Какое напряжение необходимо для надежного зажигания электрической дуги сварочным трансформатором

Обновлено: 06.05.2024

трансформаторы

На данной странице вы найдете сведения по теме “трансформаторы”, а также ссылки на другие страницы нашего сайта, которые связаны с данной темой. Читайте подробную информацию ниже, чтобы узнать больше, переходите, пожалуйста, по интересующим вас ссылкам, в конце страницы дан список страниц с этой меткой.

Сварочный трансформатор используется для преобразования высокого напряжения источника питания (220 или 380 В) в низкое, которое используется в сварочной электрической цепи. Тип сварки определяет конструкцию сварочного трансформатора (далее – СТ). Существуют следующие виды электросварки:

дуговая. Соединение заготовок происходит за счёт нагрева и расплавления их кромок электрической дугой, создаваемой сварочными электродами;
контактная. Соединение образуется в результате нагрева сварочными электродами соединяемых металлических деталей проходящим через зону контакта электрическим током. Одновременно с нагревом, в этой зоне действует сильное сжимающее усилие.

Другими словами, СТ – это источник сварочного тока.

Существуют трансформаторные сварочные аппараты (далее – ТСА) двух типов (соответственно видам электросварки – смотри выше).

ТСА дуговой сварки состоит из:

ТСА контактной сварки не имеет сварочных проводов, т. к. у него иная конструкция держателей электродов.

Провода и держатели электродов в различных моделях СТ соответствующих типов применяются идентичные. Поэтому, остановимся на источниках тока.

По сравнению со своими сварочными «собратьями»: выпрямителем и инвертором – СТ имеет значительно более простую конструкцию. Благодаря этому он имеет ряд достоинств:

Но есть у него существенные недостатки:

Регулировка сварочного тока в СТ осуществляется следующим образом:

Сварочные трансформаторы подразделяются по следующим признакам:

Кроме того, СТ дуговой сварки делятся на виды по конструкции механизма, устанавливающего величину сварочного тока (смотри выше).

СТ контактной сварки делятся на типы в зависимости от:

-типа сварки:
- -стыковая;
- -точечная;
- -шовная;
- -рельефная;
-механизма регулировки длительности сварочного импульса. Применяются регуляторы:
- -релейномеханический;
- -электронный.

Какой выбрать

Чтобы правильно выбрать трансформаторный аппарат, надо «крепко подумать» и решить:

-для чего служит сварочный трансформатор?

-чего я хочу добиться? Что буду сваривать?

-при помощи какого аппарата я могу достичь своей цели?

В помощь вам мы рассмотрим основные варианты решения этой непростой задачи.

Сварочные трансформаторы для дома

Рассмотрим два варианта использования ТСА в домашних условиях:

-вы являетесь городским жителем и все ремонтные работы (в том числе и по сварке) в доме выполняют, в соответствии с соответствующим «Договором» в объёме оплачиваемых услуг, специалисты жилищно-коммунального сервиса (ЖКС). Электросварка вам может потребоваться только для какого-либо хобби, связанного с металлом. В этом случае вам вполне подойдёт ТСА контактной сварки;
-совершенно другая ситуация, если вы являетесь сельским жителем и «ваша судьба целиком находится в ваших руках». Для выполнения работ, связанных с ведением хозяйства (дом, сарай, парники и другие постройки), ремонт сельхозинструмента и т. п. вам потребуется ТСА дуговой сварки.

Сварочный трансформатор на 220в

Сварочный трансформатор на 220в – означает, что для этого гаджета требуется источник электропитания 220В. Источником может служить:

-стационарная электросеть, технические параметры которой позволяют подключать к ней ваше оборудование. В «Паспорте» СТА следует посмотреть потребляемый им ток (ток сети) и:
-сопоставить с автоматами вашей электропроводки. Должен быть запас ≥ 10 %;
-если запаса нет, то следует определить возможности вашей электропроводки. Следует измерить диаметр токоведущей жилы, подсчитать сечение и по справочнику «Электрика» определить допустимый для неё электрический ток.

