемых аппаратов запрещается.

Корпус любого источника питания сварочной установки (сварочный трансформатор, выпрямитель, преобразователь) должен надёжно заземляться.

Для стационарно установленных светильников местного освещения напряжение не должно превышать 36 в, для переносных светильников — 12 в.

Перед присоединением сварочной установки следует произвести внешний осмотр всей установки и убедиться в её исправности. Особое внимание при этом надо обратить на состояние контактов и заземляющих проводников, исправность изоляции рабочих проводов, наличие и исправность защитных средств. При обнаружении каких — либо неисправностей сварочную установку включать запрещается.

Обслуживание оборудования

Обслуживание оборудования заключается в выполнении следующих работ: систематический профилактический осмотр; чистка (устранение пыли, грязи и т.п.); смена перегоревших плавких вставок; проверка надёжности заземления; регулировка натяжения пружин; текущий ремонт; испытание (измерение тока срабатывания, напряжения срабатывания, сопротивления изоляции).

Чистить и ремонтировать оборудование, а также заменять плавкие вставки разрешается только при снятом напряжении.

Все постоянные контактные соединения в аппаратуре должны быть плотными. Плотность нажатия контактов регулируется с помощью имеющихся в аппаратуре пружин. Не допускается работа аппаратуры, если контакты покрыты окисью. Окислившиеся контакты очищают наждачной бумагой до блеска. Изношенные детали аппаратуры нужно своевременно заменять новыми.

Правила безопасной эксплуатации сварочного оборудования

Запрещается производить ремонт сварочного оборудования под напряжением. Сроки текущих и капитальных ремонтов сварочных установок определяет лицо, ответственное за электрохозяйство, исходя их местных условий и режима эксплуатации установки, а также указаний завода — изготовителя.

Осмотры и чистка установки и пусковой аппаратуры производится не реже 1 раза в месяц. Замер сопротивления изоляции электрических цепей установки производится при текущих ремонтах в соответствии с ГОСТ на эксплуатируемое электросварочное оборудование. После капитального ремонта изоляция электросварочная установка должна быть проверена на электрическую прочность в соответствии с требованиями на эксплуатируемое электросварочное оборудование.

Источники питания для дуговой сварки

Краткая историческая справка о развитии источников питания для дуговой сварки.

Сварочный преобразователь
(электродвигатель + генератор)

Сварочный тиристорный выпрямитель

Источники питания для дуговой сварки обеспечивают процесс сварки электрической энергией. В тоже время, они оказывают существенное влияние на характер протекания процесса сварки (в первую очередь, на качество и производительность). Поэтому более глубокое понимание свойств источников питания и принципов их работы является обязательным для тех, кто собирается работать в области сварки (хотя, конечно, нижеприведенная краткая классификация источников питания и несколько упрощенное рассмотрение их свойств не предполагают предоставления полной информации по этому вопросу).

Краткая классификация источников питания для дуговой сварки

Как это показано на схеме ниже, источники питания для дуговой сварки могут быть классифицированы по различным признакам.

По первому признаку источники питания классифицируются в соответствии со способом производства энергии: преобразуется ли она из силовой сети питания (что имеет место в трансформаторах, выпрямителях и электронных источниках питания) или вырабатывается самими источниками питания (как это имеет место в случае использования генераторов).

По второму признаку источники питания классифицируются в соответствии со способом преобразования электрической энергии:

— путем использования трансформаторов, которые преобразуют относительно высокое напряжение силовой сети в более низкое напряжение для сварки переменным током;
— путем использования сварочных выпрямителей, состоящих из трансформатора (для понижения напряжения силовой сети) и блока выпрямления для преобразования переменного тока в постоянный;
— путем использования электронных источников питания (например, сварочных инверторов);
— путем использования сварочных преобразователей, состоящих из сварочного генератора, вращение ротора которого обеспечивается электрическим двигателем;
— путем использования сварочных агрегатов, состоящих из сварочного генератора, вращение ротора которого обеспечивается двигателем внутреннего сгорания (строго говоря, в агрегате происходит преобразование не электрической энергии, а механической в электрическую).

Третьим классификационным признаком является способ получения энергии: источники питания могут быть зависимыми (все кроме агрегатов, т.к. получают энергию от стационарной электрической сети) и автономными (агрегаты, т.к. их генератор подсоединен к двигателю внутреннего сгорания).

По четвертому признаку источники питания классифицируются в соответствии со способом регулирования параметров сварки. В трансформаторах, выпрямителях это может быть выполнено с помощью подвижных катушек, подвижных магнитных шунтов, секционированием витков вторичной обмотки и другими способами.

Пятым классификационным признаком является род тока сварки, который обеспечивают источники питания: переменный (AC), постоянный (DC) или оба, как AC, так и DC (комбинированные источники питания).

