Меню

Основные источники тока для дуговой сварки

Источники питания для сварки

Основная задача источников питания сварочной дуги – это получение электрического тока, по своим характеристикам подходящего для выполнения сварочных работ, путём преобразования тока промышленной частоты.

Использовать на прямую из сети напряжение у нас не получится, в связи с тем, что ток у нас в сети переменный и маленький по величине, а напряжение большое. За частую необходим постоянный ток с возможностью выбора полярности. Для таких целей и необходим источник питания сварочной дуги.

Основные требования

На сегодняшний день все источники питания должны соответствовать следующим основным требованиям:

  • иметь в наличии плавную регулировку режимов сварки во всём диапазоне;
  • иметь в наличии приборы для контроля режимов сварки;
  • обеспечивать стабильное горение дуги;
  • иметь высокие динамические характеристики;
  • соответствовать основным требованиям по электробезопасности.

Наличие плавной регулировки и приборов контроля, обеспечивает точную настройку необходимых режимов сварки.

Динамические свойства сварочного аппарата определяются временем восстановления напряжения холостого хода после короткого замыкания в процессе сварки. Чем быстрее восстанавливается напряжение, тем лучше его динамические характеристики. Восстановление не должно превышать 0,05с.

Для повышения стабильности горения дуги дополнительно могут применяться осцилляторы. Они преобразующие низкое напряжение промышленной частоты в импульсы высокого напряжения и высокой частоты. Наложение этих импульсов на дуговой промежуток повышает устойчивость горения дуги.

Классификация источников питания сварочной дуги

Источники питания сварочной дуги имеют множество классификаций, а именно:

  • по напряжению питающей сети:
  1. однофазные (220В);
  2. трёхфазные (380В).
  • по внешней статической характеристики:
  1. падающие;
  2. жёсткие;
  3. штыковые.
  • по числу питаемых постов:
  1. однопостовые;
  2. многопостовые.
  • по роду тока:
  1. переменный;
  2. постоянный.

Виды источников питания

К источнику питания с переменным тока относят сварочный трансформатор.

К источникам питания с постоянным током относят преобразователи, выпрямители, сварочные агрегаты и инверторы.

Трансформатор

На сегодняшний день это самый простой источник питания сварочной дуги который выдаёт на выходе только переменный ток.

Плавное регулирование сварочного тока осуществляется за счёт изменения зазора в катушке дросселя или между обмотками. Ступенчатое – за счёт переключения числа витков первичной и вторичной обмотки.

Трансформаторы очень просты, что даёт возможность изготовить его самостоятельно. В настоящее время трансформаторы не актуально.Это связано с тем, что постоянный ток не даёт стабильного горения дуги, а применение его при сварке нержавеющих сталей невозможно.

Выпрямитель

Преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный, необходимый для сварки.

Выпрямители бывают однофазные и трехфазные, стационарные или мобильные. Иметь возможность изменять вольт-амперную характеристику на жёсткую или падающую, а также полярность при сварке.

Плавное регулирование сварочного тока осуществляется блоком управления, а ступенчатое за счёт переключения обмоток.

Массовое применение их на производстве говорит о их универсальности и производительности. Высокое КПД и возможность применения при сварки различных металлов делает их одними из популярнейших источников питания.

Преобразователь

Работа преобразователя заключается в преобразовании переменного ток сети в механическую энергию электрического двигателя. В результате вращения вала генератора механическая энергия преобразовывается в электрическую энергию постоянного тока.

Большим плюсом является нечувствительность к перепадам напряжения, поэтому на выходе получается постоянный ток имеющий стабильными ВАХ.

Из-за большой массы, практически всегда их делают стационарными. Минусом является низкое КПД и большой износ движущихся деталей.

На данный момент преобразователи утратили свою актуальность.

Инвертор

Принцип действия этих устройств заключается в преобразовании переменного тока сети в постоянный. Далее постоянный ток опять преобразуется в переменный, но только высокой частоты. После этого переменный ток подаётся на высокочастотный сварочный трансформатор который понижает напряжение и преобразует переменный ток в постоянный.

