Тема 1.3 Джерела живлення зварювальної дуги

 

Питання теми:

 

Джерела постійного і змінного струму, їх особливості. Загальна будова джерел живлення зварювальної дуги. Вимоги, пропоновані до джерел. Техніко-економічні показники джерел. Практичне встаткування, що використається на будівельних майданчиках.

 

До джерел зварювального струму пред'являються наступні вимоги:

- зовнішня характеристика джерела живлення повинна забезпечувати найкращі умови для стійкого протікання зварювального процесу – напруга холостого ходу при цьому не повинна перевищувати безпечних для людини значень;

- струм короткого замикання не повинен перевищувати встановлених меж, щоб уникнути надмірного перегріву обмоток;

- динамічні властивості джерел повинні забезпечувати швидке наростання напруги після короткого замикання зварювального ланцюга;

- джерело повинно мати пристрій для регулювання зварювального режиму у встановлених межах і мати необхідну електричну потужність.

 

Для дугового й електрошлакового зварювання використаються джерела живлення з наступними зовнішніми характеристиками:

- з крутопадаючої – зі швидким зменшенням напруги при збільшенні струму;

- з пологопадаючої – з повільним зменшенням напруги при збільшенні зварювального струму;

- з твердої – з незмінною напругою при змінах струму;

- з зростаючої – зі зростанням напруги при збільшенні струму.

Дугове зварювання можна виконувати постійними або змінним струмом.

Постійний струм забезпечує високу якість зварювання. Зварювання змінним струмом економічний і зручна.

При зварюванні постійним струмом струм від мережі змінної струми напругою 220, 380 В надходить до зварювального перетворювача, що складається з асинхронного електродвигуна й генератора постійного струму, які можуть бути зібрані в одному корпусі (однокорпусні) або роздільно. Ротор електродвигуна і якір генератора однокорпусного перетворювача перебувають на одному валу. Перетворювач установлюється на рамі або на колесах. Постійний струм від генераторів використається при ручному зварюванні на малих струмах (більш стійка дуга) і для автоматичного зварювання кольорових металів і сплавів товщиною до 4 мм під флюсом і в середовищі захисних газів.

Однопостовий перетворювач ПСО широко застосовується при будівельно-монтажних роботах. Для зварювання в середовищі захисних газів і для напівавтоматичного й автоматичного зварювання застосовують перетворювач ПСГ-350, що складається зі зварювального генератора постійного струму ГСГ-350 і трифазного асинхронного електродвигуна АВ-61-2 потужністю 15 квт. Генератор і двигун розміщені в загальному корпусі й змонтовані на візку.

Зварювальні випрямлячі застосовують для зварювання постійним струмом нарівні зі зварювальними перетворювачами. Випрямні зварювальні установки збирають із селенових і кремнієвих напівпровідникових елементів, які мають властивість проводити електричний струм тільки в одному напрямку. Випрямні зварювальні установки більше надійні, чим зварювальні перетворювачі.

Зварювальний випрямляч являє собою апарат, що перетворить змінний струм у постійний (пульсуючий) за допомогою напівпровідникових вентилів. Він складається із двох основних частин: трансформатора із пристроєм для регулювання зварювального струму або напруги й випрямного блоку, зібраного по трифазній мостовій схемі. Випрямлячі розраховані на роботу в закритих приміщеннях при температурі повітря від

– 40 до 40⁰ С.

Для санітарно-технічних монтажних зварювальних робіт Інститут електрозварювання імені Е.О. Патона розробив переносний зварювальний випрямляч ВЖ-2М, призначений для живлення автоматів і напівавтоматів при зварюванні відкритою дугою й у середовищі захисного газу стиків труб діаметром 20 – 100 мм масою 50 кг.