По шестому классификационному признаку источники питания классифицируются в соответствии с формой внешней (статической) вольт-амперной характеристики (ВВАХ). Внешней вольтамперной характеристикой источника питания является зависимость среднего значения напряжения на клеммах источника от силы тока в сварочной цепи. Она может быть либо падающей (CC — constant current), либо жесткой (CV — constant voltage). И в том и другом случаях эти определения не совсем точны и являются условными, принятыми в сварочной практике. Более подробно о вольт-амперной характеристике см. Вольт-амперная характеристика дуги

Uхх – напряжение холостого хода

Источники питания с падающей ВВАХ характеризуется следующими основными свойствами:

— имеют высокое напряжение холостого хода (≈ 2 … 2,5 раза выше рабочего напряжения дуги);
— напряжение на клеммах источника питания падает существенно при повышении тока сварки;
— имеют ограниченный ток короткого замыкания (не выше, чем 1.1 … 1.3 от номинального тока сварки).

Для источников питания с жесткой ВВАХ характерны следующими основными свойствами:

— напряжение холостого хода лишь незначительно превышает рабочее напряжения дуги;
— напряжение на клеммах источника питания падает незначительно при повышении тока сварки;
— ток короткого замыкания может достигать очень высоких значений (в 2 … 3 раза превышающих номинальный ток сварки).

Форма внешней вольтамперной характеристики источника питания определяется экспериментально путем измерения напряжения на внешних зажимах источника питания (Uн) и тока в цепи (I) при плавном или ступенчатом изменении сопротивления нагрузки (Rн) и при неизменных значениях напряжения холостого хода, активной и индуктивной составляющих внутреннего сопротивления источника питания. По мере снижения сопротивления нагрузки повышается ток в цепи, увеличивается падение напряжения внутри источника питания и, соответственно, снижается напряжение на внешних зажимах источника питания (Uн). Темп снижения напряжения Uн (другими словами, наклон внешней вольтамперной характеристики) определяется значением внутреннего сопротивления источника питания. Чем выше внутреннее сопротивление источника питания, тем более крутой становится внешняя вольтамперная характеристика источника питания.

Статическую ВВАХ не следует путать с динамической характеристикой источника питания, которая характеризует скорость изменения мгновенных значений силы тока в сварочной цепи.

Ниже в таблице представлены данные для выбора рода тока и формы ВВАХ источника питания в зависимости от способа дуговой сварки.

Тип сварочного источника питания С какого года используется (ориентировочно)
≈ 1920
Выпрямитель ≈ 1950
Способ сварки Постоянный ток Переменный ток
Падающая Жесткая Падающая
Ручная дуговая сварка покрытым электродом (MMA) да нет да
Дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (ТИГ) да нет да
Механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в защитном газе (МИГ/МАГ) нет да нет

Сварочные источники питания также рассчитываются на разный режим работы, который оценивается относительной продолжительностью работы (ПР; иногда обозначается ПН – Период Нагрузки):

ПР = (время работы (сварки) / время всего цикла (сварки и паузы) = 10 мин) * 100%

Длительность всего цикла работы (сварки и паузы) для источников принята равной 10 минутам. Например, если ПР = 20%, то это означает, что после 2-х минут сварки на номинальном токе необходимо, чтобы источник остывал не менее чем 8 минут. В противном случае он может перегреться и выйти из строя.

Конструктивные особенности сварочных трансформаторов

Регулирование тока сварочного трансформатора осуществляется различными способами. В настоящее время наиболее используемыми из них являются:

При введении магнитного шунта в магнитопровод трансформатора, часть магнитного потока создаваемого первичной обмоткой отводится магнитным шунтом и поэтому эта часть магнитного потока минует вторичную обмотку. При этом эффективность передачи энергии от первичной обмотки на вторичную снижается и, в результате, ток сварки уменьшается. При втором способе, когда обмотки разводятся, ухудшается их магнитная связь и снижается эффективность передачи энергии от первичной обмотки на вторичную. В результате чего ток сварки снижается. Оба эти способа обеспечивают плавное регулирование тока сварки. Причем, благодаря постоянству количества витков обмоток, напряжение холостого хода трансформатора остается неизменным. Сварочные трансформаторы этого типа обеспечивают ВВАХ падающего типа, и, таким образом, подходят для ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Конструктивные особенности сварочных выпрямителей

Выпрямителем называется электротехническое устройство, преобразующее переменный ток промышленной частоты в постоянный ток. Ниже представлены наиболее распространенные типы сварочных выпрямителей.

Однофазный сварочный выпрямитель с регулировкой тока сварки с помощью магнитного шунта трансформатора

Выпрямители этого типа обычно небольших размеров, недорогие и предназначаются для дуговой сварки покрытыми электродами.

Трехфазный сварочный выпрямитель с регулировкой тока сварки с помощью подвижных обмоток трансформатора

Обычно промышленные сварочные выпрямители выполняются по трехфазной схеме. Главными достоинствами такой схемы являются:

— равномерное распределение нагрузки по трем фазам силовой сети;
— более высокое качество выпрямления (кривая выпрямленного напряжения имеет меньшие пульсации и по форме близка к прямой).

