1.6. Источники сварочного тока
Источниками питания тока при сварке являются сварочные генераторы и выпрямители.
Генераторы - это электрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую постоянного тока (рисунок 4, а).
Выпрямители – это электрические устройства для преобразования переменного тока в постоянный. Состоят из трансформатора и полупроводникового выпрямителя (рисунок 4, б).
Основным источником переменного тока являются сварочные трансформаторы, понижающие напряжение сети 220, 380 или 500 В до необходимых 5580 В. КПД сварочных трансформаторов ниже КПД обычных трансформаторов и составляет 7390%.
а б
Рисунок 19 – Источники сварочного тока:
а- генератор, б- трансформатор (с выпрямителем или без него)
Рис.20 – Виды внешних вольтамперных характеристик источников питания дуги:
1 – Крутопадающая, 2 – пологопадающая, 3 – жесткая, 4 – возрастающая
Источники питания характеризуются различными показателями, из которых основными являются:
внешняя характеристика (ВАХ) источника питания;
напряжение холостого хода;
относительная продолжительность работы (ПР) и включения (ПВ);
Источники питания могут иметь четыре вида внешних ВАХ, показанных на рисунке 20:
крутопадающую;
пологопадающую;
жесткую;
возрастающую.
1.7.Условия устойчивого горения дуги
Устойчивость горения дуги зависит от соответствия формы внешней характеристики источника питания заданной форме статической вольтамперной характеристики дуги.
Чтобы горение дуги было стабильным, характеристика сварочной дуги должна пересекаться с внешней характеристикой источника питания.
Для ручной дуговой сварки, когда статическая характеристика дуги жесткая, внешняя характеристика источника питания должна быть крутопадающей, хуже - пологопадающей. Сравним эти 2 варианта на источнике постоянного тока (рисунок 21).
U, В
Рисунок 21- Крутопадающая (1) и пологопадающая (2) ВАХ источника питания при жесткой (3) ВАХ дуги
Точки А и А’ - возбуждение дуги. Точки А1 и А1’ - устойчивое горение дуги.
Длина дуги в процессе сварки не постоянна и может изменяться от l1 до l2. При этом будет изменяться и сварочный ток на величину I1 при крутопадающей характеристике и на величину I2 при пологопадающей характеристике источника питания. Видно, что I1 < I2, следовательно, дуга более устойчива при крутопадающей ВАХ источника питания. Чем больше крутизна падения характеристики в рабочей части, тем меньше колебания тока при изменении длины дуги.
Источники питания с пологопадающей ВАХ применяются для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом.
Источники питания с жесткой ВАХ применяются для сварки в защитных газах с возрастающей ВАХ дуги.
На рисунке 22 представлены комбинации жесткой и возрастающей ВАХ источника питания с возрастающей ВАХ дуги.
Рис. 22 – Жесткая (2) и возрастающая (3) ВАХ источника питания при возрастающей (1) ВАХ дуги.
2. Порядок выполнения работы
2.1. Замерить толщину двух пластин, записать их марку материала и выбрать положение сварки в пространстве.
2.2. Выбрать вид сварного соединения и обосновать вид разделки шва (используя табличные данные приложения и рис. 8 -10).
2.3. Рассчитать диаметр электрода (табл. 3) и ток сварки (ф. 4) и скорректировать полученные расчетные данные с помощью ф 5.
2.4. Наметить количество проходов (ф. 6), а затем рассчитать (ф7) и скорректировать полученные данные с табличными (табл. 5).
2.5. Обосновать выбор марки электрода и обмазки (табл. 7) с учётом марки свариваемого материала и его свариваемости (ф. 12 и ф. 13). Записать марку электрода в соответствии с ГОСТом.
2.6. Провести расчет основного времени сварки (ф8) и расхода электрода (ф. 10).и настроить оборудование на сварку и произвести её.
2.7. Замерить параметры валиков, включая усиление шва и длину и время существования металла в жидкой фазе (по ф. : Lв/c). Сравнить глубину проплавления в пластинах при наложении одиночного валика под разными углами наклона электрода (15, 30 и 60°) с помощью штангенциркуля и построить график.
2.8. После окончания сварочных работ убрать рабочие места и сдать инструмент с образцами лаборанту.