Echipamente de sudare

ECHIPAMENTE DE SUDARE

1. Generalitati privind masinile de sudat prin puncte,

a) Clasificarea masinilor de sudat prin presiune in puncte se poate face dupa mai multe criterii si anume:

Dupa destinatie se disting:

masini universale

masini specializate.

Dupa numarul de puncte sudate, masinile pot fi:

pentru sudat in puncte individuale;

pentru sudat in puncte duble ;

pentru sudat in puncte multiple.

Dupa felul curentului de alimentare pot fi:

masini monofazate de curent alternativ;

masini trifazate de curent alternativ;

masini trifazate cu redresor;

masini cu impuls.

Dupa modul de alimentare cu curent:

cu alimentare pe o parte;

cu alimentare pe doua parti.

Dupa actionarea mecanismului de strangere:

cu actionare la pedala;

cu motor cu excentric;

pneumatica;

hidraulica;

hidropneumatica.

Dupa modul de actionare a electrodului:

cu deplasare verticala;

cu deplasare radiala.

Dupa modul de functionare pot fi:

cu functionare manuala;

cu functionare semiautomata;

cu functionare automata.

Un alt criteriu de clasificare al masinilor de sudat prin puncte rezulta din modul de actionare asupra semifabricatului.

Astfel, instalatiile pot fi fixe (stationare) simple si in puncte multiple la care componentele de asamblat sunt aduse la postul de sudare si se deplaseaza dupa realizarea fiecarui punct si mobile (suspendate) care la randul lor pot fi cu posturi cu cap de sudura transportabil, forta de apasare si curentul de sudare fiind aplicate prin intermediul unui cleste sau pistol de sudat, si cu capetele de sudare transportabile avand sau nu transformatorul de sudare inglobat, la care componentele de sudat sunt fixe si instalatia de sudare se deplaseaza dupa realizarea fiecarui punct de sudura.

b). Elemente constructive ale masinii de sudat prin puncte

Masinile fixe de sudat prin puncte cu destinatie generala sunt compuse din:

batiu sau carcasa masinii;

mecanism de strangere;

circuitul de sudare si transformatorul cu aparatura de conectare.

Partile componente ale unei astfel de masini sunt prezentate in figura 31.

Fig.31 Schema de principiu si partile componente ale unei instalatii fixe

de sudat prin puncte

1- sistem de punere sub presiune; 2 - brat superior; 3- batiu; 4- pedala de

comanda; 5 - brat inferior; 6 - transformator; 7 - ghidaje de fixare a bratului inferior;

8 - secundar transformator; 9 - primar transformator; 10- comutator de reglare; 11

- alimentare cu aer comprimat; 12 - placa cu borne pentru racordare; 13 - aparat

electric; 14 - suport port - electrod; 15 - portelectrod; 16 - electrozi; 17- conductor

superior flexibil.

2 Rolul si functionarea partilor componente ale masinii fixe de sudat prin  puncte

Masinile fixe pentru sudarea prin puncte, cu destinatie generala sunt compuse din batiu sau carcasa masinii, mecanismul de strangere, circuitul de sudare si transformatorul cu aparatura de conectare (figura 31).

Batiul instalatiei de sudare prin puncte de constructie moderna este realizat in cea mai mare parte din tabla laminata si profile asamblate prin sudura. La constructiile mai vechi batiurile sunt masive, realizate din fonta turnata.

Transformatorul de sudare furnizeaza energia electrica necesara topirii punctului de sudura, avand infasurarea secundara formata dintr-o singura spira.

Deoarece transformatorul trebuie sa faca fata unor socuri importante de natura electromagnetica, provocata de inchiderea si deschiderea repetata a circuitului secundar, infasurarile sunt bine rigidizate si impregnate cu lac de bachelita.

Bratele masinii de sudat prin puncte asigura conducerea curentului de sudare de la secundarul transformatorului la electrozi si transmiterea presiunii create de mecanismul de strangere la locul sudurii. Bratul inferior, in mod obisnuit se izoleaza electric de corpul instalatiei, iar cel superior culiseaza, facand corp comun cu corpul instalatiei.

Dimensiunile transversale ale bratelor sunt determinate de forta de strangere si trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sa fie usor montabile pe corpul masinii;

sa permita o reglare usoara a electrozilor de contact;

sa asigure siguranta electrozilor de contact.

La masinile de putere mica, bratele sunt realizate din laminate rotunde de cupru turnat, prevazute cu nipluri si conducte de racire cu apa a electrozilor, avand la capat o degajare pentru fixarea electrozilor. La masinile de putere mare (100.600KvA) sunt prevazute posibilitati pentru reglarea lungimii bratelor.

Valoarea minima pentru deschiderea maxima intre brate (e_max , _min) la masinile de sudat stationare in puncte, cu pozitia reglabila a bratului inferior sunt prezentate in tabelul 8.

