Основные требования к источникам питания сварочной дуги — Студопедия

Электродуговая сварка начинается с короткого замыкания сварочной цепи — контакта между электродом и деталью. При этом происходит выделение теплоты и быстрое разогревание места контакта. Эта начальная стадия требует повышенного напряжения сварочного тока.

В процессе сварки при переходе капель электродного металла в сварочную ванну происходят очень частые короткие замыкания сварочной цепи. Вместе с этим изменяется длина сварочной дуги. При каждом коротком замыкании напряжение тока падает до нулевого значения. Для последующего восстановления дуги необходимо напряжение порядка 25…30 В. Такое напряжение должно быть обеспечено за время не более 0,05 с, чтобы поддержать горение дуги в период между короткими замыканиями.

Следует учесть, что при коротких замыканиях сварочной цепи развиваются большие токи (токи короткого замыкания), которые могут вызвать перегрев в проводке и обмотках источника тока. Эти условия процесса сварки в основном и определили требования, предъявляемые к источникам питания сварочной дуги. Для обеспечения устойчивого процесса сварки источники питания дуги должны удовлетворять следующим требованиям:

1. Напряжение холостого хода должно быть достаточным для легкого возбуждения дуги и в то же время не должно превышать нормы техники безопасности. Для однопостовых сварочных генераторов напряжение холостого хода не должно быть более 80 В, а для многопостовых — не более 60 В. Для сварочных трансформаторов установлено наибольшее допустимое напряжение 70 В при сварочной силе тока более 200 А и напряжение 100 В при сварочной силе тока менее 100 А.

2. Напряжение горения дуги (рабочее напряжение) должно быстро устанавливаться и изменяться в зависимости от длины дуги, обеспечивая устойчивое горение сварочной дуги. С увеличением длины дуги напряжение должно быстро возрастать, а с уменьшением — быстро падать. Время восстановления рабочего напряжения от 0 до 30 В после каждого короткого замыкания (при капельном переносе металла от электрода к свариваемой детали) должно быть менее 0,05 с.

3. Значение силы тока короткого замыкания не должно превышать сварочное значение силы тока более чем на 40…50%. При этом источник тока должен выдерживать продолжительные короткие замыкания сварочной цепи. Это условие необходимо для предохранения обмоток источника тока от перегрева и повреждения.

4. Мощность источника тока должна быть достаточной для выполнения сварочных работ.

Кроме того, необходимы устройства, позволяющие регулировать значение сварочной силы тока в требуемых пределах. Сварочное оборудование должно отвечать требованиям ГОСТов.

Основные требования к источникам тока для сварки — Студопедия

Чтобы отвечать своему предназначению, источники тока должны удовлетворять определенным требованиям, к основным из которых относятся следующие:

• напряжение холостого хода должно обеспечивать зажигание дуги, но не быть выше значений, которые являются безопасными для сварщика;
• источники питания должны иметь устройства, регулирующие сварочный ток в необходимых пределах;
• сварочные аппараты должны иметь заданную внешнюю вольт-амперную характеристику, согласующуюся со статической вольт-амперной характеристикой сварочной дуги.

Дуга может возникать либо в случае пробоя газа (воздуха), либо в результате соприкосновения электродов с последующим их отведением на расстояние нескольких миллиметров. Первый способ (пробой воздуха) возможен только при больших напряжениях, например, при напряжении 1000В и зазоре между электродами в 1 мм. Такой способ возбуждения дуги обычно не применяется из-за опасности высокого напряжения. При питании дуги током высокого напряжения (более 3000В) и высокой частоты (150-250 кГц) можно получить пробой воздуха при зазоре между электродом и деталью до 10 мм. Такой способ зажигания дуги менее опасен для сварщика и его нередко используют.

Второй способ зажигания дуги требует разности потенциалов между электродом и изделием 40-60В, поэтому применяется чаще всего. Когда электрод соприкасается с изделием, создается замкнутая сварочная цепь. В момент, когда электрод отводится от изделия, электроны, которые находятся на нагретом от короткого замыкания катодном пятне, отрываются от атомов и электростатическим притяжением двигаются к аноду, образуя электрическую дугу. Дуга быстро стабилизируется (в течение микросекунды). Электроны, которые выходят из катодного пятна, ионизируют газовый промежуток и в нем появляется ток.

Скорость зажигания дуги зависит от характеристик источника питания, от силы тока в момент соприкосновения электрода с изделием, от времени их соприкосновения, от состава газового промежутка. На скорость возбуждения дуги влияет, в первую очередь, величина сварочного тока. Чем больше величина тока (при одном и том же диаметре электрода), тем большим становится величина сечения катодного пятна и тем большим будет ток в начале зажигания дуги. Большой электронный ток вызовет быструю ионизацию и переход к устойчивому дуговому разряду.

При уменьшении диаметра электрода (т.е. при увеличении плотности тока) время перехода к устойчивому дуговому разряду еще больше сокращается.

На скорость зажигания дуги влияют также полярность и род тока. При постоянном токе и обратной полярности (т.е. плюс источника тока подключается к электроду) скорость возбуждения дуги выше, чем при переменном токе. Для переменного тока напряжение зажигания должно быть не менее 50-55В, для постоянного тока — не менее 30-35В. Для трансформаторов, которые рассчитаны на сварочный ток 2000А, напряжение холостого хода не должно превышать 80В.

Повторные зажигания сварочной дуги после ее угасания из-за коротких замыканий каплями электродного металла будут возникать самопроизвольно, если температура торца электрода будет достаточно высокой.

Внешняя вольт-амперная характеристика источника представляет собой зависимость напряжения на клеммах и тока.

Схема системы источник-дуга

На схеме источник имеет постоянную электродвижущую силу (Еи) и внутреннее сопротивление (Zи), состоящее из активной (Rи) и индуктивной (Xи) составляющих. На внешних зажимах источника имеем напряжение (Uи). В цепи «источник-дуга» идет сварочный ток (Iд), одинаковый для дуги и источника. Нагрузкой источника является дуга с активным сопротивлением (Rд), падение напряжения на ней Uд=I•Rд.

Уравнение для напряжения на внешних зажимах источника получается следующее: Uи = Eи — Iд•Zи.

Источник может работать в одном из трех режимов: холостой ход, нагрузка, короткое замыкание. При холостом ходе дуга не горит, ток отсутствует (Iд=0). В этом случае напряжение источника, называемое напряжением холостого хода, имеет максимальное значение: Uи = Eи.

При нагрузке по дуге и источнику идет ток (Iд), а напряжение (Uи) ниже, чем при холостом ходе, на величину падения напряжения внутри источника (Iд•Zи).

При коротком замыкании Uд=0, поэтому и напряжение на клеммах источника Uи=0. Ток короткого замыкания Iк=Eи/Zи.

Экспериментально внешняя характеристика источника снимается измерением напряжения (Uи) и тока (Iд) при плавном изменении сопротивления нагрузки (Rд), при этом дуга имитируется линейным активным сопротивлением — балластным реостатом.

Графическое представление полученной зависимости и есть внешняя статическая вольт-амперная характеристика источника. При уменьшении сопротивления нагрузки увеличивается ток и снижается напряжение источника. Таким образом, в общем случае внешняя статическая характеристика источника — падающая.

Внешняя вольт-амперная характеристика источника

Бывают сварочные аппараты с крутопадающими, пологопадающими, жесткими и даже возрастающими вольт-амперными характеристиками. Есть и универсальные сварочные аппараты, характеристики которых могут быть крутопадающими и жесткими.

Внешние вольт-амперные характеристики сварочных аппаратов: 1 — крутопадающая, 2 — пологопадающая, 3 — жесткая, 4 — возрастающая.

Например, обычный трансформатор (с нормальным рассеянием) имеет жесткую характеристику, а возрастающая характеристика достигается путем обратной связи, когда с ростом тока электроника увеличивает напряжение источника.

При ручной дуговой сварке применяются сварочные аппараты с крутопадающей характеристикой.

Сварочная дуга тоже имеет вольт-амперную характеристику.

Вольт-амперная характеристика дуги

Сперва с увеличением тока напряжение резко падает, так как увеличивается площадь сечения столба дуги и его электропроводность. Затем с увеличением тока напряжение почти не изменяется, так как площадь сечения столба дуги увеличивается пропорционально току. Потом с увеличением тока напряжение возрастает, так как площадь катодного пятна не увеличивается из-за ограниченного сечения электрода.