Расплавленная розетка: результат сварки мощным трансформатором в электросети частного дома.

Если полученные результаты близки, то СТА подключать к этой электросети нельзя. Возможно, что под нагрузкой электрическое напряжение в сети будет уменьшаться на столько, что оборудование не будет варить;

-мобильный источник электропитания. Сравните его cos(φ) с требованиями в «Паспорте» СТА (обычно у СТА cos(φ) = 0,8). Если у источника питания cos(φ) будет меньше, напряжение под нагрузкой будет падать (последствия смотри выше).

Трехфазный сварочный трансформатор

Трёхфазные трансформаторы имеют более высокий КПД, чем однофазные. Трансформатор для сварки не является исключением. Поэтому, при тех же габаритных размерах они имеют большую полезную мощность. И большую массу:

-для их перемещения по рабочему объекту применяется вмонтированная в корпус транспортная тележка;
-для погрузо-разгрузочных работ они оснащены рым-болтом.

Трёхфазная питающая электросеть имеется, как правило, на промышленных объектах. Поэтому, трёхфазные СТА применяются на больших предприятиях, стройках и т. п.

Сварочные трансформаторы постоянного тока

Для работы трансформатору в магнитопроводе нужен переменный магнитный поток. Такой поток может быть создан только переменным током. Следовательно, трансформатора постоянного тока просто не может быть.

Более того, если по какой-либо причине на обмотку попадает постоянное электрическое напряжение, то будет отсутствовать реактивная (индуктивная) составляющая электрического сопротивления этой обмотки возникшему электротоку. Это вызовет резкое уменьшение полного сопротивления обмотки. В результате, она может перегреться и выйти из строя (перегореть).

Если возникает необходимость повысить величину постоянного напряжения, то его преобразуют в переменное, повышают до требуемого значения и (при необходимости) выпрямляют. Всем автомобилистам известен пример: система зажигания бензинового ДВС.

Сварочные трансформаторы переменного тока

Электрическая схема ТСА переменного тока состоит из двух обмоток:

Они размещены на замкнутом магнитопроводе, изготовленном из ферромагнитного материала. Первичную обмотку подключают к источнику переменного тока, вторичную – к нагрузке (исполнительному механизму СТА). Первичная обмотка создаёт магнитный поток. Этот поток, посредством магнитопровода, индуцирует во вторичной обмотке электродвижущую силу (ЭДС).

Величина ЭДС определяется соотношением:

U1/U2 = N1/N2 – где:

-U1 и U2 – напряжения первичной и вторичной обмоток трансформатора ТСА;

-N1 и N2 – количество витков в его обмотках.

Количество витков вторичных обмоток рассматриваемы СТА таково, что на них создаются следующие напряжения:

-дуговая сварка, В: 50…80;
-контактная, В: 1…5.

Трансформаторы сварочные промышленные

Промышленные ТСА дуговой сварки характеризуются следующими особенностями:

-модели облегчённых СТА предназначаются, в основном, для ремонтных работ. Кроме того, они часто используются на вспомогательных (прихватки и т. п.) операциях. Во всех случаях продолжительность нагрузки (ПН) на них не превышает 20…25 %;
-мобильные модели предназначены для обычных условий работы с ПН = 60 %;
-оборудование большой мощности работает в условиях естественной вентиляции;
-степень защиты IP22;
-напряжение холостого хода трансформаторов выше безопасного. Вследствие этого, они все комплектуются устройствами снижения напряжения (УСНТ);
-в процессе эксплуатации это оборудование создаёт сильные помехи радиоприему. Для борьбы с этим, оно оснащается емкостными фильтрами.

«Популярный мобильный промышленный сварочный аппарат трансформаторного типа «ТДМ-401»

Контактная сварка связана с большими механическими нагрузками. Поэтому, промышленные машины контактной сварки имеют следующие особенности:

Промышленные машины контактной сварки

Промышленные машины контактной сварки часто совмещают несколько видов сварки.

