Тема: Сварочные аппараты и их внешние
Тема: Сварочные аппараты и их внешние
Вольтамперные характеристики
Дуговую сварку плавлением выполняют постоянным или пере-
менным током (рис. 5…7).
Рис. 5. Принципиальная схема сварки переменным током
При сварке переменным током (рис. 5) применяются свароч-
ные трансформаторы. Трансформатор понижает напряжение сети
с 380 В или 220 В до 70...80 В и менее, одновременно увеличивая си-
лу тока до нужного значения. Для регулирования силы тока использу-
ют регуляторы. Они либо выполнены отдельно от трансформатора
(см. рис. 5), либо совмещены с трансформатором (см. рис. 11, 12).
Амперметр и вольтметр показывают величину силы тока и напряже-
ния при сварке.
Для сварки постоянным током применяют сварочные
преобразователи (рис. 6), сварочные агрегаты или сварочные
выпрямители (рис. 7). Регуляторы силы тока и здесь выполняют
свою роль.
Сварочные преобразователи имеют электрический привод –
электродвигатель переменного тока. Вал электродвигателя соединен
с валом генератора, который преобразует механическую энергию в
постоянный электрический ток. В сварочных агрегатах вал генератора
вращается двигателем внутреннего сгорания.
Там, где есть сетевая электроэнергия, используют сварочный
преобразователь (электродвигатель + генератор). В полевых
условиях, где нет сетевой электроэнергии, используют сварочный аг-
регат (карбюраторный или дизельный двигатель + генератор).
|
|
|
В настоящее время на многих предприятиях сварочные преоб-
разователи заменяют выпрямителями, так как последние во время
работы не шумят и у них больше коэффициент полезного действия. В
выпрямительных установках переменный ток с выхода понижающего
трансформатора подают на выпрямитель.
При сварке постоянным током обеспечивается высокая стабиль-
ность горения сварочной дуги и качество сварного соединения. По-
этому высоколегированные стали, из которых изготавливают ответст-
венные конструкции, сваривают с использованием постоянного тока.
Основным недостатком сварки постоянным током является
меньший, по сравнению со сваркой переменным током, коэффициент
полезного действия. Сварочный генератор постоянного тока, выраба-
тывающий сварочный ток, необходимо приводить в движение элек-
трическим двигателем переменного тока (сварочный преобразова-
тель) или двигателем внутреннего сгорания (сварочный агрегат). В
обоих случаях будут потери на трение движущихся деталей и потери
в обмотках электрических машин. Оборудование для сварки постоян-
ным током конструктивно сложнее и стоит дороже.
|
|
|
Сварка переменным током более экономичная, по сравнению со
сваркой постоянным током, потому что больше к.п.д. трансформатора.
Это объясняется отсутствием потерь на трение и меньшими электри-
ческими потерями в обмотках трансформатора.
При ручной дуговой сварке используют источники тока с круто-
падающей внешней характеристикой (рис. 8). Внешней вольтампер-
ной характеристикой называют зависимость напряжения на клеммах
источника от тока нагрузки.
Рис. 7. Принципиальная схема сварки выпрямленным током
К источникам тока для ручной дуговой сварки предъявляют сле-
дующие требования:
– напряжение холостого хода должно обеспечивать надежное
зажигание сварочной дуги, а также отвечать правилам техники безо-
пасности (не должно превышать UXX = 80 В);
– ток короткого замыкания должен быть ограничен;
– внешняя вольтамперная характеристика источника тока долж-
на быть крутопадающей для ограничения токов короткого замыкания и
повышения стабильности горения сварочной дуги;
– источник тока должен быть надежным и простым в эксплуатации.
При малых значениях тока короткого замыкания затрудняется
зажигание дуги, а при больших его значениях увеличивается перегрев
|
|
|
токоведущих частей и электрода, возрастают потери металла на раз-
брызгивание. Поэтому у источников тока для ручной дуговой сварки
отношение тока короткого замыкания IКЗ и сварочного тока IСВ должно
изменяться в следующих пределах
КЗ
СВ
1,25 I 2,0.
I
< < (4)
Длину дуги поддерживают вручную. Поэтому в процессе сварки
возможно изменение ее длины из-за непроизвольных движений руки
сварщика. Источник сварочного тока должен обеспечить устойчивое
горение сварочной дуги при изменении ее длины.
Название дисциплины: «МДК.01.01Основы технологии сварки и сварочное оборудование»
Номер группы: С21-1Т
Форма и дата занятия: комбинированное занятие 20.11.2021 г.
ФИО преподавателя:Редькин Владимир Михайлович foks809@mail.ru
Срок выполнения (сдачи) задания: 20.11.2021 г.
