ОСНОВЫ СВАРКИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ. ИХ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Конструкция источника питания сварочной дуги должна бы і ь пі­кова, чтобы обеспечивалось статически устойчивое горение дуги. Под

этим понимают способность дуги длительное время горсть бет обрыва

и перехода в другие формы горения. Это требование выполняется. та счет электрической устойчивости системы источник-дуга; она опре деляется общим динамическим сопротивлением дуги и источника:

, гил син

■ ді СІ ' (ЗЛ)

где kw - коэффициент статической устойчивости системы.

Условием устойчивости этой системы является > 0. Дуга горит устойчиво в точках пересечения внешней характеристики источника со статической ВАХ дуги (см. рис. 3.4, точки Б, В, Г). В этих точках при случайном укорочении дуги ток и скорость расплавления электрода возрастают, а при увеличении ее длины уменьшаются. В результате дуга как бы сама восстанавливает свою длину. Эго явление называют саморегулированием дуги, и математически ото условие записыва­ется уравнением (3.1).

Если плотности тока малы (ручная сварка), ВАХ должна быть кру­топадающей (см. рис. 3.4, I ), при средней плотности тока (автомати­ческая сварка под флюсом) крутизна ВАХ должна быть меньше (см. рис. 3.4, II), при высокой плотности тока, характерной для сварки пла­вящимся электродом малого диаметра в среде защитных газов, источ­ник практически может иметь ВАХ любого вида (см. рис. 3.4, III) (ре­комендуется иметь жесткую или возрастающую характеристику). Необходимым является выполнение условия статической устойчиво­сти системы источник питания-дуга (к > 0). Однако на практике этого недостаточно. Дуга должна обладать определенным запасом эластич­ности, устанавливаемой по ее разрывной длине (расстоянию между электродами, при котором дуга гаснет). Естественно, чем больше раз­рывная длина, тем выше ее эластичность.

Величина разрывной длины дуги во многом зависит от химичес­кого состава прутка электрода, электродною покрытия, флюса, газа, рода тока, значения /<р В случае применения переменного тока элас­тичность дуги, как правило, понижена, что обьясияется нозможнос - гью обрыва лти про переходе го к л черед ноль. Именно в лто время резко снижается температура и степень ионизации плазмы (см. рис. 3.5. а). Необходимы специальные меры по снижению д/ине. ть - иости иерерына горения, и одной из основных мер являеіся увели - ченнс индуктивного сопротивления цепи (гм. рис. 3.5, 6) .Эффек­тивным считается введение в состав покрытия пли флюса элементов с низким потенциалом ионизации, что обеспечивает высокую сте­пень ионизации во время охлаждения п зазмы и снижение напряже­ния повторного зажигания дуги. В ряде случаев для повышения ус­тойчивости дуги и облегчения ее зажигания на дугу с помощью осциллятора накладываю г высокое напряжение переменного і ока с повышенной частотой.

Важных) технологическим фактором плавления электрода явля­ется характер переноса металла в дуге. Он определяет не только воз­можность сварки в различных пространственных положениях, по и степень разбрызгивания металла. Существует четыре вида переноса металла в дуге: короткими замыканиями (кот да дуга периодически гаснет вследствие замыкания дугового промежутка образовавшейся на электроде каплей), кругшоканетьпый без короткого замыкания, мелкоканелышй и струпный. Последний вид переноса наступает обычно при сварке плавящимся электродом в аргоне (или смеси га­зов) при определенной пороговой плотности тока, когда плавление электрода идет в виде мелких капель, как бы сливающихся в стекаю­щую с торца электрода струю расплавленного металла в сварочную ванну. Этот перенос весьма стабилен н дает минимум разбрызгива­ния электродного металла.

Отсюда вытекают общие требования к источникам питания сва­рочной дуги.

1. Источник должен обеспечивать внешнюю характеристику, со­ответствующую статической ВАХ дуги; достаточно высокую скорость нарастания тока короткого замыкания и быстрого вос­становления режима; источник переменного тока должен иметь повышенную регулируемую индуктивность сварочной цепи.

2. Источник тока любого назначения должен иметь усіроііство для регулирования внешней характеристики, Если ВАХ жест­кая для изменения напряжения холостого хода: если ВАХ падающая для изменения тока короткого замыкания.

3. Источник для ЭНК5 должен иметь жесткую характеристику.

Что касается внешних характеристик источников, го они должны

вьтбирап. ся в зависимости от способа сварки.

1. При автоматической сварке пол флюсом:

- применение головок с зависимой автоматической регулиров­кой скорости подач» проволок» требует использования внеш­не» характеристик» в ее крутопадаюгцем виде (только в этом случае при колебаниях напряжения на дуге изменения силы тока будут небольшими, и автоматическая система с обратной связью обеспечит аффективное регулирование скорости пода­чи злектродной проволоки):

- применение головок с постоянной скоростью подачи требует работы с нологоиадающей внешней характеристикой: здесь наи­более эффективно используется явление саморегулирования дуги.

2. При ручной сварке в рабочей области ВАХ должна быть круто­падающей; при колебаниях длины дуги для сохранения стабиль­ного формирования шва изменения тока должны быть незна­чительными.

При удовлетворении указанных требований источники питания сварочной дуги могут быть классифицированы:

- по роду тока - на источники переменного и постоянного тока;

- по количеству постов, питающихся ог одного источника, - па одиопостовыс и многопостовые;

- по виду ВАХ - на источники с крутопадающеп, полнонадаю - lueii, жесткой и возрастающей характеристикой (или универ­сальные источники).