Инверторы на сегодняшний день одни из самых популярных источников питания сварочной дуги. Это обусловлено рядом преимуществ:

  • постоянный ток с плавным регулированием;
  • доступная цена;
  • стабильное горение сварочной дуги и её лёгкое зажигание;
  • малые габаритные размеры;
  • малое энергопотребление
  • малый вес.

Всё это делает инверторные источники питания незаменимыми в быту, а также на больших предприятиях.

Источник

Источники тока для дуговой сварки

1. Общие сведения. Для дуговой сварки применяют как по­стоянный, так и переменный ток. Источниками постоянного тока являются сварочные генераторы постоянного тока и сварочные выпрямители — селеновые, германиевые и кремниевые. Генераторы постоянного тока изготовляют стационарными и передвижными с приводом от электродвигателя и от двигателя внутреннего сго­рания.

При сварке переменным током используют преимущественно сварочные трансформаторы, которые применяются значительно чаще, чем источники постоянно­го тока. Сварочные трансформа­торы более просты в изготовле­нии и эксплуатации, имеют не­большую массу и меньшую стои­мость, а также обладают более высоким КПД и более долго­вечны.

Источники постоянного тока для дуговой сварки изготовляют однопостовыми и многопостовы­ми, а источники переменного тока —только однопостовыми.

2. Основные требования, предъявляемые к источникам свароч­ного тока. Источники сварочного тока должны обеспечить легкое зажигание и устойчивое горение дуги, ограничивать ток короткого замыкания и быть безопасными в работе. В связи с тем что в момент зажигания дуги, когда электрод, свариваемое изделие и воздушный промежуток между ними еще недостаточно нагреты, для ионизации воздушного промежутка требуется большая кинетическая энергия электронов, а следовательно, и более высокое напряжение, чем при горении дуги. Величина напряжения, необходимого для зажи­гания дуги, называемого напряжением холостого хода источника сварочного тока должна быть не ниже 30. 35 В для источников по­стоянного тока и не менее 50. 55 В для источников переменного тока. Из соображений безопасности оно не должно превышать 80 В. Наиболее часто напряжение источников постоянного и переменного тока находится в пределах 60. 80 В. Для устойчивого горения открытой дуги в большинстве случаев достаточно напряжения 18. 30 В.

Рис. II. 3. Соотношения характеристик источника сварочного тока и сварочной дуги и виды внешних характеристик сварочного тока.

Во время коротких замыканий электрода с изделием, происхо­дящих в моменты зажигания дуги и переноса электродных капель через дуговой промежуток (до 30. 40 замыканий/с) при сварке плавящимся электродом, сопротивление сварочной цепи падает почти до нуля, а сварочный ток даже при незначительном напря­жении сильно возрастает. Для ограничения тока короткого замы­кания необходимо, чтобы с увеличением тока нагрузки напряжение на зажимах источника тока снижалось. Иначе говоря, нужно, чтобы источники тока имели так называемую падающую внешнюю харак­теристику 1 (рис. II.3). Внешней характеристикой называется за­висимость между напряжением на зажимах источника тока и током нагрузки, выраженная графически. Падающая внешняя характе­ристика обеспечивает устойчивый режим горения дуги. Он опре­деляется точкой С пересечения падающей внешней характеристики 1 источника сварочного тока и жесткой статической характеристики 2 дуги. При случайном увеличении тока против значения Iсв напря­жение источника тока уменьшится (кривая 7), а это приведет к умень­шению тока до первоначального значения Iсв. С уменьшением тока против значения Iсв параметры тока и напряжения изменяются в противоположном направлении. Следовательно, для питания дуги с жесткой характеристикой необходимо, чтобы источники тока имели падающую (крутую 3 или пологую 4) внешнюю характеристи­ку. Для питания дуги с возрастающей статической характеристикой более пригодны источники тока с жесткой 5 или возрастающей 6 внешней характеристикой.

Читайте также:  Напряжение определяется работой тока по перемещению всех зарядов

Важное значение для источников тока имеет время восста­новления напряжения от момента короткого замыкания, когда оно почти равно нулю, до значения 18. 20 В, когда происходит зажигание дуги. Это время не должно превышать 0,05 с.

