- •1. Теоретична частина 1.1. Загальна характеристика джерел живлення
- •1.2. Типові джерела живлення дуги
- •1.2.1. Однопостовий зварювальний трансформатор з механічним регулюванням
- •1.2.2. Однопостовий зварювальний перетворювач для зварювання в захисних газах
- •1.2.3. Однопостовий універсальний зварювальний випрямляч вду-506
- •1.2.4. Однопостове інверторне джерело живлення р8-5000
- •2. Експериментальна частина
- •2.1. Обладнання і прилади
- •2.2. Порядок виконання роботи
- •Практична частина
6.050503. 1221. 04. 03
Кучкаев
Мартыненко
у
Лабораторна робота
№3 Джерела
живлення для дугового зварювання
Лабораторна робота- №3
Тема: Джерела живлення для дугового зварювання
Мета роботи: 1. Вивчити принципову будову типових джерел живлення дуг постійного та змінного струму.
Вивчити способи формування зовнішніх вольт-амперних характеристик і регулювання вихідних параметрів джерел живлення,
Експериментально зняти зовнішні характеристики трансформатора ТДМ-ЗГ7 і инверторного джерела постійного струму Р8-5000.
1. Теоретична частина 1.1. Загальна характеристика джерел живлення
Джерела живлення зварювальної дуги - електричні машини й апарати, що забезпечують живлення дуги струмом, підтримку стійкого дугового розряду. Конструкція і параметри джерела живлення залежать від його технологічного призначення: ручного зварювання покритим електродом, механізованого зварювання плавким електродом чи під флюсом. Джерело, призначене для живлення струмом однієї дуги, називається одногіостовим. У цехах з великим числом зварювальних постів доцільно використовувати багатопостові джерела.
У якості джерел змінного струму в суднобудуванні використовують зварюваиьні трансформатори і спеціалізовані установки на їхній основі для зварювання методом ТЮ і для електрошлакового зварювання; як джерела постійного струму - зварювальні випрямлячі і машини перетворювачі, а також спеціалізовані джерела на базі випрямлячів для плазмового зварювання і різання. Особливу групу складають інверторні (високочастотні) джерела живлення.
Зварювальний трансформатор - апарат, що перетворює змінну напругу мережі в знижену, необхідну для зварювання, без зміни частоти. Це найбільш прості дешеві джерела, тому їх широко використовують при ручному зварюванні покритими електродами (ММА) та автоматичному зварюванні під флюсом.
Зварювальний машинний перетворювач - являє собою комбінацію електродвигуна змінного струму і зварювального генератора постійного струму. Електрична енергія мережі змінного, що перетворюється в механічну енергію електродвигуна, обертає вал генератора і перетворюється в електричну енергію постійного струму. Перетворювачі застосовують як для зварювання методом ММА так і для механізованого зварювання захищеною дугою (під флюсом та МІО/МАО).
Зварювальний випрямляч - апарат, що пертворює змінну напругу мережі у постійну знижену, необхідну для зварювання, шляхом випрямлення її за допомогою напівпропровідникових вентилів. Це найбільш досконалі джерела живлення, що одержали широке застосування для різних способів зварювання і різання. '
Інверторне джерело живлення - перетворює напругу мержі промислової частоти в змінну чи постійну, що використовується для зварювання, за допомогою спеціального електронного перетворювача - інвертора.
Джерело живлення, зварювальна дуга і з'єднуючи їх провідники утворюють єдини енергетичну систему, стійка робота якої визначається відповідністю вольт-амперних характеристик її нелінійних елементів: джерела живлення і дуги.
Г
6.050503. 1221. 04. 03
2
Рис. 1.1 зовнішня характеристика джерела живлення(1) та статична характеристика дуги (2) U0-напруга холостого ходу джерела живлення; Iкз- струм короткого замикання, Up и Ip-робоче значення напруги та струму при зварюванні, А0-точка збудження дуги, Аі-робоча точка
Вольт-амперні характеристики дуги і джерела живлення можуть мати три різновиди:
Спадна - зі збільшенням сили струму напруга знижується;
Жорстка (полого спадна) - зі збільшенням сили струму напруга практично не змінюється;
Зростаюча - зі збільшенням сили- струму напруга також збільшується. Умови стійкої роботи системи "джерело живлення - дуга" звичайно записують в наступному
виді:Uд=Uдж=Uр;
Iд=Iдж=Iр;
kст=(δUд/δI-δUдж/δI)р>10
де Uд-Uдж напруга дуги і джерела в сталому режимі; Ід , ідж - струм дуги і джерела в сталому режимі; kст - загальний динамічний опір дуги і джерела.
Цими умовами визначається вибір зовнішньої характеристики джерела живлення в залежності від виду статичної характеристики дуги:
Якщо СХД спадна (Дід/ І <0), то для стійкого горіння дуги потрібно джерело живлення тільки зі спадними ЗХДЖ (ІІ^М <0), причому крутість спадання ЗХДЖ в робочій точці повинна бути більшою за характеристику дуги.
При наявності жорсткої СХД (Uд/I =0) джерело живлення повинне мати спадну ЗХДЖ (1ідж/1 <0), однак крутість її спадання може бути будь-якою.
Для стійкого горіння дути зі зростаючою СХД (^идМ >0) принципово можуть бути використані джерела живлення з будь-якою ЗХДЖ, крім тих, у яких власна зростаюча характеристика має крутість підйому більше, ніж СХД.
Практично для зварювання ММА та ТЮ застосовують джерела з круто спадними зовнішніми характеристиками; для зварювання МЮ / МАС, а також під флюсом товстим електродним дротом - джерела з полого спадною зовнішньою характеристикою; для зварювання порошковим дротом - джерела з полого спадними вольт-амперними характеристиками.
Усі зварювальні джерела живлення забезпечуються пристроями регулювання вихідних параметрів: напруга на клемах і струму зварювання. При ручному зварюванні регулювання зводиться до зміни напруги холостого ходу ІІ0 і повного опору джерела ї (рис. 1.2.); при механізованому зварюванні джерелом регулюють напругу дуги, сила струму в цьому випадкузадається швидкістю подачі електродного дроту.
Діапазон регулювання струму зварювання показує технологічні можливості джерела живлення й оцінюється коефіцієнтом кратності регулювання струму к1 =Ітах / Ітіп при У = 1ір. Для джерел живлення, що працюють на струмах до 630 А, робоча напруга визначається наступною залежністю: Ц, = 20 + 0,04 Ір.
6.050503. 1221. 04. 03
3
Рис.1.2. Характеристика джерела живлення і дуги при зміні напруги холостого ходу (а) та опору джерела(б)