Раздел 2 Источники питания сварочной дуги

Тема 2.1 Требования к источникам питания

Обычные силовые установки не применяются для сварки, т.к. источники питания должны соответствовать особым требованиям.

Требования к источникам питания:

• Должны обеспечивать напряжение, необходимое для зажигания и устойчивого горения дуги;

• Должны ограничивать ток короткого замыкания (I_кз не должен превышать I_ном более, чем на 40-50%);

• Должны быстро изменять напряжение в соответствии с изменением сопротивления дуги (динамические характеристики). При сварке изменяется длина дуги (соответственно, напряжение и сила тока). Для устойчивого горения дуги необходимо, чтобы заданный режим сварки восстанавливался как можно быстрее (не более, чем за 0,05 сек.);

• Должны быть простыми в использовании (при подключении к сети и регулировании силы тока), безопасными при эксплуатации.

Характер изменения напряжения и тока при сварке показывается в виде двух кривых: статической характеристики дуги и внешней (вольтамперной) характеристики источника питания.

А- точка зажигания дуги; В – рабочая точка (точка устойчивого горения дуги).

Рисунок 12 – Статическая характеристика дуги и внешняя характеристика источника питания.

Внешняя характеристика источника питания – зависимость напряжения на зажимах от силы сварочного тока. В зависимости от способа сварки нужна падающая, жесткая (а иногда и возрастающая) внешняя характеристика источника питания.

Статическая характеристика дуги (зависимость напряжения дуги от величины сварочного тока) имеет характерную форму:

– на начальном участке с увеличением тока напряжение резко падает, т.к. увеличивается площадь сечения столба дуги и его электропроводность;

– затем напряжение может не меняться, т.к. площадь сечения столба дуги увеличивается пропорционально току;

– на конечном участке статическая характеристика может возрастать, т.к. площадь катодного пятна больше не увеличивается из-за ограниченного сечения электрода – с увеличением тока напряжение возрастает.

Обязательное условие устойчивого горения дуги – пересечение статической характеристики дуги с внешней характеристикой источника питания. На рисунке 12 показаны две точки пересечения: А – точка зажигания дуги (при напряжении 30-35В – при сварке на постоянном токе, 50-55В – при сварке на переменном токе); затем процесс переходит в точку В – точку устойчивого горения дуги (напряжение 16-25В - при ручной сварке, 26-50В – при автоматической сварке под флюсом).

Кроме того, на рис. 12 можно определить еще две характерные точки;

- точка холостого хода (при силе сварочного тока, равной нулю) – напряжение холостого хода должно быть не более 80В, что обеспечивает безопасность этого оборудования для рабочего;

- точка короткого замыкания, когда напряжение равно нулю. Как было указано ранее, короткое замыкание – обычный постоянно повторяющийся процесс, т.к. капля расплавленного металла электрода «закорачивает» сварочную дугу. Ток короткого замыкания должен превышать номинальный сварочный ток не более, чем на 40-50%, чтобы не было перегрева обмоток.

Внешняя характеристика источника питания (вольтамперная характеристика – ВАХ) может быть

– падающей -для однопостовых источников питания, чтобы ограничивался ток короткого замыкания;

– жесткой – для многопостовых источников питания – чтобы напряжение не зависело от количества питающихся сварочных дуг.

 

 

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение статической характеристики дуги. Объясните ее характерный вид.

2. Что такое «внешняя характеристика источника питания»?

3. Укажите (на схеме – рис. 12) точку зажигания дуги, точку устойчивого горения дуги.

4. Укажите точку холостого хода. Чем ограничиваются параметры этой точки? Почему?

5. Укажите точку короткого замыкания. Чем ограничиваются параметры этой точки? Почему?

6. Что такое «динамические характеристики» источника питания?