Источники питания сварочной дуги

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ

Требования к источникам питания

В процессе сварки на дугу действуют факторы, нарушающие ее устойчивое горение: изменение ее длины, перенос капель жидкого металла в сварочную ванну, изменение сварочного тока при колебаниях напряжения сети, изменение скорости сварки, магнитное дутье (отклонение дуги под действием электромагнитных полей и ферромагнитных масс) и др.

Чтобы обеспечить устойчивое горение дуги, источники питания для дуговой сварки должны удовлетворять следующим требованиям:

иметь напряжение холостого хода, т.е. напряжение на зажимах при разомкнутой сварочной цепи должно быть достаточным для легкого возбуждения дуги и устойчивого ее горения, но не превышать норм безопасности труда, т.е. не более 80-90 В;

обладать достаточной мощностью для выполнения сварочных работ;

обеспечивать ток короткого замыкания, не превышающий установленных значений, т.е. выдерживать продолжительные короткие замыкания сварочной цепи без перегрева и повреждения обмотки;

обладать хорошими динамическими свойствами, т.е. обеспечивать быстрое восстановление напряжения дуги после коротких замыканий;

иметь устройства для плавного регулирования сварочного тока;

обладать заданной внешней характеристикой;

обеспечивать возможность настройки различных режимов сварки.

Основные технические показатели источников питания сварочной дуги - внешняя характеристика, напряжение холостого хода, относительная продолжительность работы ПР и относительная продолжительность включения ПВ в прерывистом режиме.

Внешней характеристикой источника питания называется зависимость между напряжением на его выходных клеммах и током в сварочной цепи. Внешние характеристики (рис.1) могут быть следующих видов: крутопадающая 1, полого падающая 2, жесткая 3, возрастающая 4. Источник питания с соответствующей внешней характеристикой выбирают в зависимости от вольт-амперной характеристики дуги.

Рис.1. Основные типы внешних характеристик  источников  питания для дуговой сварки

При ручной дуговой сварке на токах 200-500 А статическая характеристика дуги жесткая. Для обеспечения высокого качества сварных изделий в данном случае необходимо соблюдать следующие условия: изменения сварочного тока должны быть минимальными, напряжение холостого хода источника питания должно быть больше напряжения дуги, а сила тока короткого замыкания не должна превышать удвоенного значения сварочного тока. Этим условиям отвечает крутопадающая характеристика источника питания.

При автоматической сварке под флюсом статическая характеристика дуги также жесткая, но для обеспечения саморегулирования сварочного процесса статическая характеристика источника питания должна быть пологопадающей или жесткой.

При сварке на постоянном токе большой плотности в среде защитного газа статическая характеристика дуги возрастающая. Для обеспечения саморегулирования сварочного процесса необходимо, чтобы источник питания имел жесткую или возрастающую статическую характеристику.

Величина ПР определяется как отношение продолжительности рабочего периода источника питания к длительности полного цикла работы и выражается в процентах:

,

где:

t - время непрерывной работы под нагрузкой (сварка), ч;

t - длительность полного цикла (сварка + пауза), ч.

Оптимальная величина ПР принята равной 60 %. Различие между ПР и ПВ состоит в том, что в первом случае источники питания во время паузы не отключаются от сети и при разомкнутой сварочной цепи работают на холостом ходу, а во втором - полностью отключаются от сети, что имеет место при механизированной сварке.

Каждый источник питания рассчитывают на определенную нагрузку, при которой он работает, не перегреваясь выше допустимых норм. Ток и напряжение источника, при которых он работает в данном режиме не перегреваясь, называются номинальными.