Источники питания сварочной дуги: классификация, характеристики
Время чтения: 7 минут
Дуговая сварка — то самая часто применяемая сварочная технология на сегодняшний день. Существует множество разновидностей дуговой сварки, и все они используются повсеместно: от гаража до завода. В основе технологии лежит применение электрической дуги, которая плавит кромки металла и позволяет сформировать сварное соединение. Температуры дуги достаточно, чтобы расплавить большинство существующих металлов.
Однако, сварочная дуга не автономна и нуждается в источнике питания. В этой статье мы подробно расскажем, какие существуют источники питания для дуговой сварки, чем они отличаются между собой и каковы их основные характеристики.
Содержание статьи
Общая информация
Для начала немного общей информации о сварочной дуге. Дуга представляет собой мощный электрический разряд, который формируется между основным металлом и концом электрода. Сварочная дуга генерирует высокотемпературное тепло, которого достаточно для сварки большинства металлов.
Читайте также: Сварочная дуга. Все, что вы хотели знать
Чтобы поджечь дугу, необходим внешний источник тока. В общих чертах основные источники питания для сварки — это трансформаторы, выпрямители, генераторы и инверторы. Проще говоря, сварочные аппараты типы трансформатор, выпрямитель или генератор. А также инверторный сварочный аппарат. Но в рамках этой статьи мы дадим больше информации, поскольку источники для питания сварочной дуги имеют множество особенностей.
Далее мы расскажем, какие существуют сварочные источники питания, каковы их характеристики и какие требования к ним предъявляются.
Классификация источников питания сварочной дуги
По типу сварочного тока
Итак, мы уже разобрали, что источником питания может быть трансформатор, выпрямитель и генератор. Но в более широком смысле все эти источники можно поделить еще на несколько подгрупп. Одна из них — тип тока, который генерирует источник.
Источник может генерировать постоянный или переменный ток. Классический трансформатор и генератор повышенной частоты зачастую генерирует переменный ток. Сварочный выпрямитель генерирует постоянный ток.
Чем отличается источник питания на постоянном токе и на переменном?
Сварочный аппарат переменного тока и постоянного в чем разница? Давайте разбираться.
Аппарат на переменном токе очень прост: он собирается из понижающего трансформатора и специального механизма, который регулирует силу сварочного тока. При применении сварочной дуги переменного тока сварка ведется на переменном токе соответственно.
Аппарат на постоянном токе более технологичен. Его основные компоненты — это понижающий трансформатор, устройство, выпрямляющее ток (выпрямитель), которое преобразовывает поступающий переменный ток в постоянный, и устройство, регулирующее силу тока. Соответственно, здесь сварка ведется на постоянном токе.
Это основные конструктивные различия. Есть еще различия эксплуатационные. Сварка постоянным током предпочтительнее, поскольку у этого источника тока больше преимуществ. Аппараты на постоянном токе намного компактнее и проще в применении, они технологичнее, и в целом считаются более современными. Сварка переменным током сложнее и характеризуется нестабильностью горения дуги.
Также упомянем инверторные источники питания, которые на данный момент считаются самыми технологичными и распространенными. Это сложные аппараты, которые многократно преобразовывают ток, сглаживая его с помощью специальных фильтров, и впоследствии выпрямляют. В результате сварщик получает постоянный ток, а значит крайне стабильную дугу, которая легко поджигается. Также инверторные аппараты снабжаются электронным блоком управления, который прост в применении.
Инверторный источник сварочного тока — самый распространенный тип на данный момент. Такие аппараты самые компактные и легкие (в продаже есть модели весом не более 3-5 кг), при этом они оснащаются дополнительным функционалом, упрощающим сварку.
По количество постов и способу установки
Здесь все намного проще. Вне зависимости от типа источника питания, будь он переменный или постоянный, трансформатор или инвертор, в любом из них может быть либо один разъем для сварки, либо 3 и более.
Аппараты с одним разъемом называются однопостовыми и предназначены для генерирования одной сварочной дуги. Т.е., для применения одним сварщиком. Аппараты с большим количеством разъемов называются многопостовыми, и сразу несколько сварщиков могут производить сварку от одного аппарата.
Источники питания по способу установки могут быть мобильными (переносными) или стационарными.
Внешние характеристики источников питания сварочной дуги
Внешняя характеристика может быть крутопадающей, пологопадающей, жесткой и полого-возрастающей. Чтобы сварочная дуга горела стабильно, ее внешние характеристики должны совпадать с вольт-амперными характеристиками.
Тип внешней характеристики зависит от типа сварочной технологии. Например, для сварки в защитных газах характеристика должна быть либо полого-возрастающей, либо жесткой. А для РДС сварки или автоматической сварки под слоем флюса характеристика должна быть падающей. Только при соблюдении этих условий дуга будет гореть стабильно.
Требования к источникам питания сварочной дуги
Ко всем источникам питания дуги предъявляются требования, обязательные для осуществления дуговой сварки. Так источники питания должны генерировать стабильную дугу, которая при этом должна легко поджигаться. Также источник должен выдавать необходимые вам характеристики, а именно силу сварочного тока и напряжение дуги.
Еще одно немаловажное требование — это возможность быстрого восстановления напряжения дуги после короткого замыкания, когда напряжение падает до нулевой отметки. И, наконец, источник должен быть оснащен устройством, которое позволит регулировать силу сварочного тока до, вовремя и после выполнения работ.
Классификация видов сварки по физическим признакам
Классификация процессов сварки по физическим признакам хоть не относится напрямую к теме статьи, но она косвенно связана с источниками питания. Поскольку именно благодаря им удается выполнить тот или иной вид сварки.
Существует три разновидности сварки по физическому признаку:
- Термическая
- Термомеханическая
- Механическая
При термической сварке источник питания должен генерировать дугу, которая будет плавить металл только с помощью своей тепловой энергии. Дуговая сварка, плазменно-, электронно-, ионно-лучевая сварка, электрошлаковая, индукционная, газовая сварка — все это термические виды сварки.