Необходимо изучить материал и выполнить задания.
Тема: Сварочные аппараты и их внешние
Вольтамперные характеристики
Дуга переменного тока зажигается и гаснет 100 раз в секунду.
Поэтому для интенсивного первоначального и повторного зажигания
дуги при проектировании источников сварочного тока обеспечивают
условие
Напряжение холостого хода у разных сварочных аппаратов UХХ =
|
|
|
= 60...80 В. У сварочных аппаратов постоянного тока напряжение хо-
лостого хода и рабочее напряжение ниже, чем у трансформаторов
благодаря более высокой устойчивости горения сварочной дуги по-
стоянного тока. Более низкое напряжение уменьшает вероятность по-
ражения сварщика электрическим током.
При слишком короткой дуге возможно возникновение режима ко-
роткого замыкания и приваривание электрода к изделию. При длинной
дуге происходит ее обрыв из-за недостатка подводимой энергии.
При чрезмерно большом токе короткого замыкания возможен
пробой и повреждение изоляции обмоток источника сварочного тока.
При прохождении большого тока по электроду, он сильно на-
гревается по всей длине. При этом может растрескаться и осыпать-
ся электродное покрытие. Тогда будет затруднено повторное зажи-
гание дуги.
Недостатком сварки переменным током является неустойчи-
вое горение сварочной дуги, поэтому необходима ее хорошая ста-
билизация, которая достигается путем использования источника пи-
тания со звеном повышенной частоты, или инвертором, условно та-
кие источники относятся к классу выпрямителей. После выпрямле-
ния напряжения переменного тока питающей сети инвертор преоб-
разует напряжение постоянного тока в высокочастотное напряжение
переменного тока, которое сглаживается с помощью последующего
блока и подается на дугу.
Выше сказанное можно представить в виде схемы:
Рис. 9. Инверторный источник питания: НВ – низкочастотный выпрямитель;
ИН – инвертор; Тр – трансформатор; ВВ – высокочастотный выпрямитель;
БУ – блок управления
На рис. 9 низкочастотный выпрямитель преобразует переменное
напряжение (I) питающей сети в постоянное (II), которое сглаживается
низкочастотным выпрямителем. Затем выпрямленное напряжение
преобразуется в переменное высокой частоты (до 160 кГц) (III) с по-
мощью инвертора на двух транзисторах. Далее напряжение понижа-
ется трансформатором (IV) и сглаживается высокочастотным выпря-
мителем (V). В результате сварочная дуга работает на сглаженном
напряжении. Таким образом, понижающий трансформатор преобра-
зует напряжение повышенной частоты без дополнительных устройств
(отсутствует дроссель), что позволяет уменьшить габаритные разме-
ры и массу магнитопровода, а также потери в трансформаторе. В це-
лом масса инвертора по сравнению с массой сварочных выпрямите-
лей, имеющих аналогичные выходные параметры, ниже в 10–20 раз.
Рис. 10. Комбинированная внешняя вольтамперная характеристика (ВАХ)
инверторного источника питания при управлении сварочным процессом:
1…4 – участки характеристики, отличающиеся видом зависимости
напряжения источника U И от силы тока дуги I Д
Помимо этого система управления сварочным процессом позво-
ляет осуществлять амплитудное регулирование, изменять ширину
импульсов и варьировать их частоту. Высокие динамические характе-
ристики инверторов особенно ярко проявляются в случае программно-
го управления сварочным процессом, когда легко обеспечиваются го-
рячий пуск в начале сварки, быстрый переход с одного режима на дру-
гой, попеременная сварка швов в нижнем положении и на вертикаль-
ной плоскости, сварка пульсирующей дугой с регулируемой формой
импульса и т.д.
Инверторные источники питания имеют характерную внешнюю
вольтамперную характеристику. Естественные внешние ВАХ первого
выпрямительного блока инвертора, как у большинства выпрямителей,
почти жесткие. Однако в процессе сварки характеристики собственно
инвертора представляют собой ломаные линии – так называемые
комбинированные ВАХ (рис. 10).
Крутопадающий участок 1 ВАХ служит для задания повышенного
напряжения холостого хода, необходимого для возбуждения дуги; по-
логопадающий участок 2 обеспечивает эффективное саморегулиро-
вание процесса; крутопадающий участок 3 ограничивает силу свароч-
ного тока (предотвращая прожог тонкого металла), а участок 4 ограни-
чивает силу тока короткого замыкания.
Задания: За рисовать ( Рис. 5. Рис. 7. Рис. 9. Рис. 10.)
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 18; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!