При увеличении длины дуги вольт-амперная характеристика смещается вверх. Изменение диаметра электрода отражается на положении границы между жестким и возрастающим участками характеристики. Чем больше диаметр, тем при большем токе произойдет заполнение торца электрода катодным пятном, при этом возрастающий участок сместится вправо (на рисунке ниже показано пунктирной линией).

Зависимость вольт-амперной характеристики дуги от её длины и диаметра электрода

Стабильное горение дуги возможно при условии, если напряжение дуги равно напряжению на внешних зажимах источника питания. Графически это выражается в том, что характеристика сварочной дуги пересекается с характеристикой источника питания. На рисунке ниже показаны три характеристики дуги различной длины — L₁, L₂, L₃ (L₂>L₁>L₃) и крутопадающая характеристика источника питания.

Пересечение вольт-амперных характеристик источника и дуги (L₂>L₁>L₃).

Точки (A), (B), (C) выражают зоны устойчивого горения дуги при разной её длине. Видно, что чем больше будет наклон характеристики источника, тем меньше будет изменение сварочного тока при колебании длины дуги. А ведь длина дуги поддерживается в процессе горения вручную, потому не может быть стабильной. Вот почему только при крутопадающей характеристике трансформатора колебания кончика электрода в руках сварщика будут не сильно сказываться на стабильности горения дуги и качестве сварки.

51. Источники питания сварочной дуги и требования, предъявляемые к ним.

Для питания сварочной дуги того или ино­го типа необходим источник тока со специальной вольт-амперной характеристикой.

При токе, обычно приме­няемом при ручной дуговой сварке, напряжение дуги по­чти не зависит от его силы. Напряжение источника тока должно уменьшаться с уве­личением сварочного тока, а его характеристика долж­на пересекать характеристи­ку дуги в двух точках

. В точке 1 происходит возбуждение дуги, а в точ­ке 2 обеспечивается устой­чивое ее горение. В момент короткого замыкания в точ­ке 3 напряжение источника тока уменьшается до нуля. Напряжение при ручной ду­говой сварке металлическим электродом на постоянном токе должно быть 45.. .65, а с применением переменно­го тока—-55. ..100 В.

Источники питания постоянного тока — это свароч­ные преобразователи, генераторы и выпрямители; пере­менного тока — сварочные трансформаторы. (СМ. ЛАБ.РАБ.)

52. … Виды сварных соединений и швов.

54 – 55. Автоматическая сварка и наплавка под слоем флюса

Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом, под слоем флюса или в среде защитных газов дает более стабильный шов с повышением производительности в 2.. .8 раз по сравнению с ручной дуговой сваркой.

Основное промышленное применение находит сварка под флюсом одной вертикально расположенной элек­тродной проволокой сплошного сечения . На­грев и плавление основного и присадочного металлов происходят за счет тепла, получаемого при преобразо­вании подводимой к дуге электрической энергии. Дуга возникает между электродной проволокой 2 и основным металлом 3, присоединенным к полюсам источника пи­тания. В качестве такого источника используют специ­альные однофазные или трехфазные сварочные тран­сформаторы переменного тока с пологопадающей внеш­ней характеристикой, генераторы и выпрямители с по­логопадающей или падающей внешней характеристи­кой. Сварку на постоянном токе преимущественно ве­дут при обратной полярности. Возможна сварка и при прямой полярности.

Подвод тока к электродной проволоке и ориентацию ее конца по отношению к свариваемым кромкам осуществляют мундштуком 4. Ток к изделию подводят че­рез неподвижные или подвижные контактные устройст­ва (струбцины, щетки и др.). Режим существования ду­ги при сварке под слоем флюса определяется силой то­ка, напряжением и длиной дуги. Обычно применяют си­лу тока 1000. ..1200 А, что при открытой дуге невоз­можно вследствие разбрызгивания металла шва. Сварку ведут короткой дугой. Некоторые современные автома­ты поддерживают отклонение длины дуги в пределах ±0.2. ..0,3 мм. Напряжение колеблется в пределах 18. ..55 В.

В процессе сварки электрод и основной металл со всех сторон окружены слоем флюса 5, насыпаемым из флюсоалпарата 6, работающего обычно от заводской сети сжатого воздуха (при массовом производстве). Вы­соту и ширину слоя устанавливают, исходя из условия обеспечения эффективной изоляции зоны сварки от ок­ружающего воздуха и создания плотного формирующе­го жидкий металл барьера. Обычная высота слоя флю­са 20.. .60 мм. При нагреве и плавлении флюс выделя­ет газы и пары, способствующие стабилизации дугового разряда.

Дуга находится в заполненном парами и газами пу­зыре, сводом которого является прослойка 7 из жидко­го шлака. Таким образом, флюс при этом способе свар­ки защищает расплавленный металл электрода и ванны от воздуха; концентрирует тепло в зоне сварки; замед­ляет остывание ванны, позволяя попавшим в нее газам выйти наружу; облегчает ионизацию дугового проме­жутка, обеспечивая стабильность процесса; легирует металл шва дополнительными элементами; предотвра­щает выгорание полезных примесей.

Для автоматической сварки применяют плавленые и керамические неплавленые флюсы. Керамические неплавленые флюсы представляют собой крупинки (гра­нулы) размером 1…3 мм, изготовленные из материа­лов, входящих в состав обычных покрытий электродов Для электродуговой ручной сварки. По характеру шлака различают кислые и основные флюсы, а по назначе­нию— для сварки низкоуглеродистых сталей, легиро-1анных спецсталей, цветных’металлов для наплавочных работ и т. д.

стабилизации горения дугиДовольно широко применяют флюсы марок АН-348А, ОСЦ-45, АН-15, АВ-5, 48-ОФ-10, в которых основой служат окислы марганца и кремния. Дополнительно вфлюс добавляют компоненты для повышения жидкотекучести шлаков (CaF₂), и легирования

металла шва (феррохром, ферротитан и др.).

Для автоматической сварки и наплавки промыш­ленность выпускает аппараты марок АБСК, А1401, А1423, А384МК, А580М, тракторы ТС-17М-1, АДС-1004-04, АДФ-1001, ТС-44, ДТС-38 и др.

При ремонте сельскохозяйственной техники широко используют наплавку под слоем флюса для восстанов­ления геометрических параметров изношенных деталей (рис. 5.9).

Требования, предъявляемые к источникам питания сварочной дуги

Требования, предъявляемые к источникам питания сварочной дуги

В сварочной дуге непрерывно происходят сложные физические процессы, поэтому источники питания сварочной дуги по своим характеристикам и устройству существенно отличаются от электрооборудования, применяемого для других целей.

В момент зажигания дуги, т. е. при касании электродом свариваемого изделия, в сварочной цепи возникает короткое замыкание, вызывая резкое увеличение тока, в результате чего провода сварочной цепи могут загореться. Следовательно, источники сварочного тока не должны при коротком замыкании допуокать резкого увеличения тока в сварочной цепи.

Период работы источника сварочного тока до зажигания дуги называется холостым ходом, а с момента зажигания — рабочим.

В момент зажигания дуги для ионизации дугового промежутка необходимо повышенное напряжение по сравнению с установившимся в процессе сварки, т. е. напряжение холостого хода источника питания всегда должно превышать рабочее. Однако верхний предел напряжения холостого хода не должен быть опасным для жизни человека. Для генераторов постоянног-6 тока напряжение холостого хода должно находиться в интервале 30—110В, для источников переменного тока — 50—70 В. Рабочее напряжение колеблется в пределах 18—25В.

Расплавленный электродный металл пересекает дуговой промежуток в виде отдельных капель, число которых достигает 30 в 1 с. Появление и отсутствие капель металла в дуговом промежутке меняет сопротивление дуги, что влечет за собой изменение напряжения и тока в дуге. Сварочная цепь замыкается в очень короткие промежутки времени, поэтому для устойчивого горения дуги напряжение источника питания должно быстро изменяться в соответствии с изменением сопротивления дуги, т. е. с увеличением длины дуги возрастать, а с уменьшением —- падать. Время восстановления напряжения до величины, обеспечивающей загорание дуги (не ниже 25В) после короткого замыкания, не должно превышать 0,05 с.

