Способы дуговой сварки - Источники питания сварочной дуги
Подробности- Подробности
- Опубликовано 25.05.2012 16:20
- Просмотров: 34552
Основные требования Возбуждение сварочной дуги начинается с короткого замыкания сварочной цепи - контакта между электродом и деталью. При этом происходит выделение теплоты и быстрое разогревание места контакта. Эта начальная стадия требует повышенного напряжения сварочного тока. В дальнейшем происходит некоторое уменьшение сопротивления дугового промежутка (вследствие эмиссии электронов с катода и появления объемной ионизации газов в дуге), что вызывает снижение напряжения тока до предела, необходимого для поддержания устойчивого горения дуги. В процессе сварки при переходе капель электродного металла в сварочную ванну происходят очень частые короткие замыкания сварочной цепи. Вместе с этим изменяется длина сварочной дуги. При каждом коротком замыкании напряжение тока падает до нулевого значения. Для последующего восстановления дуги необходимо напряжение порядка 25 ... 30 В. Такое напряжение должно быть обеспечено за время не более 0,05 с, чтобы поддержать горение дуги в период между короткими замыканиями. Следует учесть, что при коротких замыканиях сварочной цепи развиваются большие токи (токи короткого замыкания), которые могут вызвать перегрев в проводке и обмотках источника тока. Эти условия процесса сварки в основном и определили требования, предъявляемые к источникам питания сварочной дуги.
Для обеспечения устойчивого процесса сварки источники питания дуги должны удовлетворять следующим требованиям:
1. Напряжение холостого хода должно быть достаточным для легкого возбуждения дуги и в то же время не должно превышать нормы безопасности. Максимально допустимое напряжение холостого хода установлено для источников постоянного тока (ГОСТ 304-69, 13821 - 68) - 90 В, а для источников переменного тока (ГОСТ 95-69, 7012-69) - 80 В. На Напряжение горения дуги (рабочее напряжение) должно быстро устанавливаться и изменяться в зависимости от длины дуги, обеспечивая устойчивое горение сварочной дуги. С увеличением длины дуги напряжение должно быстро возрастать, а с уменьшением - быстро падать. Время восстановления рабочего напряжения от 0 до 30 В после каждого короткого замыкания (при капельном переносе металла от электрода к свариваемой детали) должно быть менее 0,05 с. На 4. Ток короткого замыкания не должен превышать сварочный ток более чем на 40 ... 50%. При этом источник тока должен выдерживать продолжительные короткие замыкания сварочной цепи. Это условие необходимо для предохранения обмоток источника тока от перегрева и повреждения. Мощность источника тока должна быть достаточной для выполнения сварочных работ. Кроме того, необходимы устройства, позволяющие регулировать величину сварочного тока в требуемых пределах. 400 °500 * 600 200 300 Ток А Сварочное оборудование должно отвечать требованиям следующих ГОСТов: ГОСТ 304-69 «Генераторы постоянного тока для электродуговой сварки», ГОСТ 95-69 «Трансформаторы однофазные однопостовые для ручной электродуговой сварки», ГОСТ 7012-69 «Трансформаторы однофазные однопостовые для автоматической электродуговой сварки под флюсом», ГОСТ 13821-68 «Выпрямители сварочные однопостовые полупроводниковые с крутопадающими внешними характеристиками для дуговой сварки». § 5. Сварочные преобразователи постоянного тока Сварочные преобразователи постоянного тока подразделяют на следующие группы: по количеству питаемых портов - однопостовые, предназначенные для питания одной сварочной дуги; многопостовые, питающие одновременно несколько сварочных дуг; по способу установки - стационарные, устанавливаемые неподвижно на фундаментах; передвижные, монтируемые на тележках; по роду двигателей, приводящих генератор во вращение, - машины с электрическим приводоммашины с двигателем внутреннего сгорания (бензиновым, или дизельным); по способу выполнения - однокорпусные, в которых генератор и двигатель вмонтированы в единый корпус; раздельные, в которых генератор и двигатель установлены в единой рамке, а привод осуществляется через специальную соединительную муфту. Однопостовые сварочные преобразователи состоят из генератора и электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Сварочные генераторы изготовляют по электромагнитным схемам, в которых обеспечивается падающая внешняя характеристика и ограничение тока короткого замыкания. Внешняя вольтамперная характеристика показывает зависимость между напряжением и током на клеммах сварочной цепи генератора. Для устойчивости горения сварочной дуги характеристика генератора / должна пересекать характеристику дуги ///, как это показано на рис. 14. Возбуждение дуги осуществляется при соприкосновении электрода и изделия. При этом напряжение тока изменяется от точки / к точке 2. При возникновении и устойчивом горении дуги ее характеристика смещается с положения // и занимает положение III, а напряжение тока возрастает до значения, указанного точкой 3. Эта точка соответствует режиму устойчивого горения сварочной дуги. Ток короткого замыкания (точка 4) не должен превышать сварочный ток (точка 5) более чем в 1,5 раза: /к < 1,5/р. Наибольшее распространение в строительстве получили однопостовые генераторы с расщепленными полюсами и генераторы с размагничивающей последовательной обмоткой. Генераторы с расщепленными полюсами работают по принципу