Наибольший практический интерес при рассмотрении сварочной дуги для нас представляет ее статическая вольт-амперная характери­стика. Ни в коем случае не стоит путать вольт-амперные характери-

/

стики источника питания (трансформатора) и дуги, так как они обу­словлены совершенно разными по сути физическими процессами. Статической вольт-амперной характеристикой дуги называют зави­симость падения напряжения на дуге от силы сварочного тока при постоянной длине дуги и прочих постоянных условиях горения дуги.

Вольт-амперные характеристики дуги снимаются в лаборатор­ных условиях, от специального источника с регулируемыми пара­метрами. Проведение данного эксперимента связано со значительны­ми трудностями из-за сложности измерения и поддержания длины дуги, а также поддержания неизменными других физических усло­вий. Трудности особенно усугубляются при проведении эксперимен­та с плавящимися электродами, длина дуги в процессе плавления ко­торых постоянно меняется, кроме того, происходит влияние на дугу капель переносимого расплавленного металла вплоть до замыкания в некоторых случаях этими каплями дугового промежутка. Одйако эм­пирические результаты для такого рода дуг были давно получены и исследованы (рис. 1.9), их форма сохраняет свой вид и в случае руч­ной электросварки.

Статическую вольт-амперную характеристику дуги условно мож­но разделить на три участка: падающая *— с ростом сварочного тока напряжение уменьшается (1); жесткая — с ростом тока напряжение остается практически неизменным (2); возрастающая — рост тока вызывает увеличение напряжения дуги (3). Зажигание дуги происхо­дит при напряжениях 40.. .50 В. По мере увеличения тока дуги «а - пряжение на ней падает до 20.. .25 В, уменьшение напряжения пре­кращается при достижении тока 70...80 А. При дальнейшем росте тока напряжение дуги стабилизируется — именно этот участок луч­ше всего использовать для электросварки. При токах свыше 800 А напряжение дуги начинает расти, однако такие значения недостижи­мы для бытовой электросварки и потому для нас малоинтересны. По­ложение вольт-амперных характеристик различно для дуг различной длины. При увеличении длины дуги график вольт-амперной зависи­мости сдвигается вверх — в сторону возрастания напряжения (рис. 1.10). Так, вольт-амперная характеристика (L3) соответствует короткой дуге; зависимость (L1) — длинной дуге* для того же элек­трода и источника питания.

При ручной электросварке, вследствие дрожания рук сварщика, неровностей поверхности и других причин, происходит неизбежное колебание кончика электрода и изменение длины дуги. Как нам те­перь известно, при изменении длины дуги меняет свое положение и вольт-амперная характеристика — изменяется протекающий через дуговой промежуток ток, соответственно, меняется ток трансформа­тора, что уже описывается внешней вольт-амперной характеристи­кой источника питания. Таким образом, в результате наложения свойств дуги и источника витания стабильное горение дуги возмож­но только в точке пересечения графиков статической вольт-ампер­ной характеристики дуги и внешней характеристики источника пита­ния, то есть когда выходное напряжение источника соответствует на-

пряжению дуги при определенной ее длине (рис. 1.11). Однако же /рійна дуги при ручной сварке постоянно меняется, а значит, меняет - I я и положение точки пересечения этих зависимостей.

Что же мы видим? На рис. 1.12 изображены две статические ха­рактеристики од ной и той же дуги на разных длинах L1,L2—колеба­ние длины дуги естественно при ручной сварке. Далее будем считать, > 11 о мы запитываем дугу от двух, разных трансформаторов: с крутопа- члющей и вологопадающей внешней характеристикой^ Графики со - о| ветствующих ВАХ трансформаторов изображены здесь же, и они пересекают кривые статических ВАХ дуги. Горение дуги возможно иоіько в точках пересечения кривых внешних характеристик транс­форматоров со статическими кривыми дуги на длинах LI, L2. Теперь • тратите внимание, как изменяется ток в точках горения в первом и

во втором случае, при переходе дуги с длины L1 на длину L2. Так, в первом случае, для трансформатора с крутопадающей внешней ха­рактеристикой, изменение тока между крайними точками горения сварочной дуги соответствует значению ДІкр. хар, которое относи­тельно небольшое. Во втором же случае, при тех же колебаниях дли­ны дуги, но уже в точках горения дуги для трансформатора с полого­падающей характеристикой, мы видим значительную разницу в изме­нении сварочного тока — ДІпол. хар.

Выводы очевидны: стабильное горение дуги и высокое качество сварного шва возможны только при минимальных колебаниях рабо­чего тока, что может обеспечить только источник с крутопадающей внешней характеристикой.