СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

ИСТОЧНИКИ ТОКА ДЛЯ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ

Для питания сварочной дуги применяются специальные источ­ники тока, отвечающие определённым техническим требованиям. Для оценки источников тока важное значение имеет так называе­мая внешняя характеристика, выражающая зависимость напряже­ния на зажимах источника тока от нагрузки, т. е. от силы тока, отдаваемой источником U = f (/). Эта зависимость обычно выра­жается графически. Источники тока для обычных целей, например питания освеще­ния, электродвигателей и т. д. имеют внеш­нюю характеристику, более или менее при­ближающуюся к прямой, параллельной оси абсцисс по которой откладываются токи (фиг. 10, а).

Такая форма внешней характеристики выбирается потому, что обычные потреби­тели тока ■—• лампы накаливания, электро­двигатели, требуют для нормальной работы постоянства напряжения питающей сети, не­зависимо от изменений нагрузки. Другие требования к источнику тока предъявля­ются при горении сварочной дуги. При по­стоянном напряжении питающего источника тока загоревшаяся дуга будет непрерывно разрастаться, сила тока в ней будет неогра­ниченно увеличиваться, пока не произойдёт выключение его предохранительными устрой­ствами или разрушение проводников цепи.

Устойчивое горение дуги возможно лишь при падающей форме внешней характери­стики источника тока. При такой внешней характеристике напряжение на зажимах будет снижаться с увели­чением нагрузки и возрастать с её уменьшением (фиг. 10,6). Нали­чие падающей внешней характеристики делает возможным устой­чивое горение дуги при определённой постоянной силе тока.

На фиг. 11 нанесены внешняя характеристика источника тока! и статическая характеристика дуги 2, пересекающиеся в точке А, очевидно эта точка и изобразит режим устойчивого горения дуги при токе I и напряжении U.

Действительно, точка, изображающая режим устойчивого горе­ния дуги (фиг. 11), должна лежать на характеристике источника тока 1 и характеристике дуги 2. Удовлетворить обоим условиям
одновременно может лишь точка пересечения характеристик, т. е. точка А. Характеристика дуги 2 относится к определённой длине дуги L = const. Если длина дуги будет меняться, например, вслед­ствие обгорання электрода, то будет меняться и режим дуги, как показано на фиг. 12, где длинам дуги L, L и L2 отвечают режимы дуги U, /; U, 11 и U2, h, соответственно характеризуемые на диа­грамме точками А, А і и А2. Режим дуги постоянной длины L = const можно менять, изменяя внешнюю характеристику источ­ника тока (фиг. 13), к чему и сводится регулирование источников сварочного тока.

Процесс дуговой электросварки тре­бует возможно большего постоянства уста­новленного сварочного тока. Отклонения от нормы при колебаниях длины дуги и при коротком замыкании должны быть минимальными. Ток короткого замыкания, во всяком случае, не должен превышать рабочего тока более чем в 1,5 раза, т. е.

1КЗ<А,51Р, Из диаграммы фиг. 12 видно, что колебания тока при изменениях длины дуги будут тем меньше, чем круче внешняя ха­рактеристика источника тока. Таким образом, для питания свароч­ной дуги более всего подходит источник тока с круто падающей внешней характеристикой, что можно признать основным и главным

и

TOC o "1-5" h z и,----------- 1------ д,

С|----------- г---- Ни;

___________ ! п

О /, / /2

Фиг. 12. Изменение ре­жима дуги с измене­нием её длины.

требованием к источнику сварочного тока. Источник тока должен обеспечивать достаточную устойчивость дуги, что зависит от его динамических свойств, для которых пока ещё не установлено вполне определённых технических требований.

Для обычных сварочных установок из соображений безопасности максимальное напряжение источника не должно превосходить 90 в для переменного и 100 в для постоянного тока. Источник свароч­ного тока должен иметь удобную и достаточную регулировку —

плавную или ступенчатую с достаточным числом ступеней. Кроме
того, источник тока должен отвечать общим требованиям для элек­трических машин и аппаратов.

Сварочная дуга может питаться как постоянным, так и пере­менным током. Дуговая электросварка возникла в конце прошлого столетия, когда техника получения переменного тока находилась ещё в младенческом состоянии и практически для питания дуги были доступны лишь машины постоянного тока. По инерции долгое время считалось, что качественная сварка может быть выполнена лишь дугой постоянного тока и что переменный ток для целей сварки является лишь неполноценным заменителем — суррогатом постоянного тока. Эта ошибочная точка зрения впервые была опро­вергнута в Советском Союзе. Многочисленные советские заводы, ла­боратории и отдельные исследователи уже в 1930 г. неопровержимо доказали, что для большинства практически важных случаев пере­менный ток рациональнее постоянного тока для питания сварочной дуги. В западно-европейских странах и США недооценка важности использования переменного тока для дуговой сварки продержалась до начала второй мировой войны, и лишь в настоящее время в этих странах переменный ток получил широкое применение для свароч­ных целей, на 15 лет позже, чем в Советском Союзе.