Коротко об электроконтактной сварке

Рисунок 1. Объект

Для производства труб доступно несколько процессов электроконтактной сварки (ERW). Хотя каждый процесс имеет разные характеристики, все процессы ERW имеют одну общую черту: все они производят кованый сварной шов.

Кованый сварной шов создается путем приложения к зоне сварного шва сочетания тепла и давления или силы ковки. Для успешного кованого сварного шва используется оптимальное количество тепла, которое обычно немного меньше температуры плавления материала, и почти одновременное приложение окружного давления к сечению, которое сжимает нагретые кромки вместе (см.Рисунок 1).

Как следует из названия, тепло, выделяемое при сварке, является результатом сопротивления материала прохождению электрического тока. Давление создается роликами, которые сжимают трубку до ее готовой формы.

Двумя основными типами ВПВ являются высокочастотные (ВЧ) и вращающиеся контактные колеса.

Двумя основными аспектами высокочастотной сварки являются процессы и источники питания. Каждую из них можно разбить на подкатегории.

Процессы. Двумя процессами высокочастотной сварки являются высокочастотная контактная и высокочастотная индукционная сварка. В обоих процессах оборудование, обеспечивающее электрический ток, не зависит от оборудования, обеспечивающего ковочное давление. Кроме того, в обоих высокочастотных методах можно использовать импедеры — магнитомягкие компоненты, расположенные внутри трубы и помогающие фокусировать сварочный ток на краях полосы.

ВЧ индукционная сварка.При высокочастотной индукционной сварке сварочный ток передается на материал через рабочую катушку перед точкой сварки (см.фигура 2 ). Рабочая катушка не контактирует с трубкой — электрический ток индуцируется в материале посредством магнитных полей, окружающих трубку. ВЧ индукционная сварка устраняет следы контакта и сокращает необходимость настройки при изменении размера трубы. Кроме того, она требует меньшего обслуживания, чем контактная сварка.

По оценкам, 90 процентов трубных заводов в Северной Америке используют высокочастотную индукционную сварку.

Контактная высокочастотная сварка.Контактная высокочастотная сварка передает сварочный ток на материал через контакты, находящиеся на полосе (см.Рисунок 3 ). Мощность сварки подается непосредственно на трубу, что делает этот процесс более эффективным с точки зрения электричества, чем высокочастотная индукционная сварка. Поскольку он более эффективен, он хорошо подходит для производства толстостенных труб и труб большого диаметра.

Источники питания. Аппараты высокочастотной сварки также классифицируются по способу выработки энергии. Два типа: вакуумные ламповые и твердотельные. Тип вакуумной трубки является традиционным источником питания. Однако с момента их появления в начале 90-х годов твердотельные устройства быстро завоевали известность в отрасли. По оценкам, в Северной Америке работает от 500 до 600 самолетов каждого типа.

Рис. 2. Объект

При сварке вращающимся контактным кругом электрический ток передается через контактное колесо в точке сварки. Контактное колесо также оказывает некоторое давление штамповки, необходимое для процесса сварки.

Три основных типа сварочных аппаратов с вращающимся контактным колесом: переменный ток, постоянный ток и прямоугольная волна. Во всех трех источниках питания электрический ток передается с помощью щеточных узлов, которые зацепляются с контактными кольцами, прикрепленными к вращающемуся валу, поддерживающему контактные колеса. Эти контактные колеса передают ток к краям полосы.

Сварка вращающихся контактных колес переменного тока. В сварочном аппарате с вращающимся контактным колесом переменного тока ток через щетки передается на вращающийся вал, на котором установлен трансформатор. Трансформатор снижает напряжение и увеличивает ток, что делает его пригодным для сварки. Две ветви выходной цепи трансформатора соединены с двумя половинами вращающегося контактного колеса, которые изолированы друг от друга. Полоса замыкает цепь, действуя как проводник между двумя половинами колеса.