Каталог организаций

Требования к характеристике источника питания при РДС (эластичность дуги)

Требования к характеристике источника питания при РДС или понятие эластичности дуги. Стабильность режима сварки при изменения длины дуги.

В условиях сварки возможно внезапное изменения длины дуги, а также может возникнуть необходимость несколько растянуть дугу (при сварке горизонтальных, вертикальных, потолочных швов), поэтому дуга должна быть устойчивой (не гаснуть или как говорят эластичной) в случае ее удлинения в некоторых пределах.

Критерием устойчивости или эластичности дуги может служить максимальная длина дуги, до которой ее можно растягивать без опасности обрыва. Но существует , при которой дуга гаснет.

Характеристики источника питания и дуги будем изображать линейными, будто бы рассматриваем очень малый диапазон изменения.



Требования к характеристике дуги при механизированной сварке с постоянной скоростью подачи электрода.





- коэффициент плавления по току

- коэффициент плавления по напряжению.



Если длина дуги укоротилась , то при возрастании токов скорость плавления возрастёт пропорционально увеличению тока, и при постоянной скорости подачи на повышенной скорости плавления дуга придёт в исходное состояние.

Очевидно, что при механизированной сварке с постоянной скоростью подачи явление саморегулирования дуги (поддержание оптимальной длины) будет тем эффективнее, чем более пологой будет характеристика источника питания к характеристике дуги. Т.е. требования прямо противоположны требованиям при РДС.

Эти же рассуждения распространяются и на случай сварки в углекислом газе с постоянной подачей скорости электродной проволоки.

Для сварки в применяют жёсткие характеристики с высоким для устойчивого повторного возбуждения дуги в случае короткого замыкания. Но идеальной была бы характеристика возрастающая, но менее круто, чем характеристика дуги .

Динамические свойства источников питания

Состояние неустановившегося равновесия или работы в переходном режиме, когда ток и напряжение изменяют свою величину под влиянием внешних воздействий, называется динамическим режимом, а график – динамической характеристикой.

При горении дуги перенос металла может быть мелко- ,крупнокапельным и струйным.

Рассмотрим самый неблагоприятный случай: крупнокапельный перенос.

 


Ток, возросший до , будет протекать через жидкую перемычку и очень быстро разогреет её до температуры кипения.

Перегрев жидкой перемычки током - вредный процесс, так как приводит к разбрызгиванию и угару.

Поэтому следует для снижения разбрызгивания снизить скорость нарастания тока при коротком замыкании, т.е. поставить в сварочной цепи дополнительную индуктивность.

Тогда при снижении скорости нарастания тока капля или жидкая перемычка может разорваться за счёт электродинамических сил, сжимающих её, действующих в фокусиальном направлении к центру и сил гравитации поверхностного натяжения, тогда капля с минимальными потерями попадёт в сварочную ванну.

Поэтому при сварке в углекислом газе, сопровождающейся частыми КЗ электрода на изделие, в цепи выпрямленного (постоянного) тока ставят дроссель индуктивности L, который создаёт индуктивное сопротивление и препятствует резкому нарастанию тока и спаду напряжения.

Современные источники питания, имеющие цифровые системы обратной связи. Которые обладают высоким быстродействием (на порядок выше индуктивности) регулирует ток, уменьшая его именно в момент КЗ, что обеспечивает более высокие технологические свойства как источников, так и сварных соединений.

Особенности горения дуги на переменном токе с активным сопротивлением в цепи.

 


Так как f=50 Гц, то 100 раз в секунду изменяется полярность на электродах, при этом объёмный положительный и отрицательный прикатодные заряды устремляются навстречу друг другу и ионизируются.



Степень ионизации снижается, и дуге нужно время для достижения горения.

Но вследствие деионизации и снижения температуры повторное загорание дуги возможно при

Но .

При смене полярности процесс повторится вновь: дуга возбудится при

Возникает время перерыва

Для электродов основного типа, содержащих , подавляющий ионизацию дуги, возбуждение дуги и её горение невозможно на переменном токе (УОНИ 13/45). Это происходит, потому что напряжение зажигания велико и время перерыва горения намного увеличивается, а степень ионизации активных пятен намного снижается, так что повторного возбуждения не происходит.

Для того, чтобы снизить перерыв горения дуги, в обмазку вводят легко ионизирующиеся компоненты: Са, Nа, К и т.д., т.е. щёлочные и щёлочно-земельные металлы. Они хуже защищают сварочную ванну, но обеспечивают устойчивое горение. Можно повысить напряжение на вторичной обмотке, но это опасно для сварщиков. Можно использовать осцилляторы и стабилизаторы, которые дают разряд конденсатора.

Горение дуги на переменном токе с индуктивностью в сварочной цепи.

 

, где

Возникает ЭДС; её потенциалы приложены так, что при резком возрастании тока индуктивность препятствует возрастанию, при резком уменьшении препятствует уменьшению.

При наличии индуктивности в сварочной цепи в идеале можно получить непрерывное горение дуги за счёт поддержания необходимого напряжения на дуге с помощью ЭДС, наведённой в индуктивности.

Также по теме:

Режим рабыты источника питания. Три режима работы источника питания дуги.

Обозначение сварочных аппаратов. Обозначение из букв и цифр.