58. Электрическая дуговая сварка. Сущность. Виды дуговой сварки.

Источником тепла служит электрическая дуга, которая горит между электродом и заготовкой. В зависимости от материала и числа электродов, а также способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие виды сварки:

1. сварка неплавящимся (графитным или вольфрамовым) электродом дугой прямого действия, при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла либо с применением присадочного металла

2. сварка плавящимся (металлическим) электродом дугой прямого действия с одновременным расплавлением основного металла и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом

3. сварка косвенной дугой, горящей между двумя, как правило, неплавящимися электродами, при этом основной металл нагревается и расплавляется теплотой столба дуги

4. сварка трехфазной дугой, при которой дуга горит между электродами, а также между каждым электродом и основным металлом.

Питание дуги осуществляется постоянным или переменным током. При применении постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярностях. В первом случае электрод подключают к отрицательному полюсу (катод), во втором – к положительному (анод)

Кроме того, различные способы дуговой сварки классифицируют также по способу защиты дуги и расплавленного металла и степени механизации процесса.

59. Строение и свойства электрической дуги. Статическая вольт-амперная характеристика дуги.

Дуга – мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Характеризуется: высокой плотностью тока 1-100 А/мм², низким напряжением 8-50В, высокой температурой 5000-50000К. Процесс зажигания дуги включает в себя 3 этапа: короткое замыкание электрода на заготовку (для разогрева торца электрода и заготовки в зоне контакта с электродом), отвод электрода на расстояние 3-6 мм (начинается термоэлектронная эмиссия электродов, что приводит к ионизации в результате которой дуговой промежуток становится электропроводным), возникновение устойчивого дугового разряда.

Возможно зажигание дуги без короткого замыкания и отвода электрода, с помощью высокочастотного электрического разряда через дуговой промежуток, обеспечивающего его ионизацию. Для этого применяют осциллятор (при сварке плавящимся электродом).

Электрические свойства дуги описываются статической вольт-амперной характеристикой, представляющей собой зависимость между напряжением и током дуги в состоянии устойчивого горения. Характеристика состоит из 3 участков: 1-характеристика падающая, 2-жесткая, 3-возрастающая. Самое широкое применение нашла дуга с жесткой и возрастающей характеристиками. 1,2 – крупнокапельный перенос металла, 3 – мелкокапельный или струйный. Для дуги с жесткой характеристикой напряжение пропорционально ее длине. U=ά+βL Видно, что для сохранения напряжения дуги неизменным необходимо длину дуги поддерживать постоянной.

60. Внешняя характеристика источников питания сварочной дуги. Сварочный трансформатор с вынесенным дросселем.

Внешней характеристикой источника называется зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока в электрической цепи. Внешние характеристики могут быть следующих основных видов: падающая, полого-падающая, жесткая, возрастающая и идеализированная. Источник тока выбирают в зависимости от вольт-амперной характеристики дуги, соответствующей принятому способу сварки.

Для питания дуги с жесткой характеристикой применяют источники с падающей или пологопадающей внешней характеристикой (ручная дуговая сварка, автоматическая под флюсом, сварка в защитных газах неплавящимся электродом).

Для дуги с возрастающей характеристикой применяют источники с жесткой или возрастающей характеристикой (сварка в защитных газах плавящимся электродом и автоматическая под флюсом током повышенной плотности)

Сварочные трансформаторы как правило имеют падающую внешнюю характеристику. Широко применяют трансформаторы с вынесенным дросселем. В этих трансформаторах первичная и вторичная обмотки раздвинуты относительно друг друга, что обуславливает их повышенное индуктивное сопротивление вследствие появления магнитных потоков рассеяния.