Ниже представлена упрощенная схема и форма ВВАХ трехфазного сварочного выпрямителя с подвижными обмотками (первичными) для регулирования силы тока. Такой источник питания обеспечивает падающую ВВАХ, подходящую для сварки покрытыми электродами.

Трехфазный сварочный выпрямитель с регулировкой напряжения холостого хода секционированием витков обмоток трансформатора

Секционированием витков первичной обмотки трансформатора можно изменять его коэффициент трансформации и, соответственно, выходные параметры. Это простой, надежный и дешевый способ регулирования, но изменять параметры с его помощью можно только ступенчато. Причем, если не предусмотрено двухдиапазонного регулирования или если число ступеней регулирования мало, настройка напряжения будет довольно грубой. При этом способе регулирования также невозможно использовать дистанционное управление. Однако он часто используется в дешевых источниках питания для сварки МИГ/МАГ.

Тиристорный сварочный выпрямитель

Упрощенная схема универсального тиристорного сварочного выпрямителя приведена ниже.

Тиристор представляют собой управляемый диод. Внешне тиристор выглядит также как и диод, но имеет дополнительный управляющий электрод, по которому он получает сигналы управления, и которые его отпирают (открывают) в заданный момент полупериода напряжения. Этот момент называется углом отпирания тиристора. Запирается тиристор автоматически (самостоятельно) при окончании полупериода напряжения, т.е. когда напряжение на нем снизится до нуля. Регулирование напряжения и тока на выходе источника питания осуществляется изменением угла отпирания тиристора. Чем меньше угол отпирания тиристора, т.е. чем большую часть полупериода напряжения он оказывается открытым, тем выше сила тока на выходе выпрямителя. При использовании больших углов отпирания тиристора значение выходных параметров снижается при одновременном повышении их пульсаций. Для снижения пульсации напряжения и тока на выходе тиристорных источников питания устанавливают большие катушки индуктивности. Индуктивность является эффективным средством по сглаживанию электрических сигналов, но, в то же время, она ухудшает динамические свойства источника питания.

Тиристорные выпрямители являются, как правило, универсальными, т.е. такими которые обеспечивают как падающие, так и пологопадающие внешние вольтамперные характеристики и таким образом, могут быть использованы как для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, так и для полуавтоматической и автоматической сварки в защитных газах и под флюсом.

Основные свойства сварочных инверторов

В последнее время (начиная примерно с начала 80-х годов двадцатого века) все большее распространение получают сварочные инверторные источники питания. Основным блоком такого выпрямителя является инвертор – устройство, преобразующее постоянное напряжение в высокочастотное переменное.

Сварочный инвертор работает следующим образом. Сетевой выпрямительный блок преобразует переменное напряжение сети в постоянное. Затем это выпрямленное напряжение преобразуется с помощью инвертора в однофазное переменное высокой частоты (до 50 кГц и выше). Далее напряжение понижается трансформатором, вновь выпрямляется, сглаживается и подается на дугу. Благодаря тому, что на выходе инвертора напряжение имеет высокую частоту, размеры и вес трансформатора может быть резко снижен, так как эффективность трансформации повышается с частотой переменного тока. При этом также снижается длина провода первичной и вторичной обмоток. На рисунке ниже это показано на примере трансформатора мощностью 20 кВт: в одном случае трансформатор рассчитан на работу при частоте 50 Гц, а в другом — 50 кГц

Благодаря малому весу и размерам понижающего трансформатора инверторные источники питания также оказываются небольшими по габаритам и легкими, что, собственно говоря, и являются основным достоинством этих источников. Их рекомендуют использовать в тех случаях, где имеют значение малые масса и габариты – при сварке на монтаже, в быту, на ремонтных работах.

Другим достоинством является их универсальность, так как их внешние вольт-амперные характеристики могут быть любой формы, поскольку формируются искусственно с помощью системы управления с использованием обратных связей по току и напряжению (т.е. в реальном масштабе времени).

Благодаря своим высоким динамическим свойствам (т.е. высокому быстродействию) и возможности управления параметрами сварки в реальном масштабе времени эти источники питания обладают лучшими сварочными свойствами по сравнению с другими типами источников питания, а также часто наделяются дополнительными функциями, которые способствуют улучшению процесса сварки, такими как дистанционное управление, мягкий старт и др.

Табличка с техническими данными для сварочных аппаратов

В соответствии со стандартом ДСТУ IEC 60974-1 «Оборудование для дуговой сварки» Часть 1 «Источники питания для сварки» (“Arc welding equipment” Part 1: “Welding power sources”) вводятся следующие условные обозначения типов сварочных источников питания.

Однофазный трансформатор
Однофазный или трехфазный выпрямитель
Однофазный или трехфазный инверторный выпрямитель

В соответствии с этим стандартом также вводятся следующие условные обозначения основных способов сварки и рода тока сварки.


