6 Источники питания сварочной дуги

Источники питания можно классифицировать по роду тока на источники постоянного тока (преобразователи и выпрямители) и переменного тока (генераторы и трансформаторы), по типу В/А характеристики на источники с крутопадающей, падающей, жесткой и возрастающей характеристикой, в также на источники общего и специального назначения.

Источник питания сварочной дуги должен обеспечивать:

• легкое зажигание и устойчивое горение дуги, создавая необходимое напряжение U_Д

и силу тока I _Р в сварочной цепи.

-

I _КЗ

I _Р

источник питания должен давать ток короткого замыкания I_КЗ, превышающий рабочий ток I_Р на 25…100%, т.е. должно соблюдаться условие 1,25 < < 2. Слишком большой I_КЗ приводит к перегреву электрода и разбрызгиванию металла, слишком малый – затрудняет повторное зажигание дуги.

-напряжение холостого хода U _ХХ должно быть большерабочего U_Дв 1,8…2,5 раз.

-источник питания должен обладать высокими динамическими характеристиками, т.е. обеспечивать высокую скорость нарастания тока от30000 до 100000 А / сек, а время восстановления U_Ддо 25В после обрыва дуги не должно превышать 0,05 сек

Каждый источник питания рассчитывается на номинальное напряжение, номинальный ток при определенном кратковременном режиме работы. Этот режим характеризуется или относитель-

ной продолжительностью работы под нагрузкой ПН ( в старых источниках ПР - продолжительность работы) или относительной продолжительностью включения ПВ. ПН и ПВ определяют условия нагрева и охлаждения источника питания и означают соответственно отношение длительности рабочего периода t р к длительности одного цикла нагрузки t _Ц

t p

t _Ц

ПВ =ПН = · 100% ,

где, t _Ц = t р + t п, а tп - продолжительность паузы между 2-мя рабочими периодами, т.е. время паузы.

Если в паспорте на источник питания указан режим ПВ, значит, источник на время паузы отключается (при этом обязательно указывается цикл), если ПН – то источник на время паузы не отключается и работает на холостом ходу.

Если t_Ц = 5мин, то при ПВ = 60% t р = 3мин, tп = 2мин.

Источники питания с ПН более надежны, чем с ПВ.

6.1 Сварочные трансформаторы

Применяют при сварке переменным током. Они понижают напряжение заводской сети с 380 до 60…65 В, необходимого для возбуждения дуги и безопасного для сварщика

Ток изменяют дросселем (электромагнитом или катушкой с железным сердечником).

4

3

W₁ U₁

₌

W₂ U₂

5

а

6

W₁

_U1

W₂

U₂ ~36в

…

~ 380в

1

7

2

Рис. 24. Трансформатор с нормальным магнитным рассеянием и реактивной катушкой.

1 – первичная обмотка

2 – вторичная - « -

3 – реактивная - « -

4 - подвижный пакет магнитопровода дросселя

5 – рукоятка

6 – электрододержатель

7 – свариваемая деталь

Трансформаторы имеют падающую либо крутопадающую В/А характеристику. По методу получения этой характеристики трансформаторы могут быть с нормальным магнитным рассеиванием и реактивной катушкой (см. рис. 24), либо с увеличенным магнитным рассеиванием.

В верхней части магнитопровода трансформатора (см. рис. 24) размещена обмотка дросселя, включенная в сварочную цепь последовательно с дугой и встречно со вторичной обмоткой трансформатора. Реактивная катушка создает индуктивное сопротивление для получения падающей в/а характеристики в цепи трансформатор – дроссель – дуга – изделие.

Часть верхнего магнитопровода сделана в виде подвижного пакета. Изменяя с помощью винтового механизма и рукоятки 5 величину воздушного зазора «а» между подвижной и неподвижной частью магнитопровода, можно изменять сварочный ток. При вращении рукоятки по часовой стрелке зазор увеличивается, магнитный поток уменьшается, индуктивное сопротивление уменьшается, сварочный ток возрастает.

Для сварки тонкого металла применяют согласное включение обмотки дросселя со вторичной обмоткой трансформатора, чтобы получить увеличенное вторичное И _ХХ с целью устойчивого горения дуги на малых токах.

6.2 Сварочные преобразователи.

Служат для преобразования переменного тока в постоянный, используемый для получения сварочной дуги. В зависимости от метода получения падающей внешней характеристики преобразователи подразделяются на несколько групп:

• с независимой намагничивающей обмоткой и последовательной размагничивающей;

• с самовозбуждением, параллельной намагничивающей обмоткой и последовательной размагничивающей;

• с самовозбуждением, с параллельной намагничивающей обмоткой в сочетании с размагничивающим действием реактивного якоря.

Преобразователь 1-ой группы состоит из асинхронного 3-х фазного электродвигателя и сварочного генератора. Якорь генератора и ротор двигателя расположены на одном валу. На валу установлен также вентилятор для охлаждения источника питания. Якорь генератора набран из топких медных пластин, рядом с якорем находится коллектор со щетками токосъемника.

В корпусе преобразователя укреплены полюса электромагнита. При включении электродвигателя включается цепь электромагнита в корпусе. При прохождении тока по обмотке полюсов между ними возникает магнитный поток, возбуждающий ток в витках якоря при его вращении. Этот ток поступает в сварочную цепь через пластины коллектора и щетки к токосъемнику и зажимам, к которым присоединяется сварочный провод от электрододержателя и обратный от сварочного стола.