Таким образом, устойчивое горение дуги и стабильность режима сварки зависят от условий существования дугового разряда, свойств и параметров источников питания. Основным параметром источника питания является его внешняя характеристика, которая выражает зависимость между напряжением на зажимах источника и током, протекающим через сварочную цепь при нагрузке. Различают падающую, пологопадающую, жесткую и возрастающую внешние характеристики (рис. 12). Источник питания выбирают по типу внешней характеристики в зависимости от способа сварки. Для ручной электродуговой сварки применяют источники питания с падающей внешней характеристикой (при коротком замыкании напряжение снижается до нуля-, что не дает расти силе тока короткого замыкания, а при возбуждении дуги, когда ток очень мал, на дуге обеспечивается повышенное напряжение). Источники питания с падающими внешними характеристиками позволяют удлинять дугу (в разумных пределах), не боясь ее быстрого обрыва, или уменьшать ее без чрезмерного увеличения тока.

Установившийся режим работы сварочной дуги и источника питания определяется нижней точкой пересечения внешней характеристики источника питания и вольт-амперной характеристики дуги (рис. 13). При сварке напряжение на дуге равно напряжению на зажимах источника питания (точки А и Б). Точка А соответствует устойчивому, а точка Б — неустойчивому процессу горения дуги. Если ток дуги уменьшится (отрезок 0 —а), то напряжение ее окажется ниже установившегося в источнике питания (отрезок 0 — b по сравнению с О — Ь’). Это влечет за собой увеличение тока, т. е. возврат в точку А. При случайном повышении тока (отрезок 0 — с) установившееся напряжение источника питания оказывается меньше напряжения на дуге (отрезок О — d по сравнению с 0 — dl), поэтому ток уменьшается и режим горения дупи восстанавливается.

Рис. 12. Внешние характеристики источника питания сварочной дуги
1 —падающая; 2 — пологопадаю-щая; 3 —жесткая; 4 — возрастающая

Читать далее:
Сварочные флюсы
Сварочные электроды
Общие сведения о сварке арматуры
Противопожарные мероприятия при сварке
Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов
Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций
Защита от поражения электрическим током при сварке
Техника безопасности и производственная санитария при сварке
Управление качеством сварки
Статистический метод контроля

Основные требования к источникам питания

Основные требования к источникам питания

Категория:

Сварка металлов

Основные требования к источникам питания

Выбор источника питания для дуговой сварки определяется характером зависимости между напряжением и током дуги. Напряжение дуги, т. е. разность потенциалов между электродом и основным металлом существенно зависит от длины дуги и силы тока в ней. В сварочной дуге, горящей между плавящимися электродами, при постоянной величине тока напряжение дуги пропорционально ее длине. Для устойчивого горения сварочной дуги основные ее параметры — ток и напряжение — должны находиться в определенной зависимости между собой.

График зависимости напряжения дуги от тока в ней при установившемся режиме горения дуги (при неизменной ее длнне) называется статической вольт-амперной характеристикой дуги. Статическая характеристика дуги состоит из трех участков: участок I — с падающей зависимостью напряжения дуги от тока в ней, участок II — с жесткой зависимостью и участок III — с возрастающей зависимостью напряжения от тока. При ручной сварке покрытыми электродами статическая вольт-амперная характеристика дуги — падающая с переходом к жесткой.

Для обеспечения устойчивого горения сварочной дуги источник питания должен соответствовать следующим основным требованиям:
а) обеспечивать надежное возбуждение сварочной дуги;
б) поддерживать ее устойчивое горение;
в) способствовать благоприятному переносу электродного металла и формированию шва;
г) обеспечивать настройку требуемого режима сварки.

Внешняя характеристика источника питания. Электрические свойства источника питания в статическом режиме отражаются его внешней вольт-амперной характеристикой. Внешней характеристикой источника питания называется график зависимости напряжения на его зажимах от величины сварочного тока.

Рис. 1. Статическая вольт-амперная характеристика дуги

Источник питания для однопостовой ручной сварки покрытыми электродами должен иметь крутопадающую внешнюю характеристику. При такой внешней характеристике источника питания напряжение на его зажимах с ростом сварочного тока резко уменьшается и резко возрастает с уменьшением тока.

Устойчивость горения сварочной дуги зависит от постоянства установленного сварочного тока. Специфичным и неизбежным негативным фактором ручной сварки являются произвольные колебания длины дуги в процессе ее горения. Отклонения сварочного тока при колебаниях длины дуги должны быть минимальными. Длина дуги связана с ее напряжением: чем длиннее дуга, тем выше напряжение ее, и наоборот.

Крутопадающая внешняя характеристика источника питания обеспечивает устойчивое горение дуги при определенной величине сварочного тока. При наложении внешней характеристики источника питания на статическую вольт-амперную характеристику дуги видно, что в точках их пересечения (А, В) требование устойчивости дуги (равенство токов и напряжений дуги и источника) удовлетворяется. Но устойчиво гореть дуга будет только в точке В. Почему это происходит?

Рис. 2. 1 — внешняя вольт-амперная характеристика источника питания; 2 —статическая вольт-амперная характеристика дуги

Рис. 3. 1, 2 —внешние характеристики однопостовых источников питания

Если по какой-либо причине ток уменьшится, то напряжение источника будет больше напряжения дуги и это вызовет увеличение тока, т. е. произойдет возврат в точку В. При произвела ном увеличении тока напряжение источника питания станет меньше напряжения дуги — это уменьшит ток и произойдет возврат в точку В. Таким образом, при случайных колебаниях сварочного тока режим горения дуги самопроизвольно восстанавливается, тем самым обеспечивается постоянный режим сварки и устойчивое горение дуги.

В точке А дуга не может гореть устойчиво, т. к. случайные колебания сварочного тока будут развиваться до обрыва дуги или до тех пор, пока ток не достигнет значения, соответствующего точке В устойчивого горения дуги. Следовательно, устойчивое горение дуги возможно только в точке В, где внешняя характеристика источника питания является более крутопадающей, чем статическая вольт-амперная характеристика дуги.

При сравнении двух источников питания с падающими внешними характеристиками можно сделать следующий вывод: источник с более крутопадающей внешней характеристикой (1) наилучшим образом отвечает требованиям ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Такой источник питания обеспечивает боле? высокую устойчивость горения дуги при случайных колебаниях ее длины (эластичность дуги), т. е. при увеличении длины дуги и ее напряжения сварочный ток уменьшается незначительно, и наоборот, при уменьшении длины дуги и ее напряжения сварочный ток увеличится незначительно (ДЛСД/г). AU — изменения напряжения дуги при изменениях ее длины, ДЛ—изменения тока первого источника, А12 — изменения тока второго источника питания. Таким образом, гарантируется стабильность режима сварки, т. е. при случайных произвольных колебаниях длины дуги в процессе – ее горения сварочный ток поддерживается примерно на одном уровне.

К многопостовому источнику питания требования в отношении внешней вольт-амперной характеристики другие. Для обеспечения нормальной одновременной работы нескольких сварщиков многопостовой источник питания должен иметь жесткую внешнюю характеристику. Крутопадаюшая зависимость напряжения на дуге от тока дуги, необходимая для устойчивого горения сварочной дуги, на каждом сварочном посту обеспечивается подключением последовательно с дугой балластного реостата.

При жесткой зависимости напряжения ог тока значительные изменения сварочного тока вызывают незначительные колебания напряжения аа зажимах много» постового иа очника питания.

Рис. 4. Внешняя характеристика источника-питания

В процессе ручной сварки покрытыми лектродами источник питания очень часто оказывается в режиме короткого замыкания. Такое состояние возникает всегда в момент зажигания дуги (касание электродом основного металла) и может возникать в процессе горения дуги при переносе расплавленного электродного металла через дуговой промежуток в сварочную ванну. При крутопадающей внешней характеристике однолостового источника питания ток короткого замыкания не достигает больших значений. Это делает возможным нормальную работу источника питания при частых коротких замыканиях.

При проектировании однопостовых источников питания выполняется следующее условие: — ток короткого замыкания источника питания, — номинальный ток источника питания. Т. е. ток короткого замыкания источника питания не должен превышать номинальный ток его более чем в полтора раза. Номинальным током источника питания называется наибольший допустимый (по условиям нагрева) ток нагрузки. Незначительное возрастание тока короткого замыкания благоприятно сказывается на переносе расплавленного электродного металла в сварочную ванну и способствует нормальному формированию сварного шва.

