5.3 Запитання для самоперевірки

1. Що таке зварювання металів?

2. Чим відрізняється зварювання плавленням від зварювання тиском?

3. Що являє собою електричне дугове зварювання?

4. Дайте класифікацію способів дугового зварювання.

5. Яке обладнання використовують при дуговому зварюванні?

6. Назвіть види зварних з'єднань і зварних швів.

7. Укажіть переваги і недоліки ручного зварювання.

8. Призначення плавких і неплавких електродів.

9. Яку роль відіграє покриття електродів для ручного зварювання?

10. Які речовини входять до складу електродних покриттів?

11. Як впливає довжина дуги на якість зварювального шва?

12. Від яких факторів залежить сила зварювального струму?

13. Від чого залежать види зварних з'єднань?

14. Назвіть основні типи зварних з'єднань.

15. Як поділяються зварні з'єднання залежно від просторового положення і напрямку дії навантаження?

5.4 Порядок виконання роботи

Підготувати до зварювання робоче місце, обладнання, прилади, захисні засоби, одяг, рукавиці.

Попередньо ознайомитися з роботою на основі теоретичних положень, розрахувати параметри зварювання.

Ознайомитися з правилами техніки безпеки під час ведення зварювальних робіт.

Уважно вивчити показані викладачем або майстром прийоми зварювання в нижньому положенні спочатку з використанням інструменту без струму і щитка, а потім – виконання цієї самої операції з подачею струму і щитком.

Виконати зварювання, з'єднання і наплавку валика.

Контроль зварювального процесу вести за допомогою приладів. Результати вимірювань занести до таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 – Результати вимірювання

SМЕТ, мм	dЕЛ, мм	UХХ, В	I, А	lД, мм	UД, В
			виміряна	обчислена	виміряна	обчислена

5.5 Оформлення звіту

У звіті необхідно:

- указати мету роботи;

- дати визначення дугового зварювання;

- перелічити види зварювання;

- назвати види електродів і призначення покриттів на них;

- указати, як визначаються параметри дугового зварювання;

- навести основні схеми руху кінця електрода під час виконання зварних швів;

- назвати основні види зварних з'єднань;

- обговорити одержані результати і зробити висновки.

Лабораторна робота 6 основні джерела зварювального струму та їх вольтамперні характеристики

Мета роботи – ознайомитися з роботою та вольтамперними характеристиками трансформатора ВДУ 1201.

6.1 Прилади й обладнання

Трансформатор ВДУ 1201; баластний реостат РБ-301; амперметр; вольтметр; макети зварювального обладнання.

6.2 Основні теоретичні положення

Однією з важливих характеристик джерела зварювального струму є його вольтамперна характеристика. Вона визначає стабільність горіння дуги, де струм і напруга на дузі повинні дорівнювати струму і напрузі джерела живлення. Правильний вибір вольтамперної характеристики джерела живлення багато в чому визначає стабільне горіння зварювальної дуги за малих відхилень напруги на дузі.

Можна виділити два основні типи вольтамперних характеристик джерел зварювального струму:

- із жорсткими зовнішніми характеристиками;

- із крутоспадаючими зовнішніми характеристиками.

Промисловістю випускаються зварювальні джерела обох типів. Джерела з жорсткими вольтамперними характеристиками застосовуються під час автоматичного зварювання плавким електродом із постійною швидкістю подачі електродного дроту.

Відомо, що стійке горіння зварювальної дуги проходить за напруги на дузі і зварювального струму, які відповідають точці А перетину вольтамперної характеристики зварювальної дуги (крива І-І на рис. 6.1, а) із вольтамперною характеристикою джерела живлення. У разі випадкової зміни довжини дугового проміжку відбувається зміна напруги на дузі, що відповідає зміні положення вольтамперної характеристики дуги (рис. 6.1, а), у випадку збільшення довжини дуги характеристика зміщується ліворуч (крива ІІ-ІІ), а в разі зменшення – праворуч (крива ІІІ-ІІІ). Подібні коливання напруги на дузі при зміні довжини дугового проміжку з використанням джерел живлення з жорсткими вольтамперними характеристиками призводять до значної зміни зварювального струму в колі (рис. 6,1, б).

У разі постійної швидкості подачі електродного дроту зменшення струму в дузі викличе зменшення швидкості плавки дроту і потребуватиме регулювання довжини дугового проміжку, тобто встановлення заданого режиму зварювання. Аналогічна картина виникає в разі випадкового зменшення довжини дугового проміжку (зменшення напруги і збільшення струму), коли збільшення струму в дузі викликає збільшення швидкості плавки дроту і встановлення довжини дугового проміжку. Тобто проходить процес саморегулювання довжини дуги.

