Зовнішня характеристика джерела живлення 1
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Джерела струму для живлення зварювальної дуги повинні мати спеціальну зварювальну зовнішню характеристику.
Зовнішньою характеристикою джерела живлення (ВАХ) називається залежність між напругою на його вихідних клемах і струмом в зварювального ланцюга.
Зовнішні характеристики (рис.2.) Можуть бути наступних основних видів: крутопадающая1. пологопадающих 2. жорстка 3. возрастающая4.
Рис.2. Основні типи зовнішніх характеристик джерел живлення для дугового зварювання: 1 - крутопадаючих, 2 - пологопадающих, 3 - жорстка, 4 - зростаюча
Джерело струму з відповідною зовнішньою характеристикою вибирають в залежності від вольтамперної характеристики дуги (рис. 1).
Участкі1 і 2 ВАХ (рис. 1) відповідають режимам зварювання, що застосовуються при ручному зварюванні плавиться покритим електродом, а також неплавким електродом в середовищі захисних газів.
Механізоване зварювання під флюсом соответствует2 області (рис. 1) і частково захоплює 3 область (рис. 1) при використанні тонких електродних дротів і підвищеної щільності струму, зварювання, що плавиться в захисних газах соответствует3 області ВАХ (рис.1). Для живлення дуги з падаючої або жорсткої ВАХ застосовують джерела живлення з падаючою або пологопадающих зовнішньою характеристикою.
Для живлення дуги зі зростаючою ВАХ застосовують джерела струму з жорсткою або зростаючою зовнішньою характеристикою.
Для живлення зварювальної дуги застосовують джерела змінного струму (зварювальні трансформатори) і джерело постійного струму - зварювальні генератори з приводом від електродвигуна (зварювальні перетворювачі), зварювальні генератори з приводом від двигуна внутрішньо го згоряння (зварювальні агрегати) і напівпровідникові зварювальні випрямлячі.
Зварювальні трансформатори завдяки своїм техніко-економічними показниками мають переваги в порівнянні з джерелами постійного струму. Вони простіше в експлуатації, довговічніше, мають більш високий к.к.д.
Джерела постійного струму краще в технологічному відношенні: при їх застосуванні підвищується стійкість горіння дуги, поліпшуються умови зварювання в різних просторових положеннях і ін.
Основні технічні показники джерел живлення зварювальної дуги: зовнішня характеристика, напруга холостого ходу, відносна тривалість роботи (ПР) і відносна тривалість включення (ПВ) в переривчастому режимі.
Величина ПР визначається як відношення тривалості робочого періоду джерела живлення до тривалості повного циклу роботи і виражається у відсотках:
tр - безперервна робота під навантаженням (зварювання);
t ц - тривалість повного циклу (зварювання + пауза).
Різниця між ПР і ПВсостоіт в тому, що в першому випадку джерела живлення під час паузи не відключати від мережі і при розімкнутої зварювального кола працюють на холостому ходу, а в другому випадку джерела повністю відключаються від мережі, що має місце при механізованому зварюванні.
Сталий горіння дуги можливе за умови перетину її статичної характеристики з зовнішньою характеристикою джерела, тобто коли Uдугі = Uіст.
На (рис. 3) показана крутопадаючих зовнішня характеристика джерела живлення і перетинають її статичні характеристики зварювальної дуги різної довжини. Точки перетину характеризують стійке горіння дуги, тому що Uдугі = Uіст. так для зварювальної дуги довжиною lд = 5 мм стійке горіння буде забезпечено при зварювальному струмі Iсв = 145 А і Uіст = 25 В. У разі збільшення зварювального струму до
Iсв = 160 А напруга джерела, як видно з графіка, стане Uіст = 18 В менше напруги дуги, умова Uдугі = Uіст не виконується, однак при такому струмі стійкою буде дуга довжиною lд = 3 мм.
З (рис.3) видно, що діапазон регулювання стійкого режиму зварювання (струму
і напруги) для зміни довжини дуги від 7 до 1 мм становить для Iсв = 130 ... 170А, для напруги U = 33 ... 8 В.
Іншим показником роботи джерела зварювального струму є тривалість роботи (ПР) або тривалість включення (ПВ). Ці величини характеризують повторно-короткочасний режим роботи, на який розраховані джерела
Рис.3 Вольтамперні характеристики зварювальної дуги
Електрична зварювальний дуга при зварюванні покритими електродами є видом навантаження, який відрізняється від інших споживачів електроенергії:
Ø для запалювання дуги потрібно напруга, значно вище, ніж для підтримки її горіння;
Ø дуга горить з перервами, під час яких електричне коло або розривається, або відбувається коротке замикання;
Ø під час горіння дуги зі зміною її довжини lд (в межах 0. 20 мм) змінюється опір, що призводить до зміни напруги Uд (в межах 20. 40 В) і сили зварювального струму I св;
Ø при короткому замиканні (в моменти запалювання дуги і переходу краплі розплавленого металу на виріб) напруга між електродом і виробом падає до нуля.
Ці особливості дуги обумовлюють такі вимоги до джерел живлення (для ручного дугового зварювання):
1. Напруга холостого ходу має бути в два-три рази вище напруги дуги. Це необхідно для легкого запалювання дуги, в той же час воно має бути безпечним для зварника за умови виконання ним необхідних правил. Держстандарт встановлює максимальну напругу холостого ходу Uх.х не більше 80В - для джерел змінного струму і 90 В - для і.п. постійного струму .
2. Необхідно, щоб сила струму при короткому замиканні Iкз була обмежена. Нормальний процес дугового зварювання забезпечується, якщо
3. Зміни напруги дуги, що відбуваються в результаті зміни її довжини, не повинні викликати істотної зміни сили зварювального струму, а отже, зміни теплового режиму зварювання (необхідно, щоб джерело живлення мав спеціальну форму зовнішньої характеристики).
4. Час відновлення напруги від 0 до 25 В після короткого замикання не повинно перевищувати 0,05 с, що забезпечує стійкість дуги.
5. Необхідно, щоб джерело живлення мав пристрій для регулювання сили зварювального струму. Межі регулювання струму повинні бути 30. 130% від номінального зварювального струму. Це необхідно для того, щоб від одного джерела живлення можна було зварювати електродами різних діаметрів. Всім зазначеним вимогам відповідають джерела живлення з крутопадаючих зовнішньої вольтамперної характеристикою (ВВАХ).
Мета роботи. Вивчити і побудувати ВАХ джерел живлення