«Машина контактной сварки промышленного применения бренд «Dalex» модель «PMS 11-4»

Сварочный трансформатор: мощность

Необходимая мощность СТА определяется величиной сварочного тока, который проходит по вторичной обмотке трансформатора. Следовательно, при выборе мощности необходимо четко определиться: на какой величине тока предстоит эксплуатировать оборудование. Следует иметь в виду, что более мощный гаджет будет, конечно, выполнять более широкий круг задач, но он будет при этом:

При выборе оборудования по его паспортным данным, следует выбирать оптимальный вариант исходя из предстоящих производственных задач.

Как варить сварочным трансформатором

СТА дуговой сварки применяются для сварки методом MMA. Этот метод предусматривает использование штучных плавящихся электродов, имеющих рутиловое или основное покрытие.

СТА контактной сварки образуют соединение методом нагрева зоны контакта электрическим током посредством электродов. Одновременно с нагревом, к зоне контакта прикладывается сильное сжимающее усилие (смотри описание выше).

На нашем сайте методы сварки подробно рассматриваются в статье «Как правильно варить сварочным аппаратом» .

Характеристики сварочного трансформатора

Характеристики СТА будут необходимы при выборе оборудования. Правильный их выбор окажет существенное влияние не только на техническую, но и на экономическую составляющую эффективности приобретения.

Оборудование постоянно совершенствуется, поэтому важно пользоваться самой свежей информацией. Её можно получить из следующих источников:

На нашем сайте информацию о характеристиках СТА вы можете получить в статье «Устройство сварочного трансформатора».

Мы сообщили вам достаточно информации о трансформаторах и аппаратах на их основе. Если это оборудование вас не удовлетворит, то оцените возможность использования выпрямителя или инвертора. Со сравнительными характеристиками можете познакомиться в статье «Сварочный трансформатор или инвертор» .

Если вы хотите сделать сварочник данного типа, для дуговой или контактной сварки, своими руками, смотрите эту статью.

Решайте сами. Желаем успехов!

Как сделать сварочный трансформатор своими руками. Как рассчитать, намотка. Самодельный аппарат дуговой или контактной сварки

Если у вас есть необходимый слесарный и электромонтажный инструмент (ниже мы о нём подробно расскажем), и вы имеете соответствующие профессиональные навыки, то вполне сможете изготовить сварочный трансформатор своими руками. Расходы у вас, конечно, будут, но несравненно меньшие по сравнению с затратами на приобретение.

Сварочный трансформатор: устройство и принцип действия

Для выполнения сварочных работ вы выбрали самый простой, из ныне существующих (по сравнению с выпрямителем или инвертором), источник сварочного тока. И правильно поступили! Ведь, не так давно сварщики пользовались только аналогичным оборудованием, и всё у них получалось. А мы чем хуже? Чтобы использовать все возможности.

Что выбрать: сварочный трансформатор или сварочный инвертор

Ремонт сварочного трансформатора

Blue Weld Gamma 2162

Зачем он нужен? Во многих ремонтных мастерских, в том числе и автомобильных, периодически возникает необходимость в использовании сварки.Для проведения такой операции необходим специальный сварочный аппарат. Магазины соответствующей продукции просто завалены самым широким спектром продукции, но выбрать недорогой и.

Трансформатор сварочный Fubag TR 200

Мобильный сварочный аппарат FUBAG TR 200, имеющий точную регулировку сварочного тока, оптимально подходит для дуговой ручной сварки (ММА). Сварочный трансформатор FUBAG TR 200, отличается достаточно компактными габаритами, маленьким весом, небольшим уровнем шума, легкостью в эксплуатации и максимальным удобством в.

Telwin Nordika 3200- простой и недорогой трансформатор для сварки

Серия Nordika от компании Telwin, это исключительно однофазные вентилируемые сварочные трансформаторы, предназначенные для различных ремонтных и небольших по своему объему сварочных работ с применением переменного тока. Они имеют высокоэффективную защиту от перегрузок и достаточно удобную, бесступенчатую регулировку.

Blue Weld Beta 270- сварочный трансформатор для небольших работ

Его можно использовать в условиях небольшого гаража, подсобки, склада. Питается от стандартной розетки в 220 вольт. Ток сварки минимальное и максимальное значение соответственно 55 и 20 ампер. Весит устройство 26 килограммов. Классификация: передвижной однофазный трансформатор с воздушным охлаждением сварки. Аппарат.

Сварочный трансформатор Fubag TSMIG 170

Главной особенностью сварочного полуавтомата от немецких производителей Fubag TSMIG 170 является сочетание простоты, доступности конструкции и безопасности с высоким качеством сварки. Такие параметры незаменимы при проведении сварочных работ не только в строительстве, монтаже и авторемонте, но и для решения бытовых задач. Fubag.

Сварочный аппарат ТД 500

Сварочный аппарат ТД 500 в настоящее время достаточно широко применяется в промышленности для сварки различных металлических изделий. Его популярность обусловлена простотой использования и одновременно довольно низкой стоимостью. Кроме того, производительность аппарата является вполне неплохой и поэтому он подходит для.

Устройство и принцип работы сварочного трансформатора. Регулировка тока

Для дуговой сваркииспользуют как переменный, так и постоянный сварочный ток. В качестве источника переменного сварочного тока применяют сварочные трансформаторы.Сварочный трансформаторслужит для понижения напряжения сети с 220 или 380В до безопасного, но достаточного для легкого зажигания и устойчивого горения электрической дуги (не более 80В), а также для регулировки силы сварочного тока. Трансформаторимеет стальной сердечник (магнитопровод) и две изолированные обмотки. Обмотка, подключенная к сети, называется первичной, а обмотка, подключенная к электрододержателю и свариваемому изделию, - вторичной. Для надежного зажигания дуги вторичное напряжение сварочных трансформаторов должно быть не менее 60-65В; напряжение при ручной сварке обычно не превышает 20-30В. В нижней части сердечника находится первичная обмотка, состоящая из двух катушек, расположенных на двух стержнях. Катушки первичной обмотки закреплены неподвижно. Вторичная обмотка, также состоящая из двух катушек, расположена на значительном расстоянии от первичной. Катушки как первичной, так

и вторичной обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка — подвижная и может перемещаться по сердечнику при помощи винта, с которым она связана, и рукоятки, находящейся на крышке кожуха трансформатора. Регулирование сварочного тока производится изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. При вращении рукоятки 5 по часовой стрелке вторичная обмотка приближается к первичной, магнитный поток рассеяния и индуктивное сопротивление уменьшаются, сварочный ток возрастает. При вращении рукоятки против часовой стрелки вторичная обмотка удаляется от первичной, магнитный поток рассеяния растет (индуктивное сопротивление увеличивается) и сварочный ток уменьшается. Пределы регулирования сварочного тока - 65-460 А. Последовательное соединение катушек первичной и вторичной обмоток позволяет получать малые сварочные токи с пределами регулирования 40-180 А.

Сварочные трансформаторы

Существуют следующие основные типы сварочных аппаратов:

трансформаторы;
выпрямители;
инверторы.

полуавтоматы;
генераторы - сварочные аппараты с бензиновым или дизельным электрогенератором;
и прочие промышленные аппараты.

Немного о терминологии

При выборе сварочных аппаратов и ознакомлении с их характеристиками приходится сталкиваться со специальными терминами, значение которых желательно знать, чтобы не ошибиться в выборе. Вот некоторые из них.