Для многопостового источника питания короткое замыкание без балластного реостата недопустимо, т. к. при жесткой внешней характеристике его ток короткого замыкания увеличится многократно в сравнении с номинальным током, чго может вывести источник питания из строя. При многопостовой сварке в момент короткого замыкания на сварочном посту ток будет возрастать до тех пор, пока падение напряжения на балластном реостате не уравновесит напряжение источника питания.

Величины напряжений источника питания. Для зажигания дуги сварщик делает кратковременное короткое замыкание источника питания, касаясь электродом основного металла (изделия). При последующем отрыве электрода на короткое мгновение возникает состояние холостого хода источника питания (напряжение максимально, ток равен нулю). Вслед за этим в дуговом промежутке, заполненном ионизированными газами, парами металла и покрытия, под действием напряжения источника питания возникает сварочная дута.

Возбуждение дуги в начальный период, когда дуговой промежуток слабо ионизирован, происходит тем легче, чем выше величина напряжения холостого хода источника питания. Для обеспечения надежного возбуждения дуги при ручной сварке покрытыми электродами напряжение холостого хода источника питания t/xx должно быть не ниже 50 В. Источники питания для ручной сварки имеют номинальное напряжение холостого хода не менее 60 В, чтобы при случайном снижении напряжения в электрической сети, к которой подключается источник питания, его напряжение холостого хода было бы достаточным для надежного возбуждения дуги, верхний предел напряжения холостого хода по условиям электро-безопасности составляет: для источника питания переменного; тока— 80 В, для источников питания постоянного тока— 100 В.

В момент установившегося режима горения дуги рабочее напряжение на дуге (источника питания) составляет в среднем 18— 19 В. Этого напряжения достаточно для поддержания стабильного горения дуги, когда дуговой промежуток хорошо ионизирован. Динамическая характеристика-. В процессе сварки расплавленный электродный металл- в виде капель переносится в сварочную ванну. При малой длине дугового промежутка (короткая дуга) многочисленные капли электродного металла часто перекрывают дуговой промежуток (короткое замыкание). В результате ток и напряжение сварочной дуги беспрерывно изменяются. В момент короткого замыкания напряжение дуги падает до нуля, а ток дуги возрастает. При этом возрастает магнитный поток, сжимающий каплю расплавленного металла с образованием тонкой перемычки. Возникшая перемычка жидкого металла перегревается током короткого замыкания до очень высокой температуры и пары металла, отрывая каплю металла от электрода, направляют ее в сварочную ванну. В момент разрыва перемычки ток дуги падает до нуля, а напряжение возрастает до величины напряжения зажигания дуги. Следовательно, источник питания должен быстро изменять свое напряжение от нуля до величины напряжения зажигания дуги.

Способность источника питания быстро реагировать на изменения, происходящие в дуге, характеризует его динамические свойства. Чем быстрее восстанавливает источник питания напряжение зажигания дуги, тем лучше его динамические свойства.

Динамической характеристикой источника питания называется время, необходимое ему для восстановления напряжения от нуля в момент короткого замыкания до величины напряжения зажигания дуги. Это время не должно превышать 0,05 с. Высокие динамические свойства источника питания обеспечивают спокойный перенос электродного металла в сварочную ванну, малое разбрызгивание его, хорошее формирование сварного шва, высокое качество сварки.

Настройка режима сварки. Величину сварочного тока регулируют обычно при помощи источника питания, имеющего для этого специальные регулировочные устройства.

Регулировка сварочного тока осуществляется двумя способами: изменением величины напряжения холостого хода источника питания, изменением полного сопротивления источника питания.

Реклама:

Читать далее:

Режим работы источника питания

Статьи по теме:

Основные требования к источникам питания сварочной дуги

Основные требования к источникам питания сварочной дуги

Категория:

Сварочные работы

Основные требования к источникам питания сварочной дуги

Сварочная дуга питается от специальных трансформаторов, генераторов или выпрямителей. Режим ее горения характеризуется силой тока, напряжением и длиной дуги.

Напряжение дуги при неизменном токе зависит от расстояния между электродами. Напряжение дуги Un зависит также от величины сварочного тока. Эту зависимость при постоянной длине дуги принято называть вольт-ампер-ной характеристикой дуги.

Устойчивость горения дуги и стабильность режима сварки зависят от условий существования дугового разряда, свойств и параметров источников питания и электрической цепи. Внешней характеристикой источника питания называют зависимость напряжения на его зажимах от силы тока нагрузки.

Различают следующие внешние характеристики источников питания: падающую, пологопадающую, жесткую и возрастающую. Выбор источника питания по типу внешней характеристики производится в зависимости от способа сварки.

При ручной сварке возможны резкие изменения длины дуги, поэтому она должна обладать запасом устойчивости (эластичностью). Эластичность дуги тем выше, чем больше крутизна падения внешней характеристики источника питания. Поэтому для ручной сварки применяют источники с падающими характеристиками. Это дает возможность сварщику удлинять дугу, не опасаясь ее обрыва, или уменьшать дуговой промежуток без чрезмерного увеличения тока.

При автоматической или полуавтоматической сварке проволока подается в зону сварки со скоростью, равной скорости ее плавления. При случайном уменьшении дуги увеличивается ток и проволока начинает плавиться быстрее. В итоге дуга постепенно удлинится и приобретет первоначальную длину. Аналогичный процесс произойдет при удлинении дуги. Описанное явление называют саморегулированием дуги.

Рис. 1. Внешние характеристики источников питания сварочной дуги:
1 — крутопадающая, 2 — полого-падающая, 3 — жесткая, 4 — возрастающая.

Для систем саморегулирования рационально применять источники с пологопадающей или жесткой характеристикой.

Принцип саморегулирования положен в основу работы полуавтоматов, автоматов, сварочных головок с постоянной скоростью подачи проволоки.

Источники питания сварочной дуги должны удовлетворять следующим требованиям:
1. Напряжение холостого хода, т. е. напряжение на зажимах источника питания при разомкнутой сварочной цепи, должно быть достаточным для зажигания дуги, но не превышать безопасной для сварщика величины (не более 90 В).
2. Мощность источника тока должна быть достаточной для питания дуги необходимым по величине сварочным током.
3. Источники питания дуги должны иметь устройства для плавного регулирования тока в нужных для сварки пределах.

Источники питания дуги должны быть небольшой массы, размера и стоимости, а также удобными в эксплуатации.

Динамические характеристики и рабочий режим источников питания

Динамической характеристикой источника питания называется время, необходимое источнику питания для восстановления напряжения от нулевого значения в момент короткого замыкания до рабочего напряжения. Это время не должно превышать 0,05 сек.

Динамические качества источника питания уменьшают разбрызгивание и улучшают качество сварки.

Реклама:

Читать далее:

Сварочная дуга и ее свойства

Статьи по теме:

Требования к источникам питания сварочной дуги

ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ  [c.58]

Общие требования к источникам питания сварочной дуги  [c.12]

Требования к источникам питания сварочной дуги. Свойства источника питания определяются его внешней характеристикой, которая представляет собой зависимость изменения напряжения источника от силы тока нагрузки.  [c.51]

Основные требования к источникам питания сварочной дуги. Сварочная дуга питается от специальных трансформаторов, генераторов или выпрямителей. Режим ее горения характеризуется силой тока /св, напряжением /д и длиной дуги /д, а также взаимной связью между ними. Дуга как потребитель энергии и источник питания образует взаимосвязанную энергетическую систему.  [c.378]

Требования к источникам питания. Электрическая дуга по своему характеру отличается от других потребителей электрической энергии. Особенности сварочной дуги предъявляют специфические требования к питающим ее источникам электрического тока. Для обеспечения легкого зажигания дуги напряжение холостого хода должно быть в 2—3 раза выше напряжения дуги, и в то же время оно должно быть безопасным для сварщика при условии выполнения им необходимых правил. При замыкании сварочной цепи в момент касания электрода с изделием возникает короткое замыкание, вызывая резкое увеличение сварочного тока,что может привести к загоранию сварочных проводов. Поэтому источник питания должен ограничивать силу гока короткого замыкания. Изменения напряжения дуги, происходящие вследствие изменения ее длины, не должны вызывать существенного изменения силы сварочного тока, а следовательно, изменения теплового режима сварки. Время восстановления напряжения от нуля до рабочего после короткого замыкания не должно превышать 0,05 с, что обеспечивает устойчивость дуги. Источник питания должен иметь устройство для регулирования сварочного тока.  [c.35]

