Для питания сварочной дуги применяют источника переменного тока (сварочные трансформаторы) и источники постоянного тока - сварочные генераторы с приводом от электродвигателя (сварочные преобразователи), сварочные генераторы с приводом от двигателя внутреннего сгорания (сварочные агрегаты) и полупроводниковые сварочные выпрямители.
Сварочные трансформаторы, благодаря своим технико-экономическим показателям, имеют преимущества по сравнению с источниками постоянного тока. Они проще в эксплуатации, долговечнее, обладают более высокимк.п.д.
Источники постоянного тока предпочтительнее в технологическом отношении: при их применении повышается устойчивость горения дуги, улучшаются условия сварки в различных пространственных положениях и др.
К основным параметрам источников питания относятся: величина сварочного тока при номинальном режиме работы, пределы регулирования сварочного тока, напряжение на зажимах источника питания под нагрузкой (рабочее), напряжение холостого хода, внешние характеристики. Кроме того, при выборе источника питания следует учитывать коэффициент полезного действия, коэффициент мощности cosУ и внутреннее сопротивление источника питания.
Для обеспечения устойчивости горения дуги источники питания для дуговой сварки должны удовлетворять следующим требованиям:
· иметь напряжение холостого хода, т.е. напряжение на зажимах источника тока при разомкнутой сварочной цепи, достаточное 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, чтобы источник тока выдерживал продолжительные короткие замыкания сварочной цепи без перегрева и повреждения обмотки, при достаточной стабильности процесса;
· обладать хорошими динамическими свойствами, т.е. обеспечивать быстрое восстановление напряжения дуги после коротких замыканий;
· иметь устройство для плавного регулирования силы сварочного тока; обладать заданной внешней характеристикой.
Внешней характеристикой источника питания называется зависимость между напряжением на его выходных клеммах и током в сварочной цепи.
В сварочную систему при дуговой сварке входят источник питания, дуга и ванна расплавленного металла (изделия). Высокое качество сварного соединения обеспечивается в том случае, если вся система работает во время сварки устойчиво, стабильно во всех трех ее звеньях и, прежде всего, если обеспечивается устойчивое горение дуги. Устойчивость дуги переменного тока ниже, чем дуги постоянного тока. Это связано с тем, что при питании дуги с частотой 50Гц дуга 100 раз в секунду гаснет и вновь возбуждается. Для повышения стабильности горения дуги в покрытия электродов и флюсы вводят вещества (соединения калия, кальция, цезия и др.), способствующие хорошей проводимости дугового промежутка. Применяют также специальные устройства, называемые осцилляторами и генераторами импульсов, которые способствуют возбуждению дуги синхронно с частотой питающей сети.Сварочные трансформаторы - это трансформаторы, работающие вpежиме меняющихся напряжений и тока и рассчитаны на кратковременные короткие замыкания во вторичной цепи. Для сварки переменным током широко применяет однофазные трансформаторы, которые разделяют силовую и сварочную цепи, и понижают высокое напряжение 380 или 220В до величины не более 80В. Эти трансформаторы применяются для ручной дуговойсварки штучными электродами и в защитном газе, а также для сварки под флюсом. Внешние вольтамперные характеристики трансформаторов для ручной дуговой сварки подразделяются на крутопадающие и пологопадающие. Эти трансформаторы работают в режиме регулятора сварочного тока, который
| Изм. |
| к. |
| № докум |
| Подпись |
| Дата |
| Лист.. |
| Практическая робота №2 |
Сварочный трансформатор имеет сердечник-магнитопровод из трансформаторной стали, на сердечнике размещаются две обмотки - первичная и вторичная. Переменный ток из сети, проходя через первичную обмотку трансформатора, намагничивает сердечник, создавая в нем переменный магнитный поток, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуктирует в ней переменный ток.
Напряжение индуктированного тока зависит от числа витков вторичной обмотки: чем меньше витков, тем напряжение индуктируемого тока будет меньше и, наоборот, чем больше витков, тем напряжение выше. Регулирование величины сварочного тока и создание внешней характеристики обеспечивается изменением потока магнитного рассеяния или включением в сварочную цепь дополнительного индуктивного сопротивления.
Наиболее широко используются А строительстве для ручной дуговой сварки, покрытыми электродами, сварочные трансформаторы типов ТС и ТСК с увеличенным магнитным рассеиванием, рассчитанные на номинальный сварочный ток 250-500А. В этих трансформаторах регулирование силы тока достигается изменением расстояния между обмотками, для чего первичная обмотка выполнена подвижной. Вращением рукоятки регулятора (помещена на верхней крышке) по часовой стрелке сближают катушки, уменьшая магнитные потоки рассеивания, в результате чего сила тока увеличивается. При обратном вращении рукоятки сила тока уменьшается.
Сварочные генераторы - это генераторы постоянного тока, внешняя характеристика которых позволяет получать устойчивое горение дуги, что достигается изменение магнитного потока генератора в зависимости от сварочного тока. Сварочный генератор постоянного тока состоит из статора с магнитными полюсами и якоря с обмоткой и коллектором. При работе генератора якорь вращается в магнитном поле, создаваемом полюсами статора. Обмотка якоря пересекает магнитные линии полюсов генератора поэтому в витках обмотки возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный. Вращение якоря сварочного генератора обеспечивается в сварочных преобразователях электродвигателем, а в сварочных агрегатах 1 двигателями внутреннего сгорания. К коллектору прижаты угольные щетки, через которые постоянный ток подводится к зажимам. К этим зажимам присоединяют сварочные провода, идут к электрододержателю и изделию.
В строительстве имеют широкое применение передвижные одно-постовые сварочные преобразователи, состоящие из трехфазного асинхронного двигателя и генератора встроенных в общий корпус. Для перемещения корпуса генератора на нём устанавливают колёса. Преобразователей с генераторами, имеющими падающую внешнюю характеристику, относятся преобразователи типа ПСО и типа ПС, рассчитанные на сварочный ток 300 и 500А.
Сварочные выпрямители - это источники постоянного сварочного тока, состоящие из сварочного трансформатора с регулирующим устройством и блока полупроводниковых выпрямителей. Иногда в комплект сварочного выпрямителя входит еще дроссель, включаемый в цепь постоянного тока. Дроссель служит для получения падающей внешней характеристики. Действие сварочных выпрямителей основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении. Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники. Сварочные выпрямители выполняют в подавляющем большинстве случаев по трехфазной схеме, преимущества которой заключаются в большом числе пульсаций напряжения и более равномерной загрузке трехфазной сети.
Сварочные выпрямители обладают рядом преимуществ перед преобразователями с вращающимися частями. Они имеют лучшие энергетические, динамические и массовыепоказатели, более высокий к.п.д., просты в обслуживании, более надежные из-за отсутствия вращающихся частей, при их работе отсутствует шум. На строительных объектах широкое применение получили однопостовые выпрямители с падающей характеристикой типа ВД на токи 200 и 400А.