Технологии: Различные способы стыковой сварки от Strecker

Сваривание перед подачей в экструдер

Соединение концов кабелей и многожильных кабелей перед экструдером является важной проблемой в кабельном производстве. Основная цель – выбрать быстрый и экономичный способ для обеспечения непрерывного производства

В основном, существует два различных метода сварки многожильных кабелей перед подачей в экструдер.

1. Камерный сварочный метод

В данном случае соединение производится под давлением сопротивления при сваривании в тубе (камере), изготовленной из стекла, керамики или графита. Выбор материала трубы осуществляется на основании поперечного сечения кабеля или многожильных кабелей, а также, соответственно, с учетом производительности сварочного агрегата.

Для сваривания концы двух многожильных кабелей, т.е. конец уже запущенного кабельного барабана и начало нового, помещают в камеру (см.фото №1) таким образом, чтобы точка соприкосновения находилась посередине. Данное соединение впоследствии помещается в формованные желобки внутри зажимных тисков сварочного аппарата и прочно скрепляются.

Точка соприкосновения двух концов многожильного кабеля приводится к температуре плавления посредством активного сопротивления, возникающего при переключении в сварочный ток, далее концы сжимаются и свариваются в камере как результат превалирования давления осадки. Материал, перешедший в жидкообразное состояние, равномерно распределяется между одинарными кабелями, образуя многожильный кабель. По завершению сварочного процесса сваренная жила освобождается, а камера - разрушается.

На аппаратах стыковой сварки, разработанных для производства многожильных кабелей меньших размеров, материал плавится, как правило, под воздействием давления пружины, с зажимным устройством, закрытым или открытым с помощью педали для легкости использования – таким образом, чтобы обе руки оператора были свободны, и он мог держать концы кабельных жил подобно тому, как они содержатся в камере. Для многожильных кабелей больших размеров и скрепление, и плавление производится пневматически (см. фотографию №3 – тип SE 300)

По завершению сварочного процесса, поверхность сваренного соединения остается без потеков, чистой, гладкой и в поперечном сечении не больше первичного материала (см.фото №4).

В большинстве случаев сварной шов при камерном процессе требует только небольшой полировки (т.е.опиливания) поперечных сечений, которые немного увеличиваются вследствие того, что сам процесс беспрепятственно осуществляется через входную часть экструдера.

Камерный сварочный метод подходит для непрерывного производства кабельных жил, а также для тонкожильных, гибкожильных кабелей.

2. Процесс стыковой сварки двойного плавления с автоматическим галтованием (снятием заусениц)

Уже на протяжении десятилетий этот метод наиболее успешно применяется для стыковой сварки одножильных кабелей большого сечения, но процесс также опробован и тщательно проверен при соединении многожильных кабелей без использования камер, которому отдает предпочтение целый ряд значительных производителей кабельной продукции.

Современные экструдеры (XLPE) оснащены входными отверстиями, которые не допускают погрешностей внешнего диаметра многожильного кабеля. В то же время эти линии характеризуются непродолжительным технологическим временем. В результате существует необходимость производить с наименьшим возможным временем задержки сварные соединения с внешним диаметром, идентичным диаметру первичного многожильного кабеля. Более того, процесс сваривания должен быть безопасным и надежным, т.е. уже за первым слоем сваривания необходимо оптимально подавать следующий, таким образом, чтобы резервуар экструдера не оставался пустым.

Эти требования условно могут выполняться аппаратами стыковой сварки, работающими только по камерному сварочному методу. Тем более что соответствующий индивидуальный контроль за всем процессом со стороны оператора имеет важное значение для результата сварки.

Сначала при осуществлении процесса стыковой сварки двойного плавления с автоматическим галтованием точка соприкосновения многожильного кабеля приводится к температуре плавления только посредством пониженного давления (давления сварки). Как только материал перешел в жидкообразное состояние, применяется повышенное давление (давление осадки), которое выпрессовывает из зоны сваривания все жаровлияющие материалы, оставляя всего несколько десятых миллиметра на соединении сварки. Этот достаточно короткий участок оказывает негативное воздействие только на гибкость многожильного кабеля. Сварочные электроды укомплектованы вставными ножевидными пластинами, которые сразу же по завершению процесса срезают сварочный грат, образованный в процессе сварки. Кольцо застывшего грата разрывается при открытии зажимного устройства и отпадает. Все операции, т.е. зажимание, а также плющение и галтование полностью осуществляются гидравликой.

Сварной шов по диаметру идентичен первоначальному несвариваемому материалу (см.фото 5), сварная зона гораздо короче нежели на сварных швах, получаемых при камерном сварочном методе.

Сварочное время также очень непродолжительное: при использовании аппарата стыковой сварки двойного плавления с автоматическим галтованием марки MK 300 сваривание на 1,200 мм2 многожильных медных кабелей займет максимум 30 сек. (см.фото 6)

Еще один дополнительный положительный эффект использования аппарата стыковой сварки двойного давления с автоматическим галтованием: никаких эксплуатационных расходов на приобретение камер в качестве так называемых расходуемых компонентов, никакой необходимости в их хранении.

Аппарат стыковой сварки двойного плавления с автоматическим галтованием – это оптимальное решение для осуществления соединения бесперебойных многожильных кабелей, однако он не может быть использован для тонкожильных гибких кабелей.

В последнее время оба ранее упомянутых метода сварки также могут быть использованы для сваривания различных видов многожильных кабелей для обеспечения непрерывного производства при замене сечения или материала. Данный подход необходим для экструдеров, разработанных для производства кабелей средней частоты, позволяющих изменить марку без прерывания работы линии. Это означает, что многожильные кабели, изготовленные из одного материала, но имеющие различное поперечное сечение могут быть соединены и камерным сварочным методом (с камерами) и с применением аппарата стыковой сварки двойного плавления с автоматическим галтованием (без камер).

Однако в данном контексте следует учитывать некоторые ограничения. Обычно многожильный кабель, проходящий сквозь экструдер, сваривается с меньшим поперечным сечением только для обеспечения беспрепятственного прохождения через выход экструдера. Разница между поперечными сечениями может быть до двух интервалов, т.е.95 мм2 до 120мм2 или, возможно, 95мм2 до 150 мм2.

При использовании аппарата стыковой сварки двойного плавления с автоматическим галтованием возможно не только соединить многожильные кабели с различным поперечным сечением, но и изготовленные из различных материалов (см.фото 7 и 8). Тем не менее, при соединении различных материалов алюминиевый многожильный кабель должен быть больше медного, он также должен быть закреплен с правой стороны зажимного устройства сварочного аппарата.

Камерный сварочный метод не позволяет осуществлять сваривание кабелей различных диаметров, изготовленных из различных материалов.

В результате новейших разработок, теперь стало возможным предложить аппарат стыковой сварки со средней рабочей частоты около 1, 000 Гц, с трехфазным источником тока. Таким образом не будет однофазной нагрузки сетевого источника питания. Сила тока, потребляемая в течение сварочного цикла, значительно уменьшает, т.е. уменьшается приблизительно вдвое. В результате, облегчается задача защиты предохранителя, в частности для больших сварочных аппаратов мощностью в 100КВ или более (предохранители, часто трансформатор устанавливается только для аппаратов стыковой сварки)

Среднечастотная технология не ограничена только новыми аппаратами, но также возможно модифицировать уже существующие.

Для получения более подробной информации или консультации свяжитесь с нами.

Dipl.-Ing. Ottmar Kraemer / исследование & развитие
(фотографии предоставлены STRECKER)