книги из ГПНТБ / Фридман, Л. Н. Источники питания сварочной дуги учеб. пособие

31

замыкания и величины его пикового значения.

- Скорость нарастания тока короткого замыка­

ния определяет надежность зажигания дуги е на­ чале сварки и условия перехода капель.

мер, для надежного возбуждения дуги при сварке

проволокой диаметром О,8-1,2 мм в углекислом га­

зе на обычно применяемых режимах величина тока

требования к источникам питания в отношении скорости нарастания и величины тока короткого

замыкания, Рассмотрим подробнее процесс перехо­ да капли в сварочную ванну. При оптимальных ди ­ намических свойствах источника питания процесс этот происходит следующим образом. Тепло,выде­ ляемое дугой после возбуждения,интенсивно рас­

плавляет проволоку и вызывает образование кап­

ли на конце электрода. По мере увеличения капли

жидкого металла конец электрода приближается к ванне, и капля замыкает дуговой промежуток. При

идее действие его на каплю металла, у которой об­

разуется шейка, соединяющая ее е электродом«. Воз­ никающее при этом максимальное усилие уокоряет

переход капли в ванну. Утоненная шейка перегорает

со взрывом и вновь возбуждается дуга.

Если скорость нарастания тока слишком мала,

в момент Бамыкания дугового промежутка между кап­

лей и электродом не успевает образоваться шейка,

в связи о чем капля не отрывается и в ванну по­ ступает нераоплавившаяся электродная проволока

(фиг.9 б).

Разогрев электрода про­ исходят сравнительно мед­

ленно и на большом участке? который затем'со взрывом * разрушается .Возникающая -

при этом дуга обрывается/

так как промежуток между

55 .... •____

электродом и изделием чрезмерно велик, fibеледующее возбуждение дуги происходит уже после короткого

замыкания электрода с ванной.

В случае слишком большой скорости нараста­ ния тока короткого замыкания (фиг.9 »а) происхо­

дит иное явление. Как только небольшой участок капли коснется расплавленногометалла,мгновенно действует сжимающее усилие возросшего тока.Об­

разовавшийся мостик между ванной и каплей электродного металла сжимается. Аксиальное уси­

данном случае вверх), препятствует переходу кап­

ли в ванну. Мостик перегревается и перегорает

со взрывом , при этом капля зачастую вылетает

за пределы шва.

В настоящее время еще невозможно четко определить требования к динамическим свойствам

источников питания для способов сварки,сопровож­ дающихся короткими замыканиями дугового проме­ жутка. Оптимальные динамические свойства опре­

деляются для каждого способа сварки и диаметра

электрода опытным путем . При этом стремятся

получить минимальное разбрызгивание и наилуч-

шеѳ формирование сварного соединения.

Так установлено, что при сварке в углекис­ лом газе проволокой диаметром 0,8-1,2 ьш при токе короткого замыкания 350— 500 а оптимальная

. 3 4

скорость нарастания тока короткого замыкания

составляет 100—150 ка/сек. Однако при сварке

проволокой диаметром 2 мм требования меняются,

Вэтом случае источник питания должен обеспе­

чивать оптимальную скорость нарастания тока ко­

роткого замыкалил 10-20 ка/сек.

При использовании источников питания с по­ вышенной скоростью нарсртания тока короткого

замыкания оптимальную величину скорости и пико­

вого значения тока получают включением в сва­

рочную цепь добавочной индуктивности. Это

объясняется тем, что чем больше индуктивность,

тем меньше ток короткого замыкания, тем меньше,

следовательно, • электродинамические силы, соза

даваемые этим током в зоне сварки,и разбрызгивав

г,--- ----------------— ние (фиг.10).

Снижение разбрызгивав­ шія дает значительный по­ ложительный эффект в ре-:

зультате снижения затрат на очистку изделия от

брызг металла,лучшего ис— ,пользования рабочего врѳв

>мени сварщика и экономии

Фиг.10.

Зависимостькоэффициента разбрызгивания металла от добавочной индуктивности: а-электроды УОНН-І3/45Р Змм, ток IOOaj 6— 0 5 мм,, ток 180 а.

55

электродов. Поэтому включение, индуктивности, со­

пряженное с повышением стоимости источников пита­ ния, оказывается, как правило, оправданным в тех­ нико-экономическом отношении.

§6. Требования к источникам питания, определяемыѳ свойствами устройств,

осуществляющих подачу электрода в

зону дуги

При механизированных видах сварки устрой­ ство, осуществляющее подачу электрода в зону дуги, должно осуществлять автоматическое регу­

лирование режима, т.е. обеспечивать такие усло­

вия, при которых устойчивая работа системы ис­ точник питания - дуга возможна лишь на заданном уровне напряжения или тока в пределах точности

обеспечиваемой регулятором. Другими словамидо ­ дающее устройство должно обладать свойствами,

обеспечивающими выход на заданный режим и под-р держание его в течение всего процесса сварки.

Геометрическое место точек, в которых возможна устойчивая работа системы источник пи­ тания дуга при автоматическом регулировании, называется статической характеристикой системы

36

регулирования.

Рассмотрим, какие требования к источникам питания предъявляются наиболее распространенны­ ми системами автоматического регулирования.

Система саморегулирования д у г и . В ряде слу­

чаев специальных устройств для восстановления

длины дуги при случайном ее отклонении не тре­

буется. Длина дуги восстанавливается автомати—

'чески за счет изменения скорости плавления элек­

трода. Это явление было открыто в 1952 г. В.И.

Дятловым и названо саморегулированием. В пода­ ющих устройствах, основанных на принципе само­ регулирования дуги, электродная проволока пода­ ется специальным механизмом с постоянной ско­

ростью , не зависящей от тока и напряжения дуги.

По этому принципу построены такие широко приме­

няемые автоматы, как головка АБС, трактор ТС-І7

и др.

Допустим, что. дуга о плавящимся электродом

и установившимся режимом З р ;Ц.0 перемещается

вдоль линии шва. В этом случае должно выполнять­

ния электрода яра механизированных способах

сварки возрастает с увеличением тока и кесколь«*

57

ко снижается с увеличением напряжения луг и. Эта зависимость с достаточной точностью выражается уравнением

ниѳ значения этих коэффициентов могут быть при­

няты постоянными.

Решая совместно уравнения (40) и (41) от­

ванное влиянием напряжения дуги на скорость плавления электрода. Эта ошибка системы регули­

рования по току при изменении напряжения дуги.в

пределах от 30 до 50 в, ка.с показали опыты сос­

тавляет не более 5-10$ от величины заданного

тока .