Энергообеспечение дуговой сварки
Сварочная дуга в зависимости от схемы подключения электродов и свариваемой детали в цепь может быть трех видов—трех - 12 фазная дуга, дуга прямого действия и дуга косвенного действия. Охарактеризуем вкратце каждый виз.
Трехфазная дуга предполагает подключение в трехфазную сеть двух электродов и непосредственно свариваемой детали.
Дуга прямого действия, когда дуга горит между электродом и изделием.
Дуга косвенного действия, когда дуга горит между двумя электродами, а свариваемое изделие не включено в электрическую цепь.
По роду тока различают дуги, питаемые переменным и постоянным током. При применении постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярности. При прямой полярности электрод подключается к отрицательному полюсу и служит катодом, а изделие—к положительному полюсу и служит анодом. При обратной полярности электрод подключается к положительному полюсу и служит анодом, а изделие — к отрицательному и служит катодом.
Свои особенности имеет сварка электрической дугой переменного тока. Дуга здесь менее стабильна по сравнению с дугой постоянного тока. Чтобы повысить стабилизацию, в сварочную цепь последовательно с дугой подключается индуктивное сопротивление.
Последовательное включение: в сварочную цепь катушек со стальным сердечником (дросселем) позволяет вести сварочные работы металлическими электродами на переменном токе при напряжении сварочного трансформатора 60 В.
Но прежде всего надо уметь зажечь электрическую дугу. Как это происходит?
Обычно делают это двумя способами — касанием электродом сварочного металла впритык и отводом перпендикулярно вверх либо «чирканием» электродом как спичкой. Второй способ более предпочтителен, однако он неприемлем в узких и неудобных для сварки местах.
Упрощенно процесс зажигания дуги можно представить следующим образом. При соприкосновении электрода с изделием электрическая цепь замыкается и по ней проходит ток. Поскольку торец электрода имеет неровную поверхность, электрический контакт происхо
дит в нескольких точках. Места контакта обладают самым большим сопротивлением, они нагреваются сильнее. В точках контакта плотность тока достигает больших величин и под действием выделившейся теплоты металл расплавляется.
При отводе электрода от изделия расплавленный металл растягивается, сечение его уменьшается, а температура соответственно растет. Именно в этот момент происходит эмиссия — электроны излучаются под действием теплового возбуждения.
В момент разрыва мостика жидкого металла напряжение на дуге возрастает, что способствует развитию автоэлектрон ной эмиссии: электроны вырываются с поверхности катода под действием электростатических сил. При этом повышается плотность тока эмиссии, электроны накапливают кинетическую энергию для неупругих столкновений с атомами и переводят их в ионизированное состояние, увеличивая тем самым число электронов и, следовательно, проводимость дугового промежутка
В случае коротких замыканий дугового промежутка каплями электродного металла повторные зажигания дуги происходят самопроизвольно, если температура катода остается достаточно высокой.