Ручная дуговая сварка покрытыми электродами
Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в инертном газе
Дуговая сварка в среде инертного и активного газа плавящимся электродом, включая порошковую проволоку (МИГ/МАГ)
Дуговая сварка самозащитной порошковой проволокой
Дуговая сварка под флюсом
Плазменная резка
Плазменная строжка
Постоянный ток
Переменный ток

В соответствии со стандартом ДСТУ IEC 60974-1 на табличке с техническими данными должны указываться: номинальный ток сварки напряжение дуги, ПР (ПН), а также напряжение холостого хода, требования к сети питания, форма ВВАХ, класс изоляции и другие технические сведения об источнике питания.

Требования пожарной безопасности к электросварочным работам.

Извлечения из Правил пожарной безопасности в РФ ППБ-01-03.

Полы в помещениях, где организованы постоянные места проведения сварочных работ, должны быть выполнены из негорючих материалов. Допускается устройство деревянных торцевых полов на негорючем основании в помещениях, в которых производится сварка без предварительного нагрева деталей.

Соединять сварочные провода следует при помощи опрессования, сварки, пайки и специальных зажимов. Подключение электропроводов к электрододержателю, свариваемому изделию и сварочному аппарату должно выполняться при помощи медных кабельных наконечников, скрепленных болтами и шайбами.

Провода, подключенные к сварочным аппаратам, распределительным щитам и другому оборудованию, а также к местам сварочных работ, должны быть надежно изолированы и в необходимых местах защищены от действия высокой температуры, механических повреждений или химических воздействий.

Провода электросварочных машин должны располагаться от трубопроводов кислорода на расстоянии не менее 0,5м, а от трубопроводов ацетилена и других ГГ – не менее 1м.

В качестве обратного проводника, соединяющего свариваемое изделие с источником сварочного тока, могут служить стальные или алюминиевые шины любого профиля, сварочные плиты, стеллажи и сама свариваемая конструкция при условии, если их сечение обеспечивает безопасное по условиям нагрева протекание тока.

Соединение между собой отдельных элементов, используемых в качестве обратного проводника, должно выполняться с помощью болтов, струбцин и зажимов.

При проведении электросварочных работ во взрывопожароопасных и пожароопасных помещениях и сооружениях обратный проводник от свариваемого изделия до источника тока выполняется только изолированным проводом, причем по качеству изоляции он не должен уступать прямому проводнику, присоединяемому к электрододержателю.

Конструкция электрододержателя для ручной сварки должна обеспечивать надежное зажатие и быструю смену электродов, а также исключать возможность короткого замыкания его корпуса на свариваемую деталь при временных перерывах в работе или при случайном его падении на металлические предметы. Рукоятка электрододержателя должна быть сделана из негорючего диэлектрического и теплоизолирующего материала.

Электросварочная установка на время работы должна быть заземлена. Помимо заземления основного электросварочного оборудования, в сварочных установках следует непосредственно заземлять тот зажим вторичной обмотки сварочного трансформатора, к которому присоединяются проводник, идущий к изделию (обратный проводник).

Чистка агрегата и пусковой аппаратуры должна производиться ежедневно после окончания работы. Техническое оборудование и планово-предупредительный ремонт сварочного оборудования должны производиться в соответствии с графиком.

Температура нагрева отдельных частей сварочной установки (трансформаторов, подшипников, щеток, контактов вторичной цепи и др.) не должна превышать 75°C.

Питание дуги в установках для атомо-водородной сварки должно обеспечиваться от отдельного трансформатора. Непосредственное питание дуги от распределительной сети через регулятор тока любого типа не допускается.

При проведении электросварочных работ на местах во взрывопожароопасных зонах:

— рекомендуется использовать источники питания постоянного тока или специальные источники переменного тока, имеющие в конструкции импульсные генераторы, повышающие напряжение между электродом и свариваемым изделием в момент повторного возбуждения дуги (источник питания типа «разряд»);

— в пожароопасных зонах класса П-II труднодоступные для очистки от пыли места рекомендуется обрабатывать двухпроцентным раствором пенообразователя из расчета 1л на 1,0 кв*м.

— сварку в вертикальном и потолочном положении необходимо выполнять электродами диаметром не более 4мм. При этом величина сварочного тока должна быть на 20% ниже, чем при сварке в нижнем горизонтальном положении;

— перед включением электросварочной установки следует убедиться в отсутствии электрода в электрододержателе.

Дата добавления: 2015-03-19 ; просмотров: 1297 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Классификация источников питания сварочной дуги

Для электродуговой сварки нужно электричество определенных параметров: большой силы (ампеража), низкого напряжения (вольтажа). Под воздействием тока между концом электрода и свариваемым металлом формируется мощный электрический разряд, выделяется большое количество теплоты. В качестве источников питания сварочной дуги применяются различные преобразователи. За историю существования ручной электросварки для розжига дуги созданы устройства, генерирующие переменный и постоянный ток. Сначала были трансформаторы, после появления полупроводников были созданы выпрямители. Генераторы преобразуют в электроток энергию сжигания жидкого или сухого топлива. Инверторы – источники нового поколения, у них возможности питания дуги гораздо шире, чем у трансформаторов. При выборе сварочного аппарата желательно учитывать преимущества и недостатки устройств.

