 |
Реклама. ООО "ГК "Велунд Сталь НН" ИНН 5262389270 Erid: 2SDnjdZde8T
| |
Напряжение сварочной дуги, т. е. напряжение между электродом и изделием, зависит от длины дуги, сварочного тока, диаметра электродной проволоки, состава флюса и других факторов. Графическое изображение зависимости напряжения дуги от сварочного тока при постоянной длине дуги называется статической вольт-амперной характеристикой дуги. При сварке под флюсом на обычно применяемых токах напряжение дуги мало изменяется с увеличением тока, и лишь при очень большой плотности тока на электродах, в особенности при малых диаметрах электродной проволоки (1,6-2 мм), напряжение дуги с увеличением тока возрастает.
На рис. 2 приведены графики, характеризующие изменение напряжения дуги в зависимости от сварочного тока при трех различных установившихся длинах дуг. Напряжение дуги в значительной мере зависит от ее длины: с увеличением длины дуги напряжение возрастает, при укорочении - снижается. При измерении напряжения дуги в его значение входит также падение напряжения на вылете электрода. Поэтому действительное напряжение дуги несколько ниже показываемого электроизмерительным прибором.
Устойчивое горение дуги зависит от характеристик источника питания. Важное значение имеет так называемая внешняя вольт-амперная характеристика, выражающая зависимость напряжения на зажимах источника питания от тока нагрузки. Внешние вольт-амперные характеристики источников питания могут быть крутопадающими, пологопадающими, жесткими (независимыми от тока нагрузки) и даже возрастающими (рис. 3).
Процесс сварки считается устойчивым, если в течение длительного времени дуга горит при заданных значениях тока и напряжения. При сварке под флюсом устойчивое, стабильное горение дуги обеспечивается при применении источников питания с пологопадающими внешними характеристиками.
На рис. 4 приведены статическая вольт-амперная характеристика дуги (кривая 1) и внешняя вольт-амперная характеристика источника питания (кривая 2), Эти характеристики определяют зависимость между током и напряжением дуги. Процесс сварки протекает при параметрах, отвечающих пересечению статической характеристики дуги 1 с внешней вольт-амперной характеристикой источника питания 2 в точке О. При увеличении длины дуги кривая 1 смещается вверх -сварочный ток в соответствии с кривой 2 уменьшается, а при укорочении дуги кривая 1 смещается вниз - сварочный ток возрастает.
В случае колебания напряжения сети напряжение холостого хода трансформатора будет повышаться либо понижаться, при этом внешняя вольт-амперная характеристика источника питания 2 будет соответственно смещаться вверх либо вниз.
С повышением напряжения холостого хода сварочный ток будет увеличиваться и наоборот.
При сварке электродной проволокой малых диаметров (1,6-2,0 мм) на токе высокой плотности стабильный процесс может быть обеспечен источниками питания с жесткими или даже со слегка возрастающими внешними характеристиками. Для соблюдения условий устойчивости горения дуги крутизна возрастания внешней вольт-амперной характеристики источника питания должна быть меньше крутизны возрастания статической вольт-амперной характеристики дуги.
При автоматической сварке под флюсом могут применяться источники переменного и постоянного тока.
Сварка на переменном токе является наиболее экономичной, так как сварочные трансформаторы имеют более высокий коэффициент полезного действия, чем источники питания постоянного тока. Сварочные трансформаторы просты в изготовлении, дешевы, надежны в эксплуатации, отличаются малыми размерами и массой. Для сварки под флюсом серийно выпускаются трансформаторы типов ТСД-500, ТСД-500-1, ТСД-1000-3, ТСД-1000-4 и ТСД-2000 в однокорпусном исполнении, со встроенными дросселями, с дистанционным управлением.
Питание дуги постоянным током дороже, чем переменным. Однако применение постоянного тока в некоторых случаях целесообразно, в частности когда к качеству швов предъявляются особо высокие требования, а также когда использование переменного тока затруднено, как, например, при сварке изделий малых толщин. При питании дуги постоянным током от сварочных генераторов колебания напряжения сети не влияют на характеристики источника питания и, следовательно, на качество сварного шва. В качестве источников питания дуги при сварке под флюсом постоянным током применяются серийно выпускаемые преобразователи ПС-500, ПСО-500, ПС0-800, ПС-1000 на токи 500, 800 и 1000 А.
В настоящее время достигнуты значительные успехи в производстве сварочных выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный. Сварочный выпрямитель состоит из трансформатора с выпрямительным устройством. Выпрямители не имеют подвижных частей, по размеру и массе они лишь незначительно превосходят сварочный трансформатор. Сварочные выпрямители бесшумны в работе, обеспечивают устойчивое горение дуги. Коэффициент полезного действия выпрямителей значительно выше, чем у мотор-генераторных преобразователей. Сварочные выпрямители весьма перспективны, в ближайшие годы они найдут широкое применение в сварочной технике и, как более удобные и экономичные, заменят мотор-генераторные преобразователи.
