Каталог организаций

Источники питания для сварки алюминия неплавящимся электродом

Источники питания дуги для сварки неплавящимся электродом

 

Окисная пленка на алюминии, мешающая сплавлению свари­ваемых кромок, разрушается без применения флюсов только на поверхности катодного пятна за счет катодного распыления. Пленку окислов на основном металле можно разрушить лишь тогда, когда основной металл является катодом, т. е. при сварке на обратной полярности. Но в случае сварки неплавящимся вольфра­мовым электродом обратная полярность неприемлема, так как на электроде, являющимся анодом, выделяется большое количе­ство тепла и вольфрам быстро оплавляется. При использовании же малых плотностей тока на электроде дуга горит неустойчиво и резко уменьшается глубина проплавления основного металла.

При сварке на прямой полярности пленка окислов не разру­шается, вследствие чего сплавление свариваемых кромок затруд­нено и получить сварное соединение высокого качества не пред­ставляется возможным. В связи с этим ручную дуговую сварку алюминия и его сплавов неплавящимся электродом в среде защит­ных газов выполняют на переменном токе. Причем в полупериоды обратной полярности сварочная ванна очищается от окисной пленки за счет катодного распыления. Пленка окислов размель­чается и интенсивно оттесняется к краям сварочной ванны. Неплавящийся электрод испытывает большую тепловую нагрузку. В полупериоды прямой полярности сильнее прогревается основной металл, температура неплавящегося электрода несколько сни­жается.

Так как сварочная ванна и капли присадочного металла защи­щены инертным газом, окисная пленка на поверхности ванны не образуется. Поверхность ванны остается зеркально чистой.

Электродами, между которыми возбуждается и горит дуга, яв­ляются вольфрамовый пруток и свариваемое изделие из алюми­ниевого сплава. Из-за различных физических состояний происхо­дит частичное выпрямление сварочного тока и напряжения. Так как мгновенные значения тока в полупериоды, когда катодом яв­ляется вольфрамовый пруток, больше соответствующих мгновен­ных значений тока в полупериоды, когда катодом является изделие, возникает постоянная составляющая сварочного тока. Опре­деляется она более интенсивной термоэлектронной эмиссией с по­верхности вольфрама, чем со свариваемого металла.

Постоянная составляющая может достигать 50% величины эффективного значения переменного тока. Она увеличивается с возрастанием тока и уменьшается с увеличением длины дуги, чистоты защитного газа и скорости сварки. При увеличении по­стоянной составляющей тока уменьшается зона катодного распыле­ния, а следовательно, ослабляется разрушение окисной пленки, затрудняется ведение сварки, уменьшается площадь проплавления основного металла, ухудшается формирование металла шва. Поэтому необходимо принимать специальные меры для уменьше­ния постоянной составляющей сварочного тока. В сварочной практике применяют три способа уменьшения ее: последователь­ное включение в сварочную цепь омического сопротивления, емкости или аккумуляторной батареи.

При сварке на переменном токе промышленной частоты в пе­риоды, когда катодом является вольфрамовый пруток, дуговой разряд протекает в основном за счет термоионной эмиссии. Это объясняется высокой температурой плавления и низкой темпера­туропроводностью вольфрама. При сварке алюминия и его спла­вов это обстоятельство обусловливает неодинаковые условия вос­становления дуги при прямой и обратной полярности. Если катодом является электрод, то дуга восстанавливается легко. Для обеспечения надежного восстановления дуги на обратной полярно­сти требуется источник с напряжением холостого хода около 200 в. Такое высокое напряжение холостого хода экономически нецеле­сообразно, и необходимы специальные меры по обеспечению безо­пасности работы сварщика.

Рис. 1. Схема установки для ручной газоэлектрической сварки переменным током:
1 — сварочный трансформатор; 2 — балластный реостат; 3 — осциллятор; 4 — амперметр; 5 — трансформатор тока; 6 — дроссель; 7 вольтметр; 8 — защитный дроссель вольтметра; 9 — конденсатор; 10 — газоэлектрическая горелка; 11 — ротаметр; 12 — редуктор; 13 — баллон с газом; 14 — изделие.

В практике для сварки алюминия и его сплавов широко при­меняют упрощенные схемы питания дуги на базе стандартных сва­рочных трансформаторов (рис. 1).

В качестве источников питания дуги переменного тока при сварке алюминия используют сварочные трансформаторы двух ос­новных групп: с отдельным дросселем типа СТЭ-24, СТЭ-34 и др. и со встроенным дросселем типа СТН-500, СТН-700, ТСД-500, ТСД-1000 и др.

Для облегчения возбуждения сварочной дуги и обеспечения ее устойчивого горения в сварочную цепь включают осциллятор. Для регулирования силы сварочного тока и частичной компен­сации постоянной составляющей тока служат балластные рео­статы РБ-200 или РБ-300.


Также по теме: