Особенности горения дуги переменного тока

   Сварка переменным током ведется на промышленной частоте 50 Гц. Ток снизился до нуля дуга гаснет, хотя дуга гаснет чуть раньше.

   Условия непрерывности горения дуги более тяжелые. Напряжение зажигания зависит от полярности тока. На прямой полярности напряжения зажигания небольшое. А при обратной полярности U_заж > 100В.

   Для того, чтобы обеспечить непрерывность горения дуги в сварочную цепь вносят индуктивную катушку.

 

   Напряжение дуги не мгновенно нарастает, но быстро

U₂ = U_m sin(wt + j)

U_m – амплитуда

U_m sin j³ U_з – обеспечим непрерывное горение дуги переменного тока

Фактически это и есть условие непрерывности горения дуги

U_хх – напряжение холостого хода

U_хх = U_m /Ö2

j - фазовый угол

Уравнение цепи:

U₂ = Ðd_i /d_t  + U_∂

Условие непрерывного горения дуги

На практике: U_хх / U_∂ ³ 2¸ 2,5

   Учитывая, что при ручной дуговой сварке U_раб. = 20 + 0,04 I_св

I = 200А, U_раб = 28 В U_хх » 60 В

Чем больше напряжение U_хх , тем более устойчива дуга

 

   Импульсная стабилизация горения дуги переменного тока.

 

                  Режимы работы источников питания

Важнейшей характеристикой сварочного источника является номинальный сварочный ток I_св.ном. во время работы источник нагревается, в обмотках потери энергии.

D Q_общ.= К· I_св² R_обм t_св.

   В вентелях выпрямительных блоков

D Q_вент.= К₁· I_св U_в t_св.

U_в = 1,5¸2В – падение напряжения на диодах и тиристорах силовых.

Температура не должна превышать допустимых лимитом. Максимальная температура обмоток определяется классом изоляции и находится в лимитах

          T_доп. = 100¸200°С

В вентилях T_доп. = 120¸140°С

   Исходя из этого определяем ток I_св.ном. Номинальный сварочный ток – это максимальный сварочный ток, при котором температура нагрева элементов источника питания не превышает допустимых значений при выполнении условий охлаждения и временного режима работы.

   Охлаждение источников питания

   Для того, чтобы повысить I_св.ном необходимо отводить тепло от источника питания в воздух. Трансформатор охлаждается конвекционным способом. В выпрямителях принудительное воздушное охлаждение. В некоторых источниках питания используется и водяное охлаждение

   Временный режим работы

У источников питания три режима работы:

1. Продолжительный или длительный

 

T_уст – когда наступает тепловой баланс.

   В таком режиме работают источники питания при автономной сварке швов большой протяженности. На длительный режим рассчитываются многопостовые источники питания. При ручной дуговой сварке при длительной загрузке перерыв только на смену электрода при мерно 10 секунд.

Повторно-кратковременный

 

ПВ % = t_р / (t_р + t_n) · 100%

t_ц = t_р + t_n            t_ц  - время цикла, t_р - время работы, t_n – время перерыва

   Во время перерыва в работе полностью отключается силовая часть. Характеризуется этот режим параметром ПВ – продолжительностью включения. Работают источники питания для механизированной сварки в среде защитных газов. Специализированные источники для сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов.

Перемежающийся режим

 

Имеется мощность холостого хода

ПН – продолжительность нагрузки

ПН % = t_р / (t_р + t_n) · 100%

Работают источники питания для ручной дуговой сварки.

   ГОСТ регламентирует время цикла: ручная сварки t_ц = 5 мин.; механизированная сварка t_ц = 10 мин. Номинальные значения ПВ и ПН указываются в паспорте.

Для РДС ПН_ном. = 60% Если I_ном = 200А

На номинальном токе можно работать только 3 минуты, остальные 2 минуты перерыв в работе.

I_факт. ≈ I_ном √ ПН_ном / ПН_факт

Длительный режим – это режим 100%

I_факт. ≈ I_ном √ ПН_ном / ПН_факт = I_ном ∙ √0,6 = 0,78I_ном

Основные технологические требования, предъявляемыек источникам питания

Сварочный источник питания должен обеспечивать:

1. Надежное легкое зажигание дуги.

2. Устойчивое непрерывное горение дуги.

3. Стабильность электрических параметров режима сварки (I_св или U) при колебаниях напряжения сети.

4. Возможность регулирования электрических параметров режима сварки в требуемых лимитах.

5. Хороший перенос металла и формирование шва.