К источникам питания сварочной дуги предъявляются технические требования, связанные со статической характеристикой дуги, процессом плавления и переноса металла при сварке. Эти источники значительно отличаются от электрических аппаратов, применяемых для питания током силовых и осветительных установок, и имеют следующие отличительные особенности  [c.42]

Какие требования предъявляются к источникам питания сварочной дуги  [c.104]

Эти условия процесса сварки в основном и определяют требования, предъявляемые к источникам питания сварочной дуги. Для обеспечения устойчивого процесса сварки источники питания дуги должны удовлетворять следующим требованиям  [c.17]

Требования к статической устойчивости системы источник питания — сварочная дуга. Зависимость между напряжением дуги [/j,, необходимым для поддержания устойчивого горения дуги, и током дуги /д называется статической вольт-амперной характеристикой дуги.  [c.124]

Обеспечение устойчивости горения сварочной дуги, требования к источникам питания  [c.55]

Необходимость обеспечения дистанционного управления процессом сварки с рабочего места относится главным образом к ручной сварке, так как оборудование для механизированной сварки изготовляется с учетом этого требования. На строительно-монтажной площадке рабочее место сварщика почти всегда размещается на расстоянии в несколько десятков метров от источника питания сварочной дуги. При этом сварка обычно выполняется на значительной высоте от земли, а источники пита-  [c.254]

VI. . Электрические свойства сварочной дуги, определяющие требования к источникам питания для электродуговой сварки  [c.156]

СВОЙСТВА СВАРОЧНОЙ ДУГИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ  [c.162]

Свойства сварочной дуги и требования к источникам питания 163  [c.163]

Сварочная дуга переменного тока предъявляет дополнительные требования к источникам питания в части надежного повторного возбуждения дуги. Для этого напряжение холостого хода источника питания должно быть выше напряжения зажигания. Наиболее простым способом получения непрерывного устойчивого дугового разряда является включение в сварочную цепь реактивного сопротивления. Благодаря ему в момент повторного возбуждения дуги напряжение на дуге может резко увеличиться (рис. 8-7) до значения напряжения зажигания и . Кривая 1/ , характеризует напряжение источника питания при холостом ходе. При нагрузке в связи с наличием реактивного сопротивления сварочный ток отстает от напряжения на угол ф.  [c.381]

За последние три года реализовано, по меньшей мере, 3000 выпрямителей с клиновыми шунтами и не получено ни одного неблагоприятного отзыва потребителей о сварочных качествах выпрямителя. Вьшрямитель ВД.Д-313 успешно эксплуатируется на сварке газопроводных труб, где требования к источникам питания дуги особенно высоки.  [c.251]

Однако идея Н. И. Бенардоса выполнять сварку в потоке защитных газов, не допускающих воздействия воздуха на расплавленную сварочную ванну, не была осуществлена при его жизни. Открытию первого способа дуговой сварки в среде защитного газа способствовало изучение процессов, происходящих в сварочной дуге, требований к ней, разработка источников питания сварочной дуги, которым посвятили свои исследования Б. И. Никитин, К. К. Хренов, Г. М. Тиходеев, А. А. Алов и др.  [c.4]

Кроме того, к источникам питания дуги предъявляются следующие требования а) напряжение холостого хода должно быть не выше 65—75 в б) величина тока короткого замыкания не должна превышать сварочный (рабочий) ток более, чем на 40- -50%  [c.294]

Сварочные трансформаторы для дуговой сварки являются специальным видом силовых понижающих трансформаторов. Сварочные трансформаторы служат для питания сварочной дуги переменным током. Требования к сварочным трансформаторам как к источникам питания дуги в основном те же, что и к сварочным генераторам.  [c.234]

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРОЧНОЙ ДУГИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ЕЕ ПИТАНИЯ  [c.211]

Требования к источникам питания для дуговой сварки. Для обес-зчения устойчивости горения дуги источники питания для дуговой арки должны удовлетворять следующим требованиям иметь напряжение холостого хода, т. е.. напряжение на зажимах точника тока при разомкнутой сварочной цепи, достаточное для гкого возбуждения дуги и устойчивого ее горения, но не превы-ть норм техники безопасности, т. е. не более 80—90 В обладать достаточной мощностью для выполнения сварочных абот  [c.55]

Прослеживается расширение требований к источникам питания. Следует отметить перспективность инверторных источников питания (тиристорных и транзисторных на сверхзвуковых частотах) в установках и станках для дуговой, контактной, электроннолучевой и других видов сварки. Традиционные сварочные источники питания еще не исчерпали своих возможностей, особенно это касается сварочных трансформаторов с устройствами стабилизации горения дуги, источников с индуктивностью и емкостью в сварочной цепи, малогабаритных источников питания с yJ yчшeнными энергетическими показателями, а также многопостовых систем питания постоянного и переменного тока.  [c.116]

Требования к источникам питания. 1. Напряжение холостого хода (при разомкнутой сварочной цепи) должно быть в 2—3 раза выше напряження горения дуги, что необходимо для ее легкого возбуждения. В то же время напряжение на зажимах источника при нормальных условиях работы сварщика должно быть для него безопасным. Обычно это напряжение равно 50—70 В. Максимальное напряжение хо.постого хода установлено для источников переменного тока — 80 В (ГОСТ 95—69 7012—69) для источников постоянного тока — 90 В (ГОСТ 304—69 13821—68) 2. Величина тока короткого замыкания должна быть ограничена, а иб енно /кз= (1,1—1,5)/св.  [c.59]

Источник питания сварочной дуги должен, с одной стороны, обладать свойствами, обеспечивающими необходимые технологические требования, предъявляемые к конкретному сварочному процессу а с другой стороны, как каждое электротехническое устоойство, обеспе чивать номинальные электрические параметры (ток, напряжение мощность и т. д.) в заданных условиях эксплуатации (температура влажность, давление и т.д.), а также отвечать современной эстетике  [c.13]

Электрические характеристики дуги определяют требования к сварочному оборудованию, в частности к источникам питания. В установивщемся состоянии зависимость между напряжением и ГОКОМ выражается статической вольтамперной характеристикой дуги. На рис. 271 показана статическая характеристика дуги при изменении варочного тока в широком диапазоне. При относительно малых плотностях тока (область /) напряжение дуги уменьшается с увеличением тока и статическая характеристика имеет падающий характер. Это объясняется тем, что с увеличением тока увеличивается электропроводность и сечение столба дуги, а следовательно, уменьшается падение напряжения в нем, в то время как сумма катодного и анодного напряжений не изменяется.  [c.441]

---

Характеристики источника питания

— TWI

Основная цель источника питания для дуговой сварки — подавать регулируемый сварочный ток при напряжении, требуемом для процесса сварки. К процессам дуговой сварки предъявляются различные требования в отношении средств управления, необходимых для обеспечения требуемых условий сварки, которые, в свою очередь, влияют на конструкцию источника питания. Чтобы понять, как требования процессов влияют на конструкцию источника питания, необходимо понимать взаимодействие источника питания и характеристик дуги.

Если построить график зависимости напряжения сварочной дуги при различной длине дуги от сварочного тока, то получатся кривые, показанные на рис. 1. Наибольшее напряжение — это напряжение холостого хода источника питания. После зажигания дуги напряжение быстро падает, так как газы в дуговом промежутке становятся ионизированными и становятся электропроводными, электрод нагревается и размер столба дуги увеличивается. Сварочный ток увеличивается по мере падения напряжения до тех пор, пока не будет достигнута точка, в которой соотношение напряжение / ток становится линейным и начинает соответствовать закону Ома.Из рисунка 1 важно отметить, что по мере изменения длины дуги изменяются и напряжение, и сварочный ток — более длинная дуга дает более высокое напряжение, но с соответствующим падением сварочного тока и наоборот. Эта характеристика сварочной дуги влияет на конструкцию источника питания, поскольку большие изменения сварочного тока при ручной металлической дуге (MMA) и сварке TIG нежелательны, но необходимы для процессов сварки MIG / MAG и дуговой сварки порошковой проволокой.

