1.8. Условия устойчивого горения дуги

Для стабильного горения дуги требуется выполнение следующих условий:

1. (ток дуги должен быть равен току источнику питания)

2. (напряжение на дуге должно быть равно напряжению источника питания)

Кроме этого, для устойчивого горения дуги должно быть определенное соответствие между статической вольт-амперной характеристикой дуги и внешней характеристикой источника питания.

Рассмотрим случай, когда статическая характеристика дуги и внешняя характеристика источника питания падающие.

Рис. 8. Вольт-амперные характеристики: 1- дуги, 2- источника питания

При совмещении ВАХ источника 2 и дуги 1 условия устойчивого горения выполняются в двух точках: А и В.

Рассмотрим процесс в точке А. В этой точке при уменьшении сварочного тока (положение А') напряжение источника питания оказывается большим, чем необходимо для горения дуги, что приведет к возрастанию силы тока, и процесс вернется в точку А. Увеличение силы тока в точке А (положение А'') требует большего напряжения, необходимого для горения дуги, согласно статической характеристике. Однако напряжение источника питания, согласно внешней характеристике, будет меньшим, что, в свою очередь, вызовет снижение силы тока. Сила тока уменьшится, и режим горения дуги вновь переместится в точку А.

При рассмотрении процесса в точке В картина иная. При уменьшении силы тока (положение В') для поддержания дугового разряда, согласно статической характеристике дуги, требуется более высокое напряжение, но источник питания, согласно внешней характеристике, обеспечить такое напряжение не может, и дуга погаснет. Если в точке В сила тока увеличилась (положение В''), то напряжение дуги станет меньше напряжения источника. Избыток напряжения вызовет дальнейшее возрастание силы сварочного тока вплоть до значения, соответствующего силе тока в точке А.

Устойчивое горение дуги осуществляется лишь в точке А, а в точке В дуга горит неустойчиво или гаснет.

Теперь рассмотрим случаи, когда статическая характеристика дуги и внешняя характеристика источника питания жесткие (рис. 9, а) и когда статическая характеристика дуги и внешняя характеристика источника питания возрастающие (рис. 9, б). Устойчивый процесс существования дуги будет лишь в точке А.

а	б

Рис. 9. Вольт-амперные характеристики: 1- дуги; 2- источника питания

Анализ всех трех процессов позволяет сделать следующие выводы:

1. Если статическая характеристика дуги падающая, то для устойчивого горения дуги требуется источник питания только с крутопадающей внешней характеристикой;

2. При наличии жесткой статической характеристики дуги источник питания должен иметь внешнюю падающую характеристику. Крутизна внешней характеристики источника питания может быть любой.

3. Для устойчивого горения дуги с возрастающей статической характеристикой дуги может применяться источник питания с внешней жесткой и возрастающей характеристиками. Причем крутизна подъема внешней вольт-амперной характеристики источника питания должна быть меньшей по сравнению с крутизной подъема статической характеристикой дуги.