При наявності на будівельно-монтажній площадці електросилової мережі застосовують пересувні зварювальні перетворювачі, апарати змінного струму або зварювальні випрямлячі залежно від виду робіт. Більш широке поширення одержали зварювальні трансформатори змінного струму завдяки простоті конструкції, меншій витраті електроенергії, високому КПД і іншим показникам. Зварювальні випрямлячі не мають обертових частин, тому працюють більш стійко, ніж генератори постійного струму.

При зварюванні змінним струмом струм від мережі змінні струми напругою 220, 380 В подається до зварювального трансформатора, що знижує напругу до величини, необхідної для порушення й стійкого горіння дуги (напругою 60...80 В), і по зварювальним проводам через затиск і електротримач підводить до деталі, що зварюється.

Зварювальні апарати (трансформатори) змінного струму, застосовувані на заводах і будівельно-монтажних площадках, складаються з понижуючого трансформатора й регулюючого пристрою – дроселя, рухливого магнітного шунта, рухливої обмотки – для створення падаючої зовнішньої характеристики й регулювання зварювального струму. Зварювальний трансформатор складається із сердечника, на вертикальних стрижнях якого розміщаються котушки первинної і вторинної обмоток. Рухливі котушки вторинних обмоток з'єднані з регулювальним гвинтом, при обертанні якого рукояткою котушки вторинної обмотки зближаються з котушками первинної обмотки. При цьому зварювальний струм буде збільшуватися. Трансформатори забезпечують живлення дуги змінним струмом напругою 60 – 70 В.

Трансформатори типу СТЕ широко застосовують при ручному дуговому зварюванні. Трансформатор і дросель можуть бути укладені в окремі кожухи або убудовані в один кожух. Вони постачені коліщатами для переміщення.

Зварювальні апарати типу СТШ мають магнітний шунт, що складається із двох половин, які можуть зрушуватися й розсовуватися. При зрушених половинах шунта струм мінімальний. Апарат СТШ-500-80 має два діапазони зварювального струму. Для монтажних робіт переважно використати апарати легкого типу СТШ-250 масою 44 кг.

Зварювальні агрегати складаються з генератора постійного струму й двигуна внутрішнього згоряння, вали яких з'єднані еластичною муфтою. Генератор і двигун установлені на загальну раму. Зварювальні агрегати застосовують при відсутності електричної мережі (на новобудовах і в польових умовах), а також у тих випадках, коли напруга в електричній мережі коливається в більших межах. Агрегат може бути встановлений у кузові автомашини, на автомобільному або тракторному причепі або в іншім конструктивному виконанні.

Для одержання струмів високої частоти й високої напруги застосовують осцилятори паралельного й послідовного включення. Осцилятори використають при необхідності використання змінного струму. Осцилятори – апарати, що перетворять змінний струм промислової частоти в струм високої напруги й високої частоти. Їх застосовують при зварюванні тонкостінних виробів дугою малої потужності й при зварювальному струмі 20 – 40 А, а також при зварюванні в середовищі захисних газів, зварюванню спеціальних сталей і деяких кольорових металів. Осцилятори послідовного включення (М-3, ОС-1) використають в установках для дугового зварювання в середовищі захисних газів.

Інститутом електрозварювання ім. Е.О. Патона розроблений імпульсний генератор ГІ-1, що подає струм напругою 200 – 300 В імпульсами, коли напруга у зварювальному ланцюзі переходить через нульове значення. Він більш надійний у роботі й більше економічний, чим осцилятори, вимагає менш енергії.

Зварювальні проведення (мідні або дюралюмінієві) вибирають залежно від найбільшого припустимого зварювального струму.

 

Питання для самоконтролю:

1. Назвіть вимоги, пропоновані до джерел живлення зварювальної дуги.

2. Назвіть джерела живлення постійного струму. Поясніть їхній принцип дії.

3. Назвіть джерела живлення змінного струму. Поясніть їхній пристрій і принцип дії.

 

 

Література:

Л 1 стор. 63 – 85 (§21 - §26)

Л 3 «Довідник майстра – сантехника» за редакцією Журавльова.

стор. 471 – 475 (§316 - §317)