1 Джерела живлення для дугового і електрошлакового зварювання

1.1 Загальні відомості

Джерело живлення для зварювання – це спеціалізований електротехнічний пристрій, що створює або перетворює електричну енергію для живлення зварювальної установки.

Джерело живлення повинне задовольняти вимогам технології процесу зварювання, для якого воно призначене.

Вибір джерела живлення для визначеного зварювального процесу здійснюється за його технічними і експлуатаційними характеристиками, а також сервісними можливостями.

Основні технічні характеристики джерела живлення:

1 Номінальний зварювальний струм I_H.

2 Межі регулювання зварювального струму I_min, I_max.

3 Напруга холостого ходу U_XX(U₀).

4 Номінальна робоча напруга U_H.

5 Межі регулювання робочої напруги U_min, U_max.

6 Форма зовнішньої характеристики.

7 Тривалість роботи у зварювальному циклі ТР (ТН, ТВ).

8 Коефіцієнт корисної дії (ККД).

9 Коефіцієнт потужності cos.

Електротехнічна установка, у тому числі і зварювальне обладнання, розраховується на визначене навантаження, при якому воно працює, не перегріваючись вище встановлених норм.

Струм, напруга, потужність і режим роботи обладнання, на які воно розраховане, називаються номінальними.

Розрізняють три режими роботи: тривалий, перемежований і повторно-короткочасний.

Перемежованим називається режим, при якому періоди роботи під навантаженням t_Р чергуються з періодами роботи в режимі холостого ходу t_П. Перемежований режим роботи характеризується відносною тривалістю навантаження (%):

(1.1)

де t_Ц = t_Р + t_П – тривалість циклу роботи.

У перемежованому режимі працюють джерела живлення для ручного дугового зварювання.

Повторно-короткочасний режим відрізняється від перемежованого тим, що під час перерви силова частина обладнання відключається від мережі. Режим характеризується тривалістю включення:

. (1.2)

У такому режимі працюють установки для механізованого зварювання.

При тривалому режимі обладнання працює в режимі навантаження безперервно.

Тривалість циклу роботи джерел живлення, призначених для ручного дугового зварювання, що мають перемежований або повторно-короткочасний режим, прийнята рівною 5 хв, а джерел живлення для механізованого зварювання й універсальних – 10 хв.

Потужність, споживана джерелом живлення в режимі холостого ходу набагато менше потужності при номінальному навантаженні, тому ТВ  ТН.

Якщо джерело живлення працює в режимі відмінному від номінального, то зв'язок між робочими і номінальними параметрами визначається співвідношеннями:

, (1.3)

ТВ_Р = ТВ_НI²_Н / I²_Р.

Припустимий тривалий струм:

. (1.4)

З вираження (1.3) випливає, що джерело можна використовувати з ТВ(ТН) більшим номінального, відповідно зменшивши робочий струм. При ТВ, меншому номінального, можна збільшити робочий струм, але не вище максимально припустимого.

Джерела живлення класифікують за наступними ознаками:

• За видом струму (змінний (AC – alternating current) або постійний (DC – direct current). Як джерела змінного синусоїдального струму використовують зварювальні трансформатори. Для одержання змінного струму заданої форми (наприклад, прямокутної) використовуються спеціальні керовані джерела. Джерела змінного струму широко використовують при ручному дуговому зварюванні покритими електродами, механізованому зварюванні під флюсом, електрошлаковому і контактному зварюванні. Для зварювання легких сплавів у середовищі аргону випускають спеціалізовані установки.

• Для живлення зварювальної дуги постійним струмом використовують випрямлячі, електромашинні перетворювачі й агрегати. Найбільш широко застосовуються випрямлячі, що мають істотні переваги перед електромашинними перетворювачами (високий ККД, широкий діапазон регулювання струму і напруги, можливості автоматичного і програмного керування параметрами процесу зварювання). У спеціалізованих установках для зварювання постійним струмом основу складають випрямлячі, що доповнені допоміжними пристроями і регуляторами.

• За кількістю зварювальних постів – однопостові і багатопостові.

• За способом встановлення – стаціонарні і пересувні.

Крім того джерела живлення різняться за конструктивним виконанням, схемою підключення до мережі живлення (багатофазні і однофазні), за призначенням: для ручного дугового зварювання покритими електродами, (за міжнародною класифікацією MMA – Manual Metal Arc welding); для зварювання неплавким електродом в середовищі інертного газу (TIG –Tangsten Inert Gas Arc welding, WIG – Wolfram Inert Gas Arc welding); для зварювання плавким електродом в середовищі інертного або активного газу (MIG/MAG – Melting Inert/Active Gas Arc welding (Gas Metal Arc welding); для зварювання під флюсом (SAW – Submerged Arc welding); для електрошлакового зварювання (electroslag welding).