Komplexní analýza technických vlastností a výkonu odporového svařovacího transformátoru

Transformátory pro odporové svařování mají vysokou účinnost svařování, vysokou rychlost, pevný svařenec, snižují náklady na svařování a jsou vhodné pro svařování různých materiálů. Odporové svařovací transformátory jsou vhodné pro střídavý proud o jmenovité frekvenci 50-60 Hz a napětí pod 1000V. Používají se především v bodových svařovacích strojích, švových svařovacích strojích a svařovacích strojích na tupo.

I. Technické vlastnosti

(1) Charakteristiky procesu s vysokým proudem a nízkým napětím

Odporové svařování využívá jako zdroj tepla odporové teplo. Hlavním technickým rysem transformátoru svařovacího stroje je použití vysokého proudu (2000-40000A) v kombinaci s nízkonapěťovým svařováním. Vzhledem k tomu, že hodnota odporu obrobku je obvykle menší než 100μΩ, musí být k dosažení efektivního svařování generováno dostatečné teplo ultravelkým proudem.

(2) Systém řízení vysokého výkonu

Kapacita podpůrného svařovacího invertorového transformátoru je obvykle více než 50 kVA a speciální konstrukce vinutí (jednootáčková nebo dvouotáčková konstrukce) je přijata pro dosažení řízení výstupního výkonu úpravou počtu závitů primárního vinutí. Ačkoli tato konstrukce zjednodušuje konstrukci svařovacího invertorového transformátoru, svařovací invertorový transformátor také omezuje flexibilitu regulace výkonu.

(3) Charakteristiky nepřetržitého zatížení

Svařovací obvod má jedinečnou konstrukci před uzavřením: před zapnutím svařovacího transformátoru mfdc je upnutí obrobku a uzavření obvodu předem dokončeno. Tento pracovní režim eliminuje spotřebu energie naprázdno (s výjimkou procesu bleskového svařování na tupo) a nakládání a vyjímání, polohování, předlisování a další procesy ve svařovacím cyklu jsou dokončeny ve vypnutém stavu.

2. Technické výhody

(1) Zajištění metalurgické kvality

Proces tvorby nugetů je zcela zabalen do plastového kovového kroužku, který realizuje fyzickou izolaci tavicí zóny a vzduchu, účinně zjednodušuje proces metalurgické reakce a zajišťuje stabilitu kvality svařování.

(2) Vynikající regulace teplotně ovlivněné zóny

Charakteristiky koncentrovaného ohřevu (doba ohřevu ≤ 0,1 sekundy) řídí rozsah tepelně ovlivněné zóny na 0,5-2 mm, což výrazně snižuje zbytkové napětí a deformaci svařování. Většina obrobků nepotřebuje po svařování korekci a tepelné zpracování.

(3) Vynikající ekonomická účinnost

Není nutná žádná spotřeba svařovacího materiálu (svařovací drát, svařovací drát, ochranný plyn atd.) a náklady na svařování jsou sníženy asi o 40 % ve srovnání s tradičním procesem. Zařízení má vysoký stupeň automatizace a objem svařování za směnu může dosáhnout 800-1200 kusů.

(4) Výhody pro životní prostředí

V celém procesu nevzniká žádný otevřený plamen ani kouř a hodnota hluku je ≤ 65 dB (A), což splňuje průmyslové normy ochrany životního prostředí. Transformátor svařovacího stroje je zvláště vhodný pro integraci automatizované výrobní linky a může realizovat víceprocesní synchronní provoz.

3. Technická omezení

(1) Problémy při kontrole kvality

Vyspělý systém nedestruktivního testování dosud nebyl vytvořen. V současnosti je kvalita zajišťována především destruktivním testováním a monitorováním procesů, což zvyšuje náročnost řízení procesů.

(2) Společná omezení výkonu

Přeplátované spoje bodových svarů mají přirozené strukturální vady: úhel kolem svarového nugetu způsobuje koncentraci napětí, která způsobuje snížení pevnosti v tahu o asi 15-20% a únavová životnost je pouze 60-70% životnosti spojitých svarů.

(3) Náklady na provoz a údržbu zařízení

Počáteční investice do zařízení s vysokým výkonem (typická konfigurace 400 kVA) je vysoká a jednofázové svařovací stroje střídavého proudu jsou náchylné způsobit problémy s nevyvážeností sítě. Přesný servosystém zvyšuje složitost údržby a náklady na výměnu klíčových součástí (jako jsou tyristorové moduly) přesahují 25 % celkové ceny zařízení.

4. Směr vývoje technologie

Nová generace zařízení pro odporové svařování prolamuje stávající omezení prostřednictvím následujících technologických inovací:

Vývoj systému monitorování kvality v reálném čase založeného na infračerveném termovize

Zavedení technologie pulzního proudu pro optimalizaci mikrostruktury spoje

Použití technologie třífázové rektifikace pro zlepšení kompatibility sítě

Konstrukce modulárních pohonných jednotek pro snížení nákladů na údržbu

Tato vylepšení umožnila odporové svařování ukázat širší vyhlídky použití v nově vznikajících oblastech, jako jsou nové baterie pro energetická vozidla a výroba přesných dílů pro letectví a kosmonautiku.