Термомеханическая сварка предполагает не только использование тепловой энергии, но и применение давления. Эти параметры необходимы, например, для контактной сварки. А еще для диффузионной, дуго-, шлако-, индукционно-прессовой и печной сварки.
Классификация сварочных процессов ни обходится без механических видов сварки металлов. При таком типе сварки детали соединяются под действием давления и механической энергии. Это сварка взрывом, холодная сварка, сварка трением и т.д. Данный тип сварки не использует сварочную дугу и не нуждается в источнике питания.
Вместо заключения
Теперь вы знаете, каковы особенности при сварке на переменном токе и на постоянном, какие существуют источники питания дуги, каковы их внешние характеристики и особенности. Мы также рассказали, какие требования предъявляются к источникам, ведь именно от них зависит стабильность горения дуги и ее легкий поджиг. Надеемся, этот материал будет полезен для всех новичков и практикующих сварщиков. Желаем удачи в работе!
Источники питания сварочной дуги постоянного тока (сварочные генераторы и выпрямители)
У сварочных генераторов с расщепленными полюсами падающие внешние характеристики получаются в результате размагничивающего действия магнитного потока обмотки якоря (реакции якоря). Генератор Г имеет четыре основных магнитных полюса N1, N2, S1, S2, и три группы щеток а, b, с на коллекторе. В отличие от рассмотренных генераторов, у которых северные и южные магнитные полосы чередуются между собой, у генераторов этой группы одноименные полюсы расположены рядом.
Принципиальная электрическая схема генератора с ращепленными полюсами (а) и схема магнитных силовых полей (б) |
Каждую пару одноименных полюсов считаем одним, но расщепленным на два. Сварочные генераторы с расщепленными полюсами фактически являются двухполюсными. Вертикально расположенные полюсы называются поперечными, а горизонтальные — главными. Главные полюсы имеют вырезы для уменьшения площади поперечного сечения и всегда работают при полном магнитном насыщении, т. е. магнитный поток, создаваемый этими полюсами, при всех нагрузках остается неизменным. Магнитный поток полюсов, создаваемый обмотками НГ и НП, условно можно разделить на два потока Фг и Фп , замыкающиеся через определенные пары полюсов. Один магнитный поток имеет направление от северного полюса N1 к южному S1 и второй—от северного полюса N2 к южному S2. Э. д. с. якоря зависит от интенсивности магнитных потоков Фп и Фг. Чем интенсивнее магнитный поток, пересекаемый проводниками якоря, тем больше э. д. с.
При возбуждении электрической дуги через обмотку якоря проходит ток, который создает магнитный поток обмотки якоря (показан штриховыми линиями). Этот магнитный поток зависит от тока: чем меньше величина тока в обмотке якоря, тем меньше магнитный поток якоря. Магнитный поток якоря, который совпадает по направлению с магнитным потоком N2, S2 главных полюсов (направления магнитных потоков полюсов показаны стрелками), увеличивает его; направленный же в противоположную сторону магнитный поток уменьшает его.
Главные полюсы всегда работают при полном магнитном насыщении. Следовательно, магнитный поток якоря практически не может увеличить магнитный поток Фг, он может только уменьшить магнитный поток поперечных полюсов Фп. В момент короткого замыкания в сварочной цепи магнитный поток якоря имеет наибольшую величину и уменьшает результирующий магнитный поток до нуля, следовательно, э. д. с. генератора также равна нулю.
При отсутствии нагрузки в сварочной цепи (при холостом ходе) в обмотке якоря тока нет, магнитный, поток якоря также отсутствует, поэтому поток Фп и, следовательно, результирующий магнитный поток имеют наибольшую величину, а генератор — наибольшее напряжение. Таким образом, вследствие размагничивающего действия магнитного потока обмотки якоря (реакции якоря) создается падающая внешняя характеристика.
По данной схеме (с расщепленными полюсами) в промышленности нашли применение преобразователи ПС-ЗООМ, ПС-300М-1, ПС-300Т с генераторами СГ-300М, СГ-ЗООМ-1, СГ-300Т и некоторые другие сварочные агрегаты. Основные технические данные преобразователей с генераторами, работающими по этой схеме, даны в таблице.
Технические характеристики преобразователей ПС-ЗООМ, ПС-300М-1, ПС-300Т
| Параметры | Тип преобразователя | ||
| ПС-ЗООМ | ПС-ЗООМ-1 | ПС-300Т | |
| Тип генератора Напряжение холостого хода, В Номинальный сварочный ток (при ПР-65%), А Пределы регулирования тока, А Тип электродвигателя Мощность электродвигателя, кВт Исполнение Масса, кг | СГ-300М 340 80-380 А-64-2 14 Однокорпусный 600 | СГ-З00М-1 — 340 80-360 A-64-2 14 Однокорпусный стационарный 590 | СГ-300Т 50-76 300 75-340 АТ-62-4Т 14 Однокорпусный стационарный 600 |
Источники питания сварочной дуги
Для дуговой сварке применяют как постоянный, так и переменный ток. Источниками постоянного тока являются сварочные генераторы (сварочные преобразователи и агрегаты), и сварочные выпрямители (селеновые и кремниевые). Источником переменного тока – сварочные трансформаторы, их применяют значительно чаще. Они более просты в изготовлении в эксплуатации, имеют небольшую массу и стоимость, а также обладают более высоким КПД и более долговечны. Однако при питании переменным током дуга горит неустойчиво, так как 100 раз в секунду напряжение и ток дуги проходят через нулевое значение, что приводит к временной деионизации дугового промежутка.
Постоянный ток предпочтителен в технологическом отношении, при его применении повышается устойчивость горения дуги, улучшаются условия сварки в различных пространственных положениях, появляется возможность вести сварку прямой и обратной полярности.
К источникам сварочного тока предъявляются следующие требования: они должны обеспечить легкое зажигание и устойчивое горение дуги, ограничивать величину тока короткого замыкания, должны быть безопасными в работе и обладать хорошими динамическими свойствами. Динамические свойства определяются временем восстановления напряжения от момента короткого замыкания, когда оно почти равно нулю, до значения 18−20В, когда происходит зажигание дуги. Это время не должно превышать 0,05 с, чем быстрее восстанавливается напряжение, тем динамичнее свойства источника питания.
