Источники тока для питания сварочной дуги. Классификация и требования к ИП. Выбор ИП по типу внешней характеристики в зависимости от способа сварки

В основу классификации источников питания дуги могут быть положены различные признаки:

1) род тока – источники переменного и постоянного тока;

Источниками переменного тока являются трансформаторы (сварочные), к источникам постоянного тока относятся – выпрямительные устройства и генераторы.

2) Внешняя характеристика – источники с крутопадающими, пологопадающими, жесткими, возрастающими и смешанными (универсальные источники) вольт–амперными характеристиками;

3) характер горения дуги – источники для сварки непрерывногорящей дугой и импульсной;

4) особенность горения дуги – источники для сварки свободногорящей дугой и сжатой;

5) число одновременно питаемых постов – источники однопостовые и многопостовые.

К источникам тока предъявляются определенные требования. К основным требованиям можно отнести:

– обеспечение легкого зажигания дуги и обеспечение устойчивого горения дуги в установившемся режиме, а также регулирование мощности (тока).

Процесс зажигания дуги обеспечивается за счет повышенного напряжения источника питания U_o = U_xx (45–75В < 80В) и больших токов J_max = J_кз £ (1,25 ¸ 2) J_св.

Сварочная дуга D, как потребитель энергии и источник питания дуги И.П. (св. трансформатор, генератор или выпрямитель) образуют взаимно связанную энергетическую систему.

Различают два режима работы этой системы: 1) статический, когда J и U_d – const при нагрузке; 2) переходной (динамический), когда J и U–var, непрерывно изменяются (холостой ход «короткое замыкание).

Сварочная дуга как потребитель электрического тока резко отличается от других потребителей электроэнергии (электродвигатели, нагревательные устройства и т.д.).

Условия, при которых происходит зажигание дуги отличается от условий устойчивого ее горения. Так, для устойчивой дуги при ручной дуговой сварке достаточно напряжение 25–30 В, которое в широких пределах не зависит от силы сварочного тока; для зажигания дуги требуется как отметили более высокое напряжение: 45–75В. Зависимость между током в дуге и необходимым напряжением на дуге для поддержания устойчивого ее горения выражается статической вольтамперной характеристикой дуги, которую для каждого d_эл можно разделить на: участок крутопадающей, горизонтальный (жесткий) и возрастающий режим горения при постоянной длине дуги (рисунок 3.5).

Для объяснения многих процессов происходящих при механизированной сварке иногда удобно пользоваться вольтамперной характеристикой, снятой при постоянной подаче электродной проволоки (V_nn = const), то есть небольшие изменения силы тока сварки J_d, вызывают значительные изменения напряжения U_d. Каждой V_nn соответствует небольшой диапазон токов DJ_d, в котором устойчиво горит дуга и стабильно плавится электродная проволока.

Устойчивость горения дуги и стабильность режима сварки зависит:

а) от условий существования дугового разряда (режима сварки, рода тока, атмосферы зоны D);

б) свойств и параметров источника тока V – от внешней характеристики источника питания.

Внешняя характеристика источника питания – это зависимость между U на зажимах и током (рисунок 3.5).

Выбор источника питания по типу внешней характеристики производится в зависимости от способа сварки:

Например, – источники с падающей характеристикой применяются при сварке наплавящимся электродом; при ручной дуговой сварке плавящимся электродом – с крутопадающей.

При автоматической и полуавтоматической сварке плавящимся электродом выгоднее применять источники с пологопадающей характеристикой (т.е. за счет V_nn – саморегулирование дуги).

При автоматической сварке в защитных газах на постоянном токе (d_эл £ 2,5 мм), когда вольт–амперная характеристика дуги возрастающая, рациональнее применять источники питания с жесткой характеристикой, а также в многопостовых источниках (через РБ–300).

Полого возрастающая характеристика ИП применяется для полуавтоматической сварки в среде защитного газа, где плотность тока доходит до 150-170 А/мм² (d_эл £ 2¸2,5 мм) и характеристика дуги также возрастающая.

Источники питания дуги переменного тока исходя из требований обеспечения устойчивости горения должны иметь падающие характеристики.