Поэтому источники питания

MMA, TIG и дуговой сварки под флюсом разработаны с так называемой статической характеристикой падающего выхода или постоянного тока, источники питания MIG / MAG и FCAW с плоской статической характеристикой или статической характеристикой постоянного напряжения.На большинстве источников питания наклон характеристики можно изменить, чтобы сгладить или сделать более крутыми кривые, показанные на Рис. 2 и Рис. 3

На рис. 2 показаны статические характеристики падающего или постоянного тока источника питания, такие как те, которые используются для процесса MMA или TIG, наложенные на кривые характеристики дуги. При ручной сварке длина дуги постоянно меняется, поскольку сварщик не может поддерживать постоянную длину дуги. При использовании источника постоянного тока, когда длина дуги изменяется из-за того, что сварщик манипулирует сварочной горелкой, происходит лишь небольшое изменение сварочного тока — чем круче кривая, тем меньше изменение тока, поэтому не будет скачков тока и достигается стабильное состояние сварки.Поскольку в первую очередь сварочный ток определяет такие характеристики, как проплавление и расход электрода, это означает, что длина дуги менее критична, что упрощает задачу сварщика по получению прочных бездефектных сварных швов. Обычно изменение на ± 5 В приводит к изменению примерно на ± 8 А при сварочном токе 150 А.

В некоторых ситуациях — например, при сварке в верхнем положении или когда сварщик сталкивается с переменными корневыми зазорами — это преимущество, если сварщик имеет гораздо больший контроль над скоростью наплавки, позволяя ему изменять скорость, изменяя длину дуги. .В такой ситуации будет полезна более плоская характеристика источника питания.

Сварка под флюсом также использует источник питания с падающей характеристикой, в котором сварочный ток и скорость подачи электрода согласованы со скоростью, с которой проволока плавится и переносится через дугу в сварочную ванну — «скорость выгорания». Это согласование параметров осуществляется системой мониторинга, которая использует напряжение дуги для управления скоростью подачи электрода — если длина дуги / напряжение увеличивается, скорость подачи проволоки увеличивается для восстановления равновесия.Характеристика источника питания с постоянным напряжением показана на рис. 3. Это показывает, что по мере изменения длины дуги и, следовательно, напряжения, происходит большое изменение сварочного тока — по мере того, как дуга удлиняется, сварочный ток падает, поскольку дуга сокращает ток. увеличивается.

В источниках питания MIG / MAG и FCAW сварочный ток регулируется скоростью подачи проволоки, сварочный ток определяет скорость, с которой сварочная проволока расплавляется и передается через дугу в сварочную ванну — «выгорание». темп.Следовательно, по мере уменьшения тока скорость выгорания также падает, меньше проволоки плавится и конец проволоки приближается к сварочной ванне. При этом уменьшается напряжение, увеличивается сварочный ток и, следовательно, скорость выгорания. Поскольку скорость подачи проволоки постоянна, возникает избыток выгорания при подаче проволоки, так что желаемая длина дуги, напряжение и ток восстанавливаются. Также происходит обратное: сокращение длины дуги вызывает снижение напряжения, ток возрастает, скорость догорания увеличивается, в результате чего дуга удлиняется, напряжение увеличивается, а сварочный ток падает до предварительно установленных условий сварки. восстановлены.Опять же, типичное значение изменения сварочного тока для источника питания постоянного напряжения будет в диапазоне ± 40 ампер при изменении длины дуги на ± 5 вольт. Эта функция дает нам так называемую «саморегулирующуюся дугу», при которой изменения длины дуги, напряжения и тока автоматически возвращаются к требуемым значениям, обеспечивая стабильные условия сварки. Это несколько упрощает задачу сварщика по сравнению со сваркой MMA или TIG. Хотя в принципе можно использовать источник питания с характеристикой постоянного напряжения для сварки MMA, сварщику гораздо сложнее оценить скорость выгорания, чем длину дуги, поэтому возникает нестабильность дуги, и этот метод нецелесообразен.

В дополнение к контролю напряжения сварочной дуги важна скорость, с которой источник питания реагирует на короткое замыкание — это известно как динамическая характеристика источника питания. Короткие замыкания возникают при зажигании дуги и при сварке MIG / MAG при переносе погружением. Когда напряжение падает до нуля, при коротком замыкании увеличивается ток. Если это увеличение тока происходит быстро и неконтролируемо, то наконечник электрода перегорает, как электрический предохранитель, что приводит к чрезмерному разбрызгиванию — слишком медленный подъем, и электрод может врезаться в сварочную ванну и погасить дугу.Это не имеет большого значения при использовании процесса MMA, поскольку максимальный ток при нулевом напряжении контролируется наклоном статической характеристической кривой, и сварщик может легко установить дуговый зазор. Однако это важно в процессе MIG / MAG, где используется источник питания с плоской статической характеристикой, и ток может возрасти до чрезвычайно высокого значения, в частности, при сварке в режиме погружения или короткого замыкания.

Таким образом, в электрическую цепь источника питания вводится электрический компонент, называемый индуктором.Это устройство препятствует изменению сварочного тока и, следовательно, снижает скорость увеличения тока во время короткого замыкания. Индуктивность является переменной и может быть отрегулирована для обеспечения стабильного состояния, как показано на рис. 4. Индуктивность в сварочной цепи также приводит к меньшему количеству коротких замыканий в секунду и увеличению времени горения дуги — это дает более гладкий сварной шов лучшей формы. Однако слишком большая индуктивность может привести к такому медленному нарастанию сварочного тока, что у дуги не будет достаточно времени, чтобы восстановиться и расплавить кончик проволоки, так что сварочная проволока затем попадет в сварочную ванну.Индуктивность во время переноса распылением также способствует лучшему и менее резкому зажиганию дуги.

Эту статью написал Джин Мазерс.

.

Выбор источника сварочного тока

Процесс выбора источника сварочного тока во многом похож на покупку автомобиля. Это включает в себя поиск продукта, который является эффективным, мощным, простым в обращении и, что наиболее важно, соответствует конкретным потребностям клиента. Но при таком большом выборе источников питания на рынке, как сварщики выбирают для себя подходящий?

Первый шаг — понять внутренние потребности своего магазина. Чтобы определить это, изучите некоторые часто используемые процессы сварки и для каких материалов они подходят лучше всего.

Газовая дуговая сварка (GMAW) и порошковая сварка (FCAW)

GMAW и FCAW (чаще всего называемая MIG или порошковой сваркой) использует 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.

Сварка GMAW или MIG использует сплошную металлическую проволоку, что требует использования защитного газа для защиты сварочной ванны от атмосферы.FCAW использует полую проволоку, заполненную порошком флюса, 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 во многом для тех же целей, что и покрытие электрода в SMAW.

GMAW требует наименьшего мастерства оператора, потому что проволока подает машину. Сварщик держит пистолет в одной руке, нажимает на спусковой крючок и сваривает. Это так просто! Защитный газ обеспечивает очень плавную дугу, которая остается стабильной.Поскольку другие процессы обычно требуют очень специфического позиционирования электродов и манипуляций, GMAW — самый быстрорастущий процесс. Благодаря компактным установкам, которые сейчас продаются в розницу менее чем за 500 долларов, и возможности легко сваривать материал, намного более тонкий, чем стержневой электрод, этот тип агрегатов стал очень популярным.

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

GMAW можно использовать для всех основных коммерческих металлов. 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 производственных цехов.

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

Сварочные аппараты MIG

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

SMAW, или сварка стержнем, является наиболее распространенной формой дуговой сварки. При этом на конец держателя помещается палочка или электрод. Используя электричество от источника питания, между кончиком электрода и металлической свариваемой поверхностью возникает дуга.Тепло дуги расплавляет кончик электрода, образуя присадочный материал, который осаждается по мере расходования 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 улучшить качество металла шва и защитить его от замерзания.

SMAW — один из самых простых и универсальных способов сварки, так как присадочный материал можно легко изменить для соответствия различным металлам, просто переключив стержневые электроды.Будь то сталь, нержавеющая сталь, чугун или высоколегированные металлы, пользователи могут зажать новый стержень, чтобы быть готовыми к следующему проекту. Кроме того, палка универсальна, поскольку требует минимум оборудования, что упрощает установку или переезд на новое место.

По сравнению с другими типами источников питания, сварочные аппараты SMAW, как правило, наименее дорогие. В результате они чаще всего используются начинающими сварщиками, фермерами, небольшими производственными цехами, мастерскими по техническому обслуживанию и крупными подрядчиками полевого строительства, которые выполняют различные работы на большой площади.