а б |
Сварочный трансформатор (рис. 4) снижает высокое напряжение сети (220 или 380В) до напряжения холостого хода (60−80В). Кроме того, трансформатор создает на дуге падающую внешнюю характеристику. Для этого последовательно с дугой и вторичной 2 обмоткой трансформатора включают реактивную (дроссельную) катушку 3. Во время прохождения сварочного тока в витках дроссельной обмотки 3 индуктируется ЭДС самоиндукции противоположно направленная основной ЭДС трансформатора. Поэтому напряжение, подведенное к дуге, снижается от значения холостого хода до 18−30В во время горения дуги и почти до нуля при коротком замыкании. Ток в трансформаторе регулируется изменением величины самоиндукции дросселя при увеличении или уменьшении воздушного зазора S между подвижной
Рис. 4. Схема сварочного трансформатора |
Сварочные преобразователи. Для сварки источниками постоянного тока служат сварочные преобразователи и сварочные агрегаты. Сварочный преобразователь состоит из генератора постоянного тока и приводного электродвигателя, сварочный агрегат – из генератора и двигателя внутреннего сгорания (д.в.с.). Сварочные агрегаты применяются для работы в полевых условиях и в тех случаях, когда в питающей электрической сети сильно колеблется напряжение. Генератор и д.в.с. (бензиновый или дизельный) монтируются на общей раме без колес, на катках, колесах, в кузове автомашины и на базе трактора.
Рис. 5. Схема сварочного генератора |
Рассмотрим схему генераторов с намагничивающей параллельной и разма-гничивающей последовательной обмотками возбуждения (рис. 5). Отличительной особенностью генераторов такой схемы является использование принципа само-возбуждения. Поэтому их полюса изготовляются из феромагнитной стали, имеющий остаточный магнетизм.
Как видно из схемы (рис. 5 ) генератор имеет на основных полюсах две обмотки: обмотку возбуждения Н и последовательно включенную размагничивающую обмотку С. Обмотка Н подключена к дополнительной с и основной а щеткам генератора, напряжение между которыми постоянно по величине и не меняется с изменением нагрузки. Магнитный поток Фн этой обмотки постоянен по величине, поэтому обмотку Н называют обмоткой независимого возбуждения.
При холостом ходе э.д.с. генератора индуктируется только магнитным потоком Фн. При зажигании дуги сварочный ток проходит через последовательную обмотку С, которая подключена к основным щеткам а и б так, что магнитный поток Фс направлен против магнитного потока Фн. Этим обуславливается размагничивающее действие последовательной обмотки. ЭДС, индуктируемая в якоре генератора, тем меньше, чем больше магнитный поток Фс, величина которого зависит от тока сварочной цепи. Чем меньше ток в сварочной цепи, тем меньше Фс и тем выше напряжение генератора. При коротком замыкании, т.е. при максимальном токе в сварочной цепи, магнитный поток Фс последовательной обмотки почти равен магнитному потоку Фн обмотки независимого возбуждения, и напряжение на зажимах генератора близко к нулю. Взаимодействием магнитных потоков двух обмоток обеспечивается падающая внешняя характеристика сварочного генератора..
Сварочные выпрямители. Сварочные выпрямители – это устройства, преобразующие с помощью полупроводниковых элементов (вентилей) переменный ток в постоянный и предназначенные для питания сварочной дуги. Их действие основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении.
Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя представлена на рис. 6. Сварочный выпрямитель состоит из двух основных частей: понижающего трехфазного трансформатора I с регулирующим устройством и выпрямительного блока ВС, состоящего из селеновых (или кремниевых) вентилей. Конструкцию сварочного выпрямителя несколько усложняет входящий в него вентилятор ДВ для охлаждения выпрямительного блока. Включение выпрямителя в работу производится пакетным выключателем ПВ. Вентилятор сблокирован с выпрямителем воздушным реле РКВ. При нормальной работе вентилятора срабатывают реле контроля вентиляции РКВ, включаемое потоком воздуха от вентилятора, и магнитный пускатель ПМ, соединяющий обмотки сварочного трансформатора с сетью. Если вентилятор поврежден, то выпрямитель не включается, если повреждение произойдет во время работы, то выпрямитель выключится.
Рис. 6. Схема трехфазного выпрямителя
Сварочные выпрямители перед преобразователи имеют следующие преимущества: более высокий КПД и меньше потери на холостом ходу, лучшие динамические свойства, меньшую массу, большую надежность и простоту обслуживания при эксплуатации, бесшумность при работе, большую экономичность при изготовлении. Основной недостаток сварочных выпрямителей – их большая чувствительность к колебаниям напряжения сети, чем у сварочных преобразователей. Подобно сварочным генераторам они могут быть однопостовыми и многопостовыми и иметь падающую, пологую или жесткую внешнюю характеристики. Для создания падающей характеристики используются сварочные трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием или для этой цели служит дроссель. Для ручной сварки применяют выпрямители с падающей внешней характеристикой.
Источники питания сварочной дуги переменного тока (сварочные трансформаторы) | Строительный справочник | материалы — конструкции
Внешняя характеристика источников питания сварочной дуги
Внешняя характеристика источников питания (сварочного трансформатора, выпрямителя и генератора) — это зависимость напряжения на выходных зажимах от величины тока нагрузки. Зависимость между напряжением и током дуги в установившемся (статическом) режиме называется вольт-амперной характеристикой дуги.
Внешние характеристики сварочных генераторов, показанные на рис. 1 (кривые 1 и 2), являются падающими. Длина дуги связана с ее напряжением: чем длиннее сварочная дуга, тем выше напряжение. При одинаковом падении напряжения (изменении длины дуги) изменение сварочного тока неодинаково при неодинаковых внешних характеристиках источника. Чем круче характеристика, тем меньше влияет длина сварочной дуги на сварочный ток. При изменении напряжения на величину δ при крутопадающей характеристике изменение тока равно а1, при пологопадающей — а2.
