Лекція.

Тема: Статична вольт-амперна характеристика дуги.

Статична вольт-амперна характеристика дуги показує залежність між усталеними значеннями струму і напруги дуги при постійній її довжині.

Характеристика має три області

Перша область I характеризується різким падінням напруги Uд на дузі зі збільшенням струму зварювання Iсв. Така характеристика називається падаючої і викликана тим, що при збільшенні струму зварювання відбувається збільшення площі, а отже, і електропровідності стовпа дуги.

У другій області II характеристики збільшення струму зварювання не викликають зміни напруги дуги. Характеристика дуги на цій ділянці називається жорсткою. Такий стан характеристики на цій ділянці відбувається за рахунок збільшення перерізу стовпа дуги, анодного і катодного плям пропорційно величині зварювального струму. При цьому щільність струму і падіння напруги на протязі всього ділянки не залежать від зміни струму і залишаються майже незмінними.

У третій області III зі збільшенням зварювального струму зростає напруга на дузі Uд. Така характеристика називається зростаючою. При роботі на цій характеристиці щільність струму на електроді збільшується без збільшення катодного плями, при цьому зростає опір стовпа дуги і напруга на дузі збільшується.

Література: http://weldering.com/volt-ampernaya-harakteristika-dugi-vah

Лекція.

Тема: Вплив роду, полярності струму на дугу, особливості.

Рід струму при зварюванні - постійний або змінний, полярність на постійному струмі може бути прямий (мінус від джерела на електроді), або зворотного (мінус від джерела приєднується до деталі).

Струм зворотної полярності застосовують при зварюванні тонкого металу легкоплавких сплавів, легованих, спеціальних та високо вуглецевих сталей, чутливих до перегріву, при напівавтоматичному зварюванні арматури і металоконструкцій легованої дротом суцільного перетину, при зварюванні електродами з фтористо-кальцієвим покриттям.

При зварюванні на змінному струмі полярність електродів і умови існування дуги періодично змінюються відповідно до частоти струму.

У кожному напівперіод струм і напруга змінюють полярності при переході синусоїди через нульове значення. Дуга при цьому згасає, температура активних плям і дугового проміжку знижується. Повторне запалювання дуги в новому напівперіоді відбувається при підвищеній напрузі - піку запалювання, яке вище напруги на дузі.

Для підвищення стійкості дуги змінного струму додають в покриття електродів і зварювальні флюси такі матеріали, як крейда, мармур, польовий шпат і ін., Що містять калій, натрій, кальцій та інші елементи.

Гази, що вводяться в зону горіння дуги для захисту розплавленого металу, впливають на запалювання дуги змінного струму. При зварюванні з інертними газами (гелій, аргон) запалювання дуги утруднено, але збуджена дуга горить стійко.

При зварюванні вольфрамовим електродом в середовищі аргону відбувається випаровування частинок металу з поверхні зварювальної ванни і найближчих холодних зон, разом з якими видаляються і окисні плівки, що покращує умови зварювання і якість шва.

Вуглекислий газ при зварюванні на змінному струмі діє негативно, тому зварювання в вуглекислому газі застосовується переважно на постійному струмі зворотної полярності.

Джерела живлення зварювальної дуги мають також свої вольт-амперні характеристики, які можуть бути падаючими, жорсткими і зростаючими.

Для стабільного горіння дуги необхідно, щоб була рівність між напругою і струмами дуги (Uд, Iд) і джерела живлення (U п, Iп).

Джерела живлення з падаючою і жорсткої характеристиками застосовують при ручного дугового зварювання, зі зростаючою характеристикою - при напівавтоматичному зварюванні, з жорсткою і зростаючої - при автоматичному зварюванні під флюсом і для наплавлення.

Сталий горіння зварювальної дуги можливо тільки в тому випадку, коли джерело живлення зварювальної дуги підтримує постійним необхідну напругу при протіканні струму по зварювального кола.

Роботу зварювального кола та дуги потрібно розглядати при накладенні статичної вольт-амперної характеристики (ВАХ) зварювальної дуги на статичну вольт-амперну характеристику джерела живлення (звану також зовнішньою характеристикою джерела живлення).

Ручна електрозварювання зазвичай супроводжується значними коливаннями довжини дуги. При цьому дуга повинна горіти стійко, а струм дуги не повинен сильно змінюватися. Також часто потрібно збільшити довжину дуги, тому дуга повинна мати достатній запас еластичності при подовженні, т. Е. Обриватися.

Статична характеристика зварювальної дуги при ручному зварюванні зазвичай є жорсткою, і відхилення струму при зміні довжини дуги залежить тільки від типу зовнішньої характеристики джерела живлення. За інших рівних умов еластичність дуги тим вище, а відхилення струму дуги тим менше, чим більше нахил зовнішньої характеристики джерела живлення. Тому для ручного електрозварювання застосовуються джерела живлення з падаючими зовнішніми характеристиками. Це дає можливість зварнику подовжувати дугу, не побоюючись її обриву, або зменшувати довжину дуги без надмірного збільшення струму. Також забезпечуються висока стійкість горіння дуги і її еластичність, стабільний режим зварювання, надійне початкове і повторне запалювання дуги завдяки підвищеному напрузі холостого ходу, обмежений струм короткого замикання.

Обмеження цього струму має велике значення, так як при ручного дугового зварювання відбувається перехід краплі розплавленого металу електрода на виріб, і при цьому можливо коротке замикання.

При великих значеннях струму короткого замикання відбуваються пропали металу, прилипання електрода, осипання покриття електрода і розбризкування розплавленого металу. Зазвичай значення струму короткого замикання більше струму дуги в 1,2-1,5 разів.

Основними даними технічних характеристик джерел живлення зварювальної дуги є напруга холостого ходу, номінальний зварювальний струм, межі регулювання зварювального струму.

Напруга холостого ходу джерела зварювального струму - напруга на його затискачах при відсутності дуги, номінальний зварювальний струм - допустимий за умовами нагріву джерела живлення струм при номінальній напрузі на дузі.

У процесі зварювання безперервно змінюються значення струму і напруги на дузі в залежності від способу первинного збудження дуги і при горінні дуги - характеру перенесення електродного металу в зварювальну ванну.

При зварюванні краплі розплавленого металу замикають дугового проміжок, періодично змінюючи силу струму і довжину дуги, відбувається перехід від холостого ходу до короткого замикання, потім до горіння дуги з утворенням краплі розплавленого металу, яка знову замикає дугового проміжок. При цьому струм зростає до величини струму короткого замикання, що призводить до стиснення і перегорання містка між краплею і електродом. Напруга зростає, дуга знову порушується, і процес періодично повторюється.

Зміни струму і напруги на дузі відбуваються в частки секунди, тому джерело живлення зварювальної дуги повинен володіти високими динамічними властивостями, т. Е. Швидко реагувати на всі зміни в дузі.

Література: http://weldering.com/volt-ampernaya-harakteristika-dugi-vah