AC (англ. alternating current) - переменный ток.
DC (англ. direct current) - постоянный ток.
MMA (англ. Manual Metal Arc) - ручная дуговая сварка штучными электродами. Известна у нас под названием РДС.
TIG (англ. Tungsten Inert Gas) - ручная сварка вольфрамовыми неплавящимися электродами в среде защитного газа (аргона).
MIG/MAG (англ. Metal Inert/Active Gas) - полуавтоматическая дуговая сварка плавящейся электродной проволокой в среде инертного (MIG) или активного (MAG) газа с автоматической подачей проволоки.
ПВ (ПР, ПН, ПВР) - продолжительность включения - время, которое аппарат способен работать при определенном токе (ток указывается вместе с ПВ) до автоматического отключения из-за перегрева. Значение ПВ указывается в процентах по отношению к стандартному циклу, принимаемому равным 10 или 5 минутам. Если ПВ равно 50%, это означает, что при цикле 10 минут, после 5 минут непрерывной работы требуется 5 минут простоя для охлаждения аппарата. Этот параметр может быть равен и 10%, поэтому на него нужно обязательно обращать внимание. В понятия: продолжительность включения (ПВ), продолжительность работы (ПР), продолжительность нагрузки (ПН) вкладывают разный смысл, но суть одна - непрерывность сварки.

Сварочные трансформаторы

Сварочный трансформатор - это устройство, преобразующее переменное напряжение входной сети в переменное напряжение для электросварки. Основным его узлом является силовой трансформатор, с помощью которого сетевое напряжение снижается до напряжения холостого хода (вторичное напряжение), составляющего обычно 50-60В.

Простая для понимания схема сварочного трансформатора имеет следующий вид:

Простая схема сварочного трансформатора: 1 - трансформатор; 2 - реактор с переменной индуктивностью; 3 - электрод; 4 - свариваемая деталь.

Для ограничения тока короткого замыкания и устойчивого горения дуги трансформатор должен иметь круто падающую внешнюю вольт-амперную характеристику (про вольт-амперную характеристику читайте в конце статьи). Для этого либо используют трансформаторы с увеличенным рассеянием, вследствие чего сопротивление при коротком замыкании оказывается у них в несколько раз больше, чем у обычных силовых трансформаторов. Либо в цепь с трансформатором с нормальным рассеянием включают реактивную катушку с большим индуктивным сопротивлением - дроссель (дроссель может быть включен не в цепь вторичной обмотки, а в цепь первичной, где меньше ток). Если у дросселя можно изменять индуктивность, регулируя её, изменяют форму внешней вольт-амперной характеристики трансформатора и ток дуги I₂₁ или I₂₂, соответствующий напряжению дуги Uд.

Регулирование сварочного тока. Сила тока в сварочных трансформаторах может регулироваться изменением индуктивного сопротивления цепи (амплитудное регулирование с нормальным или увеличенным магнитным рассеянием) или с помощью тиристоров (фазное регулирование).

В трансформаторах амплитудного регулирования, необходимые параметры сварочного тока обеспечиваются перемещением подвижных катушек, магнитных шунтов или с помощью отдельной реактивной катушки как на рисунке выше. При этом синусоидальная форма переменного тока не изменяется.

Схема сварочного трансформатора с подвижными обмотками: 1 - первичная обмотка, 2 - вторичная, 3 - стержневой магнитопровод, 4 - винтовой привод.

Схема сварочного трансформатора с подвижным магнитным шунтом: 1 - первичная обмотка, 2 - вторичная, 3 - стержневой магнитопровод, 4 - подвижный магнитный шунт, 5 - винтовой привод.

Разновидности трансформаторов с подвижным магнитным шунтом

Может быть простое переключение количества используемых витков обмотки трансформатора, для уменьшения напряжения холостого хода и следовательно тока сварки.

Трансформаторы с тиристорным (фазовым) регулированием состоят из силового трансформатора и тиристорного фазорегулятора с двумя встречно-параллельными тиристорами и системой управления. Принцип фазового регулирования состоит в преобразовании синусоидальной формы тока в знакопеременные импульсы, амплитуда и длительность которых определяются углом (фазой) включения тиристоров.