Рис. 1. Внешняя характеристика источников питания: 1 — крутопадающая внешняя характеристика; 2 — пологопадающая; 3 — жёсткая; 4 — пологовозрастающая |
Рис. 2. Внешняя характеристика источников питания и сварочной дуги: а — сплошная линия — генератора, штрихованная — дуги в момент возбуждения; штрихпунктирная — дуги при горении; б — характеристика источников питания сварочной дуги. |
Для обеспечения стабильного горения дуги необходимо, чтобы характеристика сварочной дуги пересекалась с характеристикой источника питания (рис. 2).
В момент зажигания дуги (рис. 2, а) напряжение падает по кривой от точки 1 до точки 2 — до пересечения с характеристикой генератора, т. е. до положения, когда электрод отводится от поверхности основного металла. При удлинении дуги до 3 — 5 мм напряжение возрастает по кривой 2—3 (в точке 3 осуществляется устойчивое горение дуги). Обычно ток короткого замыкания превышает рабочий ток, но не более чем в 1,5 раза. Время восстановления напряжения после короткого замыкания до напряжения дуги не должно превышать 0,05 с, этой величиной оцениваются динамические свойства источника.
На рис. 2,6 показаны падающие характеристики 1 и 2 источника питания при жесткой характеристике дуги 3, наиболее приемлемой при ручной дуговой сварке.
Напряжение холостого хода (без нагрузки в сварочной цепи) при падающих внешних характеристиках всегда больше рабочего напряжения дуги, что способствует значительному облегчению первоначального и повторного зажигания дуги. Напряжение холостого хода не должно превышать 75 В при номинальном рабочем напряжении 30 В (повышение напряжения облегчает зажигание дуги, но одновременно увеличивается опасность поражения сварщика током). Для постоянного тока напряжение зажигания должно быть не менее 30 — 35 В, а для переменного тока 50 — 55 В. Согласно ГОСТ 7012 —77Е для трансформаторов, рассчитанных на сварочный ток 2000 А, напряжение холостого хода не должно превышать 80 В.
Повышение напряжения холостого хода источника переменного тока приводит к снижению косинуса «фи». Иначе говоря, увеличение напряжения холостого хода снижает коэффициент полезного действия источника питания.
Источник питания для ручной дуговой сварки плавящимся электродом и автоматической сварки под флюсом должен иметь падающую внешнюю характеристику. Жесткая характеристика источников питания (рис. 1, кривая 3) необходима при выполнении сварки в защитных газах (аргоне, углекислом газе, гелии) и некоторыми видами порошковых проволок, например СП-2. Для сварки в защитных газах применяются также источники питания с пологовозрастающими внешними характеристиками (рис. 1, кривая 4).
Относительная продолжительность работы (ПР) и относительная продолжительность включения (ПВ) в прерывистом режиме сварочной дуги
Относительная продолжительность работы (ПР) и относительная продолжительность включения (ПВ) в прерывистом режиме характеризуют повторно-кратковременный режим работы источника питания.
Величина ПР определяется как отношение продолжительности рабочего периода источника питания к длительности полного цикла работы и выражается в процентах
где tp — непрерывная работа под нагрузкой; tц — длительность полного цикла. Условно принято, что в среднем tp = 3 мин, а tц = 5 мин, следовательно, оптимальная величина ПР % принята 60%.
Различие между ПР% и ПВ% состоит в том, что в первом случае источник питания во время паузы не отключается от сети и при разомкнутой сварочной цепи работает на холостом ходу, а во втором случае источник питания полностью отключается от сети.
СВАРОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Сварочные трансформаторы по фазности электрического тока подразделяются на однофазные и трехфазные, а по количеству постов — на однопостовые и многопостовые. Однопостовой трансформатор служит для питания сварочным током одного рабочего места и имеет соответствующую внешнюю характеристику.
Многопостовой трансформатор служит для одновременного питания нескольких сварочных дуг (сварочных постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения сварочной дуги и обеспечения падающей внешней характеристики в сварочную цепь дуги включает дроссель. Для дуговой сварки сварочные трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы:
трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием, конструктивно выполненные в виде двух раздельных аппаратов (трансформатор и дроссель) или в едином общем корпусе;
трансформаторы с развитым магнитным рассеянием, конструктивно различающиеся по способу регулирования (с подвижными катушками, с магнитными шунтами, со ступенчатым регулированием).
ОБСЛУЖИВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
При эксплуатации сварочных трансформаторов следует следить за надежностью контактов, не допускать перегрева обмоток, сердечника и его деталей. Необходимо раз в месяц смазывать регулировочный механизм и не допускать загрязнений рабочих частей трансформаторов.
Необходимо следить за надежностью заземления и оберегать трансформатор от механических повреждений.
При работе трансформатора нельзя допускать превышения величины сварочного тока против указанной в паспорте. Запрещается перетаскивание трансформатора или регулятора с помощью сварочных проводов.
Раз в месяц трансформатор необходимо обдуть (очистить) струей сухого сжатого воздуха и проверить состояние изоляции.
Попадание влаги на обмотки трансформатора резко снижает электрическое сопротивление, в результате чего возникает опасность пробоя изоляции. Если сварочные трансформаторы установлены на открытом воздухе, их необходимо укрывать от атмосферных осадков. В таких случаях следует делать навесы или специальные передвижные будки.
Электрические свойства сварочной дуги и требования к источникам питания
Электрические свойства сварочной дуги и требования к источникам питания
Сварочная дуга — мощный электрический разряд в среде ионизированных газов и паров между электродами, находящимися под напряжением. На рис. 1 схематически изображена дуга, питаемая постоянным током, между катодом (электродом) 1 и анодом 5. Она имеет катодную 2 и анодную 4 области, столб 3. Протяженность катодной и анодной областей очень мала, большую часть дуга составляет столб.
Рис. 1. Сварочная дуга постоянного тока: 1 — катод; 3 — катодная область; 3 — столб дуги; 4- анодная область; 5 — анод
Напряжение дуги, т. е. разность потенциалов между катодом и анодом, зависит от длины дуги и силы тока, а также материалов и размеров электродов, состава и давления плазмы столба дуги. При неизменной силе тока напряжение дуги Uд зависит от ее длины lд:
Uд=a+blд,
где a — сумма падения напряжения в катодной и анодной областях дуги; b — напряженность столба дуги.
