7.Укажите общие и специальные требования к источникам питания для сварки неплавящимся электродом на переменном токе и разновидности применяемого оборудования.
Из-за разных теплофизических свойств W и свариваемого материала нарушается симметрия тока и напряжения дуги переменного тока.
Так как вольфрам обеспечивает термоэмисионный выход электронов, напряжение зажигания и горения дуги низкое (~15В), соответственно ток дуги большой, в обратный полупериод из-за отсутствия термоэмисии у алюминия напряжение зажигания дуги выше 100В, напряжение на дуге больше 30В, следовательно ток обратной полярности в 2-3 раза меньше тока прямой полярности, отсюда дополнительные требования:
Для возможности зажигания дуги на обратной полярности при допустимых напряжениях холостого хода ИП приходится применять дополнительные устройства, которые называются импульсные стабилизаторы горения дуги или генератор стабилизирующих импульсов. Это устройство в начале каждого полупериода обратной полярности формирует импульс малой длительности с напряжением U≈600В с помощью разряда батареи конденсаторов на дуговой промежуток. Импульс высокочастотный.
Несимметрия тока за период приводит к тому, что появляется постоянная составляющая тока, с точки зрения сварки она значения не имеет, но питающий трансформатор от постоянного тока получает одностороннее намагничивание сердечника, перегрев обмоток, так как они проектируются на индуктивном сопротивлении, а не на активном + треска, т.к. электромагнитное усилие в конструкции I2, следовательно теряется мощность, горят обмотки.
Это приводит к преждевременному выходу из строя
Поэтому требуются дополнительные устройства подавления постоянной составляющей тока, которая в настоящее время выполняется на базе диодно-тиристорного моста. В ИП 60-х, 70-х годов использовалась батарея конденсаторов.
8. Укажите общие и специальные требования к источникам питания для механизированной сварки под флюсом и разновидности применяемого оборудования.
Из общего условия устойчивости следует, что на возрастающем участке ВАХ дуги можно использовать любую падающую и жесткую ВСХ ИП, а на жестком участке любую падающую ВСХ ИП.
Для механизированных способов сварки технологическим требованиям является поддержания стабильного формирования шва. Необходима стабилизация не только нагрева, но и длины дуги. Для свободно горящих дуг в связи с их расширяющейся в сторону плоского электрода формы колебания длины дуги меняют и ширину шва и глубину проплавления. Стабилизацию длины дуги при постоянной скорости подачи проволоки можно обеспечить используя саморегулирование длины дуги за счет смешанной обратной связи по электрическим тепловым параметрам.
Для максимальной эффективности саморегулируемой длины дуги Ку →0. Естественно должен быть запас устойчивости системы, поэтому практически на жестком участке ВАХ дуги применяют пологопадающие ВСХ ИП, а на пологопадающем жесткие ВСХ ИП. С точки зрения максимальной производительности процесса целесообразна работа на возрастающем участке ВАХ дуги.
Указанные характеристики обеспечивают общую устойчивость системы: ИП-дуга. Рабочий дисапазон: жесткий и возрастающий участки ВАХ дуги.
При пологопадающих ВСХ ИП ток короткого замыкания в 3-6 раз больше, чем номинальный ток ИП. Поэтому необходимо обеспечить защиту ИП от длительного короткого замыкания. Защита при перегрузках менее 6- это тепловые автоматы защиты, более 6 – магнитные автоматы защиты.
Для механизированных процессов необходимо дистанционное регулирование (выкл./вкл., регулирование тока и напряжения). Дистанционное регулирование требует электронного управления ИП, поэтому это или электромагнитное управление, или тиристорное, или транзистроное. Процесс сварки под флюсом технически осуществим на проволоках диаметром не менее чем 2мм, ток дуги обычно не менее 200А. Зона закрыта от внешних воздействий колпаком из расплавленного флюса, поэтому устойчивость дуги и процесса в целом очень высокая, в большинстве случаев он осуществляется на переменном токе. Постоянный ток используется при сварке высоколигированных сталей, титановых сплавов из-за солевых флбсов содержащих фтор и хлор, и, соответственно, снижающих дуговую ионизацию процесса.
Разновидности применяемого оборудования: серий ТДФ и ТДФЖ, выпрямители(универсальные регулируемые тиристром) ВД-201, Вд-251, ВДФ-1201