3. Сварочный трансформатор снижает высокое напряжение сети (220 или 380 В) до напряжения холостого хода трансформатора (60. 80 В). Кроме этого, трансформатор создает на дуге падающую внешнюю характеристику. Для этого последовательно G дугой и вто­ричной обмоткой трансформатора включают так называемую дрос­сельную, т. е. реактивную, обмотку или используют трансформаторы с увеличением магнитных потоков рассеяния. Во время прохожде­ния сварочного тока в витках дроссельной обмотки индуктируется ЭДС (электродвижущая сила) самоиндукции, имеющая направление, противоположное направлению основной ЭДС трансформатора. Поэтому напряжение, подведенное к дуге, снижается от значения холостого хода до 18. 30 В во время горения дуги и почти до нуля при коротком замыкании.

Рис. II. 4. Схема сварочных трансформаторов.

Применяют две схемы включения дроссельной обмотки с трансформаторными. В первой схеме (рис. II. 4, a) первичная 1 и вторичная II обмотки понижающего однофазного трансформатора размещены на железном сердечнике 1, а дроссельная обмотка III — на сер­дечнике 2 и представляют собой два отдельно выполненных аппара­та. Во второй схеме включения (рис. II. 4, б) трансформаторные (I, II) и дроссельная (III) обмотки размещены на общем железном сердечнике и представляют собой один аппарат. Та часть сердеч­ника, на которой размещены обмотки I и II,— это собственно транс­форматор, а часть, где размещена обмотка III,— дроссель. Ток в трансформаторах этих двух типов регулируется изменением ве­личины самоиндукции дросселя при увеличении или уменьшении воздушного зазора между подвижной и неподвижной частями его сердечника. С увеличением зазора самоиндукция дросселя, которая зависит от магнитного потока сердечника, уменьшается, а напряже­ние на дуге и, следовательно, сварочный ток увеличиваются. Уменьшение зазора обусловливает обратное явление.

В трансформаторах с увеличенным магнитным рассеянием ис­пользуется свойство магнитных потоков, которые замыкаются через воздух, индуктировать в соответствующих обмотках ЭДС самоин­дукции, которая, как и в трансформаторах первых двух типов, на­правлена против основной ЭДС трансформатора. Для этого пер­вичную и вторичную обмотки помещают на разных стержнях сер­дечника трансформатора или на одном сердечнике (рис. II. 4, в), но с некоторым расстоянием между ними. При этом магнитные си­ловые линии рассеиваются и замыкаются через воздух только вокруг одной обмотки, не затрагивая другую. Ток в трансформаторах этого типа регулируют изменением расстояния между первичной I и вторичной II (рис. III. 4, в) обмотками при перемещении катушек вторичной обмотки. С увеличением расстояния между ними потоки рассеяния увеличиваются, а ток уменьшается, и наоборот. Для уве­личения потоков рассеяния, а также для регулирования силы сва­рочного тока в некоторых конструкциях трансформаторов этого типа на пути потоков рассеяния устанавливают стальные шунты. Изменением их положения регулируют силу сварочного тока.

Для сварки трехфазной дугой используют специальные свароч­ные трансформаторы трехфазного тока.

4. Однопостовые сварочные генераторы постоянного тока имеют падающую внешнюю характеристику, которая создается непосред­ственно в самом генераторе. Эго достигается размагничиванием основного потока генератора магнитным потоком последовательной обмотки возбуждения или магнитным потоком обмоток якоря (ре­акцией якоря).

Генератор имеет обмотку, подключенную к главной щетке и вспомогательной щетке, и обмотку, которая подключается к главным щеткам. Напряжение между щетками при холостом ходе и всех режимах нагрузки остается постоянным. Поэтому постоянным яв­ляется и магнитный поток Фп, создаваемый обмоткой, подключен­ной к этим щеткам (генератор с самовозбуждением). Во время хо­лостого хода ЭДС генератора, а следовательно, и напряжение на главных щетках и на дуге будут зависеть только от потока па­раллельной обмотки. При горении дуги сварочный ток проходит через последовательную (сериесную) обмотку, включенную так, что ее магнитный поток Фс направлен против магнитного потока Фп. Поэтому ЭДС генератора, индуктируемая в обмотке якоря генера­тора результирующим магнитным потоком, также снизится, и это вызовет снижение напряжения на дуге. При коротком замыкании поток Ф будет почти равен потоку Фп. Поэтому результирующий магнитный поток, а следовательно, и напряжениё на главных щет­ках и на дуге также понизятся почти до нуля.