Главный недостаток SMAW — это время простоя, связанное с процессом. Длина электрода составляет всего несколько дюймов, и его нужно менять, когда он израсходуется. Для этого оператор должен прекратить сварку, чтобы сменить электрод. Зачастую оператору требуется больше навыков, чем для процессов с подачей проволоки.

Кроме того, требуется время, чтобы отколоть или стереть шлак или примеси из сварного шва. Рабочий фактор или время, в течение которого сварщик фактически «создает искры», обычно составляет от двух до трех минут на 10-минутный интервал.В целом, сварщики стержневой сваркой жертвуют производительностью ради универсальности.

Сварочные аппараты

Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW)

При GTAW возникает электрическая дуга между неплавящимся вольфрамовым электродом и основным металлом. Зона дуги заполнена инертным газом, обычно аргоном, который защищает вольфрам и расплавленный металл от окисления и обеспечивает легко ионизируемый путь для тока дуги.GTAW обеспечивает высококачественную сварку практически всех металлов и сплавов. Поскольку им можно управлять при очень низких значениях тока, он идеально подходит для сварки тонких металлических листов и фольги.

Самым большим преимуществом GTAW является то, что высококачественные сварные швы можно выполнять практически на любом свариваемом металле или сплаве. Еще одно важное преимущество состоит в том, что присадочный металл можно добавлять в сварочную ванну независимо от тока дуги. В других процессах дуговой сварки скорость добавления присадочного металла регулирует ток дуги.К другим преимуществам относятся низкий уровень разбрызгивания, отсутствие шлака и относительно простая очистка.

Основным недостатком GTAW является то, что она обеспечивает самую низкую скорость осаждения металла из всех процессов. Основное внимание уделяется получению безупречного внешнего вида сварных швов, что означает меньший сварочный ток и большее время сварки. Оператору необходимо научиться координировать точные движения резака в одной руке с добавлением присадочного металла из другой руки и регулированием тока с помощью ножной педали.

Оператор также должен научиться правильно настраивать машину GTAW.Подготовка вольфрама, интенсивность искры, нарастание, спад, частота импульсов, пиковая интенсивность, фоновый ток, высокая частота и правильное заземление — все это может быть очень важными проблемами для сварочного аппарата GTAW. В сочетании с более низкими депозитными ставками легко увидеть, что процесс GTAW имеет большое количество поклонников в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, где качество намного важнее стоимости.

Сварочные аппараты TIG

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

SAW использует непрерывно подаваемую проволоку с гранулированным материалом, называемым флюсом, для покрытия зоны сварки.Этот тип сварки используется в основном для толстых листов, таких как конструкционная сталь, и для специальной высокоскоростной сварки легких профилей.

Флюс играет центральную роль в достижении высокой скорости и качества сварки. При сварке образуется очень мало дыма, поэтому воздух в цехе становится намного чище. Поскольку флюс покрывает всю дугу, сварочный шлем не требуется, что приводит к более высокому коэффициенту эксплуатации. В случае длинных, больших сварных швов, многопроходных и наплавленных сварных швов эксплуатационный коэффициент процесса может приближаться к 100%.Производительность может быть очень высокой при сварочных токах более 1000 ампер, которые обычно используются в автоматических системах.

К недостаткам можно отнести ограниченное положение при сварке, поскольку флюс поставляется в гранулированной форме. Операторы должны выполнять сварку на плоских поверхностях, чтобы флюс покрыл сварочную ванну. Другой недостаток заключается в том, что горячий флюс может обжечь обувь и вызвать проблемы при обращении, которые необходимо устранить.

Обладая определенными знаниями о доступных типах сварочных процессов, теперь вы 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 размеру, соответствовать вашему бюджету и предлагать технологические функции, необходимые в вашем магазине. В конце концов, надежный источник энергии, такой как надежный автомобиль, будет служить вам долгие годы.

Аппараты для дуговой сварки под флюсом

Многофункциональные и современные сварочные аппараты

Вы также можете выбрать из многопроцессорных сварочных аппаратов с различными категориями силы тока для процессов Stick, TIG, MIG, порошковой сваркой, дугой под флюсом и строжки сварочные аппараты для автоматической регулировки входной мощности, фазы и герц.

Универсальные сварочные аппараты

Сварщики для продвинутых процессов

.

Выбор источника сварочного тока

Процесс выбора источника сварочного тока во многом похож на покупку автомобиля. Это включает в себя поиск продукта, который является эффективным, мощным, простым в обращении и, что наиболее важно, соответствует конкретным потребностям клиента. Но при таком большом выборе источников питания на рынке, как сварщики выбирают для себя подходящий?

Первый шаг — понять внутренние потребности своего магазина. Чтобы определить это, изучите некоторые часто используемые процессы сварки и для каких материалов они подходят лучше всего.

Газовая дуговая сварка металла (GMAW) и порошковая сварка (FCAW)

GMAW и FCAW (чаще всего называемая MIG или порошковой сваркой) использует 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, что требует использования защитного газа для защиты сварочной ванны от атмосферы.FCAW использует полую проволоку, заполненную порошком флюса, 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 во многом для тех же целей, что и покрытие электрода в SMAW.

GMAW требует минимум навыков оператора, потому что проволока подает машину. Сварщик держит пистолет в одной руке, нажимает на спусковой крючок и сваривает. Это так просто! Защитный газ обеспечивает очень плавную дугу, которая остается стабильной.Поскольку другие процессы обычно требуют очень специфического позиционирования электродов и манипуляций, GMAW — самый быстрорастущий процесс. Благодаря компактным установкам, которые сейчас продаются в розницу менее чем за 500 долларов, и возможности легко сваривать материал, намного более тонкий, чем стержневой электрод, этот тип агрегатов стал очень популярным.

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

GMAW можно использовать для всех основных коммерческих металлов. 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 производственных цехов.

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

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

SMAW, или сварка стержнем, является наиболее распространенной формой дуговой сварки. При этом на конец держателя помещается палочка или электрод. Используя электричество от источника питания, между кончиком электрода и металлической свариваемой поверхностью возникает дуга. Тепло дуги расплавляет кончик электрода, образуя присадочный материал, который осаждается по мере расходования 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 улучшить качество металла шва и защитить его от замерзания.

SMAW — это один из самых простых и универсальных способов сварки, поскольку присадочный материал можно легко изменить для соответствия различным металлам, просто переключив стержневые электроды. Будь то сталь, нержавеющая сталь, чугун или высоколегированные металлы, пользователи могут зажать новый стержень, чтобы быть готовыми к следующему проекту.Кроме того, палка универсальна, поскольку требует минимум оборудования, что упрощает установку или переезд на новое место.

По сравнению с другими типами источников питания, сварочные аппараты SMAW, как правило, наименее дорогие. В результате они чаще всего используются начинающими сварщиками, фермерами, небольшими производственными цехами, мастерскими по техническому обслуживанию и крупными подрядчиками полевого строительства, которые выполняют различные работы на большой площади.

Главный недостаток SMAW — это время простоя, связанное с процессом.Длина электрода составляет всего несколько дюймов, и его нужно менять, когда он израсходуется. Для этого оператор должен прекратить сварку, чтобы сменить электрод. Зачастую оператору требуется больше навыков, чем для процессов с подачей проволоки.

Кроме того, требуется время, чтобы отколоть или стереть шлак или примеси со сварного шва. Рабочий фактор или время, в течение которого сварщик фактически «создает искры», обычно составляет от двух до трех минут на 10-минутный интервал. В целом, сварщики стержневой сваркой жертвуют производительностью ради универсальности.

Газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW)

При 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 ионизируемый путь для тока дуги. GTAW обеспечивает высококачественную сварку практически всех металлов и сплавов. Поскольку им можно управлять при очень низких значениях тока, он идеально подходит для сварки тонких металлических листов и фольги.

Самым большим преимуществом GTAW является то, что высококачественные сварные швы можно выполнять практически на любом свариваемом металле или сплаве. Еще одно важное преимущество состоит в том, что присадочный металл можно добавлять в сварочную ванну независимо от тока дуги. В других процессах дуговой сварки скорость добавления присадочного металла регулирует ток дуги. К другим преимуществам относятся низкий уровень разбрызгивания, отсутствие шлака и относительно простая очистка.

Основным недостатком GTAW является то, что она обеспечивает самую низкую скорость осаждения металла из всех процессов.Основное внимание уделяется получению безупречного внешнего вида сварных швов, что означает меньший сварочный ток и большее время сварки. Оператору необходимо научиться координировать точные движения резака в одной руке с добавлением присадочного металла из другой руки и регулированием тока с помощью ножной педали.

