Управление процессами при ручной дуговой сварке.

Ручную сварку проводят покрытыми электродами диаметром 2...6 мм на токах 50... 350 А при напряжении 20...40 В. Зажигание дуги выполняют разрывом цепи короткого замыкания — «отдерги­ванием» или «чирканьем», сварку сопровождают значительные колебания длины дуги. При ручной сварке ВАХ дуги имеет падаю­щий и жесткий участки.

На падающем участке диффе­ренциальное сопротивление дуги достигает -0,1 В/А, а на основ­ном (жестком) равно 0.

Внешняя характеристика источника питания при ручной ду­говой сварке должна быть крутопадающей с дифференциаль­ным сопротивлением от -1 до -0,1 В/А. При этом безусловно удовлетворяется требование принципиальной устойчивости си­стемы источник питания—дуга. Благодаря крутому наклону ха­рактеристики в области рабочих токов достигают высокой ста­бильности силы тока при колебаниях длины дуги. Например, при колебаниях напряжения дуги 25...40 В силу тока поддержи­вают на уровне (315 ± 35) А.

Напряжение холостого хода источника питания U_oвыбирают по соображениям обеспечения высокой надежности начального зажигания дуги. Для малоинерционных источников питания U_oдолжно не менее чем в 1,5 — 2 раза превышать сварочное напря­жение U_д. Силу тока короткого замыкания Т_кзпри крутопадаю­щей внешней характеристике источника питания устанавливают на уровне I_кз = (1,2... 2)I_д, что достаточно для надежного зажига­ния дуги.

В большинстве случаев сварки I_кз превышает I_д не более чем в 1,5 раза, потому что при большем превышении возможен пе­регрев электрода и обсыпание обмазки. Но при сварке в пото­лочном и вертикальном положениях рекомендуется использо­вать более пологие характеристики (-0,1 В/А) и, соответствен­но, I_кз/I_д = 1,5 - 2. Иногда для повышения надежности зажига­ния дуги рекомендуется «горячий пуск», т.е. кратковременное (менее 1 с) начальное увеличение U_oили снижение сопротивле­ния источника, что уменьшает опасность примерзания электро­да и улучшает условия развития дугового разряда после коротко­го замыкания.

Настройку силы тока выполняют с помощью регулятора сту­пеней тока в составе источника питания, а напряжение дуги при ручной сварке задают длиной дуги, которую поддерживает свар­щик. Диапазон регулирования от I_{д min} до I_дmах определяется на пересечении крайних характеристик источника питания с графи­ком условной нагрузочной характеристики 1 U_д = 20 + 0,04I_д (рис. 2.27). В простейших источниках, предназначенных для мон­тажных и бытовых целей, регулирование ограничивается всего 3 — 4 ступенями кратностью I_дmах /I_{д min} ≥ 2. Источник общепромышлен­ного назначения, как правило, имеет кратность регулирования 3 — 8, получаемую при сочетании плавного и ступенчатого регу­лирования.

В последние годы для ручной дуговой сварки штучными элект­родами в России и за рубежом начали широко использовать инверторные источники питания с МП-управлением.

Источники имеют комбинированную ВАХ, обеспечивающую реализацию функций «горячий старт», регулировку тока корот­кого замыкания (режим «форсирование дуги»), выбор наклона рабочего участка ВАХ в зависимости от конкретных условий свар­ки и типа электрода.

Рис. 2.27. Внешние ВАХ источника питания для ручной дуговой сварки:совмещенные ВАХ условной нагрузки (1) и источника питания;

В случае прилипания электрода в источнике используют уст­ройство «антистик», исключающее этот технологический недо­статок кратковременным снижением сварочного тока.

Источники имеют комбинированную ВАХ, обеспечивающую реализацию функций «горячий старт», регулировку тока корот­кого замыкания (режим «форсирование дуги»), выбор наклона рабочего участка ВАХ в зависимости от конкретных условий свар­ки и типа электрода.

Рис. 2.27. Внешние ВАХ источника питания для ручной дуговой сварки:совмещенные ВАХ условной нагрузки (1) и источника питания;

В случае прилипания электрода в источнике используют уст­ройство «антистик», исключающее этот технологический недо­статок кратковременным снижением сварочного тока.