Процессы в сварочной дуге. Часть 3

Условия зажигания и горения дуги:

• достаточность напряжения холостого тока источника питания дуги, которое складывается из напряжения горения дуги и напряжения ее зажигания. Обычно напряжение зажигания дуги больше в 1,5-2,5 раза, чем напряжение горения дуги;
• наличие специального источника электропитания дуги, позволяющего быстро разогревать точечный контакт торца электрода до испарения;
• наличие и поддержание ионизации в столбе дуги.
• наличие в сварочной цепи переменного тока повышенной индуктивности (реактивного сопротивления) для повышения стабильности горения дуги, так как в такой цепи имеется только омическое сопротивление, и дуга будет получать ток, переходящий по величине своей через нуль 100 раз в секунду.

По причине недостаточной индуктивности или при практически очень малой ее величине "самодельные" сварочные трансформаторы при работе резко "снижают" напряжение питающей сети и электролампы снижают накал.

Индуктивностью проводника называют способность данного проводника создавать электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции при изменении тока в нем.

Величина индуктивности - это показатель, характеризующий связь между скоростью изменения тока в цепи и возникающей при этом ЭДС

Скорость изменения магнитного потока у катушки больше, чем у витка потому, что каждая силовая линия, пронизывающая витки катушки, сцепляется с ней большее число раз (на количество витков), чем с одним витком - при одинаковой скорости изменения тока в цепи для обоих случаев. При этом плотность магнитного потока для ЭДС самоиндукции больше, индуктивность больше, выше коэффициент самоиндукции.

Ток самоиндукции всегда направлен навстречу прохождению основного тока в цепи с той же частотой, но не совпадающий по фазе (во времени). Это явление используют в сварочной технике, чтобы заметно уменьшить отрицательное действие сварочного переменного тока при переходе его через нулевые значения. В момент нулевых значений сварочного основного тока этот "провал" восполняет ЭДС самоиндукции, так как эта ЭДС сдвигает нулевое значение тока относительно нулевого значения напряжения и горение дуги заметно смягчается, обрывы в горении дуги отсутствуют.

Индуктивное сопротивление - реактивные катушки более 30 лет применялись на сварочных трансформаторах типа СТЭ-24, СТЭ-34, СТН-500, СТН-700 и др.

Реактивные дроссельные катушки этих трансформаторов выполняли роль регуляторов сварочного тока и задатчика внешней электрической характеристики источника тока. Индуктивность ускоряет отделение капли от электрода в ванну за счет повышения скорости нарастания тока короткого замыкания на этой капле, стабилизирует процесс.

Повышенная электрическая индуктивность (реактивное сопротивление) в сварочной цепи, стабилизирующая горение дуги, включается не только в сварочную цепь переменного тока, но и в цепь постоянного тока. Некоторые сварочные выпрямители, в особенности с жесткой характеристикой, изготовляют с включением в сварочную цепь индуктивности для стабилизации горения дуги. Это важно в первую очередь при сварке, наплавке голой проволокой в С0₂. Чем больше диаметр электродной проволоки, тем большая величина индуктивности нужна в сварочной цепи. Например, при антифрикционной наплавке бронзовой проволокой БрКМц-3-1 диаметром 1,8 мм в среде азота на стальную деталь потребовалось для стабилизации горения дуги на очень малых режимах (Ud= 16- 18 В, Id = 70-90 А) в сварочную цепь последовательно с выпрямителем ВС-600 включить индуктивность в виде сварочного регулятора тока (дросселя) РСТЭ-34 и отрегулировать его примерно на 0,5- 0,8 мГ. Это позволило значительно ускорить возрастание тока с изменением напряжения на дуге, а значит, стабилизировать процесс горения и отделения электродной капли. Правильность подбора индуктивности несложно определить по качеству наплавленного металла.

Источник питания должен поддерживать горение дуги за счет своей электрической характеристики, отрабатывая все возмущения и отклонение процесса сварки до нормы (это длина дуги, колебания напряжения, скорость подачи проволоки и др.).

Одной из важнейших характеристик дуги в целом является ее вольт-амперная характеристика, т. е. зависимость напряжения на дуге U от тока / , которая служит главным показателем при выборе источника питания. Эта характеристика между установившимися значениями напряжения и тока при постоянной длине дуги называется статической, а между неустановившимися - динамической.

Процессы в сварочной дуге. Часть 2 Сварочные работы Перенос электродного металла

Процессы в сварочной дуге