Tabel 8

Conducerea curentului la portelectrozi se realizeaza cu legaturi elastice din cupru formate din benzi de 0,2.0,3 mm a caror sectiune se alege astfel incat sa nu depaseasca 2,7 . .3 A/mm².

Pentru prinderea electrozilor pe bratele masinii se folosesc dispozitive simple numite portelectrozi care trebuie sa asigure un contact electric sigur si de buna calitate.

In general prinderea electrozilor se face prin cuplaje elastice stranse mecanic cu suruburi si prin cuplaje elastice care permit inclinarea electrozilor in toate directiile, etansarea si contactul electric facandu-se prin conicitatea zonei de montare a electrozilor, si ei conici.

Electrozii de contact la sudarea prin presiune in puncte indeplinesc trei functii principale:

conduc curentul de sudare de la portelectrozi la elementele de sudat;

transmit pieselor in zona de sudat forta necesara pentru realizarea unei
suduri corespunzatoare;

disipa rapid caldura din zona de sudare

Electrozii de contact se clasifica dupa mai multe criterii si anume:

dupa modul de executie pot fi: dintr-o singura piesa sau din doua piese,
acestia din urma fiind cu cap amovibil si cu piesa intermediara de contact;

dupa forma, electrozii pot fi drepti, indoiti (curbati) sau cotiti;

dupa profilul capului electrozii pot fi in functie de forma suprafetei laterale: cu cap cilindric, cu cap conic, cu cap sub forma de calota;

in functie de pozitia centrului suprafetei active fata de axa corpului electrodului: cu cap centric si cu cap unghiular.

in functie de profilul suprafetei active a corpului: cu cap plan, cu cap sferoidal, cu cap bombat, cu cap scobit.

dupa modul de fixare in port electrod exista: electrozi fixati cu clema, fixati cu con de fixare, cu filet.

Fig.32 Tipuri de electrozi:

a- dintr-o singura piesa; b- cu cap amovibil din doua piese; c- cu piesa intermediara de contact

3 Mecanisme de strangere

Mecanismele de strangere pentru masinile de sudat prin presiune in puncte pot fi: cu arcuri cu actionare prin pedala, cu arcuri actionate cu excentric, pneumatice, hidraulice si hidropneumatice.

Mecanismele de strangere cu arcuri actionate prin pedala se folosesc la masini de putere mica, pana la 25 KVA. Apasand pedala, electrodul superior se deplaseaza strangand piesele de sudat. De la un anumit moment, electrodul nemaiputandu-se apropia, incepe sa se comprime cu arcul, reglat cu piulitele de reglare, presand electrodul de contact asupra piesei de sudat. Momentul de conectare al curentului la transformatorul de sudare este reglat cu piesa de pozitie

care actioneaza asupra clichetului pentru comanda conectarii curentului de sudare prin intermediul intrerupatorului.

Mecanismele de strangere cu arcuri, actionate cu excentric, sunt utilizate la

masini de puterea 50 70 KVA si sunt alcatuite dintr-un motor electric, ce

actioneaza printr-un reductor si un cuplaj dintat, un arbore cu doua excentrice, unul pentru realizarea fortei de presare si celalalt pentru conectarea primarului transformatorului de sudare la retea. Mecanismele de strangere pneumatice sunt din ce in ce mai des folosite in instalatiile moderne de sudare prin puncte, fiind de regula alimentate de la reteaua uzinala de aer comprimat la o presiune de 5x10⁵ Pa.

Mecanismele de strangere hidraulice se folosesc in general la masini de sudat prin presiune in relief la care sunt necesare forte de ordinul sutelor de KN si la instalatiile de sudat prin presiune in puncte unde nu exista instalatii uzinale de aer comprimat.

Mecanismele de strangere pneumohidraulice sunt utilizate de regula la masini de sudat prin puncte, suspendate, pentru a obtine reducerea greutatii totale.

4 Cablurile secundare

Sunt cabluri de joasa impedanta ce realizeaza transferul energetic dintre secundarul transformatorului si bratele clestilor de sudare.

Exista diverse tipuri de cabluri realizate in scopul echiparii masinilor suspendate si anume:

Cablurile ordinare (fig.33) sunt construite din doua conductoare identice. Cele doua cabluri se solidarizeaza prin strangere cu mansoane sau curele de piele care le impiedica sa se indeparteze sub actiunea fortelor electrodinamice si de a creste nejustificat impedanta secundara.

Fig. 33 Cablu ordinar

Cablurile 'Jumelex' (fig.34) sunt cabluri similare celor ordinare, dar care au suferit o imbunatatire prin integrarea ambelor conductoare intr-o camasa unica. Aceasta dispozitie a conductoarelor permite diminuarea distantei intre ele si mentinerea acesteia la o valoare constanta in timpul sudarii. Ca si cablurile ordinare au avantajul unui pret relativ mic, si in plus, prezinta caracteristici de suplete ridicate intr-un plan perpendicular pe axa conductoarelor.