Сварочный ток в генераторах этого типа регулируется измене­нием тока возбуждения параллельной обмотки с помощью реостата или изменением числа витков параллельной и сериесной об­моток.

5. Многопостовые сварочные генераторы постоянного тока имеют последовательную и параллельную обмотки возбуждения, создающие магнитные потоки соответственно Ф и Фп одного направления. Поэтому внешняя характеристика у этих генераторов не падающая, а жесткая. Для создания падающей ха­рактеристики на дуге на каждом рабочем посту последовательно с дугой включают балластные реостаты 4. При замыкании свароч­ной цепи часть напряжения генератора теряется в балластном реос­тате согласно уравнению

где Up — потеря напряжения в реостате, В; R — сопротивление реостата, Ом.

При коротком замыкании потеря напряжения в балластном реостате почти равна напряжению на зажимах генератора, и по­этому напряжение на дуге падает почти до нуля. Балластным реоста­том пользуются также для регулирования сварочного тока, а реос­тат 2 изменяет напряжение холостого хода генератора.

6. Сварочные выпрямители состоят из полупроводниковых эле­ментов-вентилей. Полупроводниковый вентиль хорошо проводит ток только в одном направлении. Для сварочных выпрямителей в основном используют селеновые вентили на алюминиевой основе. В настоящее время разработаны и выпускаются германиевые и крем­ниевые выпрямители, которые лучше селеновых по техническим данным.

Выпрямительные установки состоят из трансформатора и полу­проводникового выпрямителя. Все выпрямители имеют высокий КПД, небольшие размеры, легки и сравнительно дешевы; дают возможность плавно регулировать ток и обеспечивают устойчивое горение дуги. Подобно сварочным генераторам они могут быть однопостовыми и многопостовыми и иметь падающую, пологую или жесткую внешнюю характеристики. Для создания падающей характеристики используются сварочные трансформаторы с уве­личенным магнитным рассеянием или для этой цели служит дрос­сель. Для ручной сварки применяют выпрямители с падающей внеш­ней характеристикой, для полуавтоматической в углекислом газе — выпрямители с жесткой или пологопадающей характеристикой.

Читайте также:  Правила безопасности при работе с источниками электрического тока

Источник



Четыре вида источников питания электрической дуги при сварке

Источники питания для сварки представляют собой различные преобразователи тока промышленной частоты либо генераторы, самостоятельно вырабатывающие электроэнергию необходимых параметров.

По причине того, что для электродуговой сварки требуются особые параметры питающего тока и напряжения (приводя усредненный пример — напряжение низкое, а ток очень большой), стандартное напряжение бытовой или промышленной сети требуется, как минимум, понизить.

Как максимум — привести рабочие характеристики питания в соответствие с заданной потребностью. Поэтому к источникам питания сварочной дуги выдвигаются особые требования.

Основные требования

Источник питания для сварочных работ любого вида и класса должен удовлетворять следующим ключевым характеристикам:

  • обеспечивать легкость зажигание дуги;
  • поддерживать стабильное горение;
  • контролировать верхний порог тока короткого замыкания;
  • обладать хорошей динамикой;
  • соответствовать требованиям по электробезопасности.

Под динамикой в данном случае понимается скорость восстановления напряжения от момента контакта электрода с массой (возникновения короткого замыкания) до вспыхивания дуги, то есть образования электрического пробоя воздуха.

Дуга вспыхивает при напряжении около 20 В. Время от момента короткого замыкания до вспышки дуги у хорошего источника питания должно составлять не более 0,05 секунды. Чем оно меньше, тем динамика выше.

Кроме того, очень важно, чтобы источник поддерживал стабильное горение дуги, то есть автоматически регулировал изменение напряжения от режима холостого хода (60-90 В) до напряжения рабочего хода (18-20 В).

Эти требования предъявляются ко всем без исключения устройствам. Им должен соответствовать даже самодельный сварочный аппарат, собранный для ручной дуговой сварки из блока питания компьютера.

