2tom038

2. URZĄDZENIA SPAWALNICZE 78

2.6.5. Podstawowe wielkości charakteryzujące zgrzewarki rezystancyjne

Do podstawowych wielkości elektrycznych charakteryzujących zgrzewarki rezystancyjne należą: moc i prąd.

Moc znamionowa — moc przy pracy P50, równa iloczynowi znamionowego napięcia pierwotnego i prądu pierwotnego odpowiadającego wtórnemu prądowi znamionowemu; jest to wielkość porównawcza zgrzewarek.

Maksymalna moc zwarcia — iloczyn znamionowego napięcia pierwotnego i pierwotnego prądu zwarcia.

Maksymalna moc zgrzewania — w przybliżeniu 0,8 mocy zwarcia.

Moc przyłączeniowa — określona doświadczalnie wynosi ok. 0,6 maksymalnej mocy zwarcia.

Użyteczna czynna moc P,, w W, wydzielona na odcinku obwodu zgrzewania, który stanowi strefa elementów zgrzewanych zawarta pomiędzy elektrodami, jest określona zależnością

= (2.10)

przy czym: l_z — prąd płynący w obwodzie zgrzewania, A; R. — rezystancja zgrzewanych elementów, Cl.

Moc pozorna urządzenia S pobierana z sieci, w V -A, jest znacznie większa niż moc P. i wynosi

tJCOStp

(2.11)

gdzie: rj — sprawność zgrzewarki, cos<p — współczynnik mocy, P. — moc zgrzewania, W. W praktyce przemysłowej sprawność zgrzewarek osiąga wartości 0,1 -t-0,7 [2.28].

Współczynnik mocy zgrzewarek jest określony następującymi zależnościami:

— w przypadku zwarcia (R. = 0)

cos (p_k =

jRl + Xl

(2.12a)

— w przypadku zgrzewania

(2.12b)

R_w + R.

cos (p = —

J(R„+Rf + Xl

gdzie: R_w — rezystancja obwodu zgrzewania, Q; X_w — reaktancja obwodu zgrzewania, Cl; R. — rezystancja zgrzewanych elementów, fi.

We wzorach nic uwzględniono reaktancji i rezystancji uzwojeń pierwotnych transformatora — nie stanowią one bowiem w zgrzewarkach istotnych wartości.

Z ostatnich dwóch zależności (2.11 i 2.12) wynika, że:

—    współczynnik mocy zgrzewarek zależy w decydującym stopniu od reaktancji obwodu wtórnego,

—    wielkość mocy pobieranej z sieci, niezbędnej do zgrzewania określonych elementów, jest wielkością zmienną — zależną, między innymi, od konstrukcji zgrzewarek.

O wartości rezystancji obwodu zgrzewania decyduje przekrój, długość i konduktancja elementów przewodzących prąd oraz jakość wszystkich styków występujących w obwodzie.

Wartość natomiast reaktancji obwodu zgrzewania zależy od wymiarów powierzchni utworzonej przez kontury obwodu zgrzewania, czyli tzw. okno zgrzewarki. Zmiany okna

zgrzewarki w stosunku do jego wielkości znamionowej powodują zmiany prądu zgrzewania wg empirycznej zależności

w której: I_zx — prąd zgrzewania przy zmienionej powierzchni okna A_x, 1_N — prąd zgrzewania przy znamionowej powierzchni okna A_N.

Dodatkowym czynnikiem wpływającym na wartość reaktancji obwodu zgrzewania są wymiary i masa materiału ferromagnetycznego wprowadzonego w okno zgrzewarki lub tworzącego pierścień zwarty wokół elementów obwodu zgrzewania (rys. 2.56 i 2.57).

Rys. 2.56. Wpływ wsunięcia blach stalowych o grubości g w „okno” zgrzewarki na wielkość prądu zgrzewania Zaczerpnięto z [2.28]

Rys. 2.57. Zależność prądu zgrzewania od grubości ścianki rury tworzącej pierścień zwarty wokół któregokolwiek elementu obwodu zgrzewania Zaczerpnięto z [2.28]

Dążenie do zmniejszenia wielkości reaktancji powoduje, że w przypadkach, gdy to jest tylko możliwe, konstrukcje obwodów zgrzewania są zwarte, długości doprowadzeń prądowych możliwie jak najkrótsze, a odległości między doprowadzeniami prądowymi jak najmniejsze.

W przypadku zgrzewarek kleszczowych z transformatorem usytuowanym oddzielnie, znaczne ograniczenie reaktancji jest możliwe przy zastosowaniu elektroenergetycznych kabli specjalnej konstrukcji o małej indukcyjności (rys. 2.58). Kable te składają się z dwóch giętkich żył, izolowanych od siebie cienkościenną profilowaną przegrodą gumową, umieszczonych w oponie gumowej i chłodzonych wodą.

Rys. 2.58. Kabel dwużyłowy o małej indukcyjności (przekrój) stosowany do zasilania kleszczy w zgrzewarkach podwieszonych 1 — przewód miedziany elastyczny. 2 — opona gumowa, 3 — przestrzeń wypełniona przepływającą wodą, 4 izolacja wewmętrzna Zaczerpnięto z [2.28]