5.Устройство сварочного трансформатора

Сварочный трансформатор – это аппарат, преобразующий переменное напряжение сети в переменное напряжение для сварки (как правило, понижает переменное напряжение до значения менее 141 В). Устройство однопостового сварочного трансформатора с подвижными обмотками приведено на рисунке выше.

Рис. 9. Устройство сварочного трансформатора.

Трансформатор имеет стальной сердечник (магнитопровод) и две изолированные обмотки. Обмотка, подключенная к сети, называется первичной, а обмотка, подключенная к электрододержателю и свариваемому изделию, — вторичной. Для надежного зажигания дуги вторичное напряжение сварочных трансформаторов должно быть не менее 60-65 В; напряжение при ручной сварке обычно не превышает 20-30 В. В нижней части сердечника находится первичная обмотка, состоящая из двух катушек, расположенных на двух стержнях. Катушки первичной обмотки закреплены неподвижно. Вторичная обмотка, также состоящая из двух катушек, расположена на значительном расстоянии от первичной. Катушки, как первичной, так и вторичной обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка — подвижная и может перемещаться по сердечнику при помощи винта с резьбой, с которым она связана, и рукоятки, находящейся на крышке корпуса трансформатора. Регулирование сварочного тока производится изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. При вращении рукоятки по часовой стрелке вторичная обмотка приближается к первичной, магнитный поток рассеивания и индуктивное сопротивление уменьшаются, сварочный ток возрастает. При вращении рукоятки против часовой стрелки вторичная обмотка удаляется от первичной, магнитный поток рассеивания растет (индуктивное сопротивление увеличивается) и сварочный ток уменьшается. Пределы регулирования сварочного тока — 65-460 А. Последовательное соединение катушек первичной и вторичной обмоток позволяет получать малые сварочные токи с пределами регулирования 40-180 А.

Свойства источника питания определяются его внешней характеристикой, представляющей кривую зависимости между током (I) в цепи и напряжением (U) на зажимах источника питания. Источник питания может иметь внешнюю характеристику: возрастающую, жесткую, падающую. Источник питания для ручной дуговой сварки имеет падающую вольтамперную характеристику. Напряжение холостого хода источника питания — напряжение на выходных клеммах при разомкнутой сварочной цепи. Номинальный сварочный ток и напряжение — ток и напряжение, на которые рассчитан нормально работающий источник.

Внешняя характеристика. Свойства источника питания опреде­ляются его внешней характеристикой, представляющей кривую зависимости между током (I) в цепи и напряжением (U) на зажимах источника питания.

а) 6)

Рис. 10. Внешние характеристики источников питания (а) и их связь с вольт-амперной характеристикой сва­рочной дуги (б)

В зависимости от конструкции и электрической схемы источников питания их внешняя характеристика может быть (рис. 3, а): 1 — крутопадающая, 2 — пологопадающая, 3 — жесткая и 4 — возрастающая.

Внешняя характеристика источника питания должна соответствовать статической характеристике дуги. При ручной сварке на средних режимах дуга имеет жесткую характеристику, т. е. она зависит от сварочного тока и остается постоянным. Поэтому при ручной дуговой сварке наиболее приемлемыми являются источники питания с крутопадающей характеристикой типа 1, так как они обеспечивают устойчивое горение при различной длине дуги. Действительно, как видно из рис. 3, б, где штриховыми кривыми 4 и 3 нанесены статические характеристики двух дуг разной длины, следует, что точки А и В. расположенные на пересечении характеристик дуг 3 и 4 с характеристикой 1 источника питания, отвечают условиям устойчивого горения как короткой (точка В), так и длинной (точка А) дуг. При незначительном уменьшении сварочного тока в дуге (влево от точки А, см. рис. 3,6) ее напряжение будет меньше напряжения источника, определяемого кривой 1, что вызовет увеличение тока в дуге; наоборот, при увеличении тока дуги (вправо от точки А, см. рис. 3, б) напряжение источника окажется ниже напряжения дуги, что приведет к уменьшению тока дуги и восста­новлению ее устойчивого горения. Для источников питания с крутопадающей характеристикой изменение длины дуги сварщиком, т. е. переход с характеристики 3 на характеристику 4, почти не изменит силу тока дуги. Следовательно, при крутопадающей характеристике 1 источника питания сварочная дуга будет наименее чувствительна к изменению ее длины.