При дуговой электросварке применяются следующие источники питания дуги: сварочные генераторы постоянного тока, сварочные выпрямители и сварочные трансформаторы. Все источники сварочного тока должны обеспечивать возможность короткого замыкания, надежность зажигания и горения дуги, регулирование силы тока. При сварке на постоянном токе дуга отличается устойчивостью, возможна сварка высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов, сталей малых толщин.
На рис.1 показана принципиальная электрическая схема распространенного сварочного преобразователя постоянного тока ПС-500. Такие преобразователи имеют две обмотки – намагничивающую (возбуждения) Фн и размагничивающую Фр, включенную в сварочную цепь. При сварке размагничивающая обмотка создает магнитный поток, обратный потоку, создаваемому намагничивающей обмоткой, и поэтому результирующий магнитный поток уменьшается. С уменьшением сопротивления сварочной электрической цепи (при уменьшении длины дуги) отношения напряжения к сопротивлению остается практически неизменным. Таким образом, сила тока при колебаниях длины дуги и коротких замыканиях (замыкание дуги, переход капли металла с электрода в шов) практически изменяются мало.
Сила сварочного тока регулируется реостатом R, включенным в цепь намагничивающей обмотки (обмотки возбуждения). Силу сварочного тока регулируют (грубо) секционированием размагничивающей обмотки.
Рис. 1. Электрическая cxeма Рис. 2. Схема сварочного трансформатора ТД-303
сварочного преобразователя ПС-500. (ТД-504): 1— стержень сердечника; 2 — первичная
обмотка; 3 — вторичная обмотка
Питание сварочной дуги постоянным током возможно от сварочных выпрямителей, которые собраны из полупроводников рис. 3 (селеновых или кремниевых диодов).
|
|
Сварочные трансформаторы ТД-303 и ТД-504, принципиальная схема которых изображена на рис. 2. (номинальные сварочные токи 300 и 500 А) имеют одинаковые устройство и отличаются размерами и мощностью. Они относятся к сварочным трансформаторам с увеличенным магнитным рассеиванием. Силу сварочного тока регулируют изменением расстояния h между первичной и вторичной обмоткой. При увеличении расстояния h магнитный поток рассеивается т.е. не полностью идет по стержню 1, ЭДС самоиндукции и индуктивное сопротивление увеличивается и соответственно уменьшается ток в сварочной цепи. С увеличением сварочного тока (например при замыкании) магнитный поток рассеивания возрастает и во вторичной обмотке трансформатора увеличиваются ЭДС самоиндукции и индуктивное сопротивление, что создает резкое падение напряжения (крутопадающую внешнюю характеристику источника питания).
Рис. 3. Принципиальная электрическая
схема сварочного выпрямителя ВСС-300-3
Для сварки конструкционных сталей применяют электроды, изготовленные из проволоки длиной от 225 до 450 мм и диаметром от 1,6 до 12 мм (ГОСТ 9466-75). Наиболее часто используют электроды длиной 350,400, 450 мм и диаметром 3,4 и 5 мм. Важным параметром электродуговой сварки является сила сварочного тока. При недостаточной силе сварочного тока шов получается тонким с непроварами, при избыточной силе сварочного тока возникают подрезы, прожоги, ухудшается структура металла. В данной работе сила рабочего тока Iсв для ручной электродуговой сварки стали в нижнем положении ориентировочно определится по формуле академика К.К. Хренова
Iсв = (20 + 6 dэ) dэ, где –dэ – диаметр металлического электрода мм.