Требования к источникам питания сварочной дуги

Любой источник питания при дуговой сварке выбирается, исходя из эксплуатационных свойств:

  • Электрод должен разжигаться при соприкосновении с металлической заготовкой, контакты замыкают электрическую цепь.
  • Когда присадка плавится, по капле возможно короткое замыкание. Сварочный аппарат в такой ситуации не должен выходить из строя, сварочная дуга должна поддерживаться стабильно.
  • До вспышки дуги между деталью и электродом возникает краткосрочное короткое замыкание длиной в доли секунды. От скорости восстановления первоначального напряжения зависит динамическая характеристика источника питания.
  • От режима холостого хода сварочное оборудование должно быстро переходить в рабочий ход, то есть напряжение с 60–80 вольт должно упасть до требуемых 18–20 В.

Требования ко всем источникам, применяемым для питания сварочной дуги, одинаковые. Напрашивается вывод, что эффективность работы сварочного оборудования зависит от способности поддерживать стабильное горение дуги, начиная с момента розжига. Последний момент – регуляторы, сварочные аппараты предназначены для большого диапазона рабочего тока, устанавливать нужные параметры тока должно быть удобно.

Классификация

Общепринята градация блоков питания по нескольким признакам, обусловленным электромеханическими свойствами источников электротока. Начинающим сварщикам достаточно знать основные критерии классификации:

Для питания сварочной дуги возможно два способа получения рабочего тока:

  • преобразованием энергии из силовой электросети (выделяют однофазные и трехфазные сварочники);
  • генерацией электричества рабочих параметров из другого вида энергии.

Группировка по виду вырабатываемого тока:

  • переменного;
  • комбинированные, которые можно переключать с постоянного на переменный и наоборот;
  • постоянного.

Способ преобразования электричества: изменением вольтажа и ампеража, выпрямлением – переменный ток преобразуется в постоянный.

Мобильность источников, питание дуги бывает стационарным (подключение к магистральным электросетям) и автономным (использование переносных генераторов или аккумуляторов).

Способ регулировки рабочих параметров дуги (напряжения, ампеража). В трансформаторах меняется число задействованных витков: положением шунта, подвижностью катушки, секционированием вторичной обмотки.

Градация источников питания по внешним характеристикам тока сварочной дуги – это оценка зависимости среднего напряжения на контактах (держателе электрода и клемме, закрепляемой на металле) от ампеража. Параметры вольт-амперной характеристики оборудования бывают двух видов:

  • Падающая ВАХ характеризуется высоким напряжением холостого хода, превышающим рабочее до 2,5 раз.
  • Жесткая отличается стабильностью напряжения на клеммах в процессе сварки. Ампераж короткого замыкания превышает номинальный сварочный в 2 или 3 раза.

Вольт-амперная характеристика источника определяется экспериментально. Когда подключают питание, измеряют напряжение на клеммах.

Выбор источника питания для дуговой сварки

Разумеется, помимо силовых характеристик сварочное оборудование выбирают по мобильности, габариту, весу. Говоря о достоинствах и недостатках источников питания, стоит начать с самого первого вида сварочников.

Трансформатор

Оборудование с вторичной обмоткой преобразует напряжение, за счет индуктивных полей с 80 вольт можно опустить напряжение до 20-ти. Это самый простой и громоздкий тип сварочного аппарата. Зато очень надежный, мало зависит от условий внешней среды, не боится влажности, запыленности. Трансформатор можно соорудить самостоятельно, нужный вольтаж получают за счет определенного числа витков вторичной обмотки. Коэффициент полезного действия оборудования довольно высокий, стоимость небольшая. Когда объем работы небольшой, сварщики с опытом работы предпочитают для гаража, дома приобретать трансформаторы.

Выпрямитель

Уже из названия ясно, что речь пойдет об источнике постоянного тока. Для преобразования используются полупроводники, они пропускают электричество только в верхнем диапазоне синусоиды. Благодаря использованию полупроводников, наличию электросхемы, возможности у выпрямителей шире, чем у трансформаторов. При смене полярности можно регулировать температуру на контактах: при прямой полярности сильнее греется электрод, при обратной – металл. КПД у выпрямителей выше, чем у трансформаторов, малые потери на холостом ходу.

Большой минус – сварочные аппараты очень греются, им периодически требуется передышка, чтобы прийти в норму или дополнительная система охлаждения.

Генератор

Электричество вырабатывается вращением вала в постоянном магнитном поле. Работают устройства на бензине, дизтопливе, есть стационарные установки на угле, брикетированном топливе. Главные достоинства:

  • электричество со стабильными характеристиками;
  • большой ампераж, до 1000 А.

Минусы – изрядные габариты, низкий КПД, плюс выхлопные газы, шум, вибрация.