Очевидно, що під час ручного дугового зварювання, коли скорочення довжини електрода внаслідок його плавки компенсується рухом руки зварника, важко за жорсткої вольтамперної характеристики джерела підтримувати сталу довжину дугового проміжку, а також стабільність процесу зварювання. Тому для ручного зварювання плавким електродом і дугового зварювання з неплавким електродом застосовують джерела зварювального струму з крутопадаючою зовнішньою вольтамперною характеристикою. У такому разі випадкова незначна зміна довжини дугового проміжку не спричинює значної зміни величини зварювального струму (рис. 6.1, а). Цим і досягається стабільність горіння дуги.

Усі джерела струму класифікуються за такими основними ознаками:

- струм: змінний, постійний;

- зовнішня характеристика: крутоспадна, жорстка, зростаюча і змішана;

- характер подачі струму на дугу – джерела для зварювання імпульсною дугою або дугою, яка безперервно горить;

- особливості горіння дуги – джерела для зварювання стиснутою дугою і такою, що вільно горить;

- кількість одночасного живлення постів: однопостові та багатопостові.

Рисунок 6.1 – Графіки, які характеризують сталість горіння

зварювальних дуг при зварюванні плавким електродом:

а) вручну; б) автоматично

Найбільший розвиток у будівництві дістали однопостові джерела живлення зварювальних дуг постійного або змінного струму.

Зупинимось на найбільш поширених джерелах живлення, а саме: механічному перетворювачі ПСО-300 та трансформаторі із збільшеним магнітнім розсіюванням типу ВДУ 1201.

Механічний перетворювач ПСО-300 відноситься до однопостового колекторного генератора (рис. 6.2) з крутоспадною вольтамперною характеристикою (див. рис. 6.1, а). Генератор має намагнічувальну обмотку з великою кількістю витків (ω_н= 500) із тонкого проводу, яка живиться від якоря за допомогою окремої щітки С і розташована на окремих башмаках корпусу. Намагнічувальний струм І_м у цих обмотках невеликий – 2–20 А. Під час протікання струму намагнічувальною обмоткою ω_н у генераторі наводиться магнітний потік, напрямлений по вектору Ф_н. Сила струму в намагнічувальній обмотці регулюється реостатом R. При холостому ході магнітний потік Ф_н визначає ЕРС і напругу генератора. Зміна струму намагнічування здійснює плавне регулювання напруги холостого ходу, а отже, і режиму його роботи під час навантаження.

Крім обмотки збудження ω_н є і послідовна обмотка збудження ω_р, внаслідок включення якої магнітний потік Ф_р може або збігатись із магнітним потоком Ф_н, або спрямоввуватись йому назустріч (як у даному випадку). Чим більше розмагнічуючий магнітний потік Ф_р, тим менша напруга на затискачах, у результаті чого формується крутопадаюча вольтамперна характеристика.

Трансформатор ВДУ1201 відноситься до джерел змінного струму із збільшеним магнітним розсіюванням (рис. 6.3). Магнітопровід трансформатора відноситься до стрижневого типу. Первинна ω₁ і вторинна ω₂ обмотки рознесені по висоті магнітопроводу. Під час проходження струму в обмотках виникають магнітні потоки. Основна частина магнітних потоків замикається по стрижню магнітопроводу Ф_m, частина – по повітрю, створюючи потоки розсіювання Ф_p1 і Ф_p2. Потоки розсіювання утворюють у трансформаторі реактивну ЕРС, яку і визначає індуктивний опір X_L.

Рисунок 6.2 – Електрична схема однопостового зварювального

генератора ПСО-300:

R – реостат; ω_н і ω_р – обмотки намагнічування та розмагнічування;

Ф_н і Ф_p – потоки намагнічування та розмагнічування

Рисунок 6.3 – Схема трансформаторів із збільшеним

магнітнім розсіюванням типу ВДУ 1201:

а) електромагнітна; б) розподілу магнітних потоків

Трансформатори із збільшеним магнітним розсіюванням мають крутопадаючу зовнішню вольтамперну характеристику (рис. 6.1, а). Крутизна падіння визначається індуктивним опором X_L.

У зварювальному трансформаторі ВДУ 1201 для дугового зварювання регулювання здійснюється, в основному, зміною шляху потоків розсіювання, це досягається розсуванням котушок по висоті магнітопроводу l. Типову функціональну структурну схему зварювального апарата типу ВДУ 1201 показано на рис. 6.3.

Джерела зварювального струму працюють у режимах холостого ходу, короткого замкнення і навантаження.