Для сварки под флюсом выпускаются автоматы с зависимой от напряжения дуги скоростью подачи электродной проволоки либо с постоянной, независимой скоростью подачи электрода. Задачей автоматического регулирования является поддержание установленного тока и напряжения дуги. При падающих внешних характеристиках источника питания в качестве регулируемой величины принимается напряжение дуги.
При неизменной настройке источника питания и постоянстве напряжения сети ток и напряжение дуги находятся в зависимости от длины дугового промежутка. Стабильное значение длины дуги возможно только в том случае, если электродная проволока будет подаваться в зону горения дуги со скоростью, равной скорости ее плавления. На практике длина дуги может претерпевать значительные изменения, вызываемые неравномерностью разделки кромок, зазора, превышением кромок и другими возмущениями, которые влияют на процесс сварки. Чтобы обеспечить постоянство длины дуги, а следовательно, и напряжения дуги, в автоматических системах регулирования электродную проволоку подают со скоростью, зависимой от напряжения дуги.
При работе на автомате с зависимой от напряжения дуги скоростью подачи электродной проволоки настройка режима по току производится изменением внешних характеристик источника питания. В сварочных трансформаторах наиболее часто настройка осуществляется изменением индуктивного сопротивления при неизменном напряжении холостого хода трансформатора.
Регулятор напряжения дуги с достаточной точностью поддерживает напряжение дуги. В случае удлинения дуги и увеличения ее напряжения скорость подачи электродной проволоки возрастает, а при уменьшении напряжения дуги скорость подачи электродной проволоки уменьшается. Благодаря этому автоматически поддерживается постоянное расстояние между плавящимся концом электродной проволоки и сварочной ванной. Примером автомата, осуществляющего непрерывное регулирование скорости подачи электродной проволоки, может служить автомат АДС-1000-2, в котором число оборотов электродвигателя сварочной головки зависит от напряжения дуги.
При способе автоматической сварки с независимой от напряжения дуги скоростью подачи электродной проволоки электродная проволока подается с некоторой постоянной скоростью, устанавливаемой в соответствии с током. Случайные отклонения длины дугового промежутка от первоначально установленного значения устраняются не изменением скорости подачи электродной проволоки, как при зависимой от напряжения дуги скорости подачи электродной проволоки, а вследствие временного изменения скорости плавления проволоки, происходящего вследствие зависимости между напряжением дуги и сварочным током, определяемой формой внешней характеристики источника питания. Так как постоянство режима дуги поддерживается без принудительного регулирования, то это свойство дуги с плавящимся электродом получило название саморегулирования.
При сварке с независимой скоростью подачи электродной проволоки настройка режима сварки по току производится изменением скорости подачи электродной проволоки. Для настройки автомата на различные напряжения дуги необходимо изменять внешнюю характеристику источника питания. Для обычных режимов автоматической сварки под флюсом существующие источники питания с падающей внешней характеристикой обеспечивают достаточную интенсивность и быстродействие системы саморегулирования дуги.
Во многих случаях саморегулирование дуги настолько значительно, что нет необходимости в применении схемы автоматического принудительного регулирования. Заданная длина дуги будет восстанавливаться тем быстрее, чем значительнее будет изменяться скорость плавления электрода.
Наибольшее влияние на саморегулирование дуги оказывает форма внешней характеристики источника питания и плотность тока в электроде.
Для увеличения интенсивности саморегулирования дуги крутизна падающей внешней характеристики источника питания должна быть по возможности небольшой. Для источников постоянного тока желательно, чтобы напряжение холостого хода на 10-12 В превышало рабочее напряжение. При сварке на переменном токе для обеспечения непрерывности горения дуги в момент перехода тока через нуль необходимо, чтобы напряжение холостого хода превышало рабочее напряжение дуги примерно в два раза.
При постоянной независимой скорости подачи электродной проволоки устойчивый процесс сварки под флюсом можно получить при питании дуги от источника постоянного тока с жесткой вольт-амперной характеристикой. Плотность тока в электродной проволоке в этом случае должна быть достаточно высокой. Так, например, для электродной проволоки диаметром 5 мм минимальный ток должен быть не менее 600 А, а для проволоки диаметром 1,6 мм - не менее 250 А. При относительно небольших плотностях тока в электродной проволоке питание дуги от источников тока с жесткими внешними характеристиками приводит к резкому снижению устойчивости горения дуги, шов плохо формируется. Смягчение внешней характеристики источника питания стабилизирует процесс сварки.
При падении напряжения сети напряжение холостого хода сварочного трансформатора также падает. В сварочных головках с независимой скоростью подачи электродной проволоки нарушается равенство скорости подачи и скорости плавления электродной проволоки, что влечет за собой укорочение длины дуги и падение напряжения, сопровождающееся первоначально ростом сварочного тока до тех пор, пока скорость плавления электродной проволоки не достигнет первоначальной величины. При независимой скорости подачи электродной проволоки сварочный ток остается стабильным, а напряжение дуги изменяется в том же направлении, как и напряжение сети.
При автоматической сварке плавящимся электродом механизируются операции подачи электродной проволоки в зону сварки со скоростью, равной скорости ее плавления, и перемещения сварочной дуги вдоль свариваемых кромок со скоростью, необходимой для образования шва заданной формы. | 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