Билет 23. Сравнительные характеристики источников энергии для сварки

Источник питания входит в состав любой установки для дуговой и электрошлаковой сварки. Он снабжает дугу

или электрошлаковый процесс электрической энергией необходимых параметров. При дуговой сварке

применяются токи от 1 до 3000 А при напряжении от 8 до 140 В. Сварка может выполняться на постоянном и

переменном токе как при непрерывной, так и при импульсной подаче энергии. В зависимости от вида

электрической энергии и характера ее преобразования различают следующие типы источников питания.

Трансформатор понижает переменное напряжение сети до необходимого при сварке. Выпрямитель

преобразует энергию сетевого переменного тока в энергию постоянного сварочного тока. Генератор преобразует

механическую энергию вращения в электрическую энергию постоянного тока. Преобразователь является

комбинацией трехфазного асинхронного двигателя переменного тока и сварочного генератора и, следовательно,

преобразует сетевую энергию в используемую для сварки энергию постоянного тока.

Агрегат состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора постоянного тока, в нем для получения

сварочного тока используется химическая энергия сгорания жидкого топлива.

Различают источники общепромышленного и специального назначения. К общепромышленным относятся

источники для ручной сварки покрытыми электродами и механизированной сварки в углекислом газе и под

флюсом, они предназначены в основном для сварки углеродистых и легированных сталей средней толщины.

Специализированные источники разработаны для сварки тонколистовых изделий и цветных металлов, а также для

выполнения процессов, родственных сварке — наплавка, напыление, резка. Эти источники отличаются

относительной сложностью, насыщены элементами автоматики, обладают высокими сварочными свойствами.

Требования к источникам тепла для сварки

С точки зрения минимальных затрат энергии преимущества имеют механические виды сварки. Они же дают наименьшее ухудшение свойств околошовной зоны. Но для их осуществления нужны большие удельные давления. Это не всегда можно обеспечить. Кроме того, при этих видах сварки велика пластическая деформация.

Поэтому в подавляющих случаях процесс сварки сопровождается местным нагревом до пластического состояния или расплавления. Для осуществления быстрого местного нагрева деталей в небольшом объеме применяют различные источники тепла. Источники тепла для сварки должны обладать:

большой тепловой мощностью;

значительной эффективностью;

высокой концентрацией тепла;

экономичностью;

удобством применения в работе.

Тепломощность – это количество тепла, выделяемого источником в единицы времени. Обозначается символом q (Дж/с или Вт). Эффективная тепломощность нагрева изделия — количества тепла, получаемого при сварке свариваемыми деталями в единицу времени. Обозначается символом qИ (Дж/с или Вт). Удельная тепломощность, вводимая в металл, определяет интенсивность источника тепла. Обозначается q2 (Дж/с×см2 или Вт/см2). Чем интенсивнее вводится тепло, тем меньше:

его потери;

величина ЗТВ;

окисление, испарение, т. е. лучше протекают металлургические процессы в зоне плавления.

Но концентрация тепла более (102-104) Вт/мм2 не желательна, т. к. это приводит к выбросу металла интенсивным паровым потоком из сварочной ванны. Чаще всего для сварки плавлением применяют:

химические реакции с выделением тепла (газовая и термитная сварка);

электрическую дугу;

электронный луч;

электрошлаковый источник тепла.

Сравнительные характеристики этих источников приведены в табл. 3. Как видно из таблицы, максимальное значение эффективной тепломощности имеют ЭЛС и ЭШС, поэтому эти виды сварки целесообразно использовать для сварки металла больших толщин.

Для тепловой подготовки при сварке давлением используют:

-пламя горючих газов;

-нагрев электрическим током;

-индукционный нагрев;

-превращение механической энергии в тепловую (при сварке трением).

Наибольшее применение при сварке имеют источники тепла, основанные на превращении энергии электрического тока в тепло, поскольку они обеспечивают:

-чистоту процесса;

-возможность регулировать нагрев;

-изменение мощности от минимальной до максимальной;

-высокую температуру нагрева;

-экономичность процесса.