Схема сварочного трансформатора с тиристорным управлением. БЗ - блок задания, БФУ - блок фазового управления.

Осциллограмма для трансформатора с тиристорным управлением без использования приемов сглаживания

Применение тиристорного фазорегулятора позволяет получить сварочный аппарат, характеристики которого выгодно отличаются от характеристик трансформатора с амплитудным регулированием. В более сложных схемах управления, чем на рисунке выше, формируется переменный ток прямоугольной формы. А при этом, например, достигается повышенная скорость перехода импульса через нулевое значение, вследствие чего уменьшается время безтоковых пауз и повышается устойчивость горения дуги и качество сварного шва. Что нельзя сказать про осциллограмму изображенную выше, на ней безтоквые промежутки больше чем у трансформаторов с амплитудным регулированием и качество сварки хуже.

Другое достоинство тиристорных аппаратов заключается в простоте и надежности силового трансформатора. Отсутствие стальных шунтов, подвижных частей и связанных с ними повышенных вибраций делает трансформатор простым в изготовлении и долговечным в работе.

По типу питающей сети сварочные трансформаторы бывают однофазными и трехфазными. Последние, как правило, могут подключаться и к однофазной сети. На рисунке ниже представлены однофазный и трехфазный трансформаторы с регулированием тока магнитным шунтом.

Достоинства и недостатки сварочных трансформаторов. К достоинствам сварочных трансформаторов относятся сравнительно высокий КПД (70-90%), простота эксплуатации и ремонта, надежность и дешевизна.

Список недостатков более обширен. Прежде всего, это низкая стабильность горения дуги, обусловленная свойствами самого переменного тока (наличие безтоковых пауз при переходе электрического сигнала через ноль). Для качественной сварки необходимо использовать специальные электроды, предназначенные для работы при переменном токе. Отрицательно сказываются на стабильности горения дуги и колебания входного напряжения.

Сварочным трансформатором нельзя варить нержавеющую сталь, которая требует постоянного тока, и цветные металлы.

Если мощность сварочного аппарата переменного тока достаточно велика, его вес может доставлять определенные трудности при переносе трансформатора с места на место.

И, тем не менее, недорогой, надежный и неприхотливый сварочный трансформатор - не такой уж плохой выбор для дома. Особенно в том случае, если варить приходится редко, а средств на покупку более функциональной модели не хватает.

Основные параметры зажигания и горения дуги

При обычной дуговой электросварке зажигание дуги происходит в результате касания изделия электродом, выделения тепла в местах контакта и тепловой ионизации дугового промежутка при отрыве электрода от изделия. Моменту зажигания в этих условиях соответствует напряжение зажигания U_з . Последнее зависит от большого числа переменных, к важнейшим из которых относятся ионизационный потенциал газовой среды, в которой происходит зажигание, физические свойства электродов, сила тока и параметры источника питания.

Напряжение зажигания может быть равно или значительно отличаться от напряжения дуги U_d .

По сравнению с газами, составляющими воздух, гелий и аргон обладают наивысшими ионизационными потенциалами, что должно привести к высоким напряжениям зажигания дуг в этих газах. Но при сварке напряжение зажигания, повидимому, определяется, в известной мере, парами свариваемого металла и материала электрода. При этом все же наибольшее влияние на напряжение зажигания оказывает ионизационный потенциал газа, заполняющего дуговой промежуток; поэтому для зажигания дуги в гелии или аргоне необходимо применять либо посторонние ионизаторы (таковым является высокочастотный ток осциллятора), либо высокие отношения U х_x/U_d (см. ниже).

Применение угля или вольфрама в качестве электродов ведет к снижению напряжения зажигания, так как по сравнению с другими материалами уголь и вольфрам обладают наиболее высокой температурой плавления.

В положительном столбе дуги напряженность поля зависит от давления, процессов теплопроводности и конвекции. Падение напряжения в положительном столбе увеличивается с ростом тепловых потерь. В связи с этим при горении дуги в различных газах меняется напряжение дуги.

