Характеристики сварочной дуги.
СЛАЙД 30 Зависимость напряжения U на сварочной дуге от тока I называется вольтамперной характеристикой сварочной дуги.
СЛАЙД 31 Статическая вольтамперная характеристика сварочной дуги имеет вид:
U
I
Характеристика дуги называется статической, потому что получена при постоянной длине дуги и относительно медленном изменении тока, настолько медленном, что физико-химические процессы в дуговом пространстве, вызванные изменением тока, успевают стабилизироваться.
СЛАЙД 30 Общее напряжение на дуге U равно сумме напряжений анодной, катодной области и столба дуги.
U=U
+U
+U
;
С
ростом тока I
, F-
растёт; тогда сопротивление дуги падает,
уменьшается и напряжение столба U
;
Напряжение катодной и анодной области постоянно и, следовательно, общее напряжение на сварочной дуге падает.
В средней части вольтамперной характеристики дуги одновременно с уменьшением напряжения столба, возрастает напряжение в катодных и анодных областях. Следовательно, общее напряжение в области II относительно стабилизируется.
В области III значение U столба стабилизируется, значения напряжений в анодных и катодных областях увеличиваются. Следовательно, общее напряжения начинает возрастать.
СЛАЙД 32 Значения тока при ручной дуговой сварке соответствует области I (падающая характеристика дуги).
Значения тока при сварке с использованием автоматической подачи проволоки соответствует области II (пологая характеристика дуги).
Значения при автоматической сварке (возрастающая характеристика) соответствуют области III вольтамперной характеристики сварочной дуги.
Тепловой и электрический баланс дуги
СЛАЙД 33 Основной характеристикой сварочной дуги как источника энергии для сварки является эффективная тепловая мощность qи. Эффективная тепловая мощность источника сварочного нагрева – это количество теплоты, введенное в металл за единицу времени и затраченное на его нагрев. Эффективная тепловая мощность является частью общей тепловой мощности дуги q, так как некоторое количество тепла дуги непроизводительно расходуется на теплоотвод в металле, излучение, нагрев капель при разбрызгивании.
Отношение
эффективной тепловой мощности к полной
тепловой мощности источника теплоты
называется эффективным коэффициентом
полезного действия (к.п.д.) процесса
нагрева
.
СЛАЙД 34 Полную тепловую мощность сварочной дуги, т. е. количество теплоты, выделяемое дугой в единицу времени, приближенно считают равной тепловому эквиваленту ее электрической мощности q=IUд, где I – величина сварочного тока, A; Uд – падение напряжения на дуге, В.
СЛАЙД 35 Соответственно, эффективная тепловая мощность определяется выражением qи=IUди.
ηu – коэффициент полезного действия сварочной дуги, показывающий какое количество электрической энергии идет на нагрев сварочного изделия.
Значение и может меняться от 0,3 до 0,95 и для различных видов сварки ориентировочно составляет: открытая угольная дуга – 0,5–0,65; дуга в аргоне – 0,5–0,6; сварка штучными покрытыми электродами – 0,7–0,85; сварка под флюсом – 0,85–0,93.
СЛАЙД 36 Количество тепла, вводимое в металл источником нагрева и отнесенное к единице длины шва, называется погонной энергией сварки. Погонная энергия (в Дж/м) равна отношению эффективной мощности источника тепла (дуги) qи к скорости перемещения дуги v.
.
При образовании сварного шва эффективная тепловая мощность дуги расходуется на расплавление основного и присадочного металла.