1.3.4. Сварочные генераторы

Применяемые в качестве источников питания дуги постоянным током сварочные генераторы, которые разделяют на три основные группы:

-с не­зависимым питанием намагничивающей обмотки и последовательной размагничивающей или подмагничивающей обмоткой;

-с питанием намагничивающей обмотки от дополнительной щетки (с самовозбуждением) и последовательной размагничивающей или подмагничивающей обмоткой;

-с размагничивающим действием реакции якоря (расщепленными полюсами) и самовозбуждением.

Достаточно широко применяются генераторы с размагничивающим действием реакции якоря (расщепленными по­люсами). У этих генераторов падающие характеристики получаются в результате размагничивающего действия магнитного потока обмотки якоря (реакция якоря). Генератор (рис. 1.9) имеет четыре полюса и три группы щеток на коллекторе.

Рис. 1.9. Схема генератора с расщепленными полюсами

Каждую пару одноименных полюсов можно считать одним полюсом, но расщепленным на два. Вертикально расположенные полюсы N_п и S_п называются поперечными, а горизонтальные N_г и S_г - главными. Главные полюсы имеют вырезы и всегда работают при полном магнитном насыщении, т.е. магнитный поток их при всех нагрузках остает­ся неизменным. Магнитный поток полюсов, создаваемый обмотками N_п и N_г, условно можно разделить на два потока Фг и Фп, замыкающиеся через разные пары полюсов. Один магнитный поток идет от N_п и S_п, а второй - от N_г и S_г. ЭДС зависит от интенсивности этих пото­ков.

При холостом ходе тока в якоре нет, магнитный поток Ф_г также отсутствует, поэтому Фп имеет наибольшую величину, а генератор - наибольшее напряжение. При нагрузке ток, проходящий через обмотку якоря N_г, создает магнитный поток Ф_г (пунктиром ), который совпадает с потоком N_г- S_г главных полюсов и увеличивает его, а поток якоря, направленный против потока N_п-S_п, ослабляет его. В момент короткого замыкания магнитный поток якоря имеет наибольшую величину и уменьшает результирующий поток до нуля, значит и ЭДС генератора будет равна нулю.

Промышленность выпускает преобразователи ПС-300М, ПГ-300M-I, ПС-300Т, ПСО-300-2, ПД-305, ПСГ-500-1 с генераторами СГ-300М; СГ-300М-1, СГ-300Т, ГСО-300, ГД-317, ГСГ-500-1.

1.4. Сущность ручной дуговой сварки

Для ручной дуговой сварки применяют металлические электроды, состоящие из металлического стержня 8 и покрытия 9 (рис.1.11). Плавление электрода и свариваемого металла в процессе сварки осу­ществляется теплом электрической дуги, горящей между электродом и свариваемым металлом. Электродный металл в виде капель перехо­дит в жидкую металлическую ванну, называемую сварочной, которая после удаления дуги кристаллизуется, образуя сварной шов (рис.1.10).

Покрытие электрода выполняет следующие функции:

1. Защищает расплавленный металл сварочной ванны от влияния азота, кислорода и водорода воздуха. Из газообразных материалов покрытия над жидким металлом образуется локальная атмосфера 6, которая препятствует контакту жидкого металла с азотом, кислородом и водо­родом. Оседая на шов, они со шлаком ванны образуют легко от­слаивающуюся шлаковую корку 3.

2. Легирует, т.е. вводит в металл шва химические элементы (например кремний, марганец, хром и т.д.), чтобы придать ему необходимые химический состав и механические свойства (прочность, вязкость, твердость и т.д.), а также для компенсации выгорающих элементов.

Рис. 1.10. Схема процесса ручной дуговой сварки:

1 – основной металл; 2 – металл сварного шва; 3- шлаковая корка; 4- сварочная ванна жид­кого металла; 5- шлаковая ванна; 6- газо­вая защитная атмосфера; 7- сварочная дуга; 8- металлический стержень электрода; 9-покрытие электрода; 10- капли расплавлен­ного металла; v_св - направление движения электрода вдоль свариваемых кромок; v_п - направление движения электрода вниз вдоль своей оси

3. Раскисляет расплавленный металл сварочной ванны, т.е. удаляет кислород из жидкого металла. Окислы металлов, остающиеся в металле шва, снижают его механические свойства.

4. Рафинирует расплавленный металл сварочной ванны, т.е. очищает его от серы и фосфора. Повышенное содержание серы и фос­фора в металле шва ухудшает его механические свойства.

Покрытие состоит из порошкообразных материалов, сцементиро­ванных, чаще всего, жидким стеклом (калиевым, натриевым или бакелитовым лаком). В покрытие входят стабилизи­рующие, шлакообразущие, газообразующие, раскисляющие, легирующие и другие вещества. Покрытия бывают: кислые, основные, рутиловые, газозащитные и смешанные.