3 Електричне дугове зварювання

Зварюванням називають технологічний процес утворення

нероз'ємного з'єднання деталей машин, конструкцій і споруд з допомогою місцевого сплавлення їх або сумісного деформування, в результаті чого виникають міцні зв'язки між атомами (молекулами) тіл, які з'єднують.

Відповідно механізмові утворення зв'язків існуючі методи зварювання (їх більше 60) розділяють на три групи: зварювання плавленням (газове, електричне), зварювання пластичним деформуванням (холодне, ультразвукове), зварювання пластичним деформуванням з нагрівом (плавленням).

Електричне зварювання ‒ це процес з'єднання металічних деталей, при якому нагрівання їх до плавлення або пластичного стану настає за рахунок перетворення електричної енергії в тепло. Залежно від способу перетворення (перетворювача) установки електричного зварювання розділяють на дугові, контактні (опором), плазмові, електрошлакові, електронно-променеві, лазерні, високочастотні.

Найбільше поширені установки дугового зварювання і зварювання опором.

3.1 Установки дугового електрозварювання

3.1.1 Види дугового зварювання та основні елементи процесу

Процес дугового зварювання - запалювання (збудження) дуги і

70

Це зварювальні трансформатори, які підрозділяють на одно- і

трифазні, а за кількістю живлених зварювальних постів - на одно- і багатопостові.

За способом одержання падаючих зовнішніх характеристик і регулювання струму розрізняють джерела живлення двох типів: трансформатори з нормальним магнітним розсіюванням, виконані у вигляді двох окремих апаратів (трансформатор і дросель), і трансформатори з підвищеним магнітним розсіюванням (з рухомими котушками, з магнітними шунтами, з витковим ступеневим регулятором).

Трансформатори з окремим дросельним регулятором (рис. 3.2), опір якого може змінюватись у широких межах сердечник А з двома обмотками: первинною І і вторинною ІІ, яка створює напругу

неробочого стану 60‒65 В. Первинну обмотку вмикають у мережу

змінного струму напругою 220 або 380 В.

Рисунок 3.2 - Схема зварювального апарату з окремим

регулятором

Регулятор струму - дросель Б складений із магнітопроводу (ярма) і обмотки, розміщеної на нерухомій частині магнітопроводу (якорі). Між ярмом і якорем є повітряний проміжок d, змінюючи який за допомогою регулюючого гвинта, здійснюватимемо плавне регулювання зварювального струму.

В процесі збільшенні проміжку d між рухомою і нерухомою частинами сердечника електричний опір (індуктивний) дроселя зменшуєтьсяі, як наслідок, збільшується струм у зварювальному колі, ‒ зменшенні d електричний опір дроселя зростає, а струм зменшується.

Наявність дросельної шпульки в колі створює падаючу

73

Для стійкого горіння дуги зовнішні характеристики джерела

ж и в л е нн я ( р ис . 3 . 1 ) н е о б х і д но в и б и р а т и з а л е ж н о в і д характеристики дуги і умов її саморегулювання.

Наприклад, для ручного і автоматичного зварюваннях під шаром флюсу з автоматичним регулюванням напруги на дузі, коли вольт- амперна характеристика (ВАХ) дуги слабопадаюча або жорстка (рис. 3.1, а, крива 1), зовнішня ВАХ джерела живлення повинна бути крутоспадаючою (рис. 3.1,а, крива 2). Чим більша крутизна падіння ВАХ джерела живлення у робочій точці К, тим менше коливання струму за випадкових змін довжини дуги і умов її горіння.

Рисунок 3.1 - Падаючі (2 і 3) зовнішні характеристики

джерела живлення за жорсткої (1) статичної характеристиці

дуги (а); жорстка (2) і зростаюча (3) зовнішні характеристики

джерела живлення для зростаючої (1) статичної

характеристики дуги (б)

В процесі автоматичного зварювання під флюсом з саморегулюванням дуги, що має жорстку характеристику, ВАХ джерела живлення має бути похило падаючою (рис. 3.1, а, крива 3) для підвищення саморегулювання дуги. У процесі зварювання в середовищі захисних газів і умовах великої густини постійного струму в електроді ВАХ дуги зростаюча (рис. 3.1, б, крива 1). У цьому випадку зовнішня характеристика джерела живлення для ще більшої інтенсивності саморегулювання повинна бути жорсткою або зростаючою (рис. 3.1, б, криві 2, 3).

Джерела живлення повинні забезпечувати можливість настроювання різних режимів зварювання - встановлення заданих ­значень струму і напруги, що забезпечує цей струм.