использования магнитного потока якоря для получения падающей внешней характеристики. На рис. 15 показана схема сварочного генератора такого типа. Генератор имеет четыре основных и два дополнительных полюса. При этом одноименные основные полюса расположены рядом, составляя как бы один раздвоенный полюс. Два основных полюса и расположенных горизонтально, называются главными полюсами, а два других полюса Na и Sn, расположенных вертикально, называются поперечными полюсами. Обмотки возбуждения имеют две секции: нерегулируемую 2 и регулируемую I. Нерегулируемая обмотка расположена на всех четырех основных полюсах, а регулируемая помещена только на поперечных полюсах генератора. В цепь регулируемой обмотки возбуждения включен реостат 3. На дополнительных полюсах расположена обмотка 4. По нейтральной линии симметрии между разноименными полюсами на коллекторе генератора расположены основные щетки. Дополнительная щетка с которым подключается сварочная служит для питания обмоток возбуждения. 4 При холостом ходе генератора (рис. 16, а) обмотки полюсов создают два магнитных потока Фг и Фп, которые индуцируют э. д. с. в проводниках обмотки якоря. При замыкании сварочной цепи (рис. 16, б) по обмотке якоря потечет ток, который создает магнитный поток якоря Ф„, направленный по линии главных щеток и замыкающийся через полюсы генератора. Магнитный поток якоря Ф„ можно разложить на два составляющих потока. Поток Фп. направлению совпадает с потоком Фг главных полюсов, но усилить его не может, так как главные полюсы генератора имеют вырезы, уменьшающие площади их поперечных сечений, и поэтому они работают при полном магнитном насыщении (т. е. магнитный поток этих полюсов независимо от нагрузки остается практически постоянным). Поток 0П.П направлен против потока Ф поперечных полюсов и поэтому ослабляет его и даже может изменить направление суммарного потока. Такое действие магнитного потока якоря приводит к ослаблению суммарного магнитного потока генератора, а отсюда к уменьшению напряжения тока на основных щетках генератора. Чем больший ток протекает по обмотке якоря, тем больше магнитный поток Ф, тем больше снижается напряжение тока. При коротком замыкании сварочной цепи напряжение на основных щетках почти достигает нулевого значения. Регулирование сварочного тока у некоторых генераторов производят в два приема - грубое и точное. Грубое регулирование производится смещением щеточной траверсы, на которой расположены все три щетки генератора. Если сдвигать щетки по направлению вращения якоря, то размагничивающее действие потока якоря увеличивается и величина сварочного тока уменьшается. При обратном сдвиге размагничивающее действие уменьшается и сварочный ток увеличивается. Таким образом устанавливают интервалы больших и малых токов. Более плавное и точное регулирование тока производят реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения. Увеличивая или уменьшая реостатом ток возбуждения в обмотке поперечных полюсов, изменяют магнитный поток Ф, тем самым изменяют напряжение тока генератора и величину сварочного тока. В генераторах с расщепленными полюсами поздних выпусков регулирование сварочного тока производится изменением числа витков секционированных обмоток полюсов генератора и реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения. Реостат устанавливают на корпусе генератора. Он имеет шкалу с делениями в амперах. Внешняя вольтамперная характеристика генератора с расщепленными полюсами показана на рис. 17. По такой схеме работают генераторы СГ-300М, используемые в преобразователях ПС-300М. Ранее по такой схеме изготовлялись генераторы СМГ, входящие в комплекты преобразователей СУГ, САК и др. Кроме генераторов с размагничивающим действием реакции якоря применяют сварочные генераторы, у которых падающая внешняя характеристика и ограничение величины тока короткого замыкания обеспечивается размагничивающим действием последовательной обмотки возбуждения, включенной в сварочную цепь. Принципиальная схема такого генератора представлена на рис. 18. Генератор имеет две обмотки: обмотку возбуждения 1 и размагничивающую последовательную обмотку 2. Обмотка возбуждения питается либо от основной и дополнительной щеток (b и с), либо от специального источника постоянного тока (от сети переменного тока через селеновый выпрямитель). Магнитный поток Ф, создаваемый этой обмоткой, постоянный и не зависит от нагрузки генератора. Размагничивающая обмотка включена последовательно с обмоткой якоря так, что при горении дуги сварочный ток, проходя через обмотку, создает магнитный поток Ф, направленный против потока Ф. Следовательно, э. д. с. генератора индуцируется результирующим магнитным потоком Фв - Фа. С увеличением сварочного тока магнитный поток Ф возрастает, а результирующий магнитный поток Ф уменьшается. Как следствие, уменьшается индуцируемая э. д. с. генератора. Таким образом размагничивающее действие обмотки 2 обеспечивает получение падающей внешней характеристики генератора. Регулирование сварочного тока производится переключением витков последовательной обмотки (грубая регулировка 18 два диапазона) и реостатом обмотки возбуждения (плавная и точная регулировка в пределах каждого диапазона). По такой схеме выпускаются генераторы* ГСО-120 (входящие в комплект сварочного преобразователя ПШ-120), ГСО-ЗОО и ГСО-500
Комментарии
RSS лента комментариев этой записи