Основным узлом современных источников переменного сва­рочного тока является специальный, как правило, однофазный свароч­ный трансформатор той или иной конструкции. Трансформатор раз­деляет сварочную цепь и силовую сеть, понижает напряжение сети до необходимого для сварки значения, самостоятельно или в комплекте с дополнительными устройствами обеспечивает формирование требу­емых статических внешних характеристик и регулирование сварочного тока.

Конструкции сварочных трансформаторов весьма разнообразны. В зависимости от способа регулирования тока их можно подразделить на две группы устройств — с механическим и электрическим регули­рованием. В первую группу входят устройства, связанные с примене­нием подвижных обмоток и секций магнитопроводов, во вторую — устройства, связанные с подмагничиванием магнитопроводов постоян­ным током и тиристорным регулированием.

При ручной дуговой сварке используются в основном трансформа­торы с механическим регулированием. В комплекте с защитным щитком или маской и простейшим инструментом сварщика (электрододержа - тель, струбцина для заземления, щетка, молоток и др.) они составляют основное оборудование поста для ручной сварки. Диапазон номинальных

токов трансформаторов для ручной дуговой сварки 125—500 А. Транс­форматоры выпускаются по ГОСТ 95—77.

Для сварки под слоем флюса используются только трансформаторы с электрическим регулированием, позволяющим обеспечить стабили­зацию режима при колебаниях напряжения сети и простое дистанцион­ное регулирование.

При многодуговой сварке питание каждой сварочной дуги осу­ществляется от самостоятельного однофазного источника, что позволяет производить независимое регулирование режима каждой дуги. Для равномерной загрузки сети при трехдуговой сварке источники включают в разные фазы, а при двухдуговой — по двухфазной симметричной схеме.

Диапазон номинальных токов трансформаторов для сварки под флюсом 1000-2000 А. Трансформаторы выпускаются по ГОСТ 7012—77.

В состав оборудования для аргонодуговой сварки, помимо источ­ника питания с электрическим регулированием, входят устройство для первоначального возбуждения дуги и стабилизации ее горения в процессе сварки, устройство для ограничения или регулирования постоянной составляющей сварочного тока, аппаратура управления циклом сварки, программатор импульсных режимов.

Такие комплексные устройства, скомпонованные в общем кожухе, получили название установок для аргонодуговой сварки. В состав уста­новок для ручной сварки входит комплект сварочных горелок.

Установки для аргонодуговой сварки выпускаются по отраслевым техническим условиям на номинальные токи 315 и 500 А.

По виду статических внешних характеристик источники тока можно подразделить на источники с крутопадающими (ПВХ) и пологопада­ющими, или ’’жесткими" (ЖВХ), внешними характеристиками. Источ­ники, имеющие одновременно оба вида внешних характеристик, полу­чили название универсальных.

Статической внешней характеристикой источника называют зави­симость напряжения вторичной цепи от тока U2 =/(/*). Ток вторичной цепи является сварочным током. Вторичное напряжение при разомкну­той сварочной цепи называется напряжением холостого хода U2o, а при некотором значении сварочного тока — рабочим напряжением на за­жимах источника. Вид внешних характеристик источника обычно связан с особенностями сварочного процесса, для которого предназначен источник.

Требования к виду внешних характеристик определяют такие пока­затели сварочного процесса, как тип электрода (плавящийся, непла - вящийся), характер среды, в которой происходит сварка (открытая дуга, дуга под флюсом, в защитных газах), степень механизации про­цесса (ручная, полуавтоматическая, автоматическая сварка), способ регулирования режима горения дуги (саморегулирование, автомати­ческое регулирование напряжения дуги).

Так, для ручной дуговой сварки покрытыми штучными электро­дами, аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом, механизиро-

ванной сварки под флюсом на автоматах с регулированием скорости подачи электродной проволоки в зависимости от напряжения дуги используются ПВХ (рис. 1.6, а).

При ПВХ источник работает в режиме регулятора сварочного тока. При этом сварочный ток может регулироваться в заданном диапазоне от минимального /21 до максимального /22 значения плавно или сту­пенями. По технологическим (сварочным) и экономическим сообра­жениям часто используют плавно-ступенчатое регулирование, когда две (или более) ступени регулирования сочетаются с плавным регули­рованием внутри каждой ступени.

Регулирование сварочного тока при ПВХ производится при при­близительном постоянстве напряжения холостого хода С/20. Часто при плавно-ступенчатом регулировании переход на ступень малых токов сопровождается повышением напряжения холостого хода f/2'0.

Каждому значению сварочного тока соответствует определенное условное значение рабочего напряжения. Так, при ручной дуговой свар­ке штучными электродами согласно требованию ГОСТ 95—77 рабочее напряжение (в вольтах) и сварочный ток связаны соотношением

U2 = 20 + 0,04/2.

Каждому виду сварки соответствует определенная крутизна на­клона ПВХ. Так, например, наиболее крутые характеристики исполь­зуются для аргонодуговой сварки, более пологие — для ручной сварки штучными электродами, еще более пологие — для сварки под флюсом.

Регулирование длины дуги в процессе сварки при ПВХ осуществля­ется рукой сварщика или системой регулирования длины дуги сва­рочного автомата.

При автоматической сварке под флюсом при постоянной, не зави­сящей от напряжения дуги скорости подачи электродной проволоки используются ЖВХ (рис. 1.6,6).