По сравнению с газами, составляющими воздух, аргон обладает наименьшими удельной теплоемкостью и теплопроводностью; поэтому и напряжение дуги минимально при горении в аргоне. При этом напряжение дуги увеличивается с добавлением в аргон примесей двухатомных газов. Так, например, линия Uд = f(l_d) вольфрамовой дуги в среде чистого аргона (1,95% N₂; 0,9% O₂ и 0,1% СO₂) располагается на 1-2 в ниже соответствующей линии в среде технического аргона (12,7% N₂, 0,6% O₂ и 0,15% СO₂). Причиной более высокого напряжения дуги в среде технического аргона является, повидимому, дополнительная затрата энергии на диссоциацию примесей в техническом аргоне, главным образом, на диссоциацию азота.

Так как ионизация газового промежутка происходит вследствие выделения тепла при коротком замыкании электрода на изделие, то, чем больше ток короткого замыкания 1_КЗ, тем легче происходит зажигание дуги. Следовательно, ток короткого замыкания должен быть достаточным для достижения устойчивого зажигания дуги.

Ток короткого замыкания

где U₂- напряжение вторичной цепи сварочного трансформатора;

z - полное сопротивление сварочной цепи.

Для надежного зажигания дуги источник питания должен обладать определенным напряжением во вторичной обмотке - напряжением холостого хода (U_xx = U₂).

Различают дуги переменного тока «легко» и «трудно» поддерживаемые. Чем ближе напряжение зажигания U₃ к напряжению дуги Uд , тем дуга легче зажигается, устойчивее горит и быстрее восстанавливается при случайных обрывах. На фиг. 14 схематически представлено несколько типов дуг. Дуга а наиболее легко поддерживается, так как потенциал зажигания этой дуги едва превышает рабочее напряжение дуги и для ее поддержания требуется относительно невысокое напряжение источника питания. В такой дуге дуговой промежуток остается хорошо ионизированным и в моменты перехода кривой тока через нулевые значения.

Дуга б характеризуется сравнительно большим напряжением U₃ - пиком зажигания на аноде и катоде при переходе кривой тока через нуль. Дуговой зазор продолжает проводить ток ввиду повышения напряжения почти до полного значения U_хх . Затем при переходе к дуговым условиям происходит снижение U_хх до Uд в связи с ростом тока. В этом случае для поддержания дуги требуется источник питания с более высоким U_xx. Дуга в отличается тем, что в течение определенного интервала времени, когда катод на изделии, по дуговому промежутку не протекает ток. Напряжение зажигания в течение этого полупериода очень велико, и если напряжение холостого хода источника питания U_хх недостаточно, то не происходит пробоя дугового зазора и дуга не зажигается.

Когда катод на электроде, дуга зажигается легко. К дугам последнего типа относится дуга в аргоне с вольфрамовым электродом.

Наименьшее значение отношения U_хх/U_д, обеспечивающее устойчивое непрерывное горение, может иметь источник питания для дуги, горящей под флюсом. В этом случае U_ххU _д> 1,6. Для обычной дуговой ручной электросварки открытой дугой U_xx/Uд = 3. Ввиду высокого напряжения зажигания при аргоно-дуговой сварке это отношение при отсутствии осциллятора должно составлять больше 20.

Так, например, для повторного зажигания дуги W - АМг5 требуется

U_xx = 150 в: для дуги W - А1 требуется

U_xx = 200 в; для дуги W - Сu требуется

По причинам экономической целесообразности и по условиям техники безопасности напряжение холостого хода U_хх должно быть ограничено и быть меньше, чем это требуется для повторного зажигания дуги при аргоно-дуговой сварке. Поэтому для обеспечения стабильности дуги при аргоно-дуговой сварке применяются дополнительные устройства. Одним из таких устройств является осциллятор.