Инвертор

Инверторный тип источников – самый технологичный. Небольшие размеры, высокая мощность, дополнительные функции: быстрый розжиг, стабильная дуга и другие. Бытовые устройства работают от сети 220 В, мощные установки подключают к трехфазным 380 В. Инверсия улучшает частотные характеристики до 50 кГц. Недостатки тоже есть: оборудование боится высокой влажности, низких температур, запыленности. Корпус профессиональных источников дополнительно оснащают защитой.

Источники сварочного тока

Источник питания входит в состав любой установки для дуговой сварки. Он снабжает дугу электрической энергией необходимых параметров. При дуговой сварке применяются токи от 1 до 3000 А при напряжении от 8 до 140 В. В зависимости от технологического процесса (марки свариваемого материала и типа покрытия электрода) сварочные работы выполняют либо на переменном, либо на постоянном токе как при непрерывной, так и при импульсной подаче энергии.

Сварка на переменном токе существенно отличается от сварки на постоянном. При частоте тока 50 Гц анодное и катодное пятна меняются местами 100 раз в секунду, при этом ионизация дугового промежутка нарушается и дуга горит менее устойчиво. Для повышения устойчивости горения дуги кроме введения в состав покрытий электродов элементов с низким потенциалом ионизации (калий, натрий, кальций) используют осцилляторы. Эти аппараты вырабатывают высокое напряжение (несколько тысяч вольт, при частоте 150-250 кГц), достаточное для электрического пробоя промежутка между электродом и изделием. Принципиальная схема осциллятора показана на рисунке 6.

Рисунок 6 — Принципиальная схема осциллятора

Он состоит из повышающего трансформатора ПТ, конденсатора С, высокочастотного трансформатора ВТ, разрядника Р и защитного конденсатора ЗС. Трансформатор ПТ заряжает конденсатор С. При повышении напряжения на конденсаторе промежуток между электродами разрядника Р пробивается и конденсатор разряжается на первичную обмотку трансформатора ВТ. Поскольку эта обмотка представляет собой индуктивность, в разрядной цепи возникают электрические затухающие колебания высокой частоты. При этом во вторичной обмотке ВТ наводится э. д. с. высокой частоты, вызывающая пробой промежутка между электродом и свариваемым изделием. Конденсатор ЗС служит для ограничения тока промышленной частоты во вторичной цепи ВТ, пропуская при этом ток высокой частоты. Для устранения радиопомех в питающей сети на вход осциллятора устанавливается фильтр в виде дросселя (на схеме не показан). Он защищает цепь питания от токов высокой частоты. Кроме того, для защиты окружающей среды от радиопомех осцилляторы обычно закрываются металлическим экранирующим кожухом.

Сварку на постоянном токе можно выполнять при прямой и обратной полярности. При прямой полярности электрод соединяют с отрицатель­ным полюсом источника постоянного тока, а основной металл − с положительным; при обратной полярности − наоборот. Ток обратной полярности применяют при необходимости выделения меньшего количества теплоты в свариваемых заготовках и большего — в электроде, например при сварке металлических конструкций покрытыми электродами УОНИ-13, ДСК-50, ОЗС-2 и др., при сварке тонких заготовок из легкоплавких сплавов, легированных, высокоуглеродистых и специальных сталей, чувствительных к перегреву, некоторых цветных металлов и т. д.

Преимущество постоянного тока состоит в том, что дуга горит стабильнее, а следовательно, процесс сварки вести легче, особенно на малых токах.
Питание сварочных постов переменным током осуществляют от специальных трансформаторов, а постоянным током — от преобразователей и выпрямителей.

Сварочный трансформатор понижает переменное напряжение сети до напряжения необходимого при сварке.

На рисунке 7, а показана принципиальная электрическая схема ручной дуговой сварки переменным током (от трансформатора типа ТС).

1 – сеть переменного тока, 2 –рубильник, 3- предохранитель,

4 –сварочный трансформатор, 5 – сварочные провода, 6 – зажим,

7 – электрододержатель, 8 — изделие

Рисунок 7 — Принципиальная электрическая схема ручной дуговой сварки переменным током (l — переменная величина расстояния между катушками)

От сети 1 переменный ток напряжением 220 или 380 В через рубильник 2 и предохранители 3 подается к источнику питания — сварочному трансформатору 4, где ток трансформируется до напряжения 60-75В, необходимого для возбуждения дуги, и по сварочным проводам 5 через зажим 6 и электрододержатель 7 подводится к изделию 8.

Сварочный выпрямитель преобразует энергию сетевого переменного тока в энергию постоянного.

Сварочный выпрямитель (рисунок 8) состоит из трансформатора Т1 , устройства для регулирования сварочного тока L1 и выпрямительного блока VD1-VD4. Сварочные выпрямители по сравнению со сварочными генераторами имеют следующие преимущества: отсутствие вращающихся частей и большую долговечность; высокий кпд и меньшие потери холостого хода; меньшую массу и большую маневренность; бесшумность в работе.

Рисунок 8 Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя

Сварочный генератор преобразует механическую энергию вращения в

электрическую энергию постоянного тока.

