Вольт-амперна характеристика зварювальної дуги

Електрична дуга як елемент ланцюга струму має яскраво вираженою нелінійністю , тобто між її струмом I і напругою U немає пропорційної зв'язку . Залежності U = f (I ) за інших незмінних умов для таких елементів найчастіше зображуються у вигляді кривих , званих вольт- амперними характеристиками. Якщо величини U виміряні в станах стійкої рівноваги розряду при різних струмах , то характеристики називаються статичними . Побудова вольт- амперних характеристик пов'язано з великими труднощами не тільки через складність вимірювання довжини дуги між плавкими електродами , але і підтримки незмінними інших умов.

Зазвичай з зміною струму змінюються швидкості струменів парів , стікали з активних плям електродів , розташування плям на поверхні останніх , розміри областей стовпа , затінених електродами від впливу струменів захисних газів , тиск газу в порожнині закритих дуг і т. д. Тому в чистому вигляді залежності Ud = f (Id ) Для зварювальних дуг побудувати практично не вдається. Поки доводиться задовольнятися вимірами Ud в умовах зміни всього комплексу параметрів , пов'язаних з струмом. Оскільки в різних зварювальних дугах з струмом пов'язані різні параметри , то можна говорити про вольт- амперних характеристиках дуг з неплавялись або плавкими , обмазаними або голими електродами , дуг під флюсом або в захисних газах , дуг в плазмотронах і т. д.

Найбільш простою залежністю Ud від Id повинні характеризуватися вільні дуги з плавляться . Як показують численні вимірювання , ці залежності є падаючими . Отримання достовірних характеристик дуг з плавкими електродами пов'язано , насамперед, з труднощами виміру довжин дуг.

Джерела енергії зварювального струму

Як джерела енергії зварювального струму можуть застосовуватися:

джерела постійного струму — зварювальні генератори або напівпровідникові випрямні установки;

джерела змінного струму — зварювальні трансформатори.

Джерела живлення зварювальної дуги повинні задовольняти таким вимогам:

напруга холостого ходу, тобто напруга на затискачах джерела живлення при розімкнутому зварювальному ланцюзі, повинне бути достатнім для запалювання дуги, але не перевищувати безпечну для зварювальника величину (60-65 В);

потужність джерела струму повинна бути достатньою для живлення дуги необхідним струмом;

джерела живлення дуги повинні мати пристрій для плавного регулювання струму в потрібні для зварювання межах;

мати невелику вагу, розміри, а також бути зручними в експлуатації.

Пристрій зварювального трансформатора

Зварювальний трансформатор перетворить перемінний струм однієї напруги в перемінний струм іншої напруги тієї ж частоти і служить для харчування зварювальної дуги. Трансформатор має сталевий сердечник (магнитопровод) і дві ізольовані обмотки Обметка, підключена до мережі, називається первинної, а обмотка, підключена до електродотримача і виріб, що зварюється, - вторинної. Для надійного запалювання дуги вторинна напруга зварювальних трансформаторів повинне бути не менш 60—65 В; напруга дуги при ручному зварюванні звичайно не перевищує 20—30 В.

Одним з найбільш розповсюджених джерел харчування перемінного струму є зварювальний трансформатор ТСК-500 (мал. 7) У нижній частині сердечника 1 знаходиться первинна обмотка 3, що складається з двох котушок, розташованих на двох стрижнях. Котушки первинної обмотки закріплені нерухомо. Вторинна обмотка 2, що також складається з двох котушок, розташована на значній відстані від первинної. Котушки як первинної, так і вторинної обмоток з'єднана паралельно Вторинна обмотка — рухлива і може переміщатися по сердечнику за допомогою гвинта 5, з яким вона зв'язана, і рукоятки 6, що знаходиться на кришці кожуха трансформатора.

Регулювання зварювального струму виробляється зміною відстані між первинною і вторинною обмотками. При обертанні рукоятки б по годинній стрілці вторинна обмотка наближається до первинного, магнітний потік розсіювання й індуктивний опір зменшуються, зварювальний струм зростає. При обертанні рукоятки проти вартовий стрілки вторинна обмотка віддаляється від первинної, магнітний потік розсіювання росте (індуктивний опір збільшується) і зварювальний струм зменшується Межі регулювання зварювального струму— 165—650 А. Послідовне з'єднання котушок первинної і вторинної обмоток дозволяє одержувати малі зварювальні струми з межами регулювання 40—165 А.

Зварювальні випрямлячі є найпоширенішими джерелами жив­лення постійного струму, що мають значні переваги перед електро­машинними перетворювачами. Вони мають більш високі зварювальні влас 252j99c тивості за рахунок підвищеної стабільності горіння дуги і змен­шення розбризкувань електродного металу, високий ККД і менші втра­ти неробочого ходу, які особливо важливо для джерел, що працюють зі зниженими характеристиками ТН % або ТУ %. Випрямлячі мають широкі межі регулювання струму і напруги, можливість автоматизації та програмування зварювального процесу, характеризуються мен­шими масо-габаритними показниками і відсутністю масивних частин, що обертаються, високими санітарно-гігієнічними влас 252j99c тивостями через низький рівень шуму та вібрації, малою швидкістю повітряних потоків у зоні вентиляційних ґрат.

До недоліків слід віднести чутливість до перевантажень за стру­мом та температурою нагріву.

Сьогодні випускаються випрямлячі однопостової та багатопостової системи.