При выборе источника питания решающее значение имеет характер зависимости между напряжением и силой тока дуги. Графическое изображение зависимости напряжения от силы тока дуги называют статической вольт-амперной характеристикой, или статической характеристикой дуги. Как видно из рис. 2, статическая характеристика сварочной дуги при постоянных диаметре электрода и длине дуги состоит из трех участков: падающего I, жесткого II . возрастающего III. В зависимости от способа сварки сварочной дуге соответствует тот или иной участок статической характеристики:
при ручной сварке статическая характеристика дуги падающая с переходом к жесткой,
при механизированной сварке под флюсом и в углекислом газе — жесткая с переходом к возрастающей.
Рис. 2. Статическая характеристика сварочной дуги: I — падающая; II — жесткая III — возрастающая
Источник питания сварочной дуги должен удовлетворять основным требованиям:
обеспечивать надежное возбуждение дуги,
поддерживать ее устойчивое горение, способствовать благоприятному переносу электродного металла и формированию сварного шва,
а также,обеспечивать возможность настройки требуемого режима сварки.
Электрические свойства источника питания при работе в статическом режиме выражаются его внешней характеристикой — зависимостью между напряжением на его зажимах (клеммах) и силой тока, протекающего через сварочную цепь при нагрузке. Внешняя вольт-амперная характеристика может быть крутопадающей (а), пологопадающей (б), жесткой (в) и возрастающей (г) (рис. 3). Важными параметрами источника питания являются его напряжение холостого хода U0, ток короткого замыкания Iк, номинальные напряжение Uн и ток Iн (рис. 4).
Рис. 3. Внешняя характеристика источника питания: а — крутопадающая; б — пологопадающая; в — жесткая; г — возрастающая
Рис. 4. Внешняя характеристика источника питания (1) и статическая характеристика дуги (2)
При касании электродом изделия происходит короткое замыкание сварочной цепи, ток которого расплавляет и испаряет металл контактных поверхностей. При последующем отрыве электрода от изделия в пространстве, заполненном ионизированными парами и газами, под действием напряжения источника возникает сварочная дуга. Возбуждение дуги происходит тем легче, чем выше напряжение холостого хода источника. Для обеспечения надежного возбуждения напряжение холостого хода должно быть не ниже 40В. По условиям безопасности напряжение холостого хода источников переменного тока не превышает 80В, постоянного топа — 90В (за исключением специализированных источников). При сварке неплавяшимся электродом для возбуждения дуги без касания на промежуток электрод-изделие подают высоковольтный разряд от специального генератора высокочастотного напряжения — осциллятора.
Устойчивое горение дуги обеспечивается правильным выбором внешней характеристики источника питания (см. рис. 4). Например, при падающей статической характеристике 2 дуги источник питания должен иметь еще более крутопадаюшую внешнюю характеристику 1. Как видно из рис. 4, сила тока и напряжение дуги в источника питания совпадают в точках А и В. Из нихтолько точка А соответствует устойчивому горению дуги. Если по какой-либо причине сила тока снизится, то напряжение источника станет больше напряжения дуги, в этот избыток приведет к увеличению силы тока, т. е. к возврату в точку А. Если же сила тока увеличится, то напряжение источника снизится и станет меньше напряжения дуги, поэтому сила тока уменьшится и режим горения восстановится. Тем самым поддерживается постоянный режим сварки и устойчивое горение дуги.
Точка В соответствует неустойчивому горению дуги, так как всякое случайное изменение силы тока развивается вплоть до обрыва дуги или до тех пор, пока сила тока не достигнет значения, соответствуюшего точке устойчивого горения дуги А. Следовательно, устойчивое горение дуги поддерживается только в той точке, где внешняя характеристика источника питания является более крутопадающей, чем статическая характеристика дуги.
При жесткой статической характеристике дуги внешняя характеристика источника питания может быть и круто-, и пологопадающей. При возрастающей статической характеристике дуги применяют источники с жесткими внешними характеристиками.
К источникам питания переменного тока предъявляют дополнительные требования, связанные с пониженной устойчивостью дуги переменного тока. При частоте 50 Гц напряжение источника в течение секунды 100 раз снижается до нуля, при этом дуга угасает. После каждого такого угасания дуга может возбудиться лишь при повышенном напряжении, называемом напряжением повторного возбуждения. Если напряжение источника недостаточно велико, повторного возбуждения может не произойти, и в горении дуги наступают значительные перерывы. Для надежного повторного возбуждения дуги переменного тока необходимо увеличивать силу тока и напряжение холостого хода источника, а также применять источники с большой индуктивностью.
При ручной сварке все возможные способы регулирования силы тока и напряжения дуги можно свести к двум; изменению напряжения холостого хода U0 и сопротивления Z источника. Если увеличить напряжение холостого хода источника питания (рис. 5, а), его характеристика сместится вправо и пересечется с характеристикой дуги при больших токах. Если увеличить сопротивление источника питания, что соответствует смещению его характеристики влево (рис. 5, б), то энергия, отдаваемая источником питания дуге, уменьшится, сила тока снизится. При механизированной сварке источником регулируют напряжение дуги, сила тока в этом случае задается скоростью подачи электродной проволоки автомата.
При ручной сварке покрытыми электродами используют источники питания постоянного и переменного тока с крутопадающими внешними характеристиками (см. рис. 4). Благодаря повышенному напряжению холостого хода обеспечивается надежное первоначальное и повторное возбуждение дуги. При сочетании крутопадающей характеристики источника с жесткой характеристикой дуги выполняется условие устойчивости. Поскольку на рабочем участке (область точки А) характеристика источника близка к вертикальной, то при увеличении длины дуги и ее напряжения сила тока уменьшается незначительно. За счет этого обеспечиваются высокая устойчивость горения, эластичность сварочной дуги и стабильный режим сварки. При крутопадающей внешней характеристике сила тока короткого замыкания сравнительно невелика, поэтому разбрызгивание электродного металла при капельном переносе мало.