Сварочный преобразователь является комбинацией трехфазного

синхронного двигателя переменного тока и сварочного генератора и, следовательно, преобразует сетевую энергию в используемую для сварки энергию постоянного тока.

На рисунке 9 показана принципиальная электрическая схема сварочного преобразователя. Ток от сети напряжением 220 или 380В поступает к преобразователю, состоящему из асинхронного электродвигателя 4 и сварочного генератора 5, соединенных между собой общим валом. Такие преобразователи вырабатывают постоянный сварочный ток напряжением 25-75 В.

1 – сеть переменного тока, 2 –рубильник, 3- предохранитель,

4 – асинхронный электродвигатель, 5 — сварочный генератор, 6 – зажим,

7 – электрододержатель, 8 – изделие, 9 – сварочные провода,

Рисунок 9 — Принципиальная электрическая схема сварочного преобразователя

Сварочный агрегат состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора постоянного тока, в нем для получения сварочного тока используется химическая энергия сгорания жидкого топлива.

Дата добавления: 2014-10-15 ; Просмотров: 1508 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источники питания сварочной дуги

Для дуговой сварке применяют как постоянный, так и переменный ток. Источниками постоянного тока являются сварочные генераторы (сварочные преобразователи и агрегаты), и сварочные выпрямители (селеновые и кремниевые). Источником переменного тока – сварочные трансформаторы, их применяют значительно чаще. Они более просты в изготовлении в эксплуатации, имеют небольшую массу и стоимость, а также обладают более высоким КПД и более долговечны. Однако при питании переменным током дуга горит неустойчиво, так как 100 раз в секунду напряжение и ток дуги проходят через нулевое значение, что приводит к временной деионизации дугового промежутка.

Постоянный ток предпочтителен в технологическом отношении, при его применении повышается устойчивость горения дуги, улучшаются условия сварки в различных пространственных положениях, появляется возможность вести сварку прямой и обратной полярности.

К источникам сварочного тока предъявляются следующие требования: они должны обеспечить легкое зажигание и устойчивое горение дуги, ограничивать величину тока короткого замыкания, должны быть безопасными в работе и обладать хорошими динамическими свойствами. Динамические свойства определяются временем восстановления напряжения от момента короткого замыкания, когда оно почти равно нулю, до значения 18−20В, когда происходит зажигание дуги. Это время не должно превышать 0,05 с, чем быстрее восстанавливается напряжение, тем динамичнее свойства источника питания.

Рис. 3. Внешние характеристики источников питания и сварочной дуги

Каждый электрик должен знать:  Крепление кабель канала советы по монтажу с фото

Важнейшим вопросом при конструировании источника питания является выбор его внешней характеристики – зависимости напряжения на его выходных клеммах от силы тока в цепи при нагрузке. Внешняя характеристика источников сварочного тока может быть круто падающей 1 (рис. 3, а) пологопадающей 2, жесткой 3, возрастающей 4. Источник сварочного тока выбирают в зависимости от вольтамперной характеристики дуги (см рис. 2), соответствующей применяемому способу сварки. Для ручной дуговой сварки требуются источники сварочного тока с крутопадающей внешней характеристикой.

Режим горения сварочной дуги определяется точкой пересечения характеристик дуги 1 и источника тока 2 (рис 3, б). Точка А называется точкой холостого хода – источник тока включен, развивая максимальное напряжение (60−80В), а сварочная цепь разомкнута. Точка В – точка неустойчивого горения дуги. При изменении соответствующей ей тока дуга либо гаснет, либо ток дуги возрастает до режима устойчивого горения. Точка С является точкой устойчивого горения дуги (Uр = 15−30В). Точка D соответствует режиму короткого замыкания, который имеет место при зажигании дуги и ее замыкании характеризуется малым напряжением, стремящимся к нулю, и повышенным, но ограниченным током (Iкз ≤ 1,5Iр), чтобы не допустить перегрева токопроводящих проводов и источников тока.

Сварочный трансформатор (рис. 4) снижает высокое напряжение сети (220 или 380В) до напряжения холостого хода (60−80В). Кроме того, трансформатор создает на дуге падающую внешнюю характеристику. Для этого последовательно с дугой и вторичной 2 обмоткой трансформатора включают реактивную (дроссельную) катушку 3. Во время прохождения сварочного тока в витках дроссельной обмотки 3 индуктируется ЭДС самоиндукции противоположно направленная основной ЭДС трансформатора. Поэтому напряжение, подведенное к дуге, снижается от значения холостого хода до 18−30В во время горения дуги и почти до нуля при коротком замыкании. Ток в трансформаторе регулируется изменением величины самоиндукции дросселя при увеличении или уменьшении воздушного зазора S между подвижной 1 (надо рисовать) и неподвижной 2 частями его сердечника. С увеличением зазора S самоиндукция дросселя, которая зависит от магнитного потока сердечника, уменьшается, а напряжение на дуге и, следовательно, сварочный ток увеличивается. При уменьшении зазора – на оборот. Благодаря наличию индуктивного сопротивления достигается падающая внешняя характеристика источника сварочного тока.

