Основные треС ания к источникам питания дуги

Электрическая сварочная дуга представляет собой такой вид нагрузки, который отличается от других потребителей электроэнергии тем, что для зажигания дуги требуется напряжение значительно выше, чем для поддержания ее горения; дуга горит с перерывами, во время которых электрическая цепь либо разрываете», либо происходит короткое замыкание, fib врешг горения дуги напряжение ее меняется с измене­нием длины дуги, следователыо, меняется и сила сварочного тока. При коротком замыка­нии (в моменты зажигания дуги и перехода капли расплавленного металла на изделие) напряже­ние между электродом и изделием падает до нуля.

Эти особенности дуги обусловливают сле­дующие требования, предъявляемые к источ­никам питания (для ручной дуговой сварки):

1. Напряжение холостог обхода должно быть в 2—3 раза выше напряжения дуги. Это необхо­димо для легкого зажигания дуги; в то же время оно должно быть безопасным для сварщика при условии выполнения - им необходимых пра­вил, Напряжение холостого хода обычно равно 50^-70 В. ГОСТ устанавливает максимальное напряжение холостого хода не белее 80 В для источников питания переменного тока и 90 В — постоянного тока.

2. Сила тока при коротком замыкании долж­на быть ограничена. Нормальный пропесс ду­говой сварки обеспечивается, если

Основные треС ания к источникам питания дуги

3. Изменения напряжения дуги, происходя­щие вследствие изменения ее длины, не должны ВЫЗЬ|Вать существенного изменения СИЛЫ сва­рочного тока, а следовательно, изменения теп­лового режима сварки.

4. Время восстановления напряжения от 0 до 2$ в после короткого замыкания не должно превушать о,05 с, что обеспечивает устойчи­вости дуги.

5. Источник питания должен иметь устрой­ство для регулирования силы сварочного тока. Пределы регулирования тока должны бьггь (приблизительно) от 30 до 130°-;, к номиналь­ному сварочному току. Это необходимо для того, чтобы от одного источника питания про­изводить сварку электродами разных диамет­ров.

Требования к источникам, предназначенным для питания других процессов сварки, отлича­ются от приведенных выше. Например, в источ­никах питания для полуавтоматической сварки в защитных газах напряжение холостого хода должно практически равняться напряжению дуги

Выбор источника питания зависит от вида вольт, амперНОй характеристики сварочной дуги (см. гл. III).

Внешней вольт-амперной характеристик''[18], источника питания называется зависимость на­пряжения на клеммах источника от г;личины сваррЧНОГо тока (рис. 110).

Источники питания могут иметь следующие видь, внешних характеристик: крутопадающую (1), пологопадающую (2), жесткую (J) и воз­растающую (4) (рис. 110). Крутопадающая ха­рактеристика применима для ручной дуговой сварки, пологопадающая — для автоматиче­ской и полуавтоматической сварки под флюсом,-

ПРК

ПРа

/д = 500 /—

а V loo

500 = 400 А.

100

= 75'

= 52%.

ПРд — ПРИ —= 75

жесткая и возрастающая — для сварки в защит­ных газах.

Устойчивое горение дуги возможно при усло­вии пересечения ее статической характеристики с внешней характеристикой источника, т. е.

КОГДЙ CJiyr* ^ист •

На рис. 111 показана кртгопадиющая внеш­няя характеристика источника питания и пере­секающаяся с ней статическая характеристика дуги длиной L і. Точка А характеризует устой­чивое горение дуги, так как £/дуГи= 1/Ист. В случае уменьшения сварочного тока напряжение источ­ника, как видно из графика, станет больше на­пряжен.!? дуги (точка В); при этом токе устой­чивой была бы дуга длиной L г. Ток увеличится до того значения, которое он имел в точке А. При увеличении сварочного тока напряжение источника станет меньше напряжения дуги (точка С), поэтому ток уменьшится до перво­начального значения (точка А).

Для устойчивого горения дуги, имеющей возрастающую статическую характеристику, требуется жесткая характеристика источника питания.

Динамическая характеристика источника пи­тания. Источник питания дуги должен быстро реагировать на изменение тока и напряжения о дуге, происходящее в процессе плавления элек - tj ода; это выражается временем восстановле­ния напряжения от нулевого значения в момент короткого замыкания до напряжения повтор­ного зажиганил дуги. Это время и есть динами­ческая характеристика источника. Оно не долж­но превышать 0,05 с на 25 В. Динамические свой­ства источника питания в основном определя­ются взаимной индуктивностью обмоток воз­буждения, качеством сердечника и обмоток трансформатора. Повышенные динамические

Рис. 111. Статистические характеристики дуги дли­ною Li, Li и L3.

свойства источника питания обеспечивают спо - койгый перенос электродного металла, умень­шение разбрызгивания металла и шлака при сварке и улучшение качества шва.

Режим работы источника питания. Работа источника питания обычно происходит с чере­дующимися включениями и выключениями на­грузки (например, во время смены электрода, очистки шва от шлака, переходах и т. д.) и ха­рактеризуется продолжительностью работы (ПР) или продолжительностью включения (ПВ). Это позволяет допускать временную перегрузку источника. Обе эти величины выражаются в процентах:

ПР = , 100%; ПВ = Ь-■ 100%,

fee + tj. X 1+ *п

где tcв —время сварки, txx —время холостог. хода, t„—время паузы.

Практически ПР~ПВ. Для расчета ПР или ПВ берется время цикла сварки tB = tct+txx — =tCB +t„ =5 мин (иногда принимают t =10 мин).

Как правило, для ручной сварки tCB=3 мин, t„—2 мин.

В паспорте каждого источника питания ука­зывается величина номинального сварочного тока (/„) и номинальное значение продолжитель­ности работы ПРИ (или ПВК). Номинальный (расчетный) ток определяется допустимым на­гревом основных частей источника. Максималь­но допустимый сварочный ток определяется по формуле

Таким образом, данный источник питания мо­жет работать непрерывно при сварочном токе не более 400 А.

Пример 2. Определить допустимый ПРД сварочного трансформатора при токе 1200 А, если по паспорту /н = 10СЮ А и ПРН = 75%. Из приведен­ной выше формулы:

JL-™. 10<ю2 /2,

где ЛРд—допустимое значение ПР.

Пользуясь этой формулой, можно всегда правильно использовать источник без перегруз­ки (без перегрева).

Пример 1. Определить допустимый сва­рочный ток для источника, в паспорте которого при­ведены /н = 500 А и ПРН = 65%, если источник ра­ботает непрерывно более 10 мин, т. е. ПР = 100 %.

Рис. 112. Электрическая схема сварочного транс­форматора типа СТЭ:

I, II, III — первичная, вторичная и реактивная об­мотки; П — подвижный пакет сердечника дросселя, S — воздушный зазор в сердечнике

ШШ,

Рис. 114. Электрические схемы сварочных трансфор­маторов СТАН (а) и СТШ (б):

I — первичная обмотка, II — вторичная обмотка основная, II' — вторичная обмотка реактивная; 1 — магнитный шунт, 2 — винтовой механизм

Данный трансформатор можно применять для сварки током 1200 А, но при ПР не более 52%.

Ветчина иоминалшых то“ов в. источниках питания. В соответствии с ГОСТ 10594—74 оборудование для дуговой сварки должно изго­тавливаться на номинальные токи: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250 -1600; 2000; 7500 3150; 4СШ; 5000 А.

Для ручной и полуавтоматической сварки оЬычио пользуются источниками с номиналь­ным током до 500 А.

Оставить комментарий