Институт электросварки имени Е. О. Патона

НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК УКРАИНЫ

ИЭС им.Е.О.Патона —многопрофильный научно-исследовательский институт, который осуществляет фундаментальные и прикладные научные исследования; разрабатывает технологии, материалы, оборудование и системы управления, рациональные сварные конструкции и изделия, методы и средства диагностики и неразрушающего контроля качества.

 

ИЭС им. Е. О. Патона — это коллектив высококвалифицированных научных сотрудников, в числе которых 70 докторов, 250 кандидатов наук. Отделы и лаборатории института оснащены современной исследовательской и измерительно-аналитической аппаратурой.

Возглавляет институт всемирно известный ученый академик Борис Евгеньевич Патон.

Из истории института.

1934 - Институт электросварки был основан по инициативе академика Евгения Оскаровича Патона, возглавлявшего Институт до 1953 г.

1942 – первый в мире цельносварной танк изготовлен методом автоматической сварки под флюсом Благодаря разработанной высокоскоростной автоматической сварке СССР произвел за время второй мировой войны больше танков, чем все остальные воевавшие страны вместе взятые. После войны годы институт работал на мирные цели.

1947- 1949 - разработана технология многодуговой скоростной сварки труб большого диаметра.

1949 – выполнена автоматическая сварка вертикальных и горизонтальных швов кожуха доменной печи по технологии, разработанной в 1948 г.

1952 –начало электрошлаковых технологий. Также разработана установка для контактной сварки с кольцевым трансформатором.

1953 – введен в строй самый большой в Европе цельносварной мост им.Е.О.Патона через реку Днепр в г.Киеве. 98% всех швов, включая вертикальные, были выполнены автоматической сваркой под флюсом. С середины 60-х годов институт занимается проблемами использования взрыва для сварки и родственных технологий.

С 1963 года институт проводит исследования по сварке в космическом пространстве.
   1969 год - Разработанный способ «мокрой» механизированной подводной сварки былприменен для сварки трубопровода высокого давления на глубине 10 м (дно реки Днепр, г. Днепропетровск).

В 1980–1990 - Разработаны сварные трансформируемые конструкции, разворачиваемые в открытом космосе.

5. Преподаватель предлагает учащимся создать 2 группы из 3 человек. Одна из групп – сторонники использования сварочных трансформаторов, а другая – противников. Они на интерактивной доске записывают доводы "за" и "против".

   6. Взаимные вопросы учащихся, лучшие отбирают в "копилку знаний".

  Оформление части классной доски:

Сварочные трансформаторы:

     +                                                                                  -       

Простота устройства.                             Низкий cos Y(0,4-0,5) при

Малые размеры и вес.                            нормальном 0,8.

Расход эл.энергии в 2 раза меньше, чем Более низкая устойчивость

у ИП постоянного тока.                         горения дуги.

Высокой кпд (85-90)%.                            Невозможно регулировать

Отсутствие магнитного дутья.                   распределение тепла.

  

 Учащийся демонстрирует на интерактивной доске эффект магнитного дутья и комментирует это явление.

Ученик: при дуговой сварке происходит отклонение дуги от оси электрода и её блуждание по изделию, что ухудшает качество сварных швов, увеличивает разбрызгивание и затрудняет процесс сварки, Это явление вызывается действием электромагнитных сил, возникающих при прохождении электрического тока по элементам сварочной цепи, при этом основной металл и металл электрода ферромагнитны, что способствует возникновению магнитного поля. Это явление называется магнитным дутьём.

7. Преподаватель предлагает учащимся внести свои предложения в устранение имеющихся недостатков, касающихся сварочных трансформаторов:

- низкий cos v - включение в сеть конденсатора, встроенного в кожух;

- более низкая устойчивость горения дуги – повысить за счёт некоторого увеличения напряжения холостого хода сварочного трансформатора; создание падающих вольтамперных характеристик в конструкциях сварочных трансформаторов; соответствующая электродная обмазка;

- невозможно регулировать распределение тепла – в большинстве случаев распределение тепла в сварочной дуге переменного тока вполне удовлетворяет требованиям сварочной техники и позволяет получать безупречные результаты сварки.

8.Задание учащимся: выбрать из предложенных типов сварочных трансформаторов видеофайла типы трансформаторов, выпускаемые серийно.

