МИКРО ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ НА АНОДЕ ДУГИ

При микроплазменной сварке было замечено, что увеличение длины дуги в интервале от 1 до 6 мм при постоянном значении тока приводит к росту скорости плавления металла, вплоть до образования прожогов. В связи с этим исследовалась [26] за­висимость тепловой мощности на изделии от длины дуги. Были проведены калориметрические измерения тепловой мощности на аноде (изделии). Измерительная установка состояла из во­доохлаждаемого анода, расходомера типа РС-5 е эбонитовьш поплавком и ртутных термометров TJI-4. Тепловая мощность (Вт) вычислялась по уравнению

Ра = cS (Т2- Ті) = (ІІ. З)

где с—теплоемкость; S — расход воды; Т и Т2 — температура входящей и выходящей воды соответственно.

При этом измерялась также температура воздуха. Расход воды в зависимости от величины измеряемой мощности уста­навливался с таким расчетом, чтобы температура воды на вылоде не превышала комнатной. При этом исключались по­тери энергии в окружающее пространство. Тепловая мощность на изделии изменялась приблизительно от 40 до 200 Вт в зави­симости от тока и длины дуги.

Расход воды регистрировался с точностью до 0,5 деления расходомера, что составляло 0,07 г/с. Точность измерения тем­пературы была равна 0,1 град. Относительная ошибка при из­мерении малых мощностей (Ра=40 Вт, S—2 г/с, ДТ=4 град) составляла 6%, а при измерении больших мощностей (Ра = = 200 Вт, S 12 г/с, АТ = 4 град) — менее 3%. Таким образом, относительная ошибка измерения тепловой мощности составила

3-6%.

Результаты измерения мощности в зависимости от тока при различной длине дуги и использовании в качестве защитного газа смеси 93% Аг + 7% Ня представлены на рис. 24. Как видно, тепловая мощность на аноде пропорциональна свароч­ному току и коэффициент пропорциональности тем больше, чем длиннее дуга (/д = 1-г-6 мм). Аналогичные зависимости были получены при использовании защитных газов — гелия и смеси (93% Не + 7% Н2).

Ручная микроплазменная сварка неизбежно связана с коле­баниями длины дуги. Если дуга питается от источника с круто­падающей характеристикой, когда колебания длины дуги про­исходят при неизменном токе, то эти колебания вызовут изме­нения тепловой мощности на аноде (изделии). Так, например, если /д = 6 А и длина дуги 2 мм, то ее колебание ±1 мм при­водит к изменениям мощности на изделии ±17 Вт, что состав­ляет 20% мощности Ра=82 Вт. Такие колебания мощности за­трудняют качественную сварку тонких металлов.

Проведенные опыты показа пи, что источник питания с вер­тикальной характеристикой с технологической точки зрения мало приемлем Для ручной микроплазменной сварки, гак как колебания длины дуги приводят к неравномерности плавления металла, затрудняют процесс ручной сварки и ухудшают каче­ство швов.

Средняя тепловая мощность на аноде, выделяемая импульс­ной дугой низкого давления, изменялась от 100 до 1000 Вт в зависимости от скважности, амплитуды и длительности им­пульса тока. Потребляемая дугой мощность измерялась тепло­выми приборами Т-16 и Т-18 класса 0,5 с относительной ошиб­кой, равной 1%-

Результаты измерений тепловой мощности в зависимости от тока дуги для различных расходов газа представлены на рис. 25,

Рис. 24.

Зависимость тепловой мощности на аноде от тока при различных значениях длины дуги.

Рис. 25.

Зависимость импульсной (Рт) и средней (Рср)

тепловой мощности на аноде дуги низкого давления от амплитуды (/т) тока для

различных расходов га^а:

I — <?р — 3 см*/с: 2 — Qp = 2,4 см*/г;

3 — Qp = 2,1 ^ см*/с; 4 — Qp = 2,0 смя/с; й — 1,8 см*/с.

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ НА АНОДЕ ДУГИ

из которого видно, что с увеличением тока дуги и уменьшением расхода газа тепловая мощность растет. Уменьшение тока нака­ла катода снижает тепловую мощность на аноде. В этом слу­чае происходит перераспределение падения напряжения на разряде в сторону увеличения катодного падения.