Рис. 5. Характеристики источника питания дуги при увеличенин напряжения холостого хода (а) и сопротивления источника питания (б)
При сварке под флюсом применяются автоматические системы с постоянной скоростью подачи проволоки, работающие по принципу саморегулирования дуги. Он заключается в том, что при большой силе тока и небольшом диаметре электрода в дуге самопроизвольно устанавливается такая сила тока, при которой скорость плавления проволоки равна скорости ее подачи. При внезапном удлинении дуги сила сварочного тока уменьшается, и снижается скорость плавления проволоки. В результате возникшее отклонение длины дуги уменьшается, а сила тока увеличивается до тех пор, пока не восстановятся исходные длина и сила тока дуги. Аналогичные процессы происходят при укорачивании дуги.
Чем больше отклонение силы сварочного тока, тем легче саморегулирование дуги. При изменении длины дуги отклонение силы тока тем больше, чем меньше наклон внешней характеристики источника. Поэтому источник для сварки под флюсом должен иметь полого-падающую внешнюю характеристику (см. рис. 3). При этом обеспечиваются надежное первоначальное и повторное возбуждение и устойчивое горение дуги. Сила тока зависит от скорости подачи проволоки и поэтому настраивается механизмом ее подачи сварочного аппарата.
При механизированной сварке в углекислом газе используют источники постоянного тока с жесткой внешней характеристикой. Постоянный ток необходим для улучшения условий возбуждения дуги. Жесткая характеристика обеспечивает устойчивость горения дуги и стабильность процесса сварки. Для уменьшения разбрызгивания электродного металла последовательно с источником включают дроссель со значительной индуктивностью, ограничивающей пиковое значение силы тока короткого замыкания. Величина напряжения дуги регулируется источником, а сила сварочного тока- полуавтоматом.
Источники питания сварочной дуги
Пригодность источника тока для питания сварочной дуги оценивается так называемой внешней характеристикой, представляющей собой зависимость напряжения на клеммах, источника от даваемой им силы тока: U = ƒ(I).
Обычные электрические машины непригодны для этой цели, так как они имеют жесткую характеристику типа U = ƒ(I) = const (рис. 191, линия с). На этом же рисунке нанесены статические дуги (кривые а и а1), представляющие собой зависимости напряжения дуги от тока и относящиеся к ее установившемуся состоянию.
Рис. 191. Внешние характеристики источников питания и статические характеристики дуги: а и а1 — статические характеристики соответственно для дуг длиной 2 и 5 мм; b и b1 — внешние характеристики сварочного источника тока; с — внешняя характеристика обычного источника тока.
Источник питания сварочной дуги должен иметь внешнюю крутопадающую характеристику (рис. 191, кривые b и b1). Завbсимость напряжения от тока U = ƒ(I) здесь такова, что с возрастанием тока в цепи напряжение на клеммах источника тока уменьшается.
Точки пересечения (В, В’, В1, и В») внешних характеристик b и b1со статическими характеристиками дуги (а и а1) соответствут режимам устойчивого горения дуги.
Кроме того, к источникам питания дуги предъявляются следующие требования:
- напряжение холостого хода должно быть не выше 65—75 в;
- величина тока короткого замыкания не должна превышать сварочный (рабочий) ток более, чем на 40 ÷ 50%;
- источник питания должен обладать хорошими динамическими свойствами и быстро реагировать на все изменения режима дуги;
- эксплуатация источника должна быть простой и надежной, а регулирование тока должно осуществляться плавно.
Источники питания дуги постоянным током принято называть генераторами, а источники переменного тока — сварочными аппаратами или трансформаторами. Если источник тока предназначен для питания одной дуги, он называется однопостовым, а в том случае, если от него питаются несколько дуг,— многопостовым.
Генераторы постоянного тока могут быть стационарными и передвижными с приводом в виде электрического двигателя или: двигателя внутреннего сгорания. Генератор вместе с двигателем образуют сварочный агрегат.
Однопостовые сварочные агрегаты постоянного тока должны меть падающую внешнюю характеристику и хорошие динамические свойства. На рис. 192, а и б показаны соответственно агрегаты ПС-300 и ПС-500. Ступенчатое регулирование тока агрегата ПС-300 производится смещением щеток по поверхности коллектора с фиксацией их в двух положениях, а плавное регулирование в пределах каждой ступени осуществляется с помощью реостата. Пределы регулирования сварочного тока от 70 до 380 а.
Рис. 192. Источники,сварочного тока: а и б — агрегаты ПС-300 и ПС-500; в — многопостовой преобразователь ПСМ-1000; г — схема подключения сварочных постов к преобразователю ПСМ-1000, РБ-200 — баластный реостат; д — схема сварочного аппарата типа СТЭ с подключенной к нему сварочной цепью: 1 — первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 3 — обмотка дросселя; 4 — магнитопровод трансформатора; 5 — магнитопровод дросселя; 6 — ярмо дросселя; 7— электрическая дуга; L — регулируемый зазор между сердечником дросселя и ярмом; е — схема сварочного аппарата типа СТН с подключенной к нему сварочной цепью; 1 — первичная обмотка трансформатора; 2 — вторичная; 3 — реактивная обмотка; 4 — магнитопровод; 5 — ярмо; 6 — электрическая дуга.
У агрегата ПС-500 также предусмотрена комбинированная (ступенчатая и плавная) регулировка тока. Однако ступенчатое регулирование у этого агрегата осуществляется не сдвигом щеток, а включением различного числа секций одной из обмоток. Пределы регулирования тока 120 — 600 а.
Многопостовые генераторы имеют жесткую характеристику. Получение падающей характеристики на каждом сварочном посту и плавное регулирование тока достигается включением в цепь каждой дуги балластного реостата. Многопостовой преобразователь ПСМ-1000 и схема подключения к нему сварочных постов показаны на рис. 192, в и г.
