Трехфазной дугой называют сварочную дугу, получающую пита­ние от трехфазной силовой сети. Трехфазная дуга для сварки изде­лий значительных толщин имеет преимущества по сравнению с однофазной дугой. Производитель­ность сварки трехфазной дугой в 2—

2,5 раза выше, чем производительность сварки однофазной дугой.

Принципиальная электрическая схе­ма питания трехфазной дуги приведе­на на рис. 1.22. Два провода от источ­ника присоединяются к электродам Э1 и Э2. Трехфазная дуга состоит из трех отдельных<дуг, горящих в общей газо­вой среде и имеющих общее плавиль­ное пространство. Дуги 1 и 2 являются дугами прямого, а дуга 3 — косвенного действия. При трехфазном питании воз­можны и другие варианты: две дуги прямого действия, имеющие только об­щее плавильное пространство, и две ду­ги, имеющие раздельные парогазовые среды и раздельные плавильные прост­ранства. Такую сварку называют двух­дуговой сваркой.

Источник питания трехфазной дуги состоит из трехфазного сварочного трансформатора и регуляторов тока (катушек индуктивности La, Lb и Lc), включаемых в цепи электродов и изде­лия. В качестве регуляторов применяют катушки индуктивности, имеющие ферромагнитные сердечники с регулируемыми воздушны­ми зазорами (см. ниже). В цепь изделия включен электромагнитный контактор К. Замыкающий контакт s этого контактора включа­ется в цепь одного из электродов. При обрыве одной из дуг прямого действия обеспечивается автоматическое гашение дуги косвен­ного действия. Обмотка контактора К включена на разность потен­циалов выводов катушки индуктивности Lc. Последовательность и длительность горения дуг зависят от последовательности чередо­
вания фаз источника и параметров цепей электродов и изделия. Возбуждение трехфазной дуги производится контактным способом. При трехфазном питании создаются условия для раздельного регу­лирования величин токов в цепях электродов и в цепи изделия. При трехфазной дуге появляется возможность распределять теплоту, затрачиваемую на расплавление электродов и на проплавление металла изделия. Наличие индуктивностей в сварочных контурах создает условия для устойчивого горения трехфазной дуги, лучшие, чем у однофазной. В любой момент времени в трехфазной дуге горит, по крайней мере, одна из трех дуг. Вследствие этого среда между изделием и электродами ионизирована, что благоприятно сказывается на устойчивости. При равных напряжениях, подведен­ных к трехфазной дуге, может гореть не более двух дуг. Объясня­ется это тем, что на торце электрода не могут существовать одно­временно анодное и катодное пятна. Большая, устойчивость трех­фазной дуги позволяет рассчитывать источник питания на более низкое напряжение холостого хода, что дает уменьшение габаритов трансформатора, а следовательно, экономию материалов при его изготовлении. Соотношение между напряжением холостого хода н рабочим напряжением принимают равным U^/Uv~ 1,17-М,25 [11]. Регуляторы тока в цепях электродов и изделия могут иметь мень­шую индуктивность, что увеличивает коэффициент мощности cos ф установки до 0,7.

Сварочная дуга для трехфазного источника питания представ­ляет собой нагрузку, состоящую из трех нелинейных резистивных сопротивлений, соединенных как бы треугольником. Величины этих сопротивлений или соответствующие им проводимости разрядных промежутков зависят от значений токов в дугах. Таким образом, энергетическая система источник питания—трехфазная дуга — ванна является нелинейной системой. Анализ работы такой систе­мы и получение количественных соотношений между основными электрическими величинами представляют значительные трудности. При анализе работы нелинейной системы без ряда допущений нельзя пользоваться комплексными числами и применять вектор­ные диаграммы, хотя это упростило бы расчеты в цепях трехфаз­ной дуги. Некоторые исследователи [12] все же прибегают к исполь­зованию комплексных чисел и векторных диаграмм, считая прово­димости разрядных промежутков трехфазной дуги линейными ве­личинами, не зависящими от тока. Несинусоидальные токи в дуге при этом заменяются эквивалентными по действующим значениям синусоидальными токами.

Широкого применения сварка трехфазной дугой не получила, так как оказалась неконкурентоспособной по сравнению с элект- рошлаковой сваркой. В ограниченных масштабах она применяется для механизированной сварки изделий больших толщин из стали и алюминия. Основные соотношения между электрическими величи­нами, характерными для цепей с трехфазной дугой, и описания источников питания, выпускавшихся промышленностью, приведе­ны в [12].