В промышленных условиях для питания дуги постоянным током используют сварочные выпрямители, сварочные преобра­зователи и сварочные агрегаты, которые могут быть одно - и мно - Г01ЮСТ0ВЫМИ. В настоящее время промышленностью выпускаются выпрямители и сварочные агрегаты. Сварочные выпрямители можно разделить па три группы:

• с ИВАХ для сварки плавящимся и неплавящимся электродом и сварки под флюсом;

• с ЖВАХ и ЩІВАХ для механизированной сварки в защитных газах плавящимся электродом;

• с универсальными ВАХ.

Сварочные выпрямители состоят из силового трансформатора, выпрямительного блока и регулирующего устройства. Для улуч­шения стабильности горения дуги в цепь постоянного тока вклю­чают дроссель. Силовые трансформаторы, устанавливаемые в вы­прямитель, могут иметь различные конструктивные исполнения.

Существуют две типовые схемы выпрямления: однофазная мос­товая схема двухі юлу периодного выпрямления и трехфазная мос­товая схема. Трехфазная мостовая схема, приведенная нарис. 3.5, обеспечивает меньшую пульсацию напряжения, лучшее исполь­зование трансформатора и более равномерную загрузку трехфаз­ной сети, поэтому в промышленности в основном используют грех - фазные выпрямители. Для выпрямления тока раньше применяли селеновые вентили с меньшим КПД, однако они обладали большой перегрузочной способностью. В современных выпрямителях ис­пользуют кремниевые вентили. Согласно ГОСТ 13821-77 вы­прямители для ручной дуговой сварки выпускают на номинальные токи 200, 315 и 400 А. Они имеют ПВАХ.

Большинство выпрямителей, выпускаемых ведущими произ­водителями, имеют дополнительные функции, позволяющие усо­вершенствовать процесс дуговой сварки. К ним можно отнести:

• функцию «форсированный старт», или «горячий старт», кото­рая заключается во временном увеличении сварочного тока в момент зажигания дуги. Ряд производителей сварочных вы-

г прямителей обеспечивают плавное регулирование тока и вре-

Рис. 3.5. Трехфалная мостовая схема сварочного выпрямителя: /, > обмотка трансфор­матора первичная п вторичная; J — полупроводниковые вентили; I — олектрод; 5 — свари ваемая дсталь

меии горячего старта в зависимости от рабочего тока и типа электрода;

• функцию форсированной дуги, заключающейся в регулиро­вании тока короткого замыкания при переносе электродного металла. Функция облегчает выполнение процесса сварки, ста­билизирует дуговой процесс, снижает разбрызгивание и веро­ятность залітання электрода. Корректировка осуществляется в зависимости от типа обмазки электрода и его диаметра;

• в ряде случаев обеспечивается функция ограничения тока ко­роткого замыкания. Если электрод прилипает к детали, то через некоторое время происходит значительное снижение тока ко­роткого замыкания, что позволяет легко удалить электрод. Все эти функции реализуются, как правило, в источниках пи­тания дуги с инверторным или тиристорным регулированием пара­метров процесса сварки.

Выпрямители с механическим регулированием сварочного тока. Ряд производителей сварочного оборудования стран СНГ выпуска­
ют сварочные выпрямители, у которых для получения ПВАХ и регулирования сварочного тока используются две системы регу­лирования: трансформаторы с подвижным магнитным шунтом и подвижными катушками. Эти источники питания просты и над­ежны в эксплуатации и имеют хорошие сварочно-технологические свойства. Диапазон сварочных токов — 130 (ПН 20 %), 200, 315 и 400 А (ПІІ 60 %). Наиболее востребован сварочный выпрями­тель — В Д-306, рассчитанный на номинальный ток 315 А.

Выпрямители с тиристорным регулированием сварочного тока. Выпрямители с тиристорным регулированием предназна­чены для работы на крупных предприятиях и строительстве. Они надежны, долговечны и остаются работоспособными при интен­сивных режимах эксплуатации. Выпрямители с ЖВАХ исполь­зуются для механизированной сварки в защитных газах проволо­ками сплошного сечения и порошковыми проволоками сталей, алюминия и других сплавов. Однако в настоящее время более востребованы универсальные выпрямители (ПВАХ и ЖВАХ) с тиристорным регулированием, которые существенно расширяют технологические возможности источников.

Такие источники обеспечивают механизированную сварку в защитных газах проволокой сплошного сечения и самозащитными проволоками, а также ручную дуговую сварку покрытыми элек­тродами и сварку иод флюсом.

Такие источники питания производит фирма «Lincoln Electric» (серия ДС на поминальный ток 400, 600, 1000 и 1500 А). В мо­делях с рабочим током 400 и 600 Л предусмотрена возможность изменения угла наклона ЖВАХ, что позволяет изменять динамику колебания тока в сварочной цепи. Это оптимизирует перенос ме­талла и улучшает формирование шва. Фирма ESAB выпускает модели на номинальный ток 400, 500 и 630 А, предназначенные для механизированной сварки в защитных газах, а также для сварки покрытым электродом. Фирма SAF выпускает модели, рассчитанные на номинальный ток 350, 400, 450 и 500 А и др.

Этот тип выпрямителей по требованию заказчика может ком­плектоваться системами дистанционного регулирования парамет­ров процесса сварки. Питание выпрямителей может осуществлять­ся от стационарных сетей и автономных генераторов энергии. Ряд выпрямителей обеспечивает изменение угла наклона ПВАХ для работы с электродами, имеющими основной и целлюлозный вид покрытия.