Предложено: СТЭ, СТН, ТД, ТДМ, СТШ, ТСК, ТС, ТСП-2.

9. После выбора современных типов сварочных трансформаторов учащимся предлагается дать характеристику трансформаторов серии ТД, объяснить их электрическую схемы, продемонстрированные на интерактивной доске, назвать область применения.

 Данные о трансформаторах серии ТД:

Это однофазные сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием и подвижными обмотками. Они снабжены механическими регуляторами ходового винта, пропущенного через верхнее ярмо стержневого магнитопровода и ходовую гайку обоймы подвижной обмотки. Ходовой винт вращается вручную рукояткой и, ввинчиваясь в гайку, передвигает обмотку. Стержневой магнитопровод состоит из набора листовой стали толщиной 0,5 мм высокой магнитной проницаемости (Э-320). Дисковые первичные и вторичные обмотки расположены вдоль стержней. Увеличенное магнитное рассеяние достигается за счёт взаимного расположения обмоток. Одна из обмоток подвижная, другая неподвижная. При перемещении обмоток изменяется магнитное поле рассеяния. При увеличении расстояния увеличивается индуктивное сопротивление рассеяния, и ток уменьшается и наоборот. При этом вторичное напряжение холостого хода практически остаётся неизменным.

Ученик демонстрирует рисунок электрической схемы ТД-300 и ТД-500 на интерактивной доске и объясняет устройство и принцип работы.

В передвижных сварочных трансформаторах ТД-300 и ТД-500 с номинальными токами соответственно 315 и 500 А подвижными являются вторичные обмотки, а первичные неподвижно закреплены у верхнего ярма магнитопровода. Для работы на больших токах витки первичной, а также вторичной обмоток соединяются параллельно (положение 1); для перехода на малые токи витки обмоток соединяются последовательно (положение2), при этом часть витков первичной обмотки отключается, что приводит к некоторому повышению напряжению холостого хода и, как следствие, улучшению стабильности дуги на малых токах.

10.Вопрос: особенности конструкции трансформатора ТД-502?

Ответ: они снабжены встроенными конденсаторами мощности, улучшающими cos Y

 Вопрос преподавателя: чем особенна конструкция трансформатора ТД-504?

Ответ: они дополнительно снабжены устройством для снижения напряжения холостого хода с 80 до 12 В, что значительно уменьшает возможность поражения электрическим током при смене электродов.

11.Вопрос: какие трансформаторы пришли на смену серии ТД?

Ответ: ТДМ более совершенной конструкции. В них применена холоднокатаная специальная сталь толщиной до 0,35 мм, обеспечивающая более высокие электромагнитные свойства сердечников. Кроме того, использованы новые, более эффективные изоляционные и обмоточные материалы (стеклолента для изоляции, пропитка обмоток теплостойким и влагостойким лаком). Усовершенствованы переключатели диапазонов сварочного тока и подключение проводов за счёт переключателей ножевого типа и штыревых разъёмов, улучшены внешний вид и эксплуатационные характеристики трансформаторов, в частности, устранена вибрация. Серия ТДМ включает базовые трансформаторы, рассчитанные на различные токи, одним из которых является трансформатор ТД-317, с работой которого можно поближе познакомиться на этом уроке, который продолжится в сварочной мастерской.

12. Преподаватель:

Вопрос: Объясните понятие "низкий cos v".

Это часть мощности от активной, т.е. та часть электроэнергии, которая может быть преобразована в тепловую.

Преподаватель:

Низкий cos v" нежелателен для электростанций, производящих электроэнергию. За снижение cos v" против нормы (0,8) потребители могут быть оштрафованы.

Вывод: современные заводы, как правило, снабжаются переменным трёхфазным током. Поэтому целесообразно проводить сварку непосредственно переменным током, не преобразуя его предварительно в постоянный ток. Тем более, что в настоящее время есть усовершенствование источники питания сварочной дуги переменного тока.                               

13.Преподаватель обращает внимание учащихся на то, что при работе с любым сварочным оборудованием, в том числе и со сварочными трансформаторами, необходимо соблюдать определённые правила эксплуатации, а также знать их основные неисправности, причины, их вызывающие, и способы устранения неисправностей.

14 Преподаватель: