Источники питания сварочной дуги: классификация, характеристики

Время чтения: 7 минут

Дуговая сварка — то самая часто применяемая сварочная технология на сегодняшний день. Существует множество разновидностей дуговой сварки, и все они используются повсеместно: от гаража до завода. В основе технологии лежит применение электрической дуги, которая плавит кромки металла и позволяет сформировать сварное соединение. Температуры дуги достаточно, чтобы расплавить большинство существующих металлов.

Однако, сварочная дуга не автономна и нуждается в источнике питания. В этой статье мы подробно расскажем, какие существуют источники питания для дуговой сварки, чем они отличаются между собой и каковы их основные характеристики.

Содержание статьи

• Общая информация
• Классификация источников питания сварочной дуги
  • По типу сварочного тока
  • Чем отличается источник питания на постоянном токе и на переменном?
  • По количество постов и способу установки
• Внешние характеристики источников питания сварочной дуги
• Требования к источникам питания сварочной дуги
• Классификация видов сварки по физическим признакам
• Вместо заключения

Общая информация

Для начала немного общей информации о сварочной дуге. Дуга представляет собой мощный электрический разряд, который формируется между основным металлом и концом электрода. Сварочная дуга генерирует высокотемпературное тепло, которого достаточно для сварки большинства металлов.

Читайте также: Сварочная дуга. Все, что вы хотели знать

Чтобы поджечь дугу, необходим внешний источник тока. В общих чертах основные источники питания для сварки — это трансформаторы, выпрямители, генераторы и инверторы. Проще говоря, сварочные аппараты типы трансформатор, выпрямитель или генератор. А также инверторный сварочный аппарат. Но в рамках этой статьи мы дадим больше информации, поскольку источники для питания сварочной дуги имеют множество особенностей.

Далее мы расскажем, какие существуют сварочные источники питания, каковы их характеристики и какие требования к ним предъявляются.

Классификация источников питания сварочной дуги

По типу сварочного тока

Итак, мы уже разобрали, что источником питания может быть трансформатор, выпрямитель и генератор. Но в более широком смысле все эти источники можно поделить еще на несколько подгрупп. Одна из них — тип тока, который генерирует источник.

Источник может генерировать постоянный или переменный ток. Классический трансформатор и генератор повышенной частоты зачастую генерирует переменный ток. Сварочный выпрямитель генерирует постоянный ток.

Чем отличается источник питания на постоянном токе и на переменном?

Сварочный аппарат переменного тока и постоянного в чем разница? Давайте разбираться.

Аппарат на переменном токе очень прост: он собирается из понижающего трансформатора и специального механизма, который регулирует силу сварочного тока. При применении сварочной дуги переменного тока сварка ведется на переменном токе соответственно.

Аппарат на постоянном токе более технологичен. Его основные компоненты — это понижающий трансформатор, устройство, выпрямляющее ток (выпрямитель), которое преобразовывает поступающий переменный ток в постоянный, и устройство, регулирующее силу тока. Соответственно, здесь сварка ведется на постоянном токе.

Это основные конструктивные различия. Есть еще различия эксплуатационные. Сварка постоянным током предпочтительнее, поскольку у этого источника тока больше преимуществ. Аппараты на постоянном токе намного компактнее и проще в применении, они технологичнее, и в целом считаются более современными. Сварка переменным током сложнее и характеризуется нестабильностью горения дуги.

Также упомянем инверторные источники питания, которые на данный момент считаются самыми технологичными и распространенными. Это сложные аппараты, которые многократно преобразовывают ток, сглаживая его с помощью специальных фильтров, и впоследствии выпрямляют. В результате сварщик получает постоянный ток, а значит крайне стабильную дугу, которая легко поджигается. Также инверторные аппараты снабжаются электронным блоком управления, который прост в применении.

Инверторный источник сварочного тока — самый распространенный тип на данный момент. Такие аппараты самые компактные и легкие (в продаже есть модели весом не более 3-5 кг), при этом они оснащаются дополнительным функционалом, упрощающим сварку.

По количество постов и способу установки

Здесь все намного проще. Вне зависимости от типа источника питания, будь он переменный или постоянный, трансформатор или инвертор, в любом из них может быть либо один разъем для сварки, либо 3 и более.

Аппараты с одним разъемом называются однопостовыми и предназначены для генерирования одной сварочной дуги. Т.е., для применения одним сварщиком. Аппараты с большим количеством разъемов называются многопостовыми, и сразу несколько сварщиков могут производить сварку от одного аппарата.

Источники питания по способу установки могут быть мобильными (переносными) или стационарными.

Внешние характеристики источников питания сварочной дуги

Внешняя характеристика может быть крутопадающей, пологопадающей, жесткой и полого-возрастающей. Чтобы сварочная дуга горела стабильно, ее внешние характеристики должны совпадать с вольт-амперными характеристиками.

Тип внешней характеристики зависит от типа сварочной технологии. Например, для сварки в защитных газах характеристика должна быть либо полого-возрастающей, либо жесткой. А для РДС сварки или автоматической сварки под слоем флюса характеристика должна быть падающей. Только при соблюдении этих условий дуга будет гореть стабильно.

Требования к источникам питания сварочной дуги

Ко всем источникам питания дуги предъявляются требования, обязательные для осуществления дуговой сварки. Так источники питания должны генерировать стабильную дугу, которая при этом должна легко поджигаться. Также источник должен выдавать необходимые вам характеристики, а именно силу сварочного тока и напряжение дуги.

Еще одно немаловажное требование — это возможность быстрого восстановления напряжения дуги после короткого замыкания, когда напряжение падает до нулевой отметки. И, наконец, источник должен быть оснащен устройством, которое позволит регулировать силу сварочного тока до, вовремя и после выполнения работ.

Классификация видов сварки по физическим признакам

Классификация процессов сварки по физическим признакам хоть не относится напрямую к теме статьи, но она косвенно связана с источниками питания. Поскольку именно благодаря им удается выполнить тот или иной вид сварки.

Существует три разновидности сварки по физическому признаку:

• Термическая
• Термомеханическая
• Механическая

При термической сварке источник питания должен генерировать дугу, которая будет плавить металл только с помощью своей тепловой энергии. Дуговая сварка, плазменно-, электронно-, ионно-лучевая сварка, электрошлаковая, индукционная, газовая сварка — все это термические виды сварки.

Термомеханическая сварка предполагает не только использование тепловой энергии, но и применение давления. Эти параметры необходимы, например, для контактной сварки. А еще для диффузионной, дуго-, шлако-, индукционно-прессовой и печной сварки.

Классификация сварочных процессов ни обходится без механических видов сварки металлов. При таком типе сварки детали соединяются под действием давления и механической энергии. Это сварка взрывом, холодная сварка, сварка трением и т.д. Данный тип сварки не использует сварочную дугу и не нуждается в источнике питания.

Вместо заключения

Источники питания сварочной дуги

При электродуговой ручной сварке применяют переменный и постоянный ток. Для питания аппаратов электродуговой сварки на переменном токе используют сварочные трансформаторы в одно- и двухкорпусном исполнении (табл. 13).

Для питания аппаратов электродуговой сварки на постоянном токе применяют сварочные машины (преобразователи, сварочные агрегаты с приводом от двигателя внутреннего сгорания), приведенные в табл. 14, а также сварочные выпрямители. Сварочные машины постоянного тока подразделяются по количеству питаемых постов (однопостовые и многопостовые), по способу установки (стационарные и передвижные), по роду привода (генераторы с электрическим приводом и генераторы с двигателем внутреннего сгорания).

Выпрямительные сварочные установки собирают из полупроводниковых элементов, которые обладают «свойством проводить ток только в одном направлении. В обратном направлении полупроводники практически не пропускают электрический ток. Наибольшее применение в сварочных выпрямительных установках получили селеновые полупроводниковые элементы. В СССР выпускаются выпрямительные сварочные установки ВС, ВСУ, ВСС, ВСК, ВКС и ВКСМ с селеновыми, кремниевыми и германиевыми выпрямительными блоками. Питание выпрямительных блоков осуществляется от трехфазного сварочного трансформатора, вмонтированного в установки.

Таблица 13
Техническая характеристика сварочных трансформаторов
Марка трансформатора	Номинальная МОЩНОСТЬ, кет	Номинальный сварочный ток при ПР-65%, а	Предел регулирования сварочного тока, а	Напряжение, в		Вес, кг
				номинальное сварочное	холостого хода
ТС-120	9	120	50—160	25	68	90
ТС-300	20	300	110—385	30	63	185
ТС-500	32	500	165—650	30	60	250
ТСП-1	12	160	105-180	25	70	35
ТСК-500	32	500	165-650	30	60	280
ТСД-500	42	500	200—600	45	800	445
ТСД-1000-3	76	1000	400—1200	42	69—78	540
ТСД-2000-3	180 .	2000	800—2200	53	77-86	670

Примечание. Трансформаторы марок ТС, ТСК, ТСП применяют для ручной электродуговой сварки, а марки ТСД — для автоматической и полуавтоматической дуговой сварки под слоем флюса при ПР-20% (ПР — продолжительность рабочего периода).

Таблица 14
Техническая характеристика сварочных машин постоянного тока
Тип машины	Генератор			Двигатель		Вес, кг
	номинальный сварочный ток при ПР-65%, а	номинальное напряжение, В	предел регулирования сварочного тока, а	тип	мощность
ПСО-300 ПСО-500-3 ПСО-800 ПСГ-350 ПСГ-500 ПСУ-500 ПСМ-1000-2 АСБ-300-7 АСД-300 АСД-3-1 АСДМ-200 АСДП-500 АСДП-500Г АСДП-1000Г АСДП-2×300Г	300 500 800 350 500 500 1000 300 300 500 200 500 500 1000 300 а на каждом	30 40 45 30 40 35 60 30 30 40 30 40 40 60 30	75—320 420—600 200-800 50-350 50—500 120—500 75-320 75-320 120—500 50—200 120—600 15-300 на каждом 300—1100 100—300 на каждом	Электрический То же » » » » » Газ-МКА 5П4-4Г-8. 5/П ЯАЗ—М20—4Г Г495/11 Г495/11 Г495/11 1Д6—150 ЯАЗ—М20—4Г	14 квт. 28 » 55 » 14 » 28 » 28 » 75 » 30 л. с. 20 » 60 » 17 » 60 » 60 » 60 » 60 »	400 430 1040 400 500 550 1600 850 980 2500 700 5000 4900 6000 2500

Примечание: агрегаты АСБ- АСД и АСДМ смонтированы на рамах без колес, а АСДП —на двухосных прицепах.

1. Какие основные типы сварочных трансформаторов применяют для ручной электродуговой сварки трубопроводов?

2. Какие основные типы сварочных машин используют для ручной электродуговой сварки трубопроводов?

3. Назовите типы выпрямительных установок. Каково их назначение?

Все материалы раздела «Сварка труб» :

● Способы сварки трубопроводов и виды сварных соединений

● Подготовка труб под сварку

● Технология газовой сварки и резки

● Кислородно-флюсовая и дуговая резка

● Технология ручной электродуговой сварки, электроды

● Источники питания сварочной дуги

● Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом

● Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах

● Сварка трубопроводов из легированной стали

● Сварка трубопроводов высокого давления, термообработка сварных соединений

● Сварка трубопроводов из алюминия и его сплавов, из меди и ее сплавов

● Пайка трубопроводов, дефекты сварных швов

● Контроль качества сварных швов

● Виды сварки и применяемое оборудование

● Сварка и склеивание винипластовых труб

● Сварка полиэтиленовых трубопроводов

● Правила техники безопасности при резке и сварке трубопроводов

Классификация источников питания для дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах, применяемых в судостроении

Работа представляет интерес для технологов предприятий судостроения с целью обоснованного применения различных сварочных установок для сварки плавящимся электродом в защитных газах. Одним из первых и самым популярным сварочным выпрямителем тиристорного типа в России был сварочный выпрямитель ВДУ-506. Он применялся, как правило, с механизмом подачи сварочной проволоки ранцевого типа «ГРАНИТ». Разработан во ВНИИЭСО в 80-е годы. Выпрямитель ВДУ-506 был разработан исходя из идеологии сварки в защитных газах, наиболее распространенной в те годы. Так как в основном использовалась сварочная проволока типа Св-08Г2С диаметром 2,0 мм, а в качестве защитного газа применялся углекислый газ, то конструкция сварочного выпрямителя была рассчитана на большой сварочный ток (более 400А) и имела регулируемый дроссель, который изменял свою индуктивность в зависимости от стадии каплепереноса электродного металла (наиболее эффективной была регулировка дросселя на токах до 100А). При коротком замыкании дугового промежутка, дросселя уменьшал свою индуктивность и увеличивался ток дуги для более стабильного повторного зажигания дуги. При снижении рабочего тока дуги менее 350А, это приводило к повышенному разбрызгиванию. Установка ВДУ-506 была целевой, предназначенной для сварки на больших токах дуги и диаметрах сварочной проволоки, поэтому динамические свойства этого выпрямителя были невысокими и в конце 90-х годов, когда проявилась тенденция к снижению сварочного тока и уменьшению диаметра сварочной проволоки, а также к применению смесей газов при сварке, применение их стало ограниченным. Однако, в ряде отраслей промышленности, где используются форсированные режимы сварки, эти выпрямители не имеют альтернативы. На ОАО «ЭЛЕКТРИК» выпускались сварочные установки типов ВДУ-505 и ВДУ-3010 с аналогичными характеристиками. На ОАО «СЭЛМА» аналогичные установки выпускаются по настоящее время под названием ВДУ-506С. Импортным аналогом является выпрямитель LAW-520 фирмы «ESAB», Швеция. Примерно в эти же годы в промышленности активно применялся сварочный выпрямитель типа ВС-632 для механизированной сварки разработки ИЭС им. Патона. В судостроительной промышленности применение этого типа выпрямителя было ограниченным, так как рабочий ток дуги был еще выше, чем у выпрямителя ВДУ-506.. Выпрямитель был выполнен конструктивно очень просто. Регулировка тока дуги осуществлялась за счет ступенчатого изменения напряжения. Дроссель был неуправляемый, поэтому каждый тип такого выпрямителя для получения оптимальных сварочных свойств был рассчитан на определенный диапазон тока дуги. С учетом опыта использования выпрямителей ВС-632 впоследствии были разработаны значительная гамма сварочных выпрямителей со ступенчатой регулировкой тока дуги, такие как KEMPOWELD, Финляндия, ESABMIG, Швеция, VARIOSTAR, Австрия, ВС-300, 4020, 600, ИТС, Россия и многие другие фирмы. Высокие сварочные свойства этих выпрямителей достигаются за счет тщательно подобранных индуктивностей трансформатора и дросселя в определенном диапазоне сварочного тока. Эти сварочные установки вместе с подающими механизмами ранцевого типа (Адмиралтеец, ПДГ-322 и др. ) по настоящее время широко используются в российском судостроении на таких предприятиях, как «Адмиралтейские верфи», С-Петербург, ЦСС «Звездочка», Северодвинск и многих других предприятиях. Основной диаметр сварочной проволоки составляет 1,2 мм, ток дуги – не более 300А. Их главными положительными чертами являются высокая ремонтопригодность и простота в обслуживании. Недостатком является высокие требования к точности поддержания сварочного режима. В последнее время появились сварочные установки такого типа с элементами синергетики (ВС-450 и др.). В конце 90-х годов на предприятиях судостроения стали активно применяться универсальные тиристорные сварочные выпрямители типа ВД-506ДК и ВДУ-511, разработанные в ЗАО НПФ «ИТС». Ближайшим импортным аналогом является тиристорный сварочный выпрямитель типа DC-400 (IDEAL ARC) фирмы LINCOLN ELECTRIC, США. Конструктивной особенностью этих сварочных установок является использование дополнительного маломощного источника питания (дополнительный дроссель у ВД-506ДК или батарея конденсаторов у ВДУ-511), которые разряжаются на дуговой промежуток в момент его замыкания. Таким образом, процесс сварки в значительной степени стабилизируется и требования к поддержанию точности сварочного режима снижаются. Эти выпрямители обеспечивают работу в широком диапазоне изменения сварочного тока и напряжения, позволяют выполнять сварку всех слоев сварного шва, включая корневой, с формированием обратного валика на весу во всех пространственных положениях. Основные типы применяемой сварочной проволоки – сплошного сечения и порошковая, диаметром 1,2 и 1,6 мм. Источники в судостроении применяются с механизмами подачи сварочной проволоки типа ПДГ-322М и «Адмиралтеец». Наиболее активно указанные источники применяются на ОАО «СЕВМАШ», где они составляют основу парка сварочной техники. Инверторные источники для сварки стали активно применяться в 80-е годы. Причиной их активного применения стало резкое снижение материальных затрат при производстве этой техники и снижение стоимости электронных комплектующих, что дает значительное преимущество фирме-производителю. В судостроении России наиболее часто применяются инверторные сварочные источники фирмы Kemppi OY (Финляндия). Российских разработок в судостроении до последнего времени не применялось. Инверторные источники имеют ряд преимуществ, обусловленных их низкими массогабаритными показателями по сравнению с выпрямителями, указанными в группах 1-3. Конверторные сварочные источники стали активно применяться на предприятиях судостроения в начале этого века. Основным отличием от любых других сварочных источников питания является то, что электрическое питание сварочных конверторов осуществляется от традиционных электрических шин напряжением постоянного тока -50…90В. Выполняется также исполнение сварочных конверторов при питании от стандартной электрической сети напряжением 380В, 50Гц. Для сварочных конверторов типовой является несущая частота 19-21 кГц. На рис.1 приведена схема использования сварочных конверторов для ручной дуговой сварки и общий вид сварочных конверторов. Использование сварочных коверторов можно условно разделить на два направления – использование сетевых сварочных конверторов (для работы от сетевого напряжения 380В, 50Гц) и использование сварочных конверторов при питании от низковольтных шин постоянного тока. Использование электрического питания конверторов от низковольтных шин в судостроении имеет следующие преимущества по сравнению с любыми другими источниками питания: Низковольтное питание (50…90В. постоянного тока) позволяет без ограничений, связанных с безопасностью работ, применять конверторы для сварки конструкций на плаву, в замкнутых объемах и на открытом стапеле; Малые вес и габариты позволяют размещать конверторы на эстакадах, на палубе и внутри строящихся заказов; Нечувствительность к броскам напряжения в заводской сети и отсутствие негативного влияния на питающую электрическую сеть по сравнению со сварочными инверторными источниками; Возможность использования многопостовой сварки и отсутствие взаимного влияния постов при многопостовой сварке с использованием конверторных источников питания. На рис.2 приведены сравнительные осциллограммы процесса ручной дуговой сварки с использованием балластных реостатов и сварочных конверторов. Из анализа этих осциллограмм следует, что при сварке на сварочных конверторах, процесс сварки стабилен, в отличие от сварки с использованием балластных реостатов. Выходные параметры сварочных конверторов идентичны параметрам сварочных инверторов (группа 4) и значительно превосходят параметры сварочных установок групп 1-3. Использование сетевых сварочных конверторов и электрического питания от стандартной электрической сети также имеет преимущества по сравнению с любыми источниками питания. К ним относится: Нечувствительность к броскам напряжения в заводской сети, в отличие от инверторных сварочных источников и отсутствие негативного влияния на питающую электрическую сеть по сравнению со сварочными инверторами; Высокая ремонтопригодность сетевых сварочных конверторов, так как они выполнены на одной элементной базе с описанными выше сварочными конверторами и обслуживание их можно производить силами одной группы специалистов; Выходные параметры сварочных конверторов идентичны параметрам сварочных инверторов (группа 4) и значительно превосходят параметры сварочных установок групп 1-3. Недостатком сетевых сварочных конверторов являются их массогабаритные показатели, которые больше, чем у сварочных конверторов (группа 4), но меньше чем у традиционных сварочных установок (группа 1-3). Впервые в России работы по созданию сварочных конверторов начались в ЗАО НПФ «ИТС». Создана и промышленно освоена гамма сварочных конверторов КСУ-320 (серия 06 и серия 01-10) и КСУ-500 для ручной дуговой и механизированной сварки, КСС-50ТИГ – для аргонодуговой сварки титана и его сплавов, а также сетевые сварочные конверторы — ВДУ-1500 для автоматической сварки под слоем флюса с подачей ультразвука в область сварочной ванны, ВД-320КС (серия 03 и серия 01-10) и ВД-500КС для ручной дуговой, аргонодуговой и механизированной сварки. В 2012 году на серийное производство поставлены новые конверторные источники КСУ-320 (серия 01-10), КСУ-500 и сетевые конверторы ВД-320КС (серия 01-10) и ВД-500КС со значительно улучшенными характеристиками по механизированной сварке в защитных газах. Основные потребители этих установок – ОАО «СЕВМАШ» — более 400 сварочных конверторов и ЦСС «Звездочка». За рубежом наибольшие достижения по проектированию сварочных конверторов у фирм «ESSETI», Италия и LINCOLN ELECTRIC, США.   А Б В Рис.1 Схема включения сварочных конверторов (А), общий вид универсального сварочного конвертора типа КСУ-320(Б) и сварочного конвертора КСС-500 ТИГ для аргонодуговой сварки титана.. А Б Рис. 2 Осциллограммы сварочного тока при многопостовой сварке с использованием балластных реостатов (А) и сварочных конверторов (Б). При выпуске новых конверторов КСУ-320, ВД-320КС, КСУ-500 и ВД-500КС использованы следующие основные схемные решения и подходы: Конверторы КСУ-320 и сетевые конверторы ВД-320 КС выполнены с цифровой схемой управления. Технологическая модернизация этих установок будет осуществляться заменой микрочипа в их схеме управления. Имеют два мощных микропроцессора. На одном из них реализованы процессы ручной дуговой и арогонодуговой сварки, а также динамическое управление процессом механизированной сварки в защитных газах, на втором микропроцессоре – стабилизация напряжения в режиме механизированной сварки в защитных газах и ограничение тока короткого замыкания. Конверторы КСУ-500 и ВД-500КС выполнены с аналоговой системой управления. Технологическая модернизация этих источников будет производиться заменой платы управления источниками. Все конверторы выполнены с блоком снижения напряжения при ручной дуговой сварке, имеют эффективное регулирование индуктивности сварочной цепи. На рис.3 показан общий вид сетевых сварочных конверторов типов ВД-320КС (серия 01-10) и ВД-500КС. А Б Рис.3 Общий вид сетевых сварочных конверторов ВД-320КС (А) и ВД-500КС (Б) Инверторные сварочные установки ВДУ-508 «ПИОНЕР» резонансного типа с адаптивными сварочными трансформаторами – новая для России ступень в развитии сварочных инверторов. В ЗАО НПФ «ИТС» разработка этой установки велась последние три года. Указанная схема сварочной установки была выбрана исходя из того, что как показали наши работы последних лет, выпуск инверторной сварочной техники по лицензии зарубежных компаний не представляется перспективным исходя из того, что стоимость такого производства не более, чем на 10% дешевле, чем стоимость оригинальных установок и имеются серьезные ограничения по их доработке и адаптации к Российским условиям. Кроме того, фирма – производитель оказывается жестко привязана к поставкам комплектующих изделий конкретного производителя. Собственно, на примере многих других российских фирм очевидна неперспективность такого подхода. Поэтому, был взят курс на собственную разработку. За базу были выбраны некоторые сварочные инверторные источники питания ведущих мировых фирм. При этом очень важным фактором был принцип недорогой цены и возможность достижения максимальных сварочных свойств новых установок по сравнению с ведущими мировыми сварочными фирмами – производителями. Другим принципом разработки новых инверторных сварочных установок была максимальная адаптация элементной базы и схемных решений с новыми конверторными источниками (группа 5), чтобы обслуживание их на предприятиях вела одна группа специалистов. Схемотехнически инверторы ВДУ-508 «ПИОНЕР» построены на основе резонансного преобразования с коммутацией силовых ключей в ноле тока (ZCS). Источник характерен тем, что при коротком замыкании дугового промежутка (сварка в среде CO2), или резком повышении тока (сварка в смеси Ar — CO2) происходит увеличение собственной резонансной частоты сварочного контура, что, при неизменной несущей частоте задающего генератора преобразователя частоты, ведет к ограничению тока короткого замыкания и уменьшению разбрызгивания. На рис.4 приведены сравнительные блок-схемы традиционных инверторных источников, инверторных источников резонансного типа и конверторных сварочных источников . Блок-схема сварочного инвертора традиционного типа Блок-схема сварочного инвертора резонансного типа   Блок схема сварочного конвертора Рис.4 Блок схемы традиционных сварочных инверторов, сварочных инверторов резонансного типа и сварочных конверторов. На рис.4 приведены следующие условные обозначения: Сетевой фильтр, блокирующий входную ВЧ помеху. Силовой выпрямитель. Ключи ВЧ коммутации. Блок питания системы управления. Система управления. Резонансная цепь. Быстродействие резонансного контура в силовой цепи, намного превышает быстродействие, которое можно получить при помощи электронных схем управления, поэтому динамика отслеживания процесса переноса капель электродного металла у резонансных инверторов выше, как и выше стабильность процесса сварки. Особенностью конструкции линии инверторов ВДУ-508 «ПИОНЕР» так же, является применение нанокристаллического магнитопровода высокочастотного трансформатора (материал аналогичный магнитопроводам «Гаммамет»). Материал представляет собой известный железо-никелевый сплав «пермаллой», но последний, способен работать с рабочей индукцией 0,8 Тл. на частотах до 5 кГц. – измельчение кристаллической структуры сплава до «нано» уровня позволило поднять частоту с тем же значением рабочей индукции до 30 кГц., с индукцией 0,6 Тл. – до 50кГц. Он сохраняет свои магнитные свойства при нагреве. Улучшение свойств объясняется снижением затрат энергии (снижение значения коэрцитивной силы — уменьшение ширины петли гистерезиса) на перемагничивание доменных областей кристаллической структуры сплава. Указанное свойство позволяет применять, относительно, низкочастотные IGBT и MOSFEET модули уже находящиеся в серийном производстве, их конструкция отработана, в результате чего цена на комплектующие значительно ниже. Это делает сварочные инверторы «ПИОНЕР» конкурентоспособными на всех рынках с продукцией по группе 4. Как следует из анализа блок-схем построения сварочных инверторов традиционного и резонансного типа, различием между этими схемами является наличие резонансного контура 6, включающего дроссель, конденсатор и обмотку трансформатора. Это контур подлежит настройке по резонансной частоте. Новым техническим решением в инверторах типа «ПИОНЕР» является наличие нанокристаллического магнитопровода, который позволил резко упростить схему управления 5 инвертором. Это сделало возможным эффективное производство инвертора ВДУ-508 «ПИОНЕР» на территории РФ и упрощение его технического обслуживания, вместе с другими, указанными выше преимуществами. На наш взгляд основным достоинством созданной новой линейки сварочной техники является то, что наряду с высокими технологическими свойствами новых установок (конверторных, сетевых конверторных и инверторных) они отвечают всем требованиям отечественного судостроения по части максимальной близости элементной базы и схемных решений, что позволяет производить обслуживание всех новых установок силами одной группы специалистов. В таблице 1 приведены основные технические характеристики инверторных сварочных источников типа ВДУ-508 «ПИОНЕР», сварочных конверторов типа КСУ-320 (серия 01-10), КСУ-500, сетевых сварочных конверторов ВД-320КС (серия 01-10) и ВД-500КС.. Наименование источника Режимы работы Диапазон регулирования сварочного тока, А Диапазон регулирования сварочного напряжения, В Схема выпрямления тока Схема управления Масса, кг КСУ-320 (серия 01-10) ММА, МИГ 60-320А 290А-ПВ100%   конвертор Цифровая, 19-21 кГц 13 КСУ-500 50-500А 400А-ПВ100%   Аналоговая, 19-21 кГц 26 ВД-320КС (серия 01-10) ММА, МИГ, ТИГ 60-320А 290А-ПВ100% 15-32 Цифровая, 19-21 кГц 75 ВД-500КС 50-500А 400А-ПВ100% 15-34 Аналоговая, 45Кгц (Пионер), 19-21 кГц (ВД-500КС_ 115 ВДУ-508 «ПИОНЕР» 50-500А 400А-ПВ100% 15-32 инвертор 50 Таким образом, из приведенной классификации следует, что дальнейшее развитие применения сварочной техники в судостроении пойдет в жесткой конкуренции между сварочными установками 4, 5 и 6 групп (инверторные и конверторные источники). Самым серьезным вопросом здесь является наличие специалистов по техническому обслуживанию сварочных установок. Далеко не на всех предприятиях произведена подготовка таких специалистов. Следует отметить, что для их эффективного применения требуются хорошие электрические сети. Сварочные установки 3 группы вероятнее всего уйдут с рынка судостроения сами по себе из-за высокой себестоимости, вызванной их высокой материалоемкостью. Однако, этот переход следует выполнять очень осторожно, так как на всех предприятиях судостроения имеются подготовленные группы специалистов для технического обслуживания именно этой группы установок.. Сварочные установки 2 группы останутся незыблемыми на рынке судостроения из-за необходимости наличия на рынке судостроения предельно ремонтопригодной техники. Техническое обслуживание этой техники не вызывает вопросов и не требует специальной подготовки специалистов. Сварочные установки 1 группы останутся только в некоторых областях рынка судостроения, где требуется простая и высокопроизводительная сварка при минимальных требованиях к свойствам сварного шва. Выводы: В работе представлена классификация источников питания для дуговой сварки в судостроении, состоящая из 6 условных групп сварочных источников. На основании этой классификации определены направления работ по созданию новой дуговой техники, произведена разработка и освоено промышленное производство новой для России линейки сварочных источников инверторного и конверторного типов. В области конверторных сварочных источников, предназначенных для питания от шинопроводов низкого напряжения (45-90В) на рынок судостроения представлены новые источники КСУ-320 (серия 01-10) и КСУ-500, основное отличие которых от конверторных источников предыдущих версий заключается в новой компоновке, адаптированной к требованиям судостроения и наличию режимов высококачественной механизированной сварки плавящимся электродом в защитных газах. Новые источники успешно заменят старые конверторные источники при сварке на стапелях и в конструкциях на плаву. В области сетевых сварочных конверторов, предназначенных для питания от стандартной электрической сети 380В, 50ГЦ на рынок судостроения представлены новые универсальные источники ВД-320КС (серия 01-10) и ВД-500КС, основное отличие которых от аналогичных источников предыдущих версий заключается в наличии режимов высококачественной механизированной сварки плавящимся электродом в защитных газах и адаптации к аргонодуговой сварке титана и его сплавов с помощью блока БУ-ТИГ. Новые источники успешно заменят старые источники в условиях скачков напряжений питания электрических сетей и в условиях изношенных электрических сетей при работе на стапелях и в промышленных цехах. В области инверторных сварочных источников на рынок судостроения представлен новый универсальный инвертор резонансного типа ВДУ-508 «ПИОНЕР», который по своим сварочным свойствам способен успешно конкурировать с зарубежными инверторными установками для дуговой сварки. Предназначен для эксплуатации в условиях цехов промышленных предприятий. Все новые источники питания адаптированы к условиям эксплуатации в России по климатическим условиям, отечественным электрическим сетям, техническому обслуживанию. Все новые источники, независимо от принципа их работы (инвертор, конвертор) имеют схожие схемные решения и элементную базу, что позволяет существенно повысить эффективности их технического обслуживания. По такому принципу, новая линейка сварочных источников не имеет равных в мировой практике. Производство новых источников питания осуществляется в условиях производственной кооперации на предприятиях входящих в группу «ИТС», а именно на ОАО «СЭЛМА», Симферополь, ОАО «ЭСВА», Калининград и ЗАО НПФ «ИТС», С-Петербург. Авторы: Карасев М.В., Работинский Д.Н., Симонова А.В., Павлов К.А., Беляев А.Е., Стешенкова Н.А.

Браткова О.Н. Источники питания сварочной дуги

• формат djvu
• размер 2. 66 МБ
• добавлен 02 марта 2010 г.

Источники питания сварочной дуги: Учебник. — М.: Высш. школа, 1982. — 182 с, ил. 40 к.

Изложены принцип действия и свойства источников питания дуговой сварки плавящимся и не плавящимся электродами. Обобщены современные требования к источникам, обусловленные свойствами сварочной дуги и конкретными физическими условиями при данном виде сварки. Рассмотрены источники питания общепромышленного и специализированного назначения, выпускаемые отечественной промышленностью.

Предназначается для студентов вузов, обучающихся по специальности «Оборудование и технология сварочного производства».

Смотрите также

• формат djvu
• размер 14.52 МБ
• добавлен 17 февраля 2011 г.

М.: Машиностроение, 1970. — 160 с. В книге изложены физические особенности и закономерности взаимодействия сварочной дуги с магнитным полем при разных условиях: дуга в собственном магнитном поле, дуга с неподвижным активным пятном в поперечном и продольном магнитном поле, дуга между параллельно расположенными электродами в поперечном магнитном поле, дуга во вращающемся магнитном поле, дуга между кромками труб в радиальном магинтном поле.

Лабораторная

• формат doc
• размер 300.5 КБ
• добавлен 12 сентября 2011 г.

Источники питания сварочной дуги переменного тока. Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием. Техника ручной сварки. Зажигание дуги и манипулирование электродом. Порядок выполнения швов различной протяженности и толщины Сварка металла большой толщины Техника выполнения стыковых, тавровых и угловых сварных соединений. Контроль на непроницаемость (плотность соединений).

• формат djvu
• размер 9.46 МБ
• добавлен 25 января 2011 г.

/В. А. Ленивкин, Н. Г. Дюргеров, X. Н, Сагиров. — М.: Машиностроение, 1989. — 264 с,: ил. ISBN 5-217-00437-1 Рассмотрены технологические свойства сварочной дуги постоянного тока с плавящимся электродом в защитных газах. Показана связь технологических свойств дуги с ее физическими свойствами. Изложены методики экспериментального исследования различных характеристик дуги. Показаны пути управления ее технологическими свойствами. Для инженерно-технич…

• формат doc
• размер 1.07 МБ
• добавлен 11 января 2011 г.

Приведены необходимые сведения по теории сварочных источников питания для дуговой и электрошлаковой сварки, анализ режима работы и способы настройки источников на заданный режим, конструкции и принципы построения различных типов источников. Рассмотрены способы зажигания сварочной дуги при сварке штучными электродами и механизированной сварке. Сформулированы требования к источникам питания для сварки. Ростов-на-Дону, 2006rn

• формат djvu
• размер 4.69 МБ
• добавлен 18 апреля 2011 г.

Издательство: М., «Машиностроение» 1970, стр.335 В книге дан обзор существующих методов исследования физических явлений в электрической сварочной дуге и систематизированы полученные с их помощью результаты. Описаны новые исследования и изложена приближенная теория, позволяющая рассчитывать параметры сварочной дуги в различных условиях ее практического применения. Приведены схемы и описания новых устройств и приборов, повышающих эффективность дуго…

• формат bmp
• размер 83.36 МБ
• добавлен 06 января 2011 г.

56 стр. с иллюстрациями Содержание: Сварочная дуга Классификация сварочной дуги Причины отклонения дуги Вольтамперные характеристики дуги Внешние вольтамперные характеристики источников питания дуги Сварочный трансформатор Источники питания постоянного тока Сварочный выпрямитель Оборудование сварочного поста Стали для сварки конструкций Термический цикл Напряжения и деформации сварных конструкций Свариваемость сталей Классификация покрытых элект…

• формат djvu
• размер 1.5 МБ
• добавлен 18 октября 2011 г.

Москва: Машиностроение, 1987. — 144 с: ил. — (Библиотека электросварщика) Даны краткие сведения об основах электротехники применительно к сварочному оборудованию. Приведены электрические схемы сварочной аппаратуры. Особое внимание уделено монтажу, наладке и эксплуатации этого оборудования. Рассмотрены вопросы техники безопасности. Для рабочих и мастеров, занимающихся монтажом, наладкой и эксплуатацией сварочного оборудования. Содержание Предисл…

Справочник

• формат pdf
• размер 10.2 МБ
• добавлен 13 ноября 2010 г.

Новосибирское книжное издательства, 1989, рецензент главный сварщик треста Сибстальконструкция министерства монтажных и специальных строительных работ СССР Ходаков В. В. 176 с. Сведения из электротехники Источники питания сварочной дуги Оснащение рабочего места сварщика Технология ручной дуговой сварки Техника безопасности

• формат jpg, djvu
• размер 7. 9 МБ
• добавлен 02 октября 2010 г.

М., Высшая школа, 1976, 288 стр. В книге описана технология дуговой сварки, наплавки и резки металлов. Рассмотрены сварочные материалы и оборудование, приведены сведения о металлургических процессах, источниках питания сварочной дуги, а также о механизации и автоматизации сварочного производства. В четвертом издании дополнены гл. VII и XI, дан новый материал о сварке порошковой проволокой (гл. XVIII).

• формат djvu
• размер 7.1 МБ
• добавлен 17 мая 2010 г.

Москва. «Высшая школа». 1986 г. 279 с. В книге, написанной заслуженным учителем школы РСФСР, рассмотрены конструкции сварочных автоматов, полуавтоматов к источников питания сварочной дуги; описана технология автоматической и механизированной сварки под флюсом, в защитных газах, порошковой и голой легированной проволокой, элекрошлаковой сварки и наплавочных работ: рассмотрены вилы дефектов и способы контроля сварных швов и соединений, освещены в. ..

Источники питания сварочной дуги | Презентация урока для интерактивной доски по теме:

Слайд 1

Тема раздела тематического плана программы: «Источники питания сварочной дуги» 18.12.2012 1 Предмет : «Введение в специальность» Группа: Сварочное производство (СП-01-12)

Слайд 2

Цель урока: Изучить классификацию, назначение, источников питания сварочной дуги, предъявляемые к ним требования и систему обозначения и маркировки. 18.12.2012 2

Слайд 3

Актуализация опорных знаний ответить на вопросы: Что представляет собой сварочная дуга? Какие составные части сварочной дуги вы знаете? Какую роль выполняет сварочная дуга при сварке? Какие вы знаете способы зажигания дуги? 18.12.2012 3

Слайд 4

Внимание! Правильные ответы: Сварочная дуга представляет собой длительный устойчивый электрический разряд, возникающий между электродом и свариваемым металлом под действием электрического тока в ионизированном дуговом промежутке . Источник тепла, ионизатор воздуха, переносчик капель расплавленного металла с электрода в свариваемый металл. Сварочная дуга состоит из анодной, катодной областей и столба. « Чирканьем» и «впритык». 18.12.2012 4

Слайд 5

Тема урока : 18.12.2012 5 Источники питания. Назначение, классификация, технические характеристики, маркировка.

Слайд 6

Узловые вопросы темы: Назначение источников питания сварочной дуги. Требования к источникам питания ( технологи-ческие , электротехнические, с точки зрения безопасности). Структура обозначения и маркировка сварочных источников. 18.12.2012 6

Слайд 7

18.12.2012 Назначение источников питания сварочной дуги Обеспечение устойчивого плавления электродного материала и его переноса с минимальными потерями на угар и разбрызгивание. Поддержание стабильного процесса сварки при колебаниях сетевого напряжения и нагрузки.

Слайд 8

18.12.2012 8 Требования к источникам питания Легкое возбуждение и стабильное горение дуги. Запас напряжения холостого хода (в два-три раза выше напря-жения дуги) для облегчения её зажигания и обеспечения устойчивого процесса сварки, но не более 80-90 В. Ограничение силы тока короткого замыкания I кз  (1.2-1,5) I св. 4. Изменение напряжения дуги, происходящие вследствие изменения её длины не должны вызывать существенного изменения силы сварочного тока, а следовательно, теплового режима сварки. 5. Время восстановления напряжения от 0 до 25 В после короткого замыкания не должно превышать 0,05 сек., что позволит обеспечить устойчивость дуги. 6. Возможность регулирования силы сварочного тока в пределах от 30 до 130% от номинального (в зависимости от диаметра и пространствен-ного положения шва)

Слайд 9

Режимы работы источника питания: Технологические: режим короткого замыкания при зажигании дуги, рабочий режим ( режим нагрузки) при плавлении электрода и переносе капель рас-плавленного металла, режим холостого хода (при паузах в работе и смене электрода). Электротехнические: ПН (продолжительность на-грузки ) или ПР (продолжительность работы), ПВ (повторно-кратковременный), длительный (ПВ=100%) Эксплуатационные: номинальный, форсирован-ный , аварийный. 18.12.2012 9

Слайд 10

Для электродуговой сварки применяются сварочные трансформаторы, выпрямители , преобразователи , сварочные агрегаты, инверторные источники питания Классификация источников питания для сварки 18.12.2012 10

Слайд 11

Сварочный трансформатор 18.12.2012 11

Слайд 12

Сварочный выпрямитель 18.12.2012 12

Слайд 13

Сварочный преобразователь 18.12.2012 13

Слайд 14

Сварочный агрегат 18.12.2012 14

Слайд 15

Сварочный инвертор 18.12.2012 15

Слайд 16

Структура обозначения сварочных источников 18.12.2012 16

Слайд 17

Например: 18.12.2012 17 ТДМ-317 1У2 Т – трансформатор, Д – для дуговой сварки, М – модифицированный (алюминиевые обмотки), 31 – рассчитан на номинальный сварочный ток 315 ампер, 7 – номер модели, 1 – встроенный ограничитель напряжения холостого хода, У – климатическое исполнение (умеренный климат), 2 – категория размещения (на открытом воздухе под навесом) ВДУ-506 УХЛ4 В – выпрямитель, Д – для дуговой сварки, У – универсальный (может применяться для ручной и полуавтоматической сварки), 50 – на 500 ампер, УХЛ – умеренный и холодный климат, 4 – в сухом отапливаемом помещении.

Слайд 18

Какие источники питания применяются при сварке? Какие требования предъявляются к источникам питания сварочной дуги? Как обозначаются и маркируются сварочные источники ? 18.12.2012 18 Вопросы для самоконтроля

Слайд 19

Домашнее задание: Выучить по конспекту назначение источников питания сварочной дуги Запомнить требования, предъявляемые к источникам Научиться по маркировке определять тип и назначение источника питания 18.12.2012 19

Слайд 20

Тема урока исчерпана! Что вам понравилось? Что не понравилось? Как вы оцениваете урок по 10-ти бальной системе? Какие вопросы остались непонятными? Ваши дальнейшие пожелания по стилю и формату дальнейших уроков 18.12.2012 20

Слайд 21

УРОК ОКОНЧЕН! Благодарю за внимание 18.12.2012 21

Источники питания в сварочном производстве — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: Источники питания в сварочном производстве

Источники питания для дуговой сварки

Изображение слайда

2

Слайд 2: Сварка.

Основы технологии

Изображение слайда

3

Слайд 3: ГОСТ 19521-74. Классификация сварки металлов

Физические признаки, в зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, подразделяются на три класса:

Изображение слайда

4

Слайд 4: Термический класс

Дуговая Электрошлаковая Электронно-лучевая Плазменно-лучевая Ионно-лучевая Тлеющим разрядом Световая Индукционная Газовая Термитная Литейная

Изображение слайда

5

Слайд 5: Термомеханический класс

Контактная Диффузионная Индукционнопрессовая Газопрессовая Термокомпрессионная Дугопрессовая Шлакопрессовая Термитнопрессовая Печная

Изображение слайда

6

Слайд 6: Механический класс

Холодная Взрывом Ультразвуковая Трением Магнито-импульсная

Изображение слайда

7

Слайд 7: Сварка плавлением

Изображение слайда

8

Слайд 8: Электрическая Дуговая сварка

Изображение слайда

9

Слайд 9: История электросварки

1802 год — В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может». 1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов. 1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов. 1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины. 1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла. 1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов. 1932 год — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой. 1939 год — Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Изображение слайда

10

Слайд 10: Классификация способов сварки

Изображение слайда

11

Слайд 11: По степени механизации

Изображение слайда

12

Слайд 12: Ручная дуговая сварка

все операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов

Изображение слайда

13

Слайд 13: Полуавтоматическая дуговая сварка

механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную

Изображение слайда

14

Слайд 14: Автоматическая дуговая сварка

механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва

Изображение слайда

15

Слайд 15: По свойствам сварочного электрода

Сварка плавящимся электродом Сварка неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Изображение слайда

16

Слайд 16: По роду тока

Постоянный ток DC Переменный ток AC

Изображение слайда

17

Слайд 17: По типу дуги

Дуга прямого действия (зависимая дуга) Дуга косвенного действия (независимая дуга) Трехфазная дуга

Изображение слайда

18

Слайд 18: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРОЧНОЙ ДУГИ

Сварочная дуга — это один из видов электрического разряда в газах при некоторых специальных условиях: Малое напряжение: десятки Вольт (10-40 В). Большая плотность тока: десятки-сотни А/мм 2. Например, при РДС: 30 А/мм 2. Малая длина дуги: единицы-десятки миллиметров. Дуга горит при атмосферном давлении.

Изображение слайда

19

Слайд 19

Для зажигания дуги необходимо: Ионизировать воздушный межэлектродный промежуток. Создать термоэлектронную эмиссию электронов с катода.

Изображение слайда

20

Слайд 20: Длина дуги

Длиной дуги называется расстояние между торцом электрода и поверхностью сварочной ванный. Короткой называют дугу длинной 2..4 мм, Нормальная дуга 4..6 мм, Длинная дуга более 6 мм.

Изображение слайда

21

Слайд 21

Дуга — это переменное активное сопротивление. Так как процессы ионизации и эмиссии зависят от тока, то сварочная дуга — это нелинейное активное сопротивление, которое характеризуется вольтамперной характеристикой ( ВАХ ).

Изображение слайда

22

Слайд 22: Статическая ВАХ дуги

Статической ВАХ называется зависимость падения напряжения на дуге от тока дуги при его плавном изменении и при постоянной длине дуги. Распределение потенциалов в дуге: U д =U К +U А +U С.

Изображение слайда

23

Слайд 23: Схема сварочной дуги и падения напряжения в ней

1 — электрод; 2 — изделие; 3 — анодное пятно; 4 — анодная область дуги; 5 — столб дуги; 6 — катодная область дуги; 7 — катодное пятно

Изображение слайда

24

Слайд 24: Распределение падения напряжения по длине дуги

U a от тока не зависит, U a =const U K = f ( I / S K ) — зависит от плотности тока. Параметр i = I / S K — плотность тока (А/мм 2 ), где S K — площадь токоведущего канала дуги. Таким образом, на статическую ВАХ влияет длина дуги l д

Изображение слайда

25

Слайд 25: Зависимость ВАХ дуги от ее длины

Каждой длине дуги соответствует своя статическая характеристика. Каждая дуга имеет семейство естественных статических ВАХ.

Изображение слайда

26

Слайд 26: ВАХ при постоянной длине дуги

Статическая ВАХ дуги имеет различный наклон при различных способах сварки.

Изображение слайда

27

Слайд 27: Классификация источников питания

Поэтому все источники питания по своему назначению делятся на группы: Источники питания общего назначения (для РДС). Источники питания для сварки под флюсом. Источники питания для сварки в СО 2. Источники питания для аргонодуговой сварки.

Изображение слайда

28

Слайд 28: Внешняя характеристика источника питания

1 — крутопадающая внешняя характеристика. 2 — полого-падающая или жесткая внешняя характеристика (при этом полное внутреннее сопротивление источника питания Z BH ≈0). 3 — возрастающая внешняя характеристика. Внешняя характеристика источника питания – это зависимость напряжения на выходных клеммах источника питания от силы тока: U = f ( I )

Изображение слайда

29

Слайд 29: Динамические свойства источника питания, необходимые для зажигания дуги

Кратность тока короткого замыкания: I КЗ / I Д. Скорость нарастания тока короткого замыкания: d I КЗ / d t Д Пиковое значение тока короткого замыкания: I ПИК. Время восстановления напряжения после короткого замыкания от нуля до рабочего значения.

Изображение слайда

30

Слайд 30: Конструкция сварочного трансформатора

Изображение слайда

31

Слайд 31: Внешний вид сварочного трансформатора

Изображение слайда

32

Слайд 32: Принцип действия трансформатора

Изображение слайда

33

Слайд 33: Схема сварочных трансформаторов

Изображение слайда

34

Слайд 34: Регулирование сварочного тока

Изображение слайда

35

Слайд 35: Способы регулирования выходной характеристики

Изображение слайда

36

Слайд 36: УСЛОВИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ – ДУГА»

коэффи циент устойчивости: к у = (ρ д — ρ и ) = tgα Д — tgα И

Изображение слайда

37

Слайд 37

Система «источник питания — дуга» является устойчивой, ес ли наклон внешней характеристики ИП будет больше наклона ВАХ д

Изображение слайда

38

Слайд 38: ЭЛАСТИЧНОСТЬ ДУГИ

Эластичностью дуги называется способность дуги удлиняться не обрываясь.

Изображение слайда

39

Слайд 39: Особенности горения дуги переменного тока

Достоинства сварки на переменном токе: Простота оборудования и его дешевизна. Более высокий КПД оборудования. Меньший расход электроэнергии. Недостатки сварки на переменном токе: Стабильность дуги переменного тока ниже по сравнению с дугой постоянного тока. Повышенные требования к источникам питания — обеспечить надежность повторных возбуждений дуги при смене полярности.

Изображение слайда

40

Слайд 40

Поскольку сопротивление дуги является нелинейным, то ток и напряжение дуги отличаются от синусоиды.

Изображение слайда

41

Слайд 41: Дуга переменного тока в цепи с активным сопротивлением

U Д U И U С I Д R

Изображение слайда

42

Слайд 42

Изображение слайда

43

Слайд 43: Повышение стабильности горения дуги

1. Увеличить напряжение холостого хода U xx источника питания Стабильность горения дуги можно улучшить тремя способами:

Изображение слайда

44

Слайд 44

2. Снизить напряжение зажигания U 3 путем введения в электродное покрытие соответствующих элементов.

Изображение слайда

45

Слайд 45

3. Увеличить частоту переменного тока.

Изображение слайда

46

Слайд 46: Дуга переменного тока в цепи с индуктивным сопротивлением

X L = ω · L — индуктивное сопротивление, которое служит для формирования падающей внешней характеристики и регулирования режима. U Д U И U С I Д СТ X L L

Изображение слайда

47

Слайд 47: Осциллограммы тока и напряжения на дуге

U 3 = U зажигания, U эд = U электрод-деталь

Изображение слайда

48

Слайд 48: Недостатки источников питания с крутопадающими внешними характеристиками

Высокая стоимость, Большой первичный ток. Поэтому U xx стараются уменьшить. Один из способов — импульсная стабилизация дуги.

Изображение слайда

49

Слайд 49: ИМПУЛЬСНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изображение слайда

50

Слайд 50

РТ — катушка токового реле, РТ1 — нормально-замкнутые контакты этого реле, ЗУ — зарядное устройство.

Изображение слайда

51

Слайд 51

Импульсная стабилизация применяется в двух случаях: Для снижения U xx до 30-45 В. Для расширения технологических возможностей стандартных источников питания.

Изображение слайда

52

Слайд 52

Изображение слайда

53

Слайд 53: ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

РДС характеризуется следующими параметрами режима: d Э = 2-6 мм, I Д = 50-350 А, U д = 20-40 В, Род тока: переменный или постоянный.

Изображение слайда

54

Слайд 54

ВАХ дуги является падающей. По условию устойчивости энерге­тической системы «источник питания — дуга» внешняя характеристика ИП должна быть крутопадающей. Зажигание дуги происходит с короткого замыкания, поэтому I КЗ должен превышать рабочий ток I Д в 1,2-1,5 раза. Эта величина называ­ется кратностью тока короткого замыкания:

Изображение слайда

55

Слайд 55: ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ ДЛЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

Сварка под флюсом характеризуется следующими параметрами режима: d Э = 1 — 5 мм, I Д = 1 50- 200 0 А, U д = 20- 5 0 В. Переменный или постоянный ток ВАХ дуги — жесткая

Изображение слайда

56

Слайд 56

Возможно использование источников питания с двумя видами внешних характеристик: С жесткой ( пологопадающей ). С крутопадающей. На выбор внешней характеристики влияют требования, предъявляемые устройствами для подачи проволоки (сварочными головками).

Изображение слайда

57

Слайд 57

Изображение слайда

58

Слайд 58: Сварочные автоматы для сварки под флюсом по типу автоматических регуляторов делятся на две группы:

Автоматы системы саморегулирования, с постоянной скоростью подачи электродной проволоки. Автоматы с автоматическим регулированием напряжения на дуге. Скорость подачи электродной проволоки зависит от напряжения на дуге.

Изображение слайда

59

Слайд 59: Автоматы системы саморегулирования

l Д = const, если υ п = υ э

Изображение слайда

60

Слайд 60

υ э зависит от тока дуги и напряжения на дуге: υ э = κ ст — I Д — κ сн — U д, где к ст — коэффициент саморегулирования дуги по току, см/с·А; к сн — коэффициент саморегулирования дуги по напряжению, см/с·В

Изображение слайда

61

Слайд 61

Изображение слайда

62

Слайд 62: Автоматы с автоматическим регулированием напряжения на дуге

Изображение слайда

63

Слайд 63: Требования к источникам питания для сварки в углекислом газе

d э = 0,6-2 мм, I д = 50-600 А, U д = 30-40 В. требование к источнику питания — обеспечить оптимальное разбрызгивание

Изображение слайда

64

Слайд 64

Изображение слайда

65

Слайд 65

Изображение слайда

66

Слайд 66: для обеспечения стабильности горения дуги на переменном токе необходимо применять:

Индуктивное сопротивление, но в этом случае источник питания будет иметь крутопадающую внешнюю характеристику, что приведет к неоптимальному (большому) разбрызгиванию. Поэтому это решение не подходит. Использовать импульсную стабилизацию дуги переменного тока. Это решение не применяется ввиду усложнения оборудования и повышения его стоимости.

Изображение слайда

67

Слайд 67

Изображение слайда

68

Слайд 68

Вывод — для сварки в углекислом газе необходим ИП постоянного тока с полого-падающей внешней характеристикой, с дросселем в цепи постоянного тока. Сварка ведется на обратной полярности.

Изображение слайда

69

Слайд 69: Требования к источникам питания для аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом

На выбор источника питания оказывают влияние факторы: Особенности процесса сварки. Особенности свариваемых материалов.

Изображение слайда

70

Слайд 70: Особенности процесса сварки

Зажигание дуги осуществляется не с короткого замыкания, а пробоем межэлектродного промежутка высоковольтным разрядом. По­этому в комплекте с ИП поставляется импульсный возбудитель дуги (осциллятор). Необходима схема для защиты от высоковольтных разрядов. Отсутствует ограничение по току короткого замыкания. Малые плотности тока. ВАХ дуги является падающей. Внешняя характеристика ИП может быть только крутопадаю ­- щей. Требование к внешней характеристике — обеспечить наибольшую эластичность дуги (внешняя характеристика должна быть как можно круче, почти вертикальной). Саморегулирование отсутствует.

Изображение слайда

71

Слайд 71: Особенности свариваемых материалов

Существуют две группы свариваемых материалов: Непокрытые тугоплавкими окисными пленками, например, нержавеющая сталь, титан. Металлы, покрытые тугоплавкими окисными пленками,- алюминий и его сплавы. На поверхности данных металлов находится тонкая пленка А1 2 О 3, имеющая температуру плавления более 2000° С.

Изображение слайда

72

Слайд 72

Изображение слайда

73

Слайд 73

Изображение слайда

74

Слайд 74: Особенности

Наличие большого пика зажигания дуги при переходе с прямой полярности на обратную. Эта особенность процесса требует от ИП или большого U xx, свыше 200 В, что недопустимо по технике безопасности, или импульсной стабилизации дуги переменного тока, которая заключается в том, что при переходе с прямой полярности на обратную на дугу подается кратковременный импульс высокого напряжения высокой частоты (до 500 В, несколько кГц), который поджигает дугу. Наличие постоянной составляющей сварочного тока, которая вызывает нагрев сварочного трансформатора и плохо влияет на формирование шва. В составе ИП должно быть устройство для подавления постоянной составляющей сварочного тока.

Изображение слайда

75

Слайд 75: Требования к источникам питания для плазменной сварки

плазменная сварка — это процесс, при котором дуга проходит через узкий канал (сопло), где сжимается потоком газа.

Изображение слайда

76

Слайд 76

Повышение температуры дуги. При использовании в качестве плазмообразующего газа аргона температура дуги повышается до 15 000° С, при использовании воздуха — до 30 000° С. Повышение плотности тока в плазме. В этом случае ВАХ дуги становится возрастающей.

Изображение слайда

77

Слайд 77: Требования к ИП для плазменной сварки

Обеспечить эластичность плазменной струи, так как возможны большие изменения ее длины. ИП должен иметь крутопадающую внешнюю характеристику. Сварка ведется на постоянном токе прямой полярности (исходя из условий выделения тепла). Обеспечить подачу на плазменную струю высокого напряжения, поскольку имеют место большой градиент напряжения и большая длина плазменной струи. При использовании аргона: U pa 6 = 30-100 В, U xx = 65-180 В. При использовании воздуха: U pa б = 65-160 В, U xx =350-500В. Необходим импульсный возбудитель плазменной струи и дополнительный ИП дежурной дуги (до 20 А).

Изображение слайда

78

Слайд 78: Требования к источникам питания для электрошлаковой сварки

Изображение слайда

79

Слайд 79

Электрошлаковый процесс устойчив как при падающей, так и при жесткой внешней характеристике ИП. На практике применяют ИП с жесткой внешней характеристикой по двум причинам: Такие ИП дешевле и проще. Если имеется ИП с жесткой внешней характеристикой, то в комплекте с ним можно применять более простые автоматы системы саморегулирования (с постоянной скоростью подачи электродной проволоки). Дополнительные требования к ИП — он должен обеспечить регулирование напряжения в диапазоне 35-60 В.

Изображение слайда

80

Слайд 80: Классификация источников питания, области их применения

Изображение слайда

81

Слайд 81: В зависимости от типа внешней характеристики ИП могут быть:

С падающей внешней характеристикой. С жесткой внешней характеристикой. Универсальные источники питания, которые могут работать в двух режимах, обеспечивая формирование либо падающей, либо жесткой внешней характеристики.

Изображение слайда

82

Слайд 82: По количеству одновременно питаемых сварочных постов:

Однопостовые Многопостовые

Изображение слайда

83

Слайд 83: Области применения источников питания переменного тока

Трансформаторы с падающей внешней характеристикой применяют для РДС, сварки под флюсом, аргоно-дуговой сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом. Трансформаторы с жесткой внешней характеристикой применяют для сварки под флюсом с импульсной стабилизацией, электрошлаковой сварки. Генераторы повышенной частоты применяют для специальных целей, например, для сварки тонких металлов (толщиной 1-2 мм).

Изображение слайда

84

Слайд 84: Области применения источников питания постоянного тока

Выпрямители и генераторы постоянного тока с падающей внешней характеристикой применяют для РДС, сварки под флюсом, аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом, плазменной сварки. Выпрямители и генераторы с жесткой внешней характеристикой применяют для сварки под флюсом, сварки в углекислом газе, как многопостовые источники питания.

Изображение слайда

85

Слайд 85: ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

Изображение слайда

86

Слайд 86: ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

Изображение слайда

87

Слайд 87: ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

Номинальный ток ( I н ) — это ток, при котором ИП обладает наилучшими свойствами. Имеется ряд из 13 значений — от 50 до 3000 А. Распространенные значения — 125, 315, 500, 1000, 1600 и 2000 А. Номинальное напряжение ( U н ) — это напряжение на дуге при номинальном токе. Диапазон изменения тока: I min — I max. Например, ИП, имеющий I н = 315 А, обладает диапазоном изменения тока 75-365 А. Напряжение холостого хода ( U xx ). ИП для РДС имеют ограничение по этому параметру исходя из требований техники безопасности.

Изображение слайда

88

Слайд 88

Первичное напряжение U 1 : 380 или 220 В. Первичный ток I 1 Род тока — переменный или постоянный. Число фаз и частота (для ИП переменного тока). Коэффициент мощности — cos φ (для ИП переменного тока). Коэффициент полезного действия (КПД). Показатель режима работы — ПН (%), ПВ (%). (предел нагрузки, предел включения)

Изображение слайда

89

Слайд 89: Существует два режима работы ИП:

Перемежающийся — время работы чередуется с временем холостого хода. Режим работы характеризуется показателем ПН — продолжительность нагрева. В знаменателе используется значение t p + t xx = 5 или 10 мин. Например, если ПН 20%, то из 5 минут работы ИП он используется для сварки 1 мин, а остальные 4 мин работает на холостом ходу.

Изображение слайда

90

Слайд 90

Повторно-кратковременный — время работы (сварки) чередуется с временем паузы, во время которой ИП отключается от питающей сети. Режим работы характеризуется показателем ПВ – продолжительность включения при этом значение t p + t п = 10 мин. При необходимости увеличения ПН или ПВ необходимо корректировать сварочный ток, пользуясь соотношением

Изображение слайда

91

Слайд 91: ОБОЗНАЧЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ В СООТВЕТСТВИИ С ГОСТ

Изображение слайда

92

Слайд 92: ОБОЗНАЧЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ В СООТВЕТСТВИИ С ГОСТ

1 — вид источника питания: Т – трансформатор, В – выпрямитель, П — преобразователь, А – агрегат, У — установка. 2 — вид сварки: Д – дуговая, П – плазменная, Ш — электрошлаковая. 3 — способ сварки: Ф — под флюсом, Г — в защитных газах (в углекислом газе), У – универсальный. Если позиция отсутствует, то это ИП общего назначения (для РДС). 4 — дополнительные сведения об ИП: Ж — жесткая внешняя характеристика, М – многопостовой, И — импульсно-дуговой ИП. 5 — номинальный ток в сотнях Ампер. 6 — модификация ИП. 7 — климатическое исполнение: У — для умеренного климата, Т — для тропического климата. 8 — категория размещения: 2 — стационарное размещение (на фундаменте), 3 — передвижной и переносной. 1 2 3 4 5 5 6 6 7 8

Изображение слайда

93

Последний слайд презентации: Источники питания в сварочном производстве: Примеры

ТДФЖ-1002УЗ, ВДГИ-501УЗ.

Изображение слайда

Типы сварочных процессов и источников питания

Фото вверху: Сварочный процесс MIG

Основная функция источника сварочного тока заключается в преобразовании электроэнергии в тип тока, который подходит для выполняемой сварки. При выборе наилучшего источника питания для ваших сварочных систем необходимо учитывать многое.

Хотите ли вы инвестировать в новые ручные сварочные аппараты или готовы заменить устаревший сварочный аппарат на более современный из автоматическое сварочное оборудование , мы здесь, чтобы упростить процесс. Читайте дальше, чтобы узнать больше об источниках сварочного тока и о том, какие ключевые факторы следует учитывать перед покупкой.

 

Начало работы

Существует множество источников питания на выбор. Чтобы сделать наилучший выбор, вам необходимо сопоставить тип материала с процессом сварки и наилучшим методом подачи питания на дугу.

Выберите свой сварочный процесс  

Как процесс сварки, так и тип материала играют большую роль при выборе источника питания, поскольку они не всегда совместимы друг с другом.

Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) или дуговая сварка с флюсовой сердцевиной (FCAW)

Наиболее часто называемая MIG или сварка с флюсовой сердцевиной; этот процесс может использоваться для всех основных коммерческих металлов, широкого диапазона толщин и требует меньше навыков оператора, чем TIG или сварка электродом. Скорость сварки выше из-за непрерывной подачи электрода, отсутствия шлака и более высокой скорости наплавки металла. По возможности в производственных цехах выбирают сварочные процессы GMAW и FCAW.

Дуговая сварка в защитном металле или дуговая сварка (SMAW)

Это наиболее распространенная форма дуговой сварки. Палочка или электрод помещается на конец держателя, и между кончиком электрода и металлической поверхностью сварки зажигается дуга. Источники питания SMAW, как правило, самые дешевые, но их можно использовать только в ручных операциях.

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW)

При сварке вольфрамовым электродом в среде защитного газа или сварке TIG дуга возникает между неплавящимся вольфрамовым электродом и основным металлом. Защитный газ защищает вольфрам и расплавленный металл от окисления. GTAW производит высококачественные сварные швы практически на всех металлах и сплавах. Его можно контролировать до очень низких значений силы тока, что делает его идеальным для более тонких материалов. GTAW может выполняться с присадочным материалом или без него, при этом также очень мало брызг и нет шлака. Его самым большим недостатком является скорость — GTAW, безусловно, является самым медленным процессом сварки.

Плазменно-дуговая сварка (PAW)

Плазменно-дуговая сварка по существу является расширением GTAW. И GTAW, и PAW используют источники питания постоянного тока и высокочастотный источник для зажигания дуги. Основное отличие состоит в том, что электрод утоплен в сопле для ограничения дуги. PAW, как правило, дороже, чем GTAW, но он более устойчив к смещению швов и может обеспечить лучшее проникновение.

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

В процессе сварки под флюсом проволока непрерывно подается с гранулированным флюсом для покрытия области сварки. Флюс играет ключевую роль в достижении высокой скорости и качества сварки. Образуется очень мало сварочного дыма, что устраняет необходимость в удалении дыма. Использование гранулированного флюса ограничивает 90 004 сварочных позиций 90 005 и требует специальных решений для обработки и восстановления.

Выберите подходящий блок питания  

Типы источников питания для сварки определяются тем, как они модулируют электрические токи и процесс дуговой сварки , который лучше всего поддерживается этой модуляцией: в одном направлении по цепи. При сварке он создает более стабильную дугу и более плавный выход. Его можно использовать для сварки с отрицательным заземлением, или же поток электронов может быть реверсирован, чтобы течь к положительному заземлению с обратной полярностью.

Переменный ток (AC)

Источником питания переменного тока является двунаправленный поток электронов, в котором полярность меняется сто или более раз в секунду с отрицательной на положительную землю. Дуги, как правило, менее стабильны, а сварку труднее контролировать. Однако сварка на переменном токе может предотвратить образование оксидов и обеспечить более чистую сварку в некоторых процессах.

Импульсный ток

Это форма сварки постоянным током, при которой ток переходит от высокого пикового тока к более низкому фоновому току с частотой, определяемой оператором. Это сужает дугу, обеспечивая большее проникновение и уменьшая воздействие на окружающие материалы. В результате сварка импульсным током является отличным выбором для сварки тонкого металла или выполнения глубоких сварных швов на более толстых материалах.

Импульсное напряжение и нагрев

Импульсные источники питания GMAW предназначены для управления импульсным напряжением и нагревом, подаваемым на расходуемый электрод. Управление импульсным напряжением (нагревом) и скоростью подачи проволоки позволяет лучше контролировать плавление проволоки и скорость наплавки. Адаптивная импульсная сварка GMAW тщательно отслеживает обратную связь и автоматически компенсирует дугу, чтобы поддерживать постоянство дуги, несмотря на отклонения сварщика, а также различия в высоте и расположении стыка.

 

Дополнительные параметры для рассмотрения

После того, как вы выбрали процесс сварки и тип источника питания, вам следует рассмотреть еще несколько ключевых параметров для определения размера, включая:

Какова ваша входная мощность?

Ваш источник питания должен соответствовать типу доступной входной мощности. Количество электроэнергии, необходимой вашей сварочной системе , в конечном итоге будет зависеть от выбранного вами типа источника питания.

• Однофазный : 115, 200 или 230 В переменного тока
• Трехфазный: 230, 460 или 575 В переменного тока

Толщина материала

Проще говоря, чем толще материал, тем больше требуется мощности.

Рабочий цикл

Рабочий цикл — это процент времени горения дуги, которое источник сварочного тока может проработать за заданный период. Одной из самых распространенных ошибок сварщиков является неправильный выбор источника питания. Важно понимать, какую силу тока может генерировать ваш источник питания при любом заданном рабочем цикле, и убедиться, что этого БОЛЕЕ чем достаточно для удовлетворения ваших потребностей.

Понимание типов сварочных процессов и типов источников питания — это большая задача, которая может быть непосильной, но надежный источник питания прослужит вам долгие годы.

 

О компании Bancroft Engineering

Наши инженеры помогут вам выбрать лучший источник питания для ваших сварочных нужд! Bancroft предлагает нестандартных сварочных систем и разнообразное стандартизированное сварочное полуавтоматическое оборудование на складе, такое как позиционеры, ротационные сварочные аппараты Welda-Round, сварочные аппараты для сварки швов, сварочные токарные станки и многое другое!

Что такое дуговая сварка? | Что такое дуговая сварка?

Важный момент

Что такое дуговая сварка?

Дуговая сварка — это тип сварочного процесса, в котором используется электрическая дуга для получения тепла для расплавления и соединения металлов. Источник питания создает электрическую дугу, используя постоянный (DC) или переменный (AC) ток между плавящимся или неплавящимся электродом и основным материалом. Это тепло используется для соединения металлов.

Дуга проходит между двумя металлическими деталями, выделяемое тепло заставляет металл плавиться, а при его охлаждении образуется прочный сварной шов. Источником энергии, используемой при дуговой сварке, является электричество (электрический ток). Используемые электрические токи могут быть как постоянными (DC), так и переменными (AC).

Зона сварки защищена защитным газом, паром или шлаком. Защитный газ защищает зону сварки от атмосферного загрязнения. Это может быть механика, полуавтомат или полностью автоматический. Он использует плавящийся или неплавящийся тип электрода для сварочных целей.

Эти виды сварки были изобретены в конце 19 века. Во время Второй мировой войны в настоящее время он приобретает коммерческое значение в судостроении и используется в производстве стальных конструкций и транспортных средств.

Также прочтите: Что такое ключ Вудраффа? | Зачем использовать ключ Вудраффа? | Утопленные ключи

Как это работает?

Дуговая сварка с использованием электрической дуги от источника питания переменного или постоянного тока для получения тепла около 6500 градусов по Фаренгейту на конце, для расплавления основных металлов и формирования ванны расплавленного металла и соединения двух частей. Между заготовкой и электродом образуется дуга, которую перемещают по линии стыка механическим или ручным способом.

Электрод может быть либо стержнем, по которому протекает ток между наконечником и заготовкой, либо стержнем или проволокой, которые плавятся вместе с током и подают присадочный металл в соединение. При нагреве дугой слишком высоких температур металл вступает в химическую реакцию с элементами воздуха, такими как кислород и азот. При этом образуются оксиды и нитриды, разрушающие прочность сварного шва.

Поэтому необходимо использовать защитный защитный газ, шлак или пар для уменьшения контакта расплавленного металла с воздухом. После охлаждения детали расплавленный металл затвердевает, образуя металлическую связь.

Также прочтите: что такое реечное рулевое управление? | Как работает реечное рулевое управление? | Конструкция рулевой шестерни

Типы дуговой сварки:

#1. Дуговая сварка защищенным металлом (SMAW)

SMAW является одним из самых простых, старых и наиболее адаптируемых методов дуговой сварки, что делает его очень популярным. Электроды покрыты защитными флюсами соответствующего состава. Электрод с флюсом плавится вместе с металлическим сердечником, образуя газ и шлак, защищая дугу и сварочную ванну.

Флюс очищает поверхность металла, поставляет в сварной шов определенные легирующие элементы, защищает расплавленный металл от окисления и стабилизирует дугу. Шлак удаляют после затвердевания.

#2. Дуговая сварка металлическим газом (GMAW)

Дуговая сварка металлическим газом (GMAW) использует сплошную электродную проволоку, которая непрерывно вытягивается из катушки через узел сварочного кабеля и сварочный пистолет, иногда называемый инертным металлическим газом (MIG). ) сварка или подтип сварки металлическим активированным газом (MAG). Дуговая сварка металлами в газовых средах обычно используется в следующих областях:

• Сварка труб / Соединения труб
• Автомобильное производство и техническое обслуживание
• Производство
• Судостроение
• Строительство
• Железнодорожные пути
• Подводная сварка

Может использоваться для сварки как черных, так и цветных металлов, а также тонколистового металла любой толщины.

№3. Дуговая сварка под флюсом (SAW)

Дуговая сварка под флюсом (SAW) — это общий процесс дуговой сварки, который включает создание дуги между постоянно подаваемыми электродами и заготовкой. Слой порошкообразных флюсов образует защитный газовый экран и шлак, а также может использоваться для добавления легирующего элемента в сварочную ванну, защищающего зону сварки. SAW обычно работает как механизированный процесс.

Сварочный ток обычно составляет от 300 до 1000 ампер, напряжение дуги и скорость перемещения — все это влияет на размер валика, глубину проплавления и химический состав наплавленного металла. Поскольку оператор не может контролировать сварочную ванну, необходимо в значительной степени полагаться на настройку параметров и состояние присадочной проволоки.

SAW обычно питается от одного провода с использованием переменного или постоянного тока; существует несколько типов, включая использование двух или более проволок, добавление нарезанной проволоки в соединение перед сваркой и дополнительное использование металлического порошка. Дополнительная производительность может быть достигнута путем подачи непроводящей проволоки меньшего диаметра в переднюю кромку сварочной ванны.

Это может повысить депозитные ставки до 20%. Эти типы используются в определенных ситуациях для повышения производительности за счет увеличения депозитных ставок и/или скорости движения. Замена проволоки полосой толщиной 0,5 мм, обычно шириной 60 мм, позволяет использовать этот процесс для наплавки компонентов.

№4. Дуговая сварка с флюсовой проволокой (FCAW)

Дуговая сварка с флюсовой проволокой (FCAW) использует тепло, выделяемое электрической дугой постоянного тока, для сплавления металла в области соединения. Дуга непрерывно зажигается между подаваемой расходуемой присадочной проволокой и заготовкой, в результате чего и присадочная проволока, и заготовка расплавляются в непосредственной близости.

Вся область дуги покрыта защитным газом, который защищает сварочную ванну от атмосферных воздействий. FCAW — это высокопроизводительный процесс для ряда простых углеродистых, легированных, нержавеющих и дуплексных сталей. Его также можно использовать для наплавки и наплавки.

FCAW — это вариант процесса MAG/MIG, и, несмотря на то, что у этих двух процессов есть много общих черт, есть также несколько принципиальных отличий. Например, он обеспечивает большую пластичность с составами сплавов, чем MIG.

Как правило, это обеспечивает более высокую скорость наплавки проволоки и большую стабильность дуги, хотя эффективность процесса MIG обычно выше.

№5. Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа / сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа Вольфрамовый электрод образует дугу.

Для защиты экрана используются инертные газы, такие как аргон или гелий, или их смеси. Присадочная проволока при необходимости добавляет расплавленный материал.

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), также известная как дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW), представляет собой процесс дуговой сварки, при котором свариваются неплавящиеся вольфрамовые электроды. Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) быстро завоевала популярность в 1940s для соединения магния и алюминия.

Защитный экран из инертного газа вместо шлака для защиты сварочной ванны. Этот процесс был весьма привлекательной заменой газовой и ручной дуговой сварки металлическим электродом. TIG сыграл важную роль в принятии алюминия для высококачественной сварки и конструкционных применений.

#6. Плазменно-дуговая сварка (PAW)

Плазменно-дуговая сварка (PAW) — это сварка, в которой используется тепло, выделяемое сжатой дугой между вольфрамовым неплавящимся электродом и либо дуговым процессом, переносимым заготовкой, либо несужающими соплами с водяным охлаждением. переданный дуговой процесс.

Плазма представляет собой газообразную смесь положительных ионов, электронов и молекул нейтрального газа. Процесс переносной дуги производит плазменные струи с высокой плотностью энергии и может использоваться для высокоскоростной сварки и резки керамики, стали, алюминиевых сплавов, медных сплавов, титановых сплавов и никелевых сплавов. В процессе дугового разряда без переноса образуется плазма с относительно низкой плотностью энергии.

Применяется для сварки и плазменной сварки и напыления покрытий различных металлов. Поскольку заготовка не является частью электрической цепи при плазменной сварке без переноса, плазменная дуга может переходить от одной заготовки к другой без гашения дуги горелки.

Также прочтите: Что используется в салоне автомобиля? | Деталь салона автомобиля

Преимущества дуговой сварки:

Различные преимущества дуговой сварки заключаются в следующем

• Высокая скорость сварки
• Дает очень мало искажений
• Содержит меньше дыма или искр.
• Достигнута гладкая сварка.
• Это можно сделать в любой среде.
• Хорошая ударопрочность.
• Высокая коррозионная стойкость.
• Стоимость. Оборудование для дуговой сварки недорогое и экономичное, а процесс часто требует меньшего количества оборудования из-за отсутствия газа.
• Портативность – этот материал очень легко транспортировать
• Работает с грязными металлами.
• Защитный газ не требуется — процессы можно проводить при ветре или дожде, а брызги не представляют большой опасности.

Также прочтите: Что такое жидкость? | Типы жидкостей | Сжимаемая жидкость | Тип потока жидкости

Недостатки дуговой сварки:

Ниже перечислены различные недостатки дуговой сварки

• Не подходит для сварки тонких металлов
• Требуются квалифицированные сварщики
• Его нельзя использовать для реактивных металлов, таких как алюминий или титан.
• Низкая эффективность – как правило, при дуговой сварке образуется больше отходов, чем при многих других видах сварки, что в некоторых случаях может увеличить стоимость проекта.
• Высокий уровень квалификации – операторам проектов дуговой сварки требуется высокий уровень навыков и подготовки, а не все профессионалы ими обладают.
• Тонкие материалы. Дуговая сварка может быть затруднена для некоторых тонких металлов.

Также прочтите: Батарея бесключевого дистанционного управления разряжена | Когда замена батареи брелока замена? | Как заменить батарею дистанционного управления без ключа

---

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Типы дуговой сварки

1. Дуговая сварка в защитном металле (SMAW)
2. Дуговая сварка металлическим газом (GMAW)
3. Дуговая сварка под флюсом (SAW)
4. Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)
5. Дуговая сварка вольфрамовым электродом/сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа
6. Плазменно-дуговая сварка (PAW)

Что такое дуговая сварка?

Дуговая сварка — это процесс сварки плавлением, используемый для соединения металлов. Электрическая дуга от источника питания переменного или постоянного тока создает сильное тепло около 6500 ° F, которое расплавляет металл в месте соединения двух заготовок.

Типы дуговой сварки

• Дуговая сварка защищенным металлом.
• Сварка MAG.
• Сварка МИГ.
• Электрогазовая дуговая сварка (EGW)

Как работает дуговая сварка

Дуговая сварка — это тип сварочного процесса, в котором электрическая дуга создает тепло для расплавления и соединения металлов. Источник питания создает электрическую дугу между плавящимся или неплавящимся электродом и основным материалом с помощью постоянного (DC) или переменного (AC) тока.

Сварочная ванна

Сварочная ванна обычно относится к обрабатываемой части сварного шва размером с монетку, где основной металл достиг своей точки плавления и готов к заполнению присадочным материалом.

Электрическая дуга при сварке

Электродуговая сварка — это тип сварки, при котором используется источник сварочного тока для создания электрической дуги между металлическим стержнем, называемым электродом, и заготовкой для плавления металлов в точке контакта. Для электродуговой сварки может использоваться источник постоянного или переменного тока, а также плавящийся или неплавящийся электрод.

FCAW

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW или FCA) представляет собой полуавтоматический или автоматический процесс дуговой сварки. Для FCAW требуется расходуемый трубчатый электрод с непрерывной подачей, содержащий флюс, и источник постоянного напряжения или, реже, источник сварочного тока постоянного тока.

Сварка под флюсом

Дуговая сварка под флюсом (SAW) — это распространенный процесс дуговой сварки, который включает образование дуги между постоянно подаваемым электродом и заготовкой.

Процесс сварки под флюсом

Дуговая сварка под флюсом (SAW) — это распространенный процесс дуговой сварки, который включает образование дуги между постоянно подаваемым электродом и заготовкой. Слой порошкообразного флюса образует защитный газовый экран и шлак (а также может использоваться для добавления легирующих элементов в сварочную ванну), которые защищают зону сварки.

Дуговая сварка металлическим электродом

Ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMA или MMAW), также известная как дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (SMAW), дуговая сварка в среде защитного флюса или сварка электродом, представляет собой процесс, при котором дуга зажигается между электродом, покрытым флюсом. металлический стержень и заготовка. И стержень, и поверхность заготовки плавятся, образуя сварной шов.

SMAW

Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (SMAW), также известная как ручная дуговая сварка металлическим электродом, представляет собой процесс ручной дуговой сварки, в котором используется расходуемый и защищенный электрод. По мере плавления электрода оплавляется покрытие, защищающее электрод и защищающее зону сварки от кислорода и других атмосферных газов.

---

Выбор источника сварочного тока

Процесс выбора источника сварочного тока очень похож на процесс покупки автомобиля. Он включает в себя поиск продукта, который эффективен, мощный, простой в обращении и, самое главное, отвечающий конкретным потребностям заказчика. Но при таком широком выборе источников питания на рынке, как сварщикам выбрать подходящий? Первый шаг — понять внутренние потребности своего магазина. Чтобы определить это, изучите некоторые часто используемые процессы сварки и для каких материалов они лучше всего подходят. Дуговая сварка металлическим газом (GMAW) и дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) GMAW и FCAW (чаще всего называемая MIG или сварка порошковой проволокой) используют катушку с проволокой, которая либо размещается внутри источника питания, либо подается от внешнего механизма подачи проволоки. Эта проволока или присадочный материал подается через сварочный пистолет. Источник питания используется для запуска и поддержания дуги между проволокой и основным металлом. При сварке GMAW или MIG используется сплошная металлическая проволока, которая требует использования защитного газа для защиты сварочной ванны от атмосферы. FCAW использует полую проволоку, заполненную порошковым флюсом, который может нуждаться или не нуждаться во внешнем защитном газе, потому что газ может образовываться из флюса внутри проволоки, когда он горит в дуге. Флюс в проволоке служит многим из тех же целей, что и покрытие электрода в SMAW.

GMAW требует наименьших навыков оператора, потому что машина подает проволоку. Сварщик держит пистолет в одной руке, нажимает на курок и сваривает. Это так просто! Защитный газ обеспечивает очень ровную дугу, которая остается стабильной. Поскольку другие процессы обычно требуют очень специфического позиционирования электродов и манипуляций с ними, GMAW является самым быстроразвивающимся процессом. Благодаря тому, что компактные устройства сейчас продаются в розницу менее чем за 500 долларов, а возможность легко сваривать гораздо более тонкий материал, чем стержневой электрод, этот тип устройств стал очень популярным.

Скорость сварки также выше благодаря непрерывной подаче электрода, отсутствию шлака (с GMAW) и более высокой скорости наплавки присадочного металла. Его рабочий коэффициент обычно составляет 30-50 процентов, поэтому на создание дуги можно потратить 3-5 минут из каждых 10. Кроме того, сварка GMAW/FCAW не требует таких навыков оператора, как сварка TIG или дуговая сварка.

GMAW можно использовать на всех основных коммерческих металлах. FCAW в настоящее время используется в основном для обработки сталей и нержавеющих сталей. Эти два процесса также могут использоваться в широком диапазоне толщин материала и работать во всех положениях. По этим причинам они обычно являются предпочтительными сварочными процессами для большинства производителей и производственных цехов.

С другой стороны, оборудование для GMAW и FCAW является более сложным, более дорогим и традиционно менее портативным, чем процессы сварки электродом (хотя существуют некоторые новые портативные модели). Сварка обычно выполняется в радиусе 10-12 футов от механизма подачи проволоки, и работа обычно доставляется на сварочную станцию.

Сварочные аппараты MIG

Дуговая сварка защитным металлом (SMAW)

SMAW, или дуговая сварка, является наиболее распространенной формой дуговой сварки. При этом палочка или электрод помещаются на конец держателя. С помощью электричества от источника питания зажигается дуга между кончиком электрода и поверхностью свариваемого металла. Тепло дуги плавит кончик электрода, создавая присадочный материал, который осаждается по мере износа электрода. Материал с покрытием на электроде горит и защищает дугу от атмосферы. При горении покрытия образуется CO2, который становится защитным газом. Также образуется шлак, который помогает очистить металл сварного шва и защитить его при замерзании.

SMAW — это один из самых простых и универсальных способов сварки, поскольку присадочный материал можно легко изменить для соответствия различным металлам, просто заменив стержневые электроды. Будь то сталь, нержавеющая сталь, чугун или высоколегированные металлы, пользователи могут зажать новый стержень, чтобы быть готовым к следующему проекту. Кроме того, джойстик универсален, поскольку для него требуется минимум оборудования, что упрощает настройку или перемещение на новое место.

По сравнению с другими типами источников питания сварочные аппараты SMAW, как правило, являются наименее дорогими. В результате они чаще всего используются начинающими сварщиками, фермерами, небольшими производственными цехами, ремонтными мастерскими и крупными строительными подрядчиками, которые выполняют сварку на различных работах на большой площади.

Основным недостатком SMAW является количество времени простоя, связанного с процессом. Электрод имеет длину всего несколько дюймов и должен быть заменен после того, как он израсходован. Это требует, чтобы оператор остановил сварку, чтобы заменить электрод. Часто от оператора требуется больше навыков, чем требуется для процессов с подачей проволоки.

Кроме того, требуется время, чтобы отколоть или измельчить шлак или примеси из сварного шва. Рабочий фактор или время, в течение которого сварщик фактически «высекает искры», обычно составляет от двух до трех минут за 10-минутный интервал. Как правило, сварочные аппараты жертвуют производительностью ради универсальности.

Ручные сварщики
Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW)

В GTAW между неплавящимся вольфрамовым электродом и основным металлом возникает электрическая дуга. Зона дуги заполнена инертным газом, обычно аргоном, который защищает вольфрам и расплавленный металл от окисления и обеспечивает легко ионизированный путь для тока дуги. GTAW производит высококачественные сварные швы практически на всех металлах и сплавах. Поскольку им можно управлять при очень малых токах, он идеально подходит для сварки тонких металлических листов и фольги.

Самым большим преимуществом GTAW является то, что высококачественные сварные швы могут быть выполнены практически на любом свариваемом металле или сплаве. Еще одним важным преимуществом является то, что присадочный металл можно добавлять в сварочную ванну независимо от тока дуги. В других процессах дуговой сварки скорость добавления присадочного металла определяет ток дуги. Другие преимущества включают низкое разбрызгивание, отсутствие шлака и относительно легкую очистку.

Основным недостатком GTAW является то, что он обеспечивает самую низкую скорость осаждения металла из всех процессов. Акцент делается на идеальном внешнем виде сварных швов, что означает меньший сварочный ток и большее время сварки. Оператор должен научиться координировать точные движения резака в одной руке, добавляя присадочный металл другой рукой и контролируя ток с помощью ножной педали.

Оператор также должен научиться правильно настраивать машину GTAW. Подготовка вольфрама, интенсивность искры, нарастание и спад, частота импульсов, пиковая интенсивность, фоновый ток, высокая частота и правильное заземление могут быть очень важными вопросами для сварщика GTAW. В сочетании с более низкими депозитными ставками легко увидеть, как процесс GTAW пользуется большим успехом в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, где качество намного важнее стоимости.

Сварочные аппараты TIG

 

Дуговая сварка под флюсом (SAW) В

SAW используется непрерывно подаваемая проволока с гранулированным материалом, называемым флюсом, для покрытия зоны сварки. Этот тип сварки используется в основном для более тяжелых листов, таких как конструкционная сталь, и для специализированной высокоскоростной сварки легких профилей.

Флюс играет центральную роль в достижении высокой скорости и качества сварки. Образуется очень мало сварочного дыма, благодаря чему воздух в цехе намного чище. Поскольку флюс покрывает всю дугу, сварочная маска не требуется, что приводит к более высокому коэффициенту эксплуатации. При длинных, больших сварных швах, многопроходных и наплавленных процессах процесс может приближаться к 100-процентному коэффициенту использования. Производительность может быть очень высокой при сварочных токах более 1000 ампер, обычных для автоматических приложений.

Недостатки включают ограниченное количество позиций сварки, поскольку флюс имеет гранулированную форму. Операторы должны выполнять сварку на плоских поверхностях, чтобы флюс покрывал сварочную ванну. Другим недостатком является то, что горячий флюс может сжечь обувь и вызвать проблемы с обработкой, которые необходимо решать.

Обладая некоторыми знаниями о доступных типах сварочных процессов, вы теперь сможете принять решение о том, какой процесс лучше всего соответствует вашим потребностям. Следующим шагом будет поиск источника питания. Ваш идеальный источник питания должен соответствовать вашему процессу сварки, соответствовать вашим требованиям к размерам, вписываться в ваш бюджет и предлагать технологические функции, которые необходимы в вашей мастерской. В конце концов, надежный источник энергии, как и надежный автомобиль, будет служить вам долгие годы.

Аппараты для дуговой сварки под флюсом

 

Многопроцессорные и усовершенствованные сварочные аппараты

Вы также можете выбрать многопроцессорные сварочные аппараты в различных категориях силы тока для сварки электродом, сварки TIG, MIG, сварки с флюсовой проволокой, сварка под флюсом, строжка или усовершенствованные сварочные аппараты для автоматической регулировки входной мощности, фазы и частоты.

Многопроцессорные сварочные аппараты Advanced Process Welders 

Что такое сварка и типы сварки?

Сварка относится к соединению или сплавлению заготовок путем нагревания и/или сжатия с образованием непрерывной среды. Сварка сварных изделий может полностью основываться на тепле, выделяемом дугой для сплавления сварных деталей.

Что такое технология сварки?

Сварка – это процесс и техника соединения металлов или других термопластов с использованием тепла или давления.

Сварка – это процесс соединения двух металлических частей с использованием тепла и электричества. Существует много источников энергии для сварки, включая газовое пламя, дугу, лазер, электронно-лучевую, трение и ультразвук. Помимо использования на заводах, сварку можно выполнять в различных условиях, например, в полевых условиях, под водой и в космосе. Сварка может быть опасной для оператора, где бы она ни находилась, поэтому при сварке необходимо соблюдать надлежащие меры предосторожности. К возможным травмам, вызванным сваркой тела человека, относятся ожоги, поражение электрическим током, нарушение зрения, вдыхание ядовитых газов, чрезмерное ультрафиолетовое облучение.

Шов, который образуется для соединения при выполнении сварки, называется сварным швом. Обе стороны сварного шва будут подвергаться воздействию тепла во время сварки, что приведет к изменению структуры и свойств. Эта область называется зоной термического влияния. Из-за разницы в материале заготовки, сварочном материале и сварочном токе во время сварки может произойти перегрев, охрупчивание, закалка или размягчение в сварном шве и зоне термического влияния после сварки. Что снижает производительность сварки и влияет на свариваемость. Поэтому необходимо понимать и корректировать условия сварки перед сваркой, включая предварительный нагрев границы раздела сварных швов перед сваркой, сохранение тепла во время сварки и термообработку после сварки, что может улучшить качество сварки сварного соединения.

Сварка достигает цели соединения путем:

• Соединяемые детали нагреваются до частичного расплавления с образованием сварочной ванны. После того, как расплавленная ванна остынет и затвердеет, ее соединяют. При необходимости для облегчения может быть добавлен присадочный металл.
• Припой с более низкой температурой плавления нагревается отдельно без расплавления самой заготовки, а заготовка соединяется за счет капиллярного действия припоя.
• При температуре, равной или ниже температуры плавления заготовки, в сочетании с высоким давлением, наложением экструзии или вибрации и т. д. две заготовки пропитываются и соединяются друг с другом.

Какие существуют типы сварочных процессов?

В зависимости от конкретного процесса сварки сварку можно разделить на газовую сварку, контактную сварку, дуговую сварку, индукционную сварку, лазерную сварку и другую специальную сварку. Среди них общие методы сварки включают сварку давлением, сварку и газовую сварку.

1. Сварка давлением:
   Сварка давлением — это использование ультразвукового метода или метода чрезвычайно высокого давления, позволяющего двум твердым объектам достичь атомной связи для соединения металлических и термопластичных листов. Сварка давлением — это не сварка, у нас сложилось впечатление, что металл всегда обрабатывается при высокой температуре, чтобы расплавить его для достижения связи между двумя объектами. Но использование высокочастотных звуковых волн и высокого давления создает горизонтальную вибрацию и давление на объект. Поскольку диапазон воздействия невелик, а время нагрева короткое, сварка давлением очень подходит для многих объектов, которые нельзя расплавить.
   Общим признаком различных методов сварки давлением является то, что в процессе сварки применяется давление без добавления других присадочных материалов. Методы сварки давлением, такие как диффузионная сварка, высокочастотная сварка, холодная сварка давлением и т. д., не требуют плавления. После завершения сварки она не вызывает сжигания полезных легирующих элементов и проникновения вредных элементов в сварку, как при сварке плавлением, тем самым упрощая весь процесс сварки и улучшая условия безопасности и гигиены сварки.
2. Пайка:
   Пайка называется пайкой твердым припоем. Метод сварки заключается в использовании металлического материала с более низкой температурой плавления, чем у двух свариваемых заготовок, и нагревании заготовки и этого материала, температура плавления выше, чем у объекта, и ниже, чем у двух заготовок. После того, как объект расплавится и затвердеет, заготовка соединяется. Твердый припой — это материал с температурой плавления выше 427°C, а мягкий припой — материал с температурой плавления ниже 427°C. Жидкий материал используется для смачивания заготовки, заполнения зазора между двумя границами раздела и осуществления взаимной диффузии между атомами с заготовкой методом сварки.
3. Сварка плавлением:
   Сварка плавлением является наиболее распространенным методом сварки, то есть заготовку нагревают до расплавленного состояния при высокой температуре без приложения давления. После плавления заготовка затвердеет и примет состояние, в котором два объекта, которые мы видим, соединены. Многие методы сварки классифицируются как сварка плавлением, включая газовую сварку, дуговую сварку, ионно-дуговую сварку, лазерную сварку и т. д. В процессе сварки плавлением, если воздух находится в непосредственном контакте с высокотемпературной расплавленной ванной, кислород в воздух будет окислять металл и синтезировать с легирующими элементами предмета. Если азот и водяной пар из атмосферы попадут в ванну расплава, они окажутся в ванне расплава. В процессе последующего охлаждения в сварном шве образуются такие дефекты, как поры, шлаковые включения, трещины, что влияет на качество сварного шва.
   Поэтому для повышения качества сварки обычно используют газ для защиты дуговой сварки, а аргон, углекислый газ и другие газы используют для изоляции других элементов в атмосфере для защиты скорости дуги и расплавленной ванны во время сварки. При сварке стали добавление «железо-титанового порошка» с высоким сродством к кислороду в покрытие электрода для раскисления может защитить полезные элементы марганец и кремний в электроде от окисления и попадания в ванну расплава. Можно получить высококачественные результаты сварки.

Газ, используемый для сварки:

В большинстве случаев сварка чаще всего используется для стали, но алюминий, медь и другие металлы также могут быть соединены с использованием методов сварки, а различные типы сварки требуют, чтобы сварщики использовали разные защитные газы, в основном гелий. Причина в том, что указанные выше инертные газы могут выдерживать чрезвычайно высокие температуры без диссоциации и используются для защиты и изоляции воздуха во время сварки.

Использование сварки в среде инертного газа позволяет избежать окисления сварного шва и помогает обеспечить отсутствие других загрязнений в свариваемом металле в процессе сварки, что делает результат сварки более прочным, безопасным и более чистым.

Что такое сварочная дуга?

Сварочная дуга, необходимая при сварке, представляет собой всплеск электрического тока, возникающий между электродом и свариваемым изделием. Дуга возникает, когда между сварными деталями создается достаточно большой импульс напряжения. При сварке TIG это может быть достигнуто зажиганием дуги или ударом электрода по свариваемому материалу (ударное зажигание). Это когда напряжение разряжается подобно молнии, вызывая протекание тока через промежуток, создавая дугу, температура которой может достигать нескольких тысяч градусов по Цельсию, вплоть до 10 000 градусов по Цельсию. Непрерывный ток от источника сварочного тока к заготовке устанавливается через электрод, поэтому перед началом сварки заготовку необходимо заземлить с помощью заземляющего кабеля в сварочном аппарате.

При сварке MIG/MAG дуга образуется, когда присадочный материал контактирует с поверхностью заготовки и создает короткое замыкание. Затем высокоэффективный ток короткого замыкания расплавляет конец присадочной проволоки, создавая сварочную дугу. Для ровных и прочных сварных швов сварочная дуга должна оставаться стабильной. Поэтому при сварке MIG/MAG важно обеспечить, чтобы сварочное напряжение и скорость подачи проволоки соответствовали сварочному материалу и его толщине. Кроме того, на плавность дуги будут влиять и навыки работы сварщика, что, в свою очередь, влияет на качество сварного шва. Расстояние между электродом и канавкой колеса, а также постоянная скорость сварочной горелки важны для успешной сварки. Оценка правильности напряжения и скорости подачи проволоки является одной из важных способностей сварщика.

Сварочные нормы и стандарты:

Несколько международных стандартов и спецификаций применяются к процедурам сварки, конструкции и характеристикам сварочных аппаратов и расходных материалов. Они содержат определения, описания и ограничения процедур сварки и конструкции сварочного аппарата для улучшения процесса сварки и безопасности сварщика, а также для обеспечения качества продукции. Например, общий стандарт для аппаратов для дуговой сварки — IEC 60974-1, а технические условия поставки, форма изделия, размеры, допуски и маркировка — в стандарте SFS-EN 759..

сварка | Типы и определение

дуговая сварка

Просмотреть все материалы

Связанные темы:

дуговая сварка сварка трением холодная сварка диффузионное соединение электронно-лучевая сварка

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

сварка , метод, используемый для соединения металлических деталей, обычно с применением тепла. Этот метод был открыт во время попыток придать железу полезную форму. Сварные клинки были разработаны в 1-м тысячелетии нашей эры, самые известные из них производились арабскими оружейниками в Дамаске, Сирия. В то время был известен процесс науглероживания железа для производства твердой стали, но полученная сталь была очень хрупкой. Техника сварки, которая включала прослойку относительно мягкого и прочного железа с высокоуглеродистым материалом с последующей ковкой в ​​​​молоте, позволила получить прочное и прочное лезвие.

В наше время совершенствование технологии производства железа, особенно внедрение чугуна, ограничило сварку кузнецом и ювелиром. Другие способы соединения, такие как крепление болтами или заклепками, широко применялись к новым изделиям, от мостов и железнодорожных двигателей до кухонной утвари.

Современные процессы сварки плавлением являются результатом необходимости получения непрерывного соединения на больших стальных пластинах. Было показано, что клепка имеет недостатки, особенно для закрытого контейнера, такого как котел. Газовая сварка, дуговая сварка и контактная сварка появились в конце 19 века.век. Первая реальная попытка широкомасштабного внедрения сварочных процессов была предпринята во время Первой мировой войны. К 1916 г. кислородно-ацетиленовый процесс был хорошо разработан, и используемые тогда методы сварки используются до сих пор. С тех пор основные улучшения коснулись оборудования и безопасности. Дуговая сварка с использованием плавящегося электрода также была введена в этот период, но первоначально использовавшаяся неизолированная проволока приводила к хрупким сварным швам. Решение было найдено путем обматывания оголенного провода асбестом и обвивкой алюминиевой проволокой. Современный электрод, представленный в 1907, состоит из неизолированной проволоки со сложным покрытием из минералов и металлов. Дуговая сварка не использовалась повсеместно до Второй мировой войны, когда острая потребность в средствах быстрого строительства для судоходства, электростанций, транспорта и сооружений стимулировала необходимые опытно-конструкторские работы.

Сварка сопротивлением, изобретенная в 1877 году Элиху Томсоном, была принята задолго до дуговой сварки для точечного и шовного соединения листов. Стыковая сварка для изготовления цепей и соединения стержней и стержней была разработана в XIX веке.20 с. В 1940-х годах был внедрен вольфрамово-инертный газовый процесс с использованием неплавящегося вольфрамового электрода для выполнения сварных швов плавлением. В 1948 году в новом процессе в среде защитного газа использовался проволочный электрод, который изнашивался при сварке. Совсем недавно были разработаны электронно-лучевая сварка, лазерная сварка и несколько твердофазных процессов, таких как диффузионная сварка, сварка трением и ультразвуковое соединение.

