В настоящее время машины постоянного тока нашли применение главным образом для точечной и шовной сварки крупногабаритных изделий. В этой области использование однофазных машин перемен­ного тока промышленной частоты нецелесообразно в связи с весьма большой потребляемой мощностью. Машины постоянного тока вытесняют машины низкой частоты. Мощность, потребляемая машинами низкой частоты при сварке деталей, для которых достаточно однрй полуволны тока, например при сварке деталей из алюминиевых сплавов, несколько ниже мощности, потребляемой машинами постоянного тока. Однако если для сварки требуется время, превышающее дли­тельность одной полуволны тока низкой частоты, то вследствие плавного нарастания и снижения мгновен­ного значения тока при переходе его через нулевое значение и наличия неизбежных пауз амплитудное значение тока низкой частоты значительно превышает действующее значение. При этом потребляемая мощ­ность становится больше, чем у машин постоянного тока. Так, при питании машины типа МТВ-6302 (см. табл. 3) током частотой 4,5 Гц потребляемая из сети мощность составит 1000 кВ-А.

Размеры и масса сварочного трансформатора ма­шин с преобразованием частоты и числа фаз на пер­вичной стороне растут с уменьшением частоты. Так, в машине, предназначенной для сварки деталей из алюминиевых сплавов толщиной 7+7 мм одной полу­волной тока, масса сварочного трансформатора со­ставляет 18 т, а общая масса машины — 30 т. Масса машины постоянного тока типа МТВ-16001, имеющей более широкие технологические возможности как по сварке алюминиевых сплавов, так и по сварке сталей, в два раза меньше за счет снижения массы свароч­ного трансформатора, работающего на напряжении промышленной частоты.

Машины постоянного тока имеют более простую электрическую силовую схему по сравнению с маши­нами низкой частоты, в которых для обеспечения нор­мальной работы сварочного трансформатора необхо­димо менять полярность подводимого к нему напря­жения. В связи с этим преобразователь на первичной стороне сварочного трансформатора машин низкой частоты состоит из двух выпрямителей, работающих поочередно, или из выпрямителя и инвертора. Нару­шение в работе одного из выпрямителей или инвер­тора приводит к короткому замыканию фаз питающей сети. Для предотвращения этого в схему необходимо вводить защитные устройства. Этого не требуется в машинах постоянного тока, в связи с чем схемная надежность их выше, чем у низкочастотных машин. В первой главе было показано, что управляемые вен­тили на первичной стороне машин постоянного токр

работают в весьма благоприятных условиях, что так­же повышает надежность работы машин.

Кроме того, машины постоянного тока обладают рядом достоинств, расширяющих область их приме нения. Значение выпрямленного тока практически не зависит от индуктивности сварочного контура, благо­даря чему сварочный ток не изменяется при внесении в контур машины массивных ферромагнитных дета­лей и приспособлений. Потребляемая мощность мало увеличивается при увеличении вылета электродов и раствора сварочного контура. Сварочный ток более равномерно распределяется между несколькими од­новременно свариваемыми соединениями, например при рельефной сварке. Плавная кривая тока с малой амплитудой пульсаций позволяет получить без угрозы выплеска расплавленного металла максимальный размер соединения и соответствующую прочность при сварке сплавов, имеющих узкую зону свариваемости, например сплавов на основе никеля. Это преимущест­во. проявляется особенно сильно при уменьшении тол­щины свариваемых деталей, а также при сварке раз - нотолщинных деталей, например при изготовлении сотовых конструкций [17].

При шовной сварке постоянным током непрерыв­ный нагрев деталей позволяет получить большую ско­рость, чем при сварке переменным током промышлен­ной частоты, во всем диапазоне свариваемых толщин. Особенно существенно повышение скорости сварки для деталей малой толщины (менее 0,8 мм). Так, для деталей толщиной 0,5 мм максимальная скорость сварки на постоянном токе в 2,5 раза выше, чем на переменном токе промышленной частоты. Для дета­лей толщиной от 0,8 до 3 мм — в 1,3—1,7 раза. Повы­шение максимальной скорости сварки на постоянном токе деталей толщиной более 0,8 мм, в которых пор­ции тепла, соответствующие полуволнам переменно о тока, успевают усредняться при данной скорости, объясняется характером выделения тепла в контакте ролик — деталь, определяемым для каждой точки по­верхности детали соответствующим мгновенным зна­чением тока [18].

При скоростной рельефно-роликовой сварке и шов­ной сварке е раздавливанием кромок на постоянном

Токе получается более равномерный шов. Значитель­но повышаются качество соединения и производи­тельность при шовно-стыковой сварке труб.

Весьма перспективным представляется применение постоянного тока для питания многоэлектродных ма­шин и автоматических линий. Благодаря малому росту потребляемой мощности при увеличении сварочного контура в ряде случаев целесообразно питать все электроды машины от одного источника постоянного тока при поочередной сварке точек. При этом воз­можна сварка как с односторонним, так и с двусто­ронним подводом тока. В случае двустороннего под­вода тока все электроды, установленные с одной стороны. свариваемого изделия, подключаются и одно­му разветвленному токоподводу, проходящему вдоль линии расположения сварных точек, а все электроды, установленные с другой стороны свариваемого изде­лия, подключаются к другому аналогичному токо­подводу. Токоподводы присоединяются к полюсам источника постоянного тока противоположными кон­цами, что обеспечивает одинаковые сопротивления сварочных контуров, образующихся при сварке раз­личных точек.

В случае одностороннего подвода тока одновре­менно работающая пара электродов, подключенных к источнику постоянного тока, может располагаться на большом расстоянии друг от друга. Благодаря этому при сварке нескольких деталей с одной общей де­талью, например набора элементов жесткости с общей обшивкой, эти электроды осуществляют сварку двух точек на разных элементах жесткости, что практиче­ски исключает шунтирование тока и повышает качест­во сварки. Для обеспечения одинакового сопротивле­ния сварочных контуров, образующихся при сварке различных пар точек, одновременно работающие па­ры электродов подключаются к двум развитым токо - подводам, которые присоединяются к полюсам источ­ника постоянного тока также противоположными концами.

Применение одного общего источника 'ПОСТОЯННОГО тока взамен многих сварочных трансформаторов, ис­пользуемых в настоящее время в многоэлектродных машинах, позволяет существенно упростить конструк-

Цйо машины и повысить качество сваркй за c^ef устранения шунтирования.

Перспективно применение постоянного тока для питания подвесных клещей. Это позволит значительно увеличить вылет и раствор клещей практически без увеличения потребляемой мощности. При сварке на постоянном токе многократно снижаются по сравне­нию со сваркой на переменном токе пульсирующие электродинамические усилия, действующие на от­дельные проводники гибкого вторичного кабеля. Бла­годаря этому существенно повышается стойкость кабеля, особенно при использовании двух отдельных кабелей. В этом случае отпадает необходимость стяги­вания между собой двух кабелей, что повышает ма­невренность клещей и облегчает условия труда.

Применение постоянного тока будет иметь сущест­венные преимущества при создании ряда различных специализированных машин, в которых электроды перемещаются относительно свариваемого изделия, изменяя конфигурацию сварочного контура. При этом индуктивность контура изменяется, а активное сопро­тивление может поддерживаться неизменным, что до­статочно для обеспечения стабильного качества свар­ки на постоянном токе.

Рассмотренные достоинства оборудования для контактной сварки постоянным током позволят по мере удешевления силовых полупроводниковых вен­тилей и улучшения их характеристик значительно увеличить выпуск оборудования и расширить область его применения.