Внешние особенности дуги между вольфрамовыми электродами в аргоне, гелии и их смесях

При горении дуги постоянного тока между вольфрамовыми электродами диаметром 6,5 мм, концы которых очищены от окисных пленок, в аргоне и гелии чистотой 99,8%, а также в их смесях при атмосферном давлении в закрытой камере обнаружено следующее.

При относительно малой длине дугового промежутка (8 мм) на фотографиях, снятых с красным фильтром, видно лишь катодное пламя 1 (фиг. 15, а). При больших длинах дугового промежутка появляется два пламени: катодное 1 и анодное 2 (рис. 15,6). С ростом тока катодное пламя слегка удлиняется и расширяется. Его свечение усиливается.

С увеличением длины дугового промежутка при постоянном токе катодное пламя остается постоянным, а анодное удлиняется.

При горении дуги в аргоне катодное пламя имеет голубовато-белый цвет. При малых токах анодное пламя более широкое (фиг. 15, в) и менее яркое, чем катодное. Темный промежуток около 1 мм отделяет анодное пламя от электрода.

Из рассмотрения цветных снимков удалось установить, что катодное пламя состоит из двух частей: очень яркой внутренней части и внешней части большего диаметра. Небольшое яркое пятно видно на аноде. Основываясь на размерах ярких пятен на катоде и аноде, подсчитали плотность анодного и катодного тока при токе дуги, равном 35 а, и получили соответственно 10 4 и 450 а/см2.

При горении дуги в гелии и токе менее 30 а видно лишь катодное пламя (фиг. 16, а) яркокрасного цвета, размеры которого зависят от тока и обычно приблизительно находятся в пределах: длина 8 мм, а ширина 5 мм.

При увеличении тока до 40-50 а межэлектродный участок становится голубым и имеет симметричную форму (фиг. 16,б). При больших токах катодного пламени не видно (фиг. 16, в) и весь межэлектродный участок приобретает голубую окраску.

Исчезновение катодного пламени происходит либо постепенно, либо внезапно и сопровождается уменьшением падения напряжения на дуге на несколько вольт.

При горении вольфрамовой дуги в смеси аргона и гелия внешний вид дуги зависит от их относительных концентраций. Для смесей с переменной концентрацией аргона от 100 до 15%, при содержании гелия от 0 до 85%, вид и особенности дуги в основном такие же, как и дуги в аргоне.

Однако в присутствии гелия внутренняя часть катодного пятна скрашена вместо яркобелого в яркокрасный цвет. Длина этой яркокрасной внутренней части увеличивается с ростом концентрации гелия. Вообще же внешний вид дуги в смесях аргона и гелия зависит в большей степени от небольших количеств газа с меньшим ионизационным потенциалом, т. е. от аргона, чем от малых количеств гелия.

Внешние особенности дуги вольфрам - малоуглеродистая или нержавеющая сталь в среде аргона или гелия

Дуга, горящая между вольфрамовым электродом и малоуглеродистой сталью, имеет прозрачный столб с нежно-голубым оттенком в атмосфере гелия и почти белый - в аргоне. В результате действия дуги в основном материале образуется вогнутая ванночка расплавленного металла с зеркальной поверхностью.

Непосредственно под электродом находится характерное яркое анодное пламя дуги на расплавленном металле ванночки. Это яркое анодное пятно, несколько отставая, сопровождает электрод при самой высокой скорости его перемещения. При очень короткой дуге анодное пятно движется иногда непосредственно под электродом, что вызывает падение напряжения примерно на 2-3 в. Такое состояние дуги неустойчиво.

Вследствие непостоянства величины отставания анодного пятна происходят колебания длины дуги и, следовательно, напряжения ее горения. Поэтому, исследуя зависимость напряжения дуги от ее длины, за длину дуги условно принимают расстояние между кончиком электрода и изделием.

Дуга с положительным вольфрамовым электродом менее устойчива, а предельное значение тока ограничивается 100 а при диаметре электрода 3 мм. При отрицательной полярности на вольфрамовом электроде капли с него не стекают при увеличении