При сварке на переменном токе в сварочную цепь последовательно с дугой включается индуктивное сопротивление — дроссельная катушка. Это позволяет получить падающую характеристику и плавно регулировать ток. Различают три системы сварочных трансформаторов:
Трансформатор с отдельной дроссельной катушкой, имеющей два самостоятельных магнитопровода и общую вторичную электрич
Источники питания сварочной дуги переменного тока — Студопедия
Классификация источников питания.
Источники питания сварочной дуги.
Лекция 24
Для получения качественного сварного соединения источники питания дуги должны обладать свойствами, удовлетворяющими технологическим и технико–экономическим требованиям.
Технологические требования определяются процессами сварки конкретных изделий, качеством сварного соединения и производительностью сварочного агрегата.
Технико–экономические требования определяют коэффициент полезного действия, коэффициент мощности, габариты, вес, надежность, соответствие технике безопасности и эргономике.
Источники питания сварочных установок классифицируются по ряду показателей.
По роду тока – напряжение постоянного и переменного тока.
По виду внешних характеристик – источники питания, имеющие падающие, пологопадающие, жесткие и пологовозрастающие характеристики.
По способу получения энергии – на зависимые, получающие энергию от обычной стационарной электрической сети и автономные, т.е. получающие энергию от агрегата с двигателем внутреннего сгорания.
По количеству обслуживаемых постов – на однопостовые и многопостовые.
По применению – на общепромышленные и специализированные.
К общепромышленным относятся источники питания для ручной дуговой сварки и механизированной сварки под флюсом. Эти источники предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей толщиной более 1 мм. Они, как правило, имеют простую конструкцию и электрическую схему.
К специализированным относятся источники, предназначены для сварки легких металлов и их сплавов (алюминий, дюралюминий, титан), тонкой и особо тонкой стали всех марок, для особо качественных соединений, работающие с штатными и импульсными сварочными дугами. Выполнение высоких технологических требований, предъявляемых к этим источникам, достигается за счет реализации принципов автоматического управления с использованием замкнутых систем регулирования, а также за счет введения специальных конструктивных узлов и систем.
Рассмотрим особенности однопостовых источников, относящихся к группе общепромышленных на примере двух наиболее распространенных видов источников.
Источник, относящийся к первому виду, выполнен на базе трансформаторов с жесткой внешней характеристикой. В данном случае ограничение тока осуществляется посредством дросселя, т.е. катушки с ферромагнитным сердечником, включенным в цепь дуги. Типичный представитель – источник типа СТЭ, т.е. сварочный трансформатор, предназначенный для ручной сварки плавящимся электродом (рис.20.1).
Второй вид источника на базе трансформаторов с падающей характеристикой, которая обеспечивает создание усиленных магнитных полей рассеяния, т.е. большего индуктивного сопротивления самого трансформатора. Это сварочные трансформаторы типа ТД для ручной сварки, резки, и наплавки плавящимся электродом; стабилизированные сварочные трансформаторы типа ТДФ для механизированной сварки под флюсом.
а) конструкция дросселя, б) принципиальная электрическая
схема.
Рис. 24.1. Источник питания типа СТЭ
Источник состоит из двух элементов: трансформатора с жесткой внешней характеристикой и дросселя L с ферромагнитным сердечником.
Сердечник дросселя имеет регулируемый воздушный зазор, и нерегулируемый , обусловленный технологией изготовления.
Для цепи с дугой по второму закону Кирхгофа имеем:
где — действующее комплексное значение ЭДС дросселя; RL – активное сопротивление обмотки дросселя; L – индуктивность дросселя.
При RL<<XL имеем , при коротком замыкании
(U2 = 0) или .
Рис. 24.2. Внешняя характеристика источника питания СТЭ
Внешние характеристики источника крутопадающие в отличии от внешних характеристик трансформатора, достаточно жесткой (рис.20.2). Как следует из приведенных выше зависимостей, чем выше XL , тем меньше I2K и круче характеристики. В свою очередь индуктивное сопротивление XL зависит от воздушного зазора lb. Очевидно , что .
Помимо ограничения тока короткого замыкания с помощью изменения воздушного зазора дросселя LB осуществляется регулирование сварочного тока при одном и том же значении напряжения трансформатора U2=U2н().
Зависимость сварочного тока от воздушного зазора дросселя – это есть регулировочная характеристика источника питания. Вид её представлен на рис.20.3 для двух различных напряжений на дуге.
Существенным недостатком дросселя с регулируемым воздушным зазором является вибрация подвижного пакета ПП вследствие возникновения силы F1, которая стремится свести зазоры к нулю (рис.20.4).
Рис. 24.3. Регулировочная характеристика дросселя.
При недостаточной жесткости крепления вибрации подвижного пакета сердечника, происходящие с частотой 100Гц, вызывают изменения установленного зазора, а, следовательно, и режима сварки. Особенно это проявляется при малой величине LB , когда амплитуда его вибраций соизмерима с ним.
Рис. 24.4. Конструкция дросселя.
Вибрации приводят к нарушению процесса сварки из – за колебаний тока, а также к разрушению регулирования механизма и выходу из строя дросселя (СТЭ сняты с производства, но еще имеется в достаточном количестве в эксплуатации).
производителей и поставщиков источников питания дуги, данные об импорте и экспорте источников питания дуги
Дуговые источники питания рекомендуются торговыми компаниями
Мы рекомендуем вам качественные мировые торговые компании, поставляющие продукцию для дуговых источников питания. Эти торговые компании собираются и рекомендуются внешнеторговой сетью на основе исходных данных об импорте и экспорте дугового источника питания. Мы продолжаем предоставлять высококачественные информационные услуги по внешнеторговым сделкам для пользователей внешней торговли, на данный момент мы сопровождали в общей сложности 1 миллион пользователей на пути к внешней торговле, мы стремимся стать лучшими по рентабельности, с лучшим опытом для пользователей платформа обслуживания торговых данных.
Мы будем отдавать приоритет торговым компаниям по всему миру, которые недавно стали доступны для товаров, связанных с дуговыми источниками питания, и, отобразив список, вы можете получить первоначальный взгляд на рекомендованную торговую страну компании, общее количество транзакций, дату транзакции , а также торговые детали продукта дугового источника питания. Оценка активной ценности является хорошим справочным критерием для отбора высококачественных торговых компаний. Чем выше оценка активной ценности в теории, тем выше достоверность торгового отчета и тем более здоровой является деятельность компании.
