МИКРО ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА

АППАРАТЫ ДЛЯ СВАРКИ ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ

Для осуществления микроплазменной сварки алюминия и его сплавов была разработана специальная схема [51], позволяю­щая регулировать амплитуды импульсов прямой и обратной полярности. Она состоит из силового трансформатора 7р, двух тиристоров и дросселя (рис. 61, а). Положительный полупериод переменного напряжения через тиристор Т1 поступает на сопло, а отрицательный полупериод через управляемый диод Т2 посту­пает на электрод горелки. Ток дуги прямой и обратной поляр­ности ограничивается и регулируется дросселем Др, включен - ным в первичную цепь трансформатора.

Эквивалентная схема источника изображена на рис 61,6,

где гп и Rn—сопротивления дуги прямой и обратной поляр­ности, трансформированные в первичную цепь, ri = Wli№2 и я2 — W1IW3—коэффициенты трансформации.

Выходные напряжения выпрямителей (/_ на дуге прямой полярности и U+ на дуге обратной полярности (эффективные

значения за 1/2 периода Т переменного напряжения) имеют следующие значения:

где — эффективное напряжение питающей сети.

Выражая г и R через падения напряжения t/_, U+ и соот­ветствующие токи /_, /+ (эффективные значения за 1/2 Т) и производя элементарные преобразования, находим аналитическое выражение статистической вольт-амперной характеристики дли каждого однополупериодного выпрямителя:

(ІІІЛ6)

Запишем выражение для отношения токов /_//+:

U

Здесь и%л — напряжение холостого хода выпрямителя для питания дуги прямой полярности, UZx = —; Ut.% — напряжение

холостого хода для питания дуги обратной полярности, UtK =*

Если оба выпрямителя нагружены так, что —7- = , то

^х. х х. х

— или если И и+<^и£х.

'+■ Пг2 '+ 2

Выражая П и п<> через число витков Wl, W2, Ю, находим, что К 21 _ = №3/+ или W21^^W31+ при указанных выше ус­ловиях. Таким образом, по расчету авторов работы [51] транс­форматор источника питания работает без постоянной состав­ляющей.

По разработанной схеме сконструировано несколько моди­фикаций аппаратов, предназначенных для микроплазменной сварки на переменном токе. Наибольшее распространение по - лчил аппарат А-І281К, принципиальная электрическая схема которого показана на рис. 62.

Рис. 62.

Принципиальная электрическая схема аппарата А-1281К.

Источник питания подключается к однофазной сети напря­жения 220 Ь. В аппарате использован трансформатор с разви­тым магнитным рассеянием. На его магнитопроводе намотаны обмотки, питающие выпрямители Д12—Д15 для элементов авто­матики и Дв—Д9 — для дежурной дуги. Ток дежурной дуги в ап­парате А-1281К значительно больше, чем в аппаратах для сварки

на прямой полярности, и достигает 5 А. Это предусмотрено с целью увеличения потока ионов к поверхности изделия, что, как было показано выше, способствует облегчению возбужде­ния дуги обратной полярности.

В положительный полупериод напряжение со вторичной об­мотки трансформатора Тр1 через открытый в этот полупериод тиристор Д2 поступает на сопло горелки. При этом изделие имеет отрицательную полярность и дуга возбуждается между соплом и изделием. В отрицательный полупериод напряжение со вторичной обмотки трансформатора Тр1 соответственно че­рез открытый тиристор Д1 поступает на электрод горелки, и дуга возбуждается между электродом и изделием. В связи с тем что ток прямой полярности, протекающий через открытый тиристор Д/, отстает по фазе от напряжения, питающего дугу обратной полярности, момент открытия тиристора Д2 должен

быть сдвинут во времени по отношению к ьачалу полупериода питающего напряжения. Это осуществляется с помощью рези­стора R1, включенного в цепь управления тиристора Д2. Регу­лировка сварочного тока производится перемещением катушек силового трансформатора.

В источнике питания A-J281К применен осциллятор, аналогич­ный ранее описанному осциллятору аппарата А-1255К. При его включении тумблером ВЗ размыкается цепь катушек реле КМ1, КМ2, контакты которых защищают тиристоры Д1 и Д2 от высокого напряжения. После возбуждения дежурной дуги тумблер ВЗ выключают.

Аппарат А-1281К (рис. 63), предназначен для сварки метал­лов и сплавов толщиной 0,2—1,2 мм, имеющих на поверхности тугоплавкие окисные пленки (алюминий, магний, дюралюминий и т. п.).

Для автоматической сварки подобных металлов большей толщины (до 2—2,5 мм) на основе описанной выше схемы сконструирован источник питания А-1575 (рис. 64). Он работает совместно с трансформатором СТШ-500 и обеспечивает полу­чение синусоидальных импульсов тока дуги прямой полярности до 200 А и обратной — до 100 А.

Положительная полуволна напряжения поступает на сопло горелки со вторичной обмотки (клеммы Кл1, Кл2) трансформа­тора СТШ-500 через силовой тиристор Д8, а отрицательная полуволна—на электрод горелки через силовой тиристор Д18. В аппарате предусмотрено плавное выключение сварочного тока за счет постепенного заряда конденсаторов С2 и С9 током раз­ряда соответственно конденсаторов С1 и С8, как в схеме источ­ника питания МПИ-3. Потенциометром К18 осуществляется регулирование времени (скорости) затухания тока сварочной дуги. Ток дежурной дуги в аппарате увеличен до 10 А. Преду­смотрена также схема (Тр2, С7, Д13, R10) подачи на сопло импульса повышенного напряжения в начале каждого поло­жительного полупериода. Все это обеспечивает более надежное возбуждение дуги обратной полярности.