Кстати, из последнего собрать устройство для домашнего применения не так уж сложно. Импульсный блок питания как раз и предназначен для понижения сетевого напряжения. Но варить можно будет только тонкий металл.

Принципы классификация

Источники питания сварочной дуги классифицируются по многим градациям. В их числе:

  • по предназначению — для ручной сварки, сварки под флюсом или в среде защитного газа (например, аргонодуговой);
  • по числу сварочных постов, которые можно подключить единовременно;
  • по способности передвигаться — мобильные и стационарные;
  • по способу производства энергии — преобразователи или производители;
  • по роду выходного тока;
  • по ВАХ (вольт-амперная характеритика).

Основными параметрами сварочного аппарата для сварщика являются назначение данного конкретного агрегата и сварочный ток, который он выдает. Во многих случаях ключевым требованиям является подбор нужной вольт-амперной характеристики (ВАХ).

Так, например, для сварки в среде защитных газов требуются устройства с жесткой характеристикой, варящие постоянным током. Для ручной и полуавтоматической сварки под флюсом применяются аппараты переменного и постоянного тока с падающей характеристикой.

Некоторые современные источники питания сварочной дуги универсальны: имеют много режимов работы, в том числе позволяют менять род сварочного тока и изменять его ВАХ.

Четыре вида преобразователей

Основное различие между источниками питания сварочной дуги, определяющее их технические характеристики, массу, габариты и сферу применения — это различия по принципу преобразования электротока.

Существуют следующие виды источников:

  • трансформаторы;
  • выпрямители;
  • преобразователи;
  • инверторы.

Особняком стоят генераторы, так называемые агрегаты. Эти машины — не вторичные, а первичные источники энергии, они не преобразуют тем или иным способом питание от городской или промышленной сети, а вырабатывают его сами.

Как правило, агрегаты строятся на базе двигателя внутреннего сгорания — бензинового или дизельного. Первые — дешевле, вторые имеют большую мощность и моторесурс.

Трансформатор

Это самый простой тип сварочного аппарата. Основой ему служит дроссель — реактивная катушка индуктивности.

Простой понижающий трансформатор понижает вольтаж сети до величины холостого хода — 60…80 В. В дальнейшем при работе поддерживается напряжение сварки в 20 В.

Трансформатор варит только переменным током. Его достоинство состоит в простоте конструкции (можно изготовить своими руками, рассчитав число витков обеих намоток).

Он имеет высокий КПД, сравнительно небольшой расход энергии, отличается надежностью в сочетании с ремонтопригодностью. Трансформаторный источник питания дуги бесшумно работает, относительно немного стоит.

Но использование для сварки переменного тока имеет и определенные недостатки. У такого источника питания сварочной дуги большие габариты и очень большая масса.

Дуга горит нестабильно, и сильно зависит от скачков питающего напряжения. Возникает необходимости в использовании специальных покрытых электродов. Перечень металлов и сплавов, которые можно варить переменным током (в основном это низкоуглеродистые стали), ограничен.

Выпрямитель

Как следует из названия, это устройство, выпрямляющее переменный ток, то есть преобразующее его в постоянный. Для этого используются полупроводниковые элементы на основе селена либо кремния.

Выпрямители могут быть однофазные и трехфазные, стационарные или мобильные, иметь любую вольт-амперную характеристику — либо жестко заданную производителем, либо изменяемую пользователем согласно его нуждам.

У выпрямителей есть много достоинств. Это бесшумная работа, высокий КПД (выше, чем у трансформаторов), широкий диапазон использования (можно варить любые металлы и сплавы). У такого источника питания малые потери на холостом ходу, сравнительно небольшие габариты и вес и малое потребление энергии.

Недостатков у них немного, но, к сожалению, они довольно существенные. Выпрямители, как источники питания сварочной дуги, очень сильно нагреваются во время рабочего процесса, поэтому нуждаются в хорошей системе охлаждения, за которой надо тщательно следить.

Кроме того, они очень чувствительны к скачкам напряжения, не любят пыли, которая может вывести из строя систему охлаждения, и достаточно дороги.