Оператор также должен научиться правильно настраивать машину GTAW. Подготовка вольфрама, интенсивность искры, нарастание, спад, частота импульсов, пиковая интенсивность, фоновый ток, высокая частота и правильное заземление — все это может быть очень важными проблемами для сварочного аппарата GTAW.В сочетании с более низкими депозитными ставками легко увидеть, что процесс GTAW имеет большое количество поклонников в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, где качество намного важнее стоимости.

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

SAW использует проволоку с непрерывной подачей гранулированного материала, называемого флюсом, для покрытия зоны сварки. Этот тип сварки используется в основном для толстых листов, таких как конструкционная сталь, и для специальной высокоскоростной сварки легких профилей.

Флюс играет центральную роль в достижении высокой скорости и качества сварки.При сварке образуется очень мало дыма, поэтому воздух в цехе становится намного чище. Поскольку флюс покрывает всю дугу, сварочный шлем не требуется, что приводит к более высокому коэффициенту эксплуатации. В случае длинных, больших сварных швов, многопроходных и наплавленных сварных швов эксплуатационный коэффициент процесса может приближаться к 100%. Производительность может быть очень высокой при сварочных токах более 1000 ампер, которые обычно используются в автоматических системах.

К недостаткам можно отнести ограниченное положение при сварке, поскольку флюс бывает гранулированным. Операторы должны выполнять сварку на плоских поверхностях, чтобы флюс покрыл сварочную ванну.Другой недостаток заключается в том, что горячий флюс может обжечь обувь и вызвать проблемы при обращении, которые необходимо устранить.

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 размеру, соответствовать вашему бюджету и предлагать технологические функции, необходимые в вашем магазине.В конце концов, надежный источник энергии, такой как надежный автомобиль, будет служить вам долгие годы.

.

Сварка TIG или дуговой сваркой вольфрамовым электродом (GTAW)

Сварка вольфрамом в среде инертного газа

Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW), также известная как Tungsten I Nert G as (TIG), в 1940-х годах стала успешной в соединении магния и алюминия. Использование инертного газа вместо шлака для защиты сварочной ванны, процесс был очень привлекательной заменой газовой и ручной дуговой сварки металла. TIG сыграл важную роль в принятии алюминия для высококачественной сварки и строительства.

Характеристики процесса

В процессе TIG дуга образуется между заостренным вольфрамовым электродом и заготовкой в ​​инертной атмосфере аргона или гелия. Небольшая интенсивная дуга, создаваемая острым электродом, идеально подходит для высококачественной и точной сварки. Поскольку электрод не расходуется во время сварки, сварщику не нужно балансировать подвод тепла от дуги, поскольку металл осаждается с плавящегося электрода. Когда требуется присадочный металл, его необходимо добавлять в сварочную ванну отдельно.

Источник питания

TIG должен работать с падающим источником постоянного тока — постоянного или переменного тока. Источник постоянного тока необходим для предотвращения чрезмерно высоких токов, возникающих при коротком замыкании электрода на поверхности детали. Это могло произойти либо намеренно во время зажигания дуги, либо случайно во время сварки. Если, как при сварке MIG, используется источник питания с плоской характеристикой, любой контакт с поверхностью заготовки приведет к повреждению наконечника электрода или расплавлению электрода на поверхности заготовки.При постоянном токе, поскольку тепло дуги распределяется примерно на одну треть на катоде (отрицательный) и две трети на аноде (положительный), электрод всегда имеет отрицательную полярность, чтобы предотвратить перегрев и плавление. Однако альтернативное подключение источника питания с положительной полярностью электрода постоянного тока имеет то преимущество, что, когда катод находится на заготовке, поверхность очищается от оксидных загрязнений. По этой причине переменный ток используется при сварке материалов с прочной оксидной пленкой на поверхности, таких как алюминий.

Запуск дуги

Сварочную дугу можно запустить, поцарапав поверхность, образуя короткое замыкание. Только при разрыве короткого замыкания будет течь основной сварочный ток. Однако существует риск прилипания электрода к поверхности и включения вольфрама в сварной шов. Этот риск можно свести к минимуму, используя метод «лифт-дуги», когда короткое замыкание формируется при очень низком уровне тока. Самый распространенный способ зажигания дуги TIG — использовать HF (высокочастотный).ВЧ состоит из искр высокого напряжения в несколько тысяч вольт, которые длятся несколько микросекунд. Высокочастотные искры вызовут разрыв или ионизацию зазора между электродом и заготовкой. После образования электронно-ионного облака из источника питания может течь ток.

Примечание. Поскольку ВЧ генерирует аномально высокое электромагнитное излучение (ЭМ), сварщики должны знать, что его использование может вызывать помехи, особенно в электронном оборудовании. Поскольку электромагнитное излучение может передаваться по воздуху, например радиоволны, или передаваться по силовым кабелям, необходимо соблюдать осторожность, чтобы не создавать помех системам управления и приборам в непосредственной близости от места сварки.

HF также важен для стабилизации дуги переменного тока; в переменном токе полярность электродов меняется на противоположную с частотой примерно 50 раз в секунду, в результате чего дуга гаснет при каждом изменении полярности. Чтобы обеспечить повторное зажигание дуги при каждом изменении полярности, в зазоре между электродом и заготовкой генерируются высокочастотные искры, которые совпадают с началом каждого полупериода.

типичная горелка TIG

Электроды

Электроды для сварки постоянным током обычно изготавливаются из чистого вольфрама с содержанием тория от 1 до 4% для улучшения зажигания дуги.Альтернативными добавками являются оксид лантана и оксид церия, которые, как утверждается, обеспечивают превосходные характеристики (зажигание дуги и меньший расход электродов). Важно выбрать правильный диаметр электрода и угол наклона наконечника для уровня сварочного тока. Как правило, чем меньше ток, тем меньше диаметр электрода и угол наклона наконечника. При сварке на переменном токе, поскольку электрод будет работать при гораздо более высокой температуре, вольфрам с добавкой диоксида циркония используется для уменьшения эрозии электрода. Следует отметить, что из-за большого количества тепла, выделяемого на электроде, трудно поддерживать заостренный кончик, и конец электрода принимает сферический или «шаровой» профиль.

Защитный газ

В качестве свариваемого материала выбран защитный газ. Следующие рекомендации могут помочь:

• Аргон — наиболее часто используемый защитный газ, который можно использовать для сварки широкого спектра материалов, включая сталь, нержавеющую сталь, алюминий и титан.
• Аргон + от 2 до 5% h3 — добавление водорода к аргону приведет к небольшому восстановлению газа, что способствует получению более чистых сварных швов без поверхностного окисления. Поскольку дуга более горячая и суженная, это позволяет увеличить скорость сварки.К недостаткам можно отнести риск водородного растрескивания углеродистых сталей и пористость металла шва в алюминиевых сплавах.
• Смеси гелия и гелия / аргона — добавление гелия к аргону повысит температуру дуги. Это способствует более высокой скорости сварки и более глубокому проплавлению шва. Недостатки использования гелия или смеси гелий / аргон — высокая стоимость газа и сложность зажигания дуги.

Приложения

TIG применяется во всех отраслях промышленности, но особенно подходит для высококачественной сварки.При ручной сварке относительно небольшая дуга идеально подходит для тонкого листового материала или контролируемого проплавления (в корневом проходе сварных швов труб). Поскольку скорость наплавки может быть довольно низкой (при использовании отдельного присадочного стержня) MMA или MIG могут быть предпочтительнее для более толстого материала и для заполняющих проходов в сварных швах толстостенных труб.

TIG также широко применяется в механизированных системах как автогенным способом, так и с присадочной проволокой. Однако существует несколько готовых систем для орбитальной сварки труб, используемых в производстве химических заводов или котлов.Системы не требуют навыков манипуляции, но оператор должен быть хорошо обучен. Поскольку сварщик в меньшей степени контролирует дугу и поведение сварочной ванны, особое внимание следует уделять подготовке кромок (механической, а не ручной), подгонке стыков и контролю параметров сварки.

Ссылка (-а):
TWI — Всемирный центр технологий соединения материалов (там можно найти много информации о сварке).
Для голландцев см. NIL — Nederlands Instituut voor Lastechniek

.