Fig.34 Cablu Jumelex

Cablurile Sciakflex (fig. 35) sunt cabluri de impedanta joasa. Acestea s-au impus datorita intensitatilor mari la sudarea aliajelor usoare, oteluri de grosimi mari etc., la

cadente de lucru ridicate. Sunt utilizate si la puteri de sudare mai mici deoarece

prezinta avantajul diminuari sensibile a impedantei secundare si anularea reactiunii electrodinamice intre cabluri.

Fig. 35 Cablu Sciakflex

Caracteristicile electrice ale celor trei tipuri de cabluri secundare (RL si Z in Ωm sunt date comparativ in tabel 9.

Tabel 9

Se observa ca, impedantele cablurilor Sciakflex si Jumelex sunt mai mici cu 30% si respectiv 15% decat cele ale cablurilor ordinare, iar factorii de putere mai mari cu 44% si respectiv 17% .

In exploatare, cablurile trebuie inlocuite periodic la un interval determinat de valoarea curentului care le parcurge si de cadenta de lucru utilizata.

Este necesara de asemenea verificarea starii contactelor la nivelul legaturi cu transformatorul si clestele de sudare.

5 Clestii de sudare

Exista o multitudine de tipuri de clesti, fiecare fiind adaptat destinatiei pentru care a fost conceput si realizat (capacitate mecanica si electrica, forma bratelor, deschiderea utila a acestora etc.), insa se pot distinge doua mari categorii:

- clestii tip J (cu brat culisant), la care cursa electrodului este rectilinie;

- clestii de tip X (sau foarfeca), la care cursa electrodului e curbilinie.

In general bratele clestilor sunt elemente conducatoare, iar curentul de sudare este transmis direct la ele. Exceptie fac, in anumite cazuri, clestii de dimensiuni mari, la care devine economica realizarea bratelor din otel antimagnetic (austenitice), legatura electrica facandu-se direct prin intermediul unor cabluri ce dubleaza bratele clestilor de sudare.

Dispozitivul de suspendare

Clestii utilizati la sudarea prin presiune in puncte, pot fi echipati cu diferite dispozitive de suspendare, in functie de spatiul de lucru si cerintele de manevrabilitate.

In ceea ce priveste posibilitatea de suspendare a clestilor in echilibrori, au fost realizate o gama larga de dispozitive care permit o mare libertate de manevra.

Determinarea tipului de dispozitiv utilizat se face prin studiul postului de sudare si al geometriei ansamblului sudat.

Sistemul de racire

Electrozii, portelectrozii, suportii portelectrod, bratul superior si inferior, spirele din secundarul transformatorului, placile intermediare de legatura precum si blocul tiristoarelor sau ignitroanelor pot fi racite intens cu apa .

In functie de conditiile de exploatare, circuitele de racire a elementelor sus-amintite sunt legate in serie sau in paralel, fiecare permitand vehicularea unui debit de apa cuprins intre 2 si 10 l/min. la o presiune de intrare de 1,5 2,5 bari.

In circuitul general se afla amplasat un sistem de control al debitului de apa (presostat) care intrerupe functionarea masinii, prin intermediul unui microintrerupator, daca debitul de apa scade sub limitele fixate anterior.

Masinile de sudat electric prin presiune in puncte de conceptie moderna, utilizate la cadente ridicate de lucru, poseda un sistem de control al debitului de apa ce are incorporat un termoregulator ce regleaza debitul de apa in functie de temperatura inregistrata in circuitul de racire a contactorului sincron cu tiristoare.

Pentru sudarea tablelor din aluminiu, aliaje pe baza de cupru, titan, otel inoxidabil sau refractar se utilizeaza masini trifazate de sudat electric in curent continuu.

Aceste echipamente ofera o serie de avantaje ca:

alimentarea trifazata a transformatorului permite o repartizare echilibrata
a puterii electrice consumate;

circuitul secundar al masinii fiind traversat de curentul de sudare redresat;
valoarea impedantei nu afecteaza puterea de sudare disponibila;

variatiile posibile ale impedantei secundare (datorate introducerii de mase
magnetice intre bratele masinii), nu influenteaza practic valoarea
curentului in secundar;

sudarea in curent redresat permite ameliorarea caracteristici de sudare a
materialelor diferite de otelurile obisnuite ca; aluminiu cupru, alama,
oteluri inoxidabile, titan etc.

Aparatura de comanda permite realizarea, in plus fata de functiile normale (acostare, strangere, sudare , forjare), a urmatoarelor functii suplimentare:

preincalzire, calire, recoacere;

forta de strangere suplimentara la acostare;

forta de strangere suplimentara la forjare sau recoacere;

anclansarea si ruperea curentului de sudare crescator si descrescator cu
panta variabila.

Principalele instalatii de sudat prin presiune in puncte, mobile fabricate in tara sunt cu transformator incorporat tip PPM (IETB) si cu transformator separat tip PPS (ELTIM).

Caracteristicile tehnice ale acestor instalatii sunt prezentate in tabele 10 si 11.

Tabel 10

Tabelul 11