3.1. Основные функции источников питания.

В технологическом процессе дуговой сварки источник, воздействуя на дугу, выполняет следующие основные функции:

– обеспечивает зажигание;

– поддерживает устойчивое горение дуги;

– используется для настройки (регулирования) режима.

Кроме того, источник, опосредованно через дугу воздействуя на технологический процесс, способствует:

– благоприятному характеру переноса электродного металла;

– качественному формированию шва.

Надежность зажигания дуги является важным свойством источни­ка, поскольку влияет на качество начального участка шва, а при сварке короткими швами — и на производительность.

Устойчивость процесса сварки и стабильность режима оказывают непосредственное влияние на качество шва. Устойчивость оценивается в несколько этапов. Прежде всего, имеет значение принципиальная устой­чивость энергетической системы «источник-дуга», т. е, способность ис­точника поддерживать непрерывное горение дуги при малых возмущаю­щих воздействиях. Если обеспечена устойчивость «в малом», оценивают устойчивость «в большом», т. е. при значительных колебаниях длины ду­ги и напряжения сети. При сварке плавящимся электродом рассматрива­ют устойчивость процесса при коротких замыканиях каплями электрод­ного металла. При испытаниях сварочных трансформаторов оценивают устойчивость дуги переменного тока» И только если обеспечена устойчи­вость системы, переходят к анализу стабильности режима, т, е. к оценке отклонения параметров режима от заданных значений.

Эффективность регулирования (настройки) параметров режима характеризует источник потому, что его регулятором настраиваются обычно сила тока или напряжение дуги, оказывающие влияние на про­изводительность и качество сварки.

Характер переноса электродного металла в той степени, в которой зависит от источника, определяется параметрами режима, но особенно связан с величиной и скоростью изменения тока при технологических коротких замыканиях каплями электродного металла с поверхностью сварочной ванны. Желателен струйный или мелкокапельный перенос без чрезмерного разбрызгивания электродного металла.

Качество формирования шва от источника зависит косвенно и осо­бенно связано с устойчивостью и стабильностью процесса сварки. Если процесс неустойчив, то в результате частых обрывов дуги получается не­ровный шов. В случае устойчивого, но нестабильного (по величине тока и напряжения) процесса также наблюдается непостоянство размеров шва, хотя и в меньшей степени, чем при неустойчивом процессе.

В табл. 3.1 систематизированы сварочные свойства с некоторыми из критериев их оценки. Критерии могут быть непосредственными и косвен­ными. Если оценка производится по качественным и количественным ха­рактеристикам дуги или шва, то критерий называется непосредственным или технологическим. Так, например, характер переноса электродного металла оценивают по величине коэффициента потерь на разбрызгива­ние. Но иногда источник оценивают по его собственным электрическим параметрам, существенно влияющим на качество сварки. В этом случае говорят о косвенных критериях. К ним относится, например, скорость нарастания тока короткого замыкания у источника переменного тока, от которой зависит скорость нарастания сварочного тока при повторном зажигании дуги.

Таблица 3.1 – Сварочные свойства источников питания

Функция источника	Сварочное свойство	Непосредственный критерий	Косвенный критерий
Зажигание дуги	Надежность начального зажигания	Доля успешных попыток; количество попыток до первой успешной; предельная начальная длина дуги lдн, мм	Напряжение холостого хода UХ, В; Ток Iгп, А и время tгп, с горячего пуска
Поддер­- жание горения дуги	Принципиальная устойчивость системы «источник-дуга»	Частота обрывов дуги, раз/электрод	Коэффициент устойчивости ky > 0
	Устойчивость при значительном удлинении дуги	Разрывная длина дуги lдр, мм	Напряжение холостого хода UХ, В
	Устойчивость при частых коротких замыканиях	Частота fкк и длительность tкк коротких замыканий каплей; скорость нарастания тока короткого замыкания каплей diK/dt, кА/с	Напряжение холостого хода Ux, В; индуктивность дросселя L, мГн
	Стабильность параметров режима	Относительные отклонения тока и напряжения, %; коэффициенты вариации тока kvI % и напряжения kvU %	Наклон внешней характеристики источника rи, В/А; коэффициент пульсации выпрямленного тока bI и напряжения bU
Регулирование режима	Эффективность регулирования тока и напряжения	Диапазон настройки тока Idmin – Idmax и напряжения Udmin –Udmax кратность регулирования тока kI и напряжения kU	Количество ступеней; интервал изменения напряжения холостого хода Ux, В и сопротивления источника Zи, Ом
Воздействие на перенос	Характер переноса электродного металла	Коэффициент потерь на разбрызгивание kР, %; скорость нарастания тока короткого замыкания каплей diK/dt, кА/с	Индуктивность дросселя L, мГн; частота fи, Гц и амп-литуда Iи, А пиковых импульсов тока
Воздействие на шов	Качество формирования шва	Глубина проплавления, ширина шва и высота усиления, мм	Ток Iи, Iп, А и длительность tи, tп, с импульсов и пауз