1 Укажите общие и специальные требования к источникам питания для плазменной сварки и разновидности применяемого оборудования
Плазменая струя во много раз уступает плазменному дуговому разряду по эффективности нагрева и поэтому для св. практически не испол.
Испол. пост. ток прямой полярности за исключением сварки легких сплавов (их сваривают на обратной полярности или разнополярными импульсами).
Начало процесса осуществляется зажиганием вспомогательной дуги между электродом и соплом, от вспомогательного ИП. Чаще используют бесконтактное зажигание от встроенного осциллятора, а иногда – контактное электрода на сопло. Вспомогательная дуга имеет ток на порядок меньше основной, чтобы не разрушилось сопло плазмотрона.
Вспомогательная дуга при прохождении через сопло газа ионизирует его и создает на выходе из сопла плазменный факел. Газ, который подается в сопло – плазмообразующий (Ar), т.к. используются W электроды. Когда плазмотрон приближают к изделию электропроводный факел позволяет зажечь основную дугу, которая питается от основного ИП.
Деление на плазменную и и микроплазменная сварка условное, граница проводится от 30 до 150А (чаще I=50А). Минимальный ток дуги при микроплазменной сварке несколько десятых А, при плазменной сварке серийное оборудование на токе до 800А.
Специфика требований:
Бесконтактное зажигание дуги (осциллятор встроен)
Необходимость вспомогательного ИП (маломощного) для вспомогат. дуги;
Т.к. маломощные дуги имеют более высокое напряжение, вспомогательный ИП, как правило, должен иметь повышенное напряжение холостого хода по сравнению с основным;
Т.к. при сварке используются все участки ВАХ дуги, для обеспечения устойчивости процесса во всем диапазоне режимов обычно используется крутопадающая или вертикально падающая ВСХ ИП.
Наличие газовой аппаратуры
Т.к плазмообразующий и защитный газ могут быть разными, требуется их раздельная подача.
Применяются специализированные установки. Серийно выпускаются УПС, УПРС; микроплазменная сварка, на магнитных токах до 50А – ИП МПУ-4, МПУ-5. Уст-ки УПС – выпрямитель с тиристорным блоком на выходе с 3хфазными, имеющий дополинительный ИП для вспормогательной дуги. Обычно ток вспомогательной дуги меньше основной. Здесь встроенный осциллятор, блок регулир. циклом с продувкой газа, блок газовой аппаратуры – комплектуются также плазматронами. Уст-ки МПУ – имеют режимы импульсной сварки, в том числе и разнополярные импульсы для сварки легких сплавов.
2 Укажите общие и специальные требования к источникам питания для плазменной резки и разновидности применяемого оборудования
При ручной плазменной резке больших толщин Ме длина дуги может достигать нескольких десятков см. Поэтому U на дуге может достигать 250 В. Следовательно, Uхх намного выше должно быть, чем у ИП сварки. Для ручной резки материалов толщиной до 40 мм с напряжением на дуге 100-140 В холостой ход по условиям техники безопасности должен быть не более 100 В. Для механиз. сварки ограничений нет. Даже для ручной резки обязательна двойная электрическая изоляция плазмотронов и спец. подготовка персонала по технике безопасности. Ток постоянный прямой полярности.
При плазменной резке процесс сопровождается большими колебаниями длины дуги, связанными с перемещением анодного пятна по поверхности реза. В начале дуговой разряд горит на верхнюю кромку (длина дуги минимальна). По мере плавления металла вместе с расплавом анодное пятно перемещается по поверхности реза.
Под действием давления газового потока скорость истечения может быть сверхзвуковой, поэтому она шумит сильно. Когда столб дуги становится длинным возникает возможность электрического пробоя между верхней кромкой реза и прилегающей частью столба дуги. После пробоя на верхнюю кромку происходит деионизация старого разреза в полости реза (за несколько десятков микросекунд, процесс повторяется снова). Это приводит к тому что напряжение дуги имеет пилообразную форму.
Поэтому для стабилизации геометрии реза необходимо стабилизировать ток (d столба дуги = f(I)). С другой стороны стабилизация тока необходима для предотвращения аварийного разрушения плазмотрона при так называемом двойном дугообразовании. Основная дуга с электрода на сопло, затем с сопла на изделие.
Соответственно наиболее приемлемой ВСХ ИП является при плазменной резке – вертикально падающая, при колебаниях длины дуги ток практически не меняется.
Применяются специализированные установки типа УПР-202 (203) на 200 А, до 30 мм; для более мощного оборудования АПР-4001-резка до 120 мм (содержит ИП типа ВДУ-305, блок управления и плазмотрон с двойной электрической изоляцией, встроенный асциллятор и газовую аппаратуру). Плазматроны разработаны в основном для воздуха.