Источник питания при ЖВХ работает как регулятор напряжения. Рабочее напряжение регулируется в заданных пределах от минимального

U2і до максимального С/22 значения, причем диапазон регулирования рабочего напряжения выбирается в строгом соответствии с заданным диапазоном сварочного тока от /21 до 1гг •

Регулирование напряжения при ЖВХ также может быть плавным, ступенчатым и смешанным. Значение сварочного тока определяется скоростью подачи электродной проволоки, а источник питания задает напряжение дуги и обеспечивает саморегулирование длины дуги.

В трансформаторах для сварки под флюсом согласно ГОСТ 7012—77 рабочее напряжение (в вольтах) и сварочный ток связаны соотношением:

U2 = 19 + 0,037 /2

— для трансформаторов на номинальный ток 1000 А и

иг = 13 + 0,0315/2

— для трансформаторов на номинальный ток 2000 А.

Нагрузка источника сварочного тока, как правило, является пере­менной. Весь процесс сварки обычно состоит из ряда повторяющихся ЦИКЛОВ длительностью Гц, в которых рабочий период fp чередуется с паузой ta, связанной со сменой электрода, подготовкой к наложению следующего шва и т. п.

Согласно стандартам на сварочные источники, различают три типо­вых режима работы:

1. Продолжительный — режим работы при неизменной нагрузке.

2. Перемежающийся — режим, при котором кратковременные рабочие периоды чередуются с периодами работы источника на холостом ходу. Режим характеризуется относительной продолжительностью на­грузки

fp

ПН = — или в процентах ПН = — -100.

(ц (ц

3. Повторно-кратковременный режим, при котором кратковремен­ные рабочие периоды чередуются с периодами отключения силовой цепи источника от сети. Режим характеризуется относительной продол­жительностью включения

t р

ПВ = — или в процентах ПВ = — -100.

'ц Н

Длительность цикла работы при перемежающемся и повторно­кратковременном режимах 5 мин для источников ручной дуговой сварки и 10 мин для источников механизированной сварки.

Номинальный ток источника /2ном всегда связан с режимом рабо­ты, на который рассчитан данный источник. Например, /гном = 315 А, ПВ = 60%.

Длительно допустимый по нагреву ток источника /2д1 связан с номи­нальным сварочным током и режимом работы следующим соотноше­нием:

^2дл — ^2ном n/пН ИЛИ ^2дл ^2ном */ПВ.

Источники сварочного тока согласно требованиям ГОСТ 15150—69 изготовляются в климатических исполнениях У, УХЛ, Т, для категорий размещения 2, 3 и 4.

Все отечественные источники сварочного тока предназначены для работы в атмосфере (II), характерной для машиностроительных про­мышленных предприятий.

Источники исполнения У и УХЛ предназначены для работы в микро­климатических районах СССР с умеренным (У) и умеренным и холод­ным (УХЛ) климатом и для поставки на экспорт в соответствующие страны. Источники исполнения Т предназначены для поставки на экспорт в страны с тропическим климатом.

Источники категории размещения 2 предназначены для эксплуатации под навесом, в палатках, в закрытых кузовах и прицепах, в металли­ческих помещениях без теплоизоляции; источники категории размеще­ния 3 — для эксплуатации в неотапливаемых или нерегулярно отапли­ваемых закрытых помещениях; источники категории размещения 4 — для эксплуатации в закрытых помещениях с искусственным регулиро­ванием температуры и влажности.

Для сварочного оборудования исполнений У2, УЗ, УХЛ2, УХЛЗ установлены предельные рабочие температуры от —40 до +40 °С, для исполнений У3.1, УХЛ3.1 - от -10 до +40°С, для исполнения УХЛ4 — от +1 до +35 °С, для исполнений Т2, ТЗ — от —10 до +45 °С, для испол­нения Т4 - от +1 до +45 0 С.

Температура транспортирования для всех исполнений от —50 до +50°С.

Степень защиты оболочек по ГОСТ 14254-80 для трансформаторов ручной дуговой сварки принята IP22, для трансформаторов для автома­тической сварки и установок аргонодуговой сварки — не ниже IP21.

Конструкции всех источников тока удовлетворяют требовани­ям безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.8-75 и ГОСТ 12.1.003-83.

Каждому источнику присваивается условное обозначение типа изде­лия, которое состоит из буквенной и цифровой части. Первая буква означает вид изделия (Т — трансформатор, У — установка), вторая — вид сварки (Д — дуговая), третья — способ сварки (Ф — под флюсом, Г — в защитных газах, отсутствие буквы означает ручную дуговую сварку); четвертая дает дальнейшее пояснение исполнения изделия (Ж или П — с жесткими или падающими внешними характеристиками, М или Э — с механическим или электрическим регулированием). Две или три цифры после черточки указывают значение номинального сва­рочного тока округленно в десятках ампер, последующая цифра — регистрационный номер изделия. Следующая цифра означает номер модификации (если таковая имеется), а последующие буква и цифра — климатическое исполнение и категорию размещения. Так, наименование изделия ТДМ-317-1У2 обозначает: трансформатор для ручной дуговой
сварки с механическим регулированием на ток 315 А, регистрационный номер 7, модификация 1 (с ограничителем напряжения холостого хода), исполнение У, категория размещения 2.

Пример записи обозначения изделия при его заказе:

Трансформатор сварочный ТДМ-317-1У2, 380 В, 50 Гц, ГОСТ 95—77.