Сварочные источники питания дуги. Основные понятия

Электрическая цепь с таким особым потребителем (нагрузкой), как сварочная дуга с почти мгновенно меняющимися параметрами, требует достаточных знаний сущности самой дуги и процессов в ней, а затем источников тока.

Напряжение между концами электродов дуги (как и сама электрическая цепь с дугой) является сложной и нелинейной функцией длины дуги и силы тока в ней, которая еще зависит от других существенных факторов, например, от величины тока, наличия и состава обмазки, флюса, состава и давления газов, состава металла. Источники тока для обычных целей, например, освещения, питания электродвигателей, электроприборов имеют внешнюю характеристику, приближающуюся к прямой, параллельной оси тока, так как эти потребители тока требуют для нормальной работы постоянного напряжения питающей сети независимо от изменений нагрузки.

Другое явление при горении сварочной дуги, т. е. при постоянном напряжении источника питания: загоревшаяся дуга будет непрерывно разрастаться, сила тока в ней будет неограниченно увеличиваться, пока не произойдет либо отключение ее, либо разрушение проводников цепи. Поэтому источник питания дуги должен обладать такими свойствами, чтобы напряжение на клеммах источника снижалось с увеличением нагрузки и повышалось - с уменьшением нагрузки дуги.

Несколько десятилетий после изобретения и разработок Славянова основным источником питания сварочной дуги был генератор, подвергавшийся усовершенствованию по мере развития электротехники. Глубокое изучение явлений и свойств дуги, а также создание электродных покрытий с содержанием в них ионизирующих веществ (подобно тому, как Славянов вводил в ванну силикаты) открыло путь к применению в качестве источников питания трансформаторов.

Дуговая сварка возникла в конце XIX в., когда техника получения переменного тока еще только зарождалась, и не о каких сварочных трансформаторах не могло быть и речи. Для питания дуги были доступны лишь машины постоянного тока, и до 1930 г. считалось, что переменный ток для сварки - это неполноценный заменитель постоянного тока, так как мгновенное значение переменного тока 100 раз в секунду (периодически) переходит через нуль и дуга будет не достаточно устойчива. В дуге постоянного тока можно менять распределение тепла, меняя полярность при сварке, при переменном же токе это невозможно.

Совершенствование сварочных источников питания и сварочных материалов, а также глубокое познание на базе совершенствования электротехники и электроники явлений, происходящих в дуге, позволили добиться устойчивого горения дуги и безупречного качество сварки. Исследованиями было доказано, что для большинства случаев переменный ток выгоднее постоянного. Практически полностью отсутствует магнитное дутье, как при использовании постоянного тока, которое мешает сварке, отклоняя дугу магнитными полями. Немало и других достоинств переменного тока, которые подробнее приведены в описании сварочных трансформаторов.

Но составы некоторых электродных покрытий принуждают применять постоянный ток, потому что на переменном токе дуга постоянно прерывается и процесс нормальной сварки не происходит.

Сварка высоколегированных сталей. Часть 3 Сварочные работы Процессы в сварочной дуге. Часть 1