Рис. 4. Схема сварочного трансформатора

Величину тока короткого замыкания, а следовательно, и сварочного плавно регулируют изменением магнитного потока обмотки Н путем уменьшения или увеличения тока в этой обмотке реостатом РТ. Для ступенчатого регулирования тока размагничивающая обмотка секционирована. При подключении сварочного провода на левую клемму (рис 22 а) устанавливаются малые токи, на правую – большие.

Сварочные преобразователи. Для сварки источниками постоянного тока служат сварочные преобразователи и сварочные агрегаты. Сварочный преобразователь состоит из генератора постоянного тока и приводного электродвигателя, сварочный агрегат – из генератора и двигателя внутреннего сгорания (д.в.с.). Сварочные агрегаты применяются для работы в полевых условиях и в тех случаях, когда в питающей электрической сети сильно колеблется напряжение. Генератор и д.в.с. (бензиновый или дизельный) монтируются на общей раме без колес, на катках, колесах, в кузове автомашины и на базе трактора.

Рис. 5. Схема сварочного генератора

Сварочный преобразователь состоит из сварочного генератора постоянного тока и приводного электродвигателя, размещенных обычно в общем корпусе и на общем валу. Приводной электродвигатель преобразует электрическую энергию переменного тока в механическую, а сварочный генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию постоянного тока, питающего сварочную дугу.

Рассмотрим схему генераторов с намагничивающей параллельной и разма-гничивающей последовательной обмотками возбуждения (рис. 5). Отличительной особенностью генераторов такой схемы является использование принципа само-возбуждения. Поэтому их полюса изготовляются из феромагнитной стали, имеющий остаточный магнетизм.

Как видно из схемы (рис. 5 ) генератор имеет на основных полюсах две обмотки: обмотку возбуждения Н и последовательно включенную размагничивающую обмотку С. Обмотка Н подключена к дополнительной с и основной а щеткам генератора, напряжение между которыми постоянно по величине и не меняется с изменением нагрузки. Магнитный поток Фн этой обмотки постоянен по величине, поэтому обмотку Н называют обмоткой независимого возбуждения.

При холостом ходе э.д.с. генератора индуктируется только магнитным потоком Фн. При зажигании дуги сварочный ток проходит через последовательную обмотку С, которая подключена к основным щеткам а и б так, что магнитный поток Фс направлен против магнитного потока Фн. Этим обуславливается размагничивающее действие последовательной обмотки. ЭДС, индуктируемая в якоре генератора, тем меньше, чем больше магнитный поток Фс, величина которого зависит от тока сварочной цепи. Чем меньше ток в сварочной цепи, тем меньше Фс и тем выше напряжение генератора. При коротком замыкании, т.е. при максимальном токе в сварочной цепи, магнитный поток Фс последовательной обмотки почти равен магнитному потоку Фн обмотки независимого возбуждения, и напряжение на зажимах генератора близко к нулю. Взаимодействием магнитных потоков двух обмоток обеспечивается падающая внешняя характеристика сварочного генератора..

Сварочные выпрямители. Сварочные выпрямители – это устройства, преобразующие с помощью полупроводниковых элементов (вентилей) переменный ток в постоянный и предназначенные для питания сварочной дуги. Их действие основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении.

Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя представлена на рис. 6. Сварочный выпрямитель состоит из двух основных частей: понижающего трехфазного трансформатора I с регулирующим устройством и выпрямительного блока ВС, состоящего из селеновых (или кремниевых) вентилей. Конструкцию сварочного выпрямителя несколько усложняет входящий в него вентилятор ДВ для охлаждения выпрямительного блока. Включение выпрямителя в работу производится пакетным выключателем ПВ. Вентилятор сблокирован с выпрямителем воздушным реле РКВ. При нормальной работе вентилятора срабатывают реле контроля вентиляции РКВ, включаемое потоком воздуха от вентилятора, и магнитный пускатель ПМ, соединяющий обмотки сварочного трансформатора с сетью. Если вентилятор поврежден, то выпрямитель не включается, если повреждение произойдет во время работы, то выпрямитель выключится.

Рис. 6. Схема трехфазного выпрямителя

Сварочные выпрямители перед преобразователи имеют следующие преимущества: более высокий КПД и меньше потери на холостом ходу, лучшие динамические свойства, меньшую массу, большую надежность и простоту обслуживания при эксплуатации, бесшумность при работе, большую экономичность при изготовлении. Основной недостаток сварочных выпрямителей – их большая чувствительность к колебаниям напряжения сети, чем у сварочных преобразователей. Подобно сварочным генераторам они могут быть однопостовыми и многопостовыми и иметь падающую, пологую или жесткую внешнюю характеристики. Для создания падающей характеристики используются сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием или для этой цели служит дроссель. Для ручной сварки применяют выпрямители с падающей внешней характеристикой.

Добавить комментарий