Комплексний аналіз технічних характеристик і продуктивності трансформатора контактного зварювання

Трансформатори для контактного зварювання мають високу ефективність зварювання, швидку швидкість, міцне зварювання, знижують витрати на зварювання та підходять для зварювання різних матеріалів. Трансформатори для контактного зварювання підходять для живлення змінного струму з номінальною частотою 50-60 Гц і напругою нижче 1000 В. Вони в основному використовуються в машинах для точкового зварювання, машинах для шовного зварювання та машинах для стикового зварювання.

I. Технічні характеристики

(1) Характеристики процесу високого струму та низької напруги

Контактне зварювання використовує тепло опору як джерело тепла. Основною технічною особливістю трансформатора зварювального апарату є використання великого струму (2000-40000 А) у поєднанні зі зварюванням низькою напругою. Оскільки значення опору заготовки зазвичай менше 100 мкОм, для досягнення ефективного зварювання надвеликий струм має генерувати достатньо тепла.

(2) Система керування високою потужністю

Потужність опорного зварювального інверторного трансформатора зазвичай перевищує 50 кВА, а спеціальна конструкція обмотки (одно- або двовиткова структура) використовується для досягнення контролю вихідної потужності шляхом регулювання кількості витків первинної обмотки. Хоча така конструкція спрощує структуру зварювального інверторного трансформатора, зварювальний інверторний трансформатор також обмежує гнучкість регулювання потужності.

(3) Характеристики непостійного навантаження

Схема зварювання має унікальну конструкцію попереднього замикання: перед увімкненням зварювального трансформатора mfdc затискання заготовки та замикання ланцюга попередньо завершуються. У цьому робочому режимі виключається споживання енергії без навантаження (за винятком процесу стикового зварювання спалахом), а завантаження та розвантаження, позиціонування, попереднє пресування та інші процеси в циклі зварювання завершуються у вимкненому стані.

2. Технічні переваги

(1) Металургійне забезпечення якості

Процес утворення самородка повністю огортається пластиковим металевим кільцем, що забезпечує фізичну ізоляцію зони плавлення та повітря, ефективно спрощує процес металургійної реакції та забезпечує стабільність якості зварювання.

(2) Відмінний контроль зони впливу тепла

Характеристики концентрованого нагріву (час нагріву ≤ 0,1 секунди) контролюють зону термічного впливу в межах 0,5-2 мм, значно зменшуючи залишкову напругу та зварювальну деформацію. Більшість заготовок не потребують корекції та термічної обробки після зварювання.

(3) Видатна економічна ефективність

Не вимагає витрат зварювального матеріалу (зварювальний дріт, зварювальний стрижень, захисний газ тощо), а вартість зварювання знижується приблизно на 40% порівняно з традиційним процесом. Обладнання має високий ступінь автоматизації, а обсяг зварювання за зміну може досягати 800-1200 шт.

(4) Екологічні переваги

У всьому процесі немає відкритого вогню чи диму, а рівень шуму становить ≤ 65 дБ (A), що відповідає промисловим стандартам захисту навколишнього середовища. Трансформатор зварювального апарату особливо підходить для інтеграції автоматизованої виробничої лінії та може реалізувати багатопроцесну синхронну роботу.

3. Технічні обмеження

(1) Проблеми перевірки якості

Зріла система неруйнівного контролю ще не створена. В даний час якість в основному забезпечується руйнівним контролем і моніторингом процесу, що ускладнює контроль процесу.

(2) Обмеження спільної продуктивності

З’єднання внахлест точковим зварюванням мають властиві структурні дефекти: кут навколо зварювального з’єднання спричиняє концентрацію напружень, що спричиняє зниження міцності на розрив приблизно на 15-20%, а довговічність у втомі становить лише 60-70% від довговічності безперервних зварних швів.

(3) Витрати на експлуатацію та обслуговування обладнання

Початкові інвестиції в обладнання високої потужності (типова конфігурація 400 кВА) є високими, а однофазні зварювальні апарати змінного струму можуть спричинити проблеми з дисбалансом мережі. Прецизійна сервосистема збільшує складність обслуговування, а вартість заміни ключових компонентів (наприклад, тиристорних модулів) перевищує 25% від загальної вартості обладнання.

4. Напрямок розвитку технологій

Нове покоління обладнання для контактного зварювання долає існуючі обмеження за допомогою наступних технологічних інновацій:

Розробка системи контролю якості в режимі реального часу на основі інфрачервоного тепловізора

Впровадження технології імпульсного струму для оптимізації мікроструктури суглоба

Використання трифазної технології випрямлення для покращення сумісності з мережею

Проектування модульних силових агрегатів для зниження витрат на обслуговування

Завдяки цим удосконаленням контактне зварювання має ширші перспективи застосування в таких нових галузях, як акумуляторні батареї для нових транспортних засобів і виробництво точних деталей для аерокосмічної галузі.