Инверторные сварочные выпрямители. В настоящее время инверторные выпрямители являются наиболее прогрессивным видом сварочного оборудования. Транзисторные инверторные источники питания имеют малые массогабаритньте показатели с широкими пределами регулирования тока. Они малочувствитель­ны к колебаниям напряжения питающей сети, что позволяет при­менять сетевой кабель большой длины. Большинство источников питания этого тина соединены в одном корпусе с конкретным подающим механизмом. Наиболее простой вариант такого источ­ника обеспечивает сварку плавящимся электродом в защитных газах низколегированных и коррозионностойтсих сталей, а также алюминия. Возможно использование такого полуавтомата для сварки самозащитой порошковой проволокой. Такие источники обеспечивают сварку металлов в широком диапазоне толщин с минимальным разбрызгиванием и хорошим формированием швов. При импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом инвертор позволяет получить импульсы различной формы и частоты. Наличие функции двойного импульса позволяет выполнять сварку алюминия плавящимся электродом, формируя шов во всех прост­ранственных положениях практически такого же качества, как и при сварке иеплавящимся электродом. Инверторы оснащены также цифровыми дисплеями. Контроль параметров процесса сварки осу­ществляется с дисплея на источнике питания или с выносного пульта. В таких инверторах возможна реализация функции, позволяющей регулировать одной кнопкой скорость подачи проволоки и сварочное напряжение. В зависимости от производителя в источник питания заложено определенное количество программ, которые могут кор­ректироваться по требованию заказчика.

Разработчиками и производителями инверторных источников питания для сварки плавящимся электродом являются ведущие мировые производители сварочной техники: ESAB, выпускающий модель, рассчитанную на номинальный ток 320-500 A, «Froni - Us» — модель с рабочим током 210-450 А, «КЕМРРІ» — модели, рассчитанные па поминальный ток 300, 420 и 520 А и др.

В России аналогичные по назначению инверторные источники питания душ для сварки плавящимся электродом выпускают такие фирмы, как «ФЭБ» (инверторы «Магма-315» и «Магма-500»), а также ООО «ПТК» («Инвертор-400»). Эти источники питания многофункциональны и обеспечивают сварку покрытым электро­дом, механизированную сварку плавящимся электродом, а также сварку неилавящимся электродом.

Многопостовые сварочные выпрямители. Многопостовые сва­рочные выпрямители тина ВДМ предназначены для одновремен­ного питания постоянным током нескольких постов ручной дуго­вой сварки и механизированной сварки в углекислом газе. Вы­прямители имеют ЖВАХ. Для изменения ее на падающую и для регулирования тока на постах ручной дуговой сварки уста­навливают балластные реостаты типа РБ-302.

Источники питания дуги для сварки в защитных газах. Как отмечалось выше, для сварки проволокой с газовой защитой зоны горения применяются источники питания постоянного тока с ЖВАХ и ТТПВАХ. Они должны иметь определенные динамичес­кие свойства (определенную скорость нарастания тока короткого замыкания /к. з.> от которой зависит формирование швов). Это особенно важно при сварке на малых режимах в углекислом газе. При сварке в смесях аргона и активных газах характеристики источника питания оказывают значительно меньшее влияние на процесс формирования шва.

Для сварки в защитных газах выпускается целое семейство сварочных выпрямителей. На некоторых из них регулировка на­пряжения производится схемно-ступенчатым переключением отводов первичной обмотки трансформатора. Эта схема реализу­ется в выпрямителях, используемых /тля комплектации оборудо­вания, применяемого в ремонтных мастерских и малых предприя­тиях, а также в мощных и высоконадежных источниках питания для промышленности. Необходимые изменения параметров реализуются переключением (изменением) индуктивности дроссельных устройств, включенных в сварочную цепь источника. К таким источникам можно отнести НДГ-1610 (ОАО «Завод Электрик»), ИДГ-160, ІІДГ-270 (ООО «Корунд»), ВС-300, ВС-600, КИГ-601 и др.

Аналогичные источники питания того же назначения выпуска­ют зарубежные фирмы такие, как ESAB (модели с рабочим током от 50 до 500 А), «КЕМРР1» (модели с рабочим током от 85 до 400 А), «Оегіікоп» (модели с рабочим током до 350 A), «Fronius» (модели с рабочим током от 70 до 360 А) и др.

В странах СНГ выпускается значительное количество универ­сальных тиристорных выпрямителей на поминальный ток от 315 до 1250 А, обеспечивающих высокие сварочно-технологические свойства при всех способах сварки. Эти выпрямители построены на схемных решениях, реализованных в выпрямителях ВДУ-ЗОб, ВДУ-506, ВДУ-1201 с ЖВАХ и Г1ВЛХ. К ним можно отнести ВДУ-506 (ЭСВА, Калининград), ВДУ-506С, ВДУ-601С, ВДУ - 1250 (ОАО «СЭЛМА»), КИУ-301, КИУ-501, КИУ-1201 (КЗЭСО, Каховка), ВДУ-3020, ВДУ-505-2 и др. (ОАО «Завод «Электрик»), Новые разработки фирмы ОАО «СЭЛМА» вы­прямители ВД-306ДК и ВД-506ДК имеют регулируемый наклон ВАХ, что существенно расширяет их технологические возмож­ности.

Основные выпрямители для механизированных процессов сварки, реализуемые на рынке Украины, приведены в табл. 3.3.