Преобразователи

Преобразователь — устройство, механическим способом превращающее переменный ток в постоянный. По сути своей это электродвигатель, который вращает вал генератора постоянного тока. Когда-то это были первые устройства, способные производить сварку постоянным током.

По похожему принципу работают и генераторы, питающиеся от бензинового или дизельного мотора.

Несмотря на кажущуюся нелогичность конструкции, преобразователи также имеют свои плюсы и минусы. Основное их достоинство в том, что эти аппараты нечувствительны к перепадам напряжения — ток на выходе всегда имеет стабильную характеристику.

Кроме того, они могут выдавать очень большой ток — 300, 500, некоторые модели 1000 А. В некоторых видах работ, например, при сварке толстых металлических плит, это принципиально.

Их недостатки заключаются в большой массе (до 500 кг), а также в необходимости регулярного ТО из-за наличия вращающихся с высокой скоростью деталей. КПД преобразователей невысок из-за трат энергии на раскрутку вала двигателя.

Инверторы

Инверторы — особый класс источников питания сварочной дуги. Это сварочные аппараты, которые оптимально подходят для бытовых нужд.

Благодаря малым размерам и удобству в обращении они активно используются там, где нужна мобильность, а также есть ограничения по мощности, которую можно взять от сети.

Читайте также:  Нормированная частота электрического тока

Большинство инверторных источников питания сварочной дуги можно включать в обычную розетку, не боясь перегруза сети.

Принцип действия этих устройств заключается в инверсии — зеркальном превращении одного состояния энергии в другое. Инверторный аппарат осуществляет сварку переменным током высокой частоты, который он получает из постоянного тока, а его, в свою очередь — из промышленного переменного.

Инверсия позволяет увеличить частоту тока в 1000 раз — до 50 кГц. За счет этого удалось добиться существенного снижения размеров и веса аппарата.

Благодаря некоторым инверторным источникам питания сварочной дуги можно производить сварку и постоянным, и переменным током, в зависимости от режима.

К их достоинствам, кроме габаритов, относится малое энергопотребление, высокий уровень безопасности, плавная регулировка выходного тока и малое разбрызгивание расплава при сварке.

Список недостатков невелик. Аппарат нуждается в тщательном уходе и защите от пыли, не любит морозов, и не очень дешев в ремонте. Инвертор можно назвать оптимальным аппаратом для ручной сварки.

Источник

Источники тока для дуговой сварки

Для дуговой сварки применяют как постоянный, так и переменный ток. Источниками постоянного тока являются сварочные генераторы постоянного тока и сварочные выпрямители — селеновые, германиевые и кремниевые.

При сварке переменным током используют преимущественно сварочные трансформаторы, которые применяются значительно чаще, чем источники постоянного тока. Сварочные трансформаторы более просты в изготовлении и эксплуатации, имеют небольшую массу и меньшую стоимость, а также обладают более высоким КПД и более долговечны.

Основные требования, предъявляемые к источникам сварочного тока. Источники сварочного тока должны обеспечить легкое зажигание
и устойчивое горение дуги, ограничивать ток короткого замыкания и быть безопасными в работе.

Величина напряжения, необходимого для зажигания дуги, называемого напряжением холостого хода, должна быть не ниже 30…35 В для источников постоянного тока, не менее 50…55 В для источников переменного тока и не должна превышать 80 В. Чаще напряжение находится в пределах 60…80 В. Для устойчивого горения открытой дуги в большинстве случаев достаточно напряжения 18…30 В.

Во время коротких замыканий электрода с изделием в момент зажигания дуги и переноса электродных капель через дуговой промежуток при сварке плавящимся электродом сопротивление сварочной цепи падает почти до нуля, а сварочный ток даже при незначительном напряжении сильно возрастает. Для ограничения тока короткого замыкания необходимо, чтобы с увеличением тока нагрузки напряжение на зажимах источника тока снижалось. Иначе нужно, чтобы источники тока имели так называемую падающую внешнюю характеристику 1 (рис. 57). Внешней характеристикой называется зависимость между напряжением на зажимах источника тока и током нагрузки, выраженная графически. Падающая внешняя характеристика обеспечивает устойчивый режим горения дуги. Он определяется точкой С пересечения падающей внешней характеристики 1 источника сварочного тока и жесткой статической характеристики 2 дуги. При случайном увеличении тока больше значения Iсв напряжение источника тока уменьшится (кривая 1), а это приведет к уменьшению тока до первоначального значения Iсв. С уменьшением тока меньше Iсв параметры тока и напряжения изменяются противоположно. Для питания дуги с жесткой характеристикой необходимо, чтобы источники тока имели падающую (крутую 3 или пологую 4) внешнюю характеристику. Для питания дуги с возрастающей статической характеристикой более пригодны источники тока с жесткой 5 или возрастающей 6 внешней характеристикой.

