1. Сварочная дуга

Сварочной дугой называют дугу, представляющую собой длительный устойчивый электрический разряд в газовой среде между электродом и изделием либо между электродами, отличающуюся большим количеством тепловой энергии и сильным световым излучением.

Сварочные дуги квалифицируют по следующим признакам:

• по среде, в которой происходит дуговой разряд; на воздухе - открытая дуга, под флюсом – закрытая дуга; в среде защитных газов;

• по роду применяемого электрического тока - постоянная, переменная;

• по типу электрода - плавящаяся, неплавящаяся;

• по длительности горения - непрерывная, импульсная дуга;

• по принципу работы - прямого действия, косвенная дуга, комбинированная или трехфазная.

Теплота, выделяемая сварочной дугой, не вся переходит в сварной шов. Часть теплоты теряется бесполезно на нагрев окружающего воздуха, плавление электродного покрытия.

Мощность сварочной дуги Q зависит от сварочного тока I и напряжения дуги U:

Q=I∙U (Вт).

Для повышения устойчивости горения сварочной дуги в электродное покрытие или в защитный флюс вводят элементы (калий, натрий, барий и др.), которые повышают степень ионизации и, следовательно, стабилизации сварочной дуги.

Сварочную дугу можно возбудить без касания электродом свариваемого изделия. Для этого нужно в сварочную цепь параллельно включить источник тока высокого напряжения и высокой частоты (осциллятор). При этом для возбуждения дуги достаточно приблизить конец электрода на расстояние 2-3 мм к поверхности изделия.

Дуговой промежуток подразделяется на три основные области:

• катодную;

• анодную;

• столб дуги.

Различают по длине короткую и длинную дугу.

Длиной дуги называют расстояние от конца электрода до дна кратера на поверхности металла.

Кратером называют углубление на поверхности металла в результате давления на него столба дуги.

Длина дуги определяется диаметром электрода.

Короткой называется дуга, длина которой меньше или равна диаметру электрода. Ее размеры 2 - 4 мм.

Длинная дуга та, которая больше или равна диаметру электрода.

Короткой дугой сваривают, длинной - режут металл.

Чтобы избежать кратера, применяют следующие способы:

• начинают и оканчивают шов на основном металле;

• постепенно удлиняют сварочную дугу и резко ее обрывают отводом в сторону.

В процессе горения дуги жидкий металл с конца электрода переходит в сварочную ванну в виде отдельных капель (капельный способ) и при полуавтоматической сварке струйно.

Перенос капель осуществляется под действием:

• силы тяжести;

• силы поверхностного натяжения;

• электромагнитных сил.

2. Эксплуатация и обслуживание источников питания сварочной дуги

Источники питания постоянного тока подразделяются на две основные группы: сварочные преобразователи вращающегося типа (сварочные генераторы) и сварочные выпрямители установки (сварочные выпрямители).

Сварочные выпрямители — это устройства, преобразующие с помощью полупроводниковых элементов — вентилей — переменный ток В постоянный и предназначенные для питания сварочной дуги. Их действие основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении; в обратном направлении они (полупроводники) практически электрический ток не пропускают.

Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники. Селеновые полупроводники получили большое распространение потому, что они дешевые и обладают большой перегрузочной способностью (их к. п. д. около 75 %).

Сварочные выпрямители обладают некоторыми преимуществами перед преобразователями с вращающимися роторами (табл.), так как они имеют лучшие энергетические и весовые показатели, более высокий к. п. д. и просты в обслуживании. Кроме того, они имеют меньшие потери при холостом ходе и лучшие сварочные качества (как результат более широких пределов регулирования), отсутствует шум при работе. Дефицитные медные обмотки заменены в них на алюминиевые.

Принцип работы сварочного выпрямителя:

Сварочные выпрямители собирают по двум наиболее распространенным схемам: однофазной мостовой двухполупериодного выпрямления и трехфазной мостовой.

Наиболее распространена трехфазная мостовая схема выпрямления, которая обеспечивает большую устойчивость горения сварочной дуги при меньшем количестве вентилей при одинаково заданных значениях выпрямленного напряжения и тока, более равномерную загрузку всех трех фаз силовой сети и лучшее использованне трансформатора сварочного выпрямителя.

При работе выпрямителя по этой схеме в каждый данный момент времени ток проводят только два элемента, соединенные последовательно с нагрузкой. Таким образом, в течение одного периода получается шесть пульсаций тока.

Сварочные выпрямители, в зависимости от внешних характеристик, можно разделить на три типа:

• с крутопадающими характеристиками

• с жесткими (или пологопадающими) характеристиками

• универсальные, обеспечивающие получение падающих, жестких и пологопадающих характеристик.

Сварочные генераторы постоянного тока подразделяются:

• по количеству питаемых постов — на однопостовые и многопостовые;

• по способу установки — на стационарные и передвижны;

• по роду привода — генераторы с электрическим приводом и на генераторы с двигателями внутреннего сгорания;

• по конструктивному выполнению — однокорпусные и двух- корпусные.

По форме внешних характеристик сварочные генераторы могут быть:

• с падающими внешними характеристиками;

• с жесткими и пологопадаюшими характеристиками;

• комбинированного типа (универсальные генераторы, при переключении обмоток или регулирующих устройств которых можно получить падающие, жесткие или полого падающие характеристики).

Наибольшее распространение получили генераторы с падающими внешними характеристиками, работающие пo следующим трем основным схемам:

• генераторы с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой;

• генераторы с намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения;

• генераторы с расщепленными полюсами.

Ни один из трех видов генераторов с падающими внешними характеристиками не выделяется существенными преимуществами как по технологическим, так и по энергетическим и весовым показателям.

БИЛЕТ 6