26.Вимоги до зварювальних трансформаторів

Енергетична система «джерело живлення - зварювальна дуга» буде працювати стiйко, якщо джерело постачає достатню кiлькiсть енергiї для процесу зварювання i покриття втрат у системi. Збурення, що з’являються при горiннi дуги порушують стiйкiсть системи i викликають перехiднi процеси, характер i швидкiсть протiкання яких позв’язані з енергiєю, накопиченою в магнiтних i електричних полях системи, а також енергiєю, яка переходить у тепло. Якщо пiсля припинення дiї збурення система повертається в початковий рiвноважний стан, то рiвновага вважається стiйкою, якщо нi, то нестiйкою. При поверненнi системи в рiвноважний стан можуть спостерiгатись вiдхилення величин, якi характеризують режим зварювання (струму, напруги), вiд їх значення до початку дiї збурення. Якщо при наявностi цих вiдхиленнь якiсть зварного шва залишається в допустимих межах, то властивостi енергетичної системи вважаються задовiльними. Стiйкiсть системи залежить як вiд технологiчних, так i електричних характеристик процесу.

Для стiйкостi системи вирішальне значення має знак рiзницi диференціальних опорiв дуги i джерела в точцi перетину їх характеристик. Рiзницю цих опорiв називають коефiцiентом стiйкостi системи К_c. Система буде стiйкою при малих збуреннях, якщо К_c>0.

К_c=(_Д-_ДЖР)>0. (2.1)

За даним рiвнянням можна перевiрити стiйкiсть системи бiля точок А i В (рис.

2.1). Для точки А диференціальні опори дуги i джерела вiд’ємнi, але характеристика дуги має бiльш крутий нахил до горизонталi, а її опiр за модулем бiльший ніж у джерела. Наприклад, _Д= -0,3 В/А, _ДЖР= -0,2 В/А. Пiдставляючи цi данi у формулу (2.1) одержимо К_c<0, тобто система нестiйка. У точцi В _Д і _ДЖР мають також вiд’ємнi значення, але диференціальний опiр джерела бiльший, оскільки нахил його характеристики більш крутий i, вiдповiдно, за модулем _ДЖР бiльший нiж _Д. Нехай

Д^{=-0,1 В/А, }ДЖР ^{=-0,2 В/А. Тодi К}c^{= -0,1-(-0,2)=0,1 В/А, тобто Кc>0 i система стiйка.}

^{Фiзичне пояснення умови стiйкостi можна обгрунтувати наступним чином. Якщо з будь-якої причини струм дуги, що вiдповiдає точцi} А, зменшиться, то напруга дуги збiльшиться i може стати бiльшою за напругу неробочого ходу джерела живлення. При цьому дуга погасне. Якщо ж струм збiльшиться, то напруга дуги зменшиться i стане меншою за напругу джерела. Надмiрна напруга викличе подальше зростання струму аж до величини, що вiдповiдає струму в точцi В. Зменшення зварювального струму в цiй точцi призведе до того, що напруга дуги виявиться нижче усталеного значення напруги джерела живлення. Це призведе до зростання струму до його значення в точцi В. Навпаки, при випадковому збiльшеннi струму усталена напруга джерела виявиться меншою за напругу дуги i режим горiння дуги вiдновиться. Отже система «джерело - дуга» поблизу точки В стійка

Вимоги до зовнішніх характеристик джерел живлення, які

продиктовані вимогами стійкості

Забезпечення виконання умови К_c>0 залежить вiд вiдповiдностi виду зовнiшнiх характеристик джерела живлення трьом видам статичних характеристик зварювальної дуги.

Для спадної характеристики дуги (ділянка I), де її диференціальний опiр вiд’ємний (_Д<0), з метою дотримання К_c>0 необхiдно застосовувати джерело з бiльш крутоспадною характеристикою-1, тобто _ДЖР>_Д (рис.2.2). На дiлянцi ВАХ дуги, коли _Д0 (ділянка II), для стiйкої роботи системи необхiдно щоб характеристика джерела була положистоспадна-3 або крутоспадна-2, але обов’язково _ДЖР<0.

13

Рис.2.2. Вибір зовнішньої характеристики джерела в залежності від вольт-

амперної характеристики дуги

Якщо статична характеристика дуги має наростальну форму (_Д>0, ділянка III), то коефiцiєнт стiйкостi К_c може бути додатнiм при спаднiй зовнiшнiй характеристицi джерела-4 (_ДЖР<0), при жорсткiй ВАХ-5 (_ДЖР=0) i навiть при наростальній-6 (_ДЖР>0). При наростальній ВАХ джерела живлення її крутизна повинна бути меншою за крутизну характеристики дуги, тобто _ДЖР<_Д. Цей випадок вiдповiдає зварюванню в захисних газах тонким дротом при великiй густинi струму.