Однопостовые сварочные генераторы постоянного тока имеют падающую внешнюю характеристику, многопостовые – жесткую внешнюю характеристику.

Сварочные выпрямители имеют высокий КПД, небольшие размеры, легки и сравнительно дешевы; дают возможность плавно регулировать ток и обеспечивают устойчивое горение дуги. Они могут быть одно-
и многопостовыми.

Для ручной сварки применяют выпрямители с падающей внешней характеристикой, для полуавтоматической сварки в углекислом газе — выпрямители с жесткой или пологопадающей характеристикой.

Ручная дуговая сварка

Электроды для ручной дуговой сварки. Ручную дуговую сварку выполняют штучными электродами: при сварке по методу Бенардоса угольными или графитовыми диаметром 6…30 мм, длиной 200…300 мм, а при сварке по методу Славянова — металлическими диаметром 1,6…12 мм и длиной 150…450 мм.

Для сварки сталей электроды изготавливают из стальной сварочной проволоки по ГОСТ 2246-70, в котором приведено 77 ее марок.

Для повышения устойчивости горения дуги на электроды наносят стабилизирующие покрытия. В их состав входят соединения щелочных (калия, натрия) или щелочно-земельных (кальция) металлов, которые ионизируют дуговое пространство и тем самым увеличивают устойчивость горения дуги.

Рис. 58. Схема плавления электрода с толстым покрытием

5
1 2 3 4
Направление сварки

Для защиты расплавленного металла от взаимодействия с воздухом
на электродные стержни 5 наносят толстые (качественные) покрытия 4 (рис. 58). В их состав входят, кроме стабилизирующих и клеящих (жидкое стекло), шлако- и газообразующие вещества и раскислители. Для сварки легированных сталей вводят легирующие элементы.

Шлакообразующие вещества оксиды (TiO2, SiO2, MnO), карбонаты (CaCO3, MgCO3) и другие, вносимые в покрытия, при плавлении покрытия образуют шлак, который покрывает сварочную ванну (сплав электродного металла 3 и металла шва 1),защищая ее от азота и кислорода воздуха. После остывания металла шва и шлака шлаковая корка 2 легко удаляется.

Газообразующие вещества — органические соединения: целлюлоза, древесная мука и др. при их сгорании вокруг дуги образуют газовое облако, защищающее расплавленный металл от взаимодействия с воздухом.

Для раскисления металла шва в покрытие вводят в виде ферросплавов марганец, титан, кремний, алюминий, которые обладают бóльшим сродством с кислородом, чем железо.

По составу покрытия делят на тонкие, в которые вводят только стабилизирующие и связывающие (жидкое стекло) компоненты. В состав толстого (качественного) покрытия входят все, перечисленные выше, вещества.

По назначению покрытые электроды делят на четыре группы:
для сварки сталей углеродистых (У), легированных (Л), теплоустойчивых (Т) и высоколегированных (В). Пятую группу составляют электроды для наплавки с целью создания поверхностных слоев с особыми свойствами (Н).

Выбор режима сварки. Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и сила сварочного тока.

Диаметр электрода зависит от толщины свариваемого металла и положения швов в пространстве. Чем больше толщина, тем больше диаметр электрода.

Сила сварочного тока в основном зависит от диаметра электрода.
Для диаметров 3…6 мм ее определяют по формуле

где I — сила сварочного тока, А;

d — диаметр электрода, мм;

k — коэффициент, равный 40…60 А/мм для электродов из низкоуглеродистой стали и 35…40 А/мм для электродов из высоколегированной стали.

Источник