16 Енергетичні критерії стійкості
Загальноприйнятий критерій статичної стійкості не враховує відмінностівольт-амперних характеристик трансформатора в режимах джерела напруги та джерела струму, а також істотного розходження вольт-амперних характеристик дугина ділянках з приблизно постійним і зростаючим напруженням. На рис. 1.10 наведено типові поєднання вольт-амперних характеристик джерел і дуги, що задовольняють зазначеному критерію, і дають в сталому режимі однакові значення струму і напруги дуги.
Рис. 1.10 Типовые сочетания вольт-амперных характеристик источников сварочного тока и дуги: 1,2- участки дуги с постоянным (1) и возрастающим (2) напряжением; 3, 4 - характеристики источника напряжения (3) и источника тока (4)
Загальні енергетичні критерії стійкості можна сформулювати наступним чином. На ділянці вольт-амперної характеристики з приблизно постійною напругою (зонаручного дугового зварювання) режим роботи буде стійким, якщо при збурюючих віздіях потужність джерела змінюється менш інтенсивно, ніж потужність дуги, азбільшення їх різні за знаком На ділянці вольт-амперної характеристики дуги із зростаючим напруженням (зонамеханізованого зварювання плавким електродом) режим буде стійкий, якщо призбурюючих впливах потужність джерела змінюється менш інтенсивно, ніж потужністьдуги, а збільшення цих потужностей однакові за знаком. В аналітичній формі критерій стійкості для зони ручного дугового зварюваннязаписується у вигляді такої системи
17 Системи регулювання довжини дуги
При зварюванні можливі зміни довжини дуги, які не повинні призводити до порушеннястійкості процесу. Властивість дуги змінювати свою довжину без розриву називаєтьсяеластичністю. Еластичність дуги при малих струмах істотно залежить від зовнішньоїхарактеристики джерела живлення
Джерело з крутопадаючих характеристикою дає невеликі коливання струму (± ΔI), режим зварювання більш стійкий і забезпечує високу якість шва. Джерела живлення зпологопадающих зовнішньою характеристикою не забезпечують стійкості при змінахдовжини дуги, а при її коливаннях має місце суттєва зміна струму, що негативновпливає на якість зварювання.
У разі використання пологопадающих характеристики джерела живлення на великихтоках використовують примусові системи регулювання довжини дуги. У механізмахподачі зварювального дроту використовуються двигуни постійного струму, щодозволяє збільшити або зменшити швидкість обертання подаючих роликів. У системі управління зварювальним устаткуванням є зворотний зв'язок по струму або по напрузі, які дозволяють формувати команду на збільшення або зменшення швидкостіподачі електродного дроту. У результаті довжина дуги залишається незмінною
18 Особливості горіння дуги змінного струму
Стiйкiсть горiння дуги при зварюваннi на змiнному струмi значно гiрша від стійкості дуги постiйного струму. При частотi напруги мережi 50 Гц зварювальний струм 100 разiв на секунду набуває значення 0, пiсля чого дуга збуджується знову, тобто в її горiннi виникають короткочаснi перериви. Внаслiдок цього зменшується температура плазми в стовпi дуги i температура активних плям на електродах. Для пiдвищення стiйкостi необхiдно скорочувати час переривiв у горiннi дуги при переходi струму через нуль. Розглянемо роботу зварювального трансформатора, в коло якого послiдовно з дугою увімкнені активний i iндуктивний опори.
При наявностi в колi тiльки активного опору формується спадна зовнiшня характеристика i здійснюється регулювання струму навантаження. Зсування фаз мiж кривою струму i напруги дорiвнює 0. Завдяки iндуктивностi в колi змiнного струму спостерiгається зсув за фазою мiж струмом i напругою. Внаслiдок цього перехiд кривої струму через нуль відбувається при високiй напрузi трансформатора, що значно пiдвищує надiйнiсть повторного запалювання i стiйкiсть горiння дуги. Стiйкiсть горiння дуги також пiдвищується i при збiльшеннi частоти змiнного струму f. Для цього необхiдно застосовувати джерела пiдвищеної частоти до 500 Гц i вище