Сварной шов можно определить как слияние металлов, полученное путем нагревания до подходящей температуры с приложением давления или без него, а также с использованием или без использования присадочного материала.

При сварке плавлением источник тепла выделяет достаточно тепла для создания и поддержания ванны расплавленного металла требуемого размера. Тепло может подаваться электричеством или газовым пламенем. Сварку электрическим сопротивлением можно рассматривать как сварку плавлением, потому что образуется некоторое количество расплавленного металла.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Твердофазные процессы производят сварку без плавления основного материала и без добавления присадочного металла. Всегда используется давление, и обычно обеспечивается некоторое количество тепла. Теплота трения выделяется при ультразвуковом соединении и соединении трением, а нагрев в печи обычно используется при диффузионном соединении.

Электрическая дуга, используемая при сварке, представляет собой сильноточный низковольтный разряд, обычно в диапазоне 10–2000 ампер при напряжении 10–50 вольт. Столб дуги сложен, но, вообще говоря, состоит из катода, испускающего электроны, газовой плазмы для проведения тока и анодной области, которая становится сравнительно более горячей, чем катод, из-за бомбардировки электронами. Обычно используется дуга постоянного тока (DC), но могут использоваться дуги переменного тока (AC).

Суммарное потребление энергии во всех процессах сварки превышает количество энергии, необходимой для изготовления соединения, поскольку не все выделяемое тепло может быть эффективно использовано. Эффективность варьируется от 60 до 90 процентов, в зависимости от процесса; некоторые специальные процессы сильно отклоняются от этой цифры. Тепло теряется за счет теплопроводности через основной металл и за счет излучения в окружающую среду.

Большинство металлов при нагревании вступают в реакцию с атмосферой или другими металлами поблизости. Эти реакции могут быть чрезвычайно вредными для свойств сварного соединения. Например, большинство металлов быстро окисляются в расплавленном состоянии. Слой оксида может помешать правильному соединению металла. Капли расплавленного металла, покрытые оксидом, захватываются сварным швом и делают соединение хрупким. Некоторые ценные материалы, добавленные для определенных свойств, так быстро реагируют на воздухе, что осаждаемый металл не имеет того состава, который был изначально. Эти проблемы привели к использованию флюсов и инертных атмосфер.

При сварке плавлением флюс играет защитную роль, облегчая контролируемую реакцию металла, а затем предотвращая окисление за счет образования покрытия над расплавленным материалом. Флюсы могут быть активными и помогать в процессе или неактивными и просто защищать поверхности во время соединения.

Инертные атмосферы играют такую ​​же защитную роль, как и флюсы. При дуговой сварке металлическим электродом в среде защитных газов и дуговой сварке вольфрамовым электродом в защитных газах инертный газ — обычно аргон — вытекает из кольцевого пространства, окружающего горелку, непрерывным потоком, вытесняя воздух вокруг дуги. Газ не вступает в химическую реакцию с металлом, а просто защищает его от контакта с кислородом воздуха.

Металлургия соединения металлов важна для функциональных возможностей соединения. Дуговая сварка иллюстрирует все основные особенности соединения. В результате прохождения сварочной дуги образуются три зоны: (1) металл шва, или зона сплавления, (2) зона термического влияния и (3) незатронутая зона. Металл шва – это та часть соединения, которая расплавилась во время сварки. Зона термического влияния – это область, прилегающая к металлу шва, которая не подвергалась сварке, но претерпела изменение микроструктуры или механических свойств под действием тепла сварки. Незатронутый материал — это тот, который не был нагрет достаточно, чтобы изменить свои свойства.

Состав металла шва и условия, при которых он замерзает (затвердевает), существенно влияют на способность соединения соответствовать эксплуатационным требованиям. При дуговой сварке металл шва состоит из присадочного материала и расплавленного основного металла. После прохождения дуги происходит быстрое охлаждение металла шва. Однопроходный шов имеет литую структуру со столбчатыми зернами, простирающимися от края ванны расплава к центру сварного шва. При многопроходном сварном шве эта литая структура может быть изменена в зависимости от конкретного свариваемого металла.

Основной металл, прилегающий к сварному шву или зоне термического влияния, подвергается ряду температурных циклов, и изменение его структуры напрямую связано с пиковой температурой в любой заданной точке, временем воздействия и охлаждением. ставки. Типов основного металла слишком много, чтобы обсуждать их здесь, но их можно сгруппировать в три класса: (1) материалы, не подверженные воздействию тепла сварки, (2) материалы, упрочненные структурными изменениями, (3) материалы, упрочненные процессами осаждения.

Сварка создает напряжения в материалах. Эти силы вызываются сжатием металла шва и расширением, а затем сжатием околошовной зоны. Ненагретый металл накладывает ограничения на вышеперечисленное, а поскольку преобладает усадка, металл шва не может свободно сжиматься, и в соединении накапливаются напряжения. Это обычно известно как остаточное напряжение, и для некоторых критических применений его необходимо устранить путем термической обработки всего изготовления. Остаточные напряжения неизбежны во всех сварных конструкциях, и если их не контролировать, произойдет изгиб или деформация сварного соединения. Контроль осуществляется методом сварки, приспособлениями и приспособлениями, технологиями изготовления и конечной термической обработкой.

Существует большое разнообразие сварочных процессов. Некоторые из наиболее важных обсуждаются ниже.

Сварка II – СРЕДНЯЯ ШКОЛА АДАМСВИЛЛА

Сварка II предназначена для того, чтобы дать учащимся возможность эффективно выполнять операции по резке и сварке все более сложных операций, используемых в передовой производственной промышленности.

 Стандарты курсов
Безопасность
(NSTA), (2) правила, касающиеся электробезопасности,
(3) руководящие принципы Управления по охране труда и технике безопасности (OSHA), (4) Американское общество по испытанию материалов
; ANSI Z49.1: Безопасность и сварка, резка и смежные процессы и (5) состояние
и требования национального кодекса. Уметь различать правила и объяснять, почему применяются определенные правила
. Полное испытание на безопасность со 100-процентной точностью.
2) Определите и объясните предполагаемое использование средств безопасности, имеющихся в классе. На примере
продемонстрируйте, как правильно проверять, использовать, хранить и поддерживать безопасные рабочие процедуры
с инструментами и оборудованием.
Газовая сварка металлом (GMAW)
3) Надежно настроить оборудование для газовой дуговой сварки металлом (GMAW). Определите и объясните оборудование,
установка оборудования, источники питания и электрический ток, используемый в процессе сварки.
Опираясь на многочисленные ресурсы, исследуйте преимущества использования GMAW по сравнению с обычной электродуговой (стержневой) сваркой электродного типа
. Напишите краткую информативную статью с описанием характеристик
. Например, объясните, почему легче контролировать небольшую сварочную ванну с помощью
процесса GMAW.
4) Изучите систему классификации присадочного металла Американского общества сварщиков (AWS) и напишите краткое изложение 9Документ 0423, объясняющий систему, обсуждающий многочисленные факторы, влияющие на выбор электрода для дуговой сварки металлическим электродом
(GMAW). Например, 80 в ER80S-D2 обозначает минимальный предел прочности на растяжение наплавленного металла
в тысячах.
5) Используя процесс дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) и различные методы переноса металла (например,
с коротким замыканием, импульсно-дуговой, шаровидный и струйный перенос), продемонстрируйте, как накладывать валики и выполнять угловые сварные швы
на простом углероде. сталь во всех возможных положениях (например, горизонтальное, плоское, вертикальное,
накладные расходы). Обобщите результаты демонстрации, различая используемые методы переноса металла
, и объясните настройки оборудования, сделанные для переключения между методами переноса металла
, как будто рассказывая аудитории о техническом процессе.
Дуговая сварка с флюсовой проволокой (FCAW)
6) Безопасная установка оборудования для дуговой сварки с флюсовой проволокой (FCAW). Определите и объясните оборудование, настройку оборудования
, источники питания и электрический ток, используемый в процессе сварки.
Используя различные ресурсы, изучите преимущества и недостатки FCAW. Напишите краткую информативную статью
, в которой различаются эти характеристики. Например, определите, какие типы металлов и сплавов
наиболее подходят для использования в FCAW.
7) См. предыдущее исследование, проведенное по системе классификации присадочного металла Американским обществом сварщиков
(AWS). Используя надлежащую предметно-ориентированную терминологию, объясните в презентации для технической аудитории
многочисленные факторы, влияющие на выбор электрода и защитного газа для флюса 9.0423 дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW). Например, производители иногда считают точный состав флюсов
коммерческой тайной и не предоставляют достаточно подробностей для классификации электродов. В результате
AWS использует G для электродов, которые не были классифицированы.
8) Используя различные электроды и процесс дуговой сварки с флюсовой проволокой (FCAW), продемонстрируйте, как наплавлять
прокладочные валики и выполнять угловые сварные швы на простой углеродистой стали во всех возможных положениях (например, горизонтально,
плоско, вертикально, над головой). Со временем регулярно документируйте наблюдения, такие как эффекты
состояние поверхности металла, падение напряжения, положение сварки и скорость подачи проволоки. Обобщите результаты демонстрации
использования различных электродов и объясните результаты, используя подтверждающие данные
из системы классификации металлов AWS и других ресурсов.
9) Определите и объясните следующие отличительные особенности дуговой сварки с флюсовой проволокой (FCAW): контроль дуги,
предотвращение окисления, самозащитная FCAW и FCAW в среде защитного газа. Опишите и
продемонстрируйте на конкретных примерах влияние на перенос металла контроля дуги, самозащиты,
и FCAW в среде защитного газа. Объясните важность использования рекомендуемых газовых смесей.
Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW)
10) Безопасная установка оборудования для дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). Определите и объясните оборудование
, настройку оборудования, источники питания и электрический ток, используемый в процессе сварки
. Используя несколько ресурсов, сравните и сопоставьте сварочные горелки с водяным охлаждением
и сварочные горелки с воздушным охлаждением, используемые в GTAW. Напишите краткую статью, различающую
характеристики и соответствующие области применения каждого типа резака. Например, определите
, какая горелка предпочтительнее для производственной сварки, и объясните, почему.
11) См. предыдущее исследование системы классификации присадочного металла, проведенное Американским обществом сварщиков
(AWS). Обсудите многочисленные факторы, влияющие на выбор электрода для дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе
(GTAW). Например, чистый вольфрам (EWP) обычно не используется при сварке материалов
переменным током (AC), поскольку он имеет плохую термостойкость и 9 электронов.Выброс 0423.
12) Используя различные электроды и процесс дуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW), продемонстрируйте, как
наплавлять валики и выполнять угловые сварные швы на простой углеродистой стали, нержавеющей стали и алюминии во всех возможных положениях
(например, горизонтальном, плоском, вертикальном). , накладные расходы). Обобщите результаты демонстрации
использования различных электродов и объясните результаты, используя подтверждающие данные из системы классификации металлов
AWS и других ресурсов.
13) Определите и объясните следующие отличительные особенности дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW):
защита от дуги, защита от окисления и GTAW в среде защитного газа. Опишите и продемонстрируйте на конкретных 90 423 примерах, как на перенос металла влияет GTAW с различными защитными газами (например, аргон, гелий, 90 423 водород, азот). Определите, какие газы относятся к благородным инертным газам, и объясните, почему это отличительная черта
.
Контроль качества
14) Измерение и визуальный осмотр сварных изделий на соответствие стандартам Американского общества сварщиков QC-
10. Запишите разрывы и дефекты и сравните данные с данным проектом
с использованием методов анализа, определяемых классом. Интерпретируйте и сообщайте результаты
как в письменной, так и в устной форме. При необходимости порекомендуйте изменения, которые уменьшат количество брака продукта
в процессе производства.
15) Опираясь на многочисленные ресурсы, исследуйте неразрушающий контроль помимо визуального осмотра,
, такой как пенетрация, магнитопорошковый контроль, радиографический контроль и
ультразвуковой контроль. Описать, как эти тесты применяются в качестве методов контроля качества до
предотвращения производственных дефектов при сварке. Сравните и сопоставьте эти методы и приведите 90 423 конкретных примера, когда они наиболее уместны. Приведите доказательства для обоснования
примеров. Продемонстрировать правильное использование магнитопорошковой и пенетрантной дефектоскопии
на образцах сварных швов дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW), дуговой сварки с флюсовой проволокой (FCAW) и газовой дуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW)
.
16) Опишите и проведите различие между испытанием на управляемый изгиб и испытанием на свободный изгиб. Объясните, когда это
является наиболее подходящим для применения каждого теста. Продемонстрируйте использование каждого теста и надлежащим образом задокументируйте результаты
в бланке пробной записи квалификационного теста, соответствующем требованиям Американского общества сварщиков
(AWS). Например, выполните испытания на изгиб по направлению корня и торца на образце стыкового сварного шва
.
Отраслевая сертификация и портфолио
17) Сдать отраслевой сертификационный экзамен (например, модуль SMAW Американского общества сварщиков) с использованием процесса дуговой сварки в среде защитного металла (SMAW)
. Продемонстрируйте, как сделать многопроходный открытый стык
сварка разделочной кромкой на простой углеродистой стали во всех возможных положениях (например, горизонтальное, плоское, вертикальное,
над головой) в соответствии со стандартами качества Американского общества сварщиков)
18) При подготовке к отраслевым сертификационным экзаменам (например, Американскому обществу сварщиков GMAW,
и модули GTAW), выполняйте назначенные групповые проекты, которые включают следующие процессы сварки
, чтобы спроектировать, изготовить, оценить и испытать продукты, изготовленные в рамках этого курса. Для каждого проекта
подготовьте технический отчет с иллюстрациями, выводами и обоснованиями для
проектные решения. Соберите фотографии каждого проекта вместе с технической документацией
в портфолио работ.
а. Используя процесс дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) и различные методы переноса металла
(например, короткое замыкание, импульсно-дуговой и струйный перенос), продемонстрируйте, как выполнить полный сварной шов с проплавлением
на простой углеродистой стали во всех возможных положениях. (например, горизонтальный, плоский,
вертикальный, потолочный) в соответствии со стандартами качества Американского общества сварщиков.
б. Используя процесс дуговой сварки с флюсовой проволокой (FCAW), продемонстрируйте, как выполнить полный шов с проплавлением
на простой углеродистой стали во всех возможных положениях (например, горизонтально, горизонтально,
вертикально, над головой) в соответствии со стандартами качества Американского общества сварщиков.