Если название компании отмечено зеленым текстовым контактом, торговая компания, которая забирает дуговой источник питания, содержит контактную информацию, в том числе: контакт, электронную почту, телефон, факс, официальный веб-адрес, адрес компании. Мы также предоставляем инструмент сбора электронной почты, который помогает вам автоматически собирать имена, вакансии, электронные письма и личные социальные страницы ключевых людей из Google, LinkedIn, Facebook и других каналов через название вашей компании.
Нажмите кнопку «Подробнее», чтобы просмотреть все компании, торгующие дуговыми источниками питания.На недавно открывшейся странице мы предоставляем дополнительные функции, которые помогут вам в дальнейшем выбрать целевую компанию, которую вы можете фильтровать по торговой стране, количеству транзакций, торговой зоне, порту, диапазону транзакций, включая контакты, и т. д. и отсортируйте время транзакции и время транзакции, что значительно повысит эффективность запроса и использования данных. Во ВЭД всегда можно найти свою целевую компанию!
Сопутствующие товары
aarc londonac адаптер питания постоянного тока модуль питания постоянного тока ac источник питания постоянного токаac шнур питания ac power инвертерный источник питания ac источник питания фильтр активной мощностирешения для мощного питанияaer блок питания
— Купить источник питания дуги Pvd, источник питания, продукт источника питания дуги на Alibaba.com
Источник питания дуги pvd
Технические характеристики источника питания дуги, тип SAL | |
Источник питания | 6,5 кВт |
| 14 Входная мощность AC380V ± 10%, трехфазная четырехпроводная система, 50-60 Гц | |
Выходное напряжение | Без нагрузки 80V |
Выходной ток | 200A |
Выходной ток Стабильность | 1% |
Режим охлаждения | С воздушным охлаждением |
Скорость нагрузки | 100% при 150 А; 70% при 200 А [цикл на 30 м] |
Условия эксплуатации | Температура окружающей среды 0-40 ° C Влажность окружающей среды: Относительная влажность ≤85% Чистый воздух, без пыли, без агрессивных горючих газов , хорошая вентиляция |
Режим связи | Аналоговый / RS485 / RS232 |
Тип источника питания дуги SAL работает в режиме высокочастотного преобразования, с выходом постоянного тока; регулирование тока источника питания достигается изменением ширины импульса высокочастотного преобразования.Блок питания имеет схему компенсации нагрузки с хорошими нагрузочными характеристиками; он обладает высокой стабильностью по току и подходит для различных пленочных покрытий декоративных элементов и инструментов, поскольку датчик тока используется для измерения тока. В источнике питания применяется мягкий режим переключения при работе с высоким КПД и хорошей электромагнитной совместимостью. Кроме того, эта серия источников питания имеет очень высокое соотношение цена / качество.
.Pvd Arc Power Supply — Купить Pvd Arc Power Supply, Pvd Arc Power Supply, Arc Power Supply Product на Alibaba.com
Источник питания pvd-дуги
Технические характеристики источника питания дуги, тип SAL | |
Источник питания | 6.5 кВт |
Входная мощность | AC380V ± 10%, трехфазная четырехпроводная система, 50-60 Гц |
Выходное напряжение | Без нагрузки 80 В |
Выходной ток | 200A |
Стабильность выходного тока | 1% |
Режим охлаждения | С воздушным охлаждением |
Скорость нагрузки | 100% при 150А; 70% при 200 А [цикл на 30 м] |
Сервисная среда | Температура окружающей среды 0-40 ° C Влажность окружающей среды: относительная влажность ≤85% Чистый воздух, без пыли, без агрессивных горючих газов, хорошая вентиляция |
Режим связи | Аналоговый / RS485 / RS232 |
SAL работает в режиме высокочастотного преобразования, с выходом постоянного тока; регулирование тока источника питания достигается изменением ширины импульса высокочастотного преобразования.Блок питания имеет схему компенсации нагрузки с хорошими нагрузочными характеристиками; он обладает высокой стабильностью по току и подходит для различных пленочных покрытий декоративных элементов и инструментов, поскольку датчик тока используется для измерения тока. В источнике питания применяется мягкий режим переключения при работе с высоким КПД и хорошей электромагнитной совместимостью. Кроме того, эта серия источников питания имеет очень высокое соотношение цена / качество.
.Sahn Arc Power Supply — Купить Pvd Arc Power Supply, Multi Arc Power Supply, Pvd Arc Power Supply Product на Alibaba.com
Источник питания дуги SAHN
Технические характеристики источника питания дуги, тип SAHN | |
Источник питания | 6.5 кВт |
AC380V ± 10%, трехфазная четырехпроводная система, 50-60 Гц | |
Выходное напряжение | Без нагрузки 80V |
Выходной ток | 200A |
Стабильность выходного тока | 1% |
Режим охлаждения | С воздушным охлаждением |
Скорость нагрузки | 100% при 150 А; 70% при 200 А [цикл на 30 м] |
Условия эксплуатации | Температура окружающей среды 0-40 ℃ Влажность окружающей среды: Относительная влажность ≤85% Чистый воздух, без пыли, без агрессивных горючих газов, хорошая вентиляция |
Режим связи | Аналоговый / RS485 / RS232 |
Тип источника питания дуги SAHN работает в режиме высокочастотного преобразования, с выходом постоянного тока; регулирование выходного тока источника питания достигается за счет изменения ширины импульса высокочастотного преобразования.Блок питания имеет схему компенсации нагрузки с хорошими нагрузочными характеристиками; он обладает высокой стабильностью по току и подходит для различных пленочных покрытий декоративных элементов и инструментов, поскольку датчик тока используется для измерения тока. Кроме того, источник питания имеет встроенное сопротивление зажигающей дуги длительного действия и оснащен системой предупреждения о коротком замыкании, что позволяет визуально отображать рабочее состояние источника питания.
.