Зависимость тепловой мощности Ра и КПД от длительности импульса и паузы, а также натекания плазмообразующего газа изображены на рис. 26. При малых длительностях импульса или при больших паузах нагрев катода током разряда умень­шается (рис. 26, а) и для обеспечения эмиссионной способности катода требуется ьысокое падение напряжения. При увеличе­нии длительности импульса тока тепловые процессы на катоде стабилизируются, влияние импульсного режима становится менее заметным. Крутизна всех кривых при больших тй и малых тл значительно уменьшается. Таким образом, приведенные резуль­таты свидетельствуют, что отмеченное ранее увеличение напря­жения на дуге в импульсном режиме связано также с повыше­нием катодного падения потенциала.

Большой интерес представляет зависимость тепловой мощ­ности и КПД от натекания плазмообразующего газа (рис. 26, б). Видно, что с уменьшением натекания газа резко увеличивается тепловая мощность на аноде, а тепловой КПД проходит через максимум, т. е. при малых расходах газа мощность, потребляе­мая дугой, растет быстрее, чем мощность, передаваемая дугой аноду. Такой характер зависимостей Ра и rj от натекания газа

Рис. 26.

Зависимость тепловой мощности на аноде дуги низкого лавления и КПД от длительности импульса и пяг'^ы (я) ft натекания

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ НА АНОДЕ ДУГИ

плазмообразуюше о газа (б) (*сп= 4,5- с);

/ — Yj = f <ТП). = <дляти^2 10—2 с);

3 — 7] = /(тн). 4 — Ра=з/(ти) (для - п=7 10—2 С);

т, = f <<2Р) 6 — ря = f(Qp) <ДЛЯ *д ■= 5 мм);

7 — Ч — / (QpJ - 8 — f (Qp) (для /д = 15 ММ).

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ НА АНОДЕ ДУГИ

Глава вторая. Способы микроялсьменной сварки

50

свидетельствует о том, что уменьшение натекания газа до зна­чений, соответствующих максимуму кривой r]=f{Qp), приводит к увеличению энергии приходящих на анод электронов. Даль­нейшее уменьшение расхода газа ведет к увеличению катодного падения потенциала.

Из сопоставления кривых % = f(Qp) (см. рис. 26, б) и al — = / (Qv) (см. рис. 9) следует, что абсциссы их максимумов при­мерно совпадают. Этот факт подтверждает, что коэффициент контрагирования зависит от напряженности электрического поля в столбе.

Итак, результаты экспериментальных измерений показыва­ют, что тепловая мощность, выделяемая на изделии, и тепловой КПД являются функциями амплитуды тока дуги, длительности импульса и паузы, натекания плазмообразующего газа и тока накала. Наиболее сильное влияние оказывают амплитуда тока и натекание газа.

Вольт-амперные характеристики, а также обработка данных калориметрических измерений позволили определить внешнюю характеристику источника питания, которая обеспечивает по­стоянство тепловой мощности на изделии независимо от коле­баний длины дуги при нормальном давлении и колебаний рас­хода іаза в дуге низкого давления.

МИКРО ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА

Маска для сварки как выбрать?

Сварочные работы представляют собой определенную опасность, поскольку в процессе сварки велика вероятность отравления вредными газами. А так же различных повреждений глаз, связанных с инфракрасным, ультрафиолетовым и тепловыми излучениями. Для того, …

Станки Sato Satronik FB 3000 и Hezinger PlasmaCut Modell HPOV1530: бойцы промышленного фронта

Плазменная резка для промышленности сейчас такое же привычное явление, как сотовый телефон в руках обычного человека. В нашем обзоре мы расскажем о двух разных моделях плазменных станков: Sato Satronik FB 3000 и Hezinger PlasmaCut Modell HPOV1530

Преимущества и недостатки инверторной сварки

Современные сварщики уже практически отказались от использования громоздких и неудобных сварочных трансформаторов в пользу более современных и технологичных сварочных инверторов. Давайте попытаемся разораться почему данные аппараты стали так популярны

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua

За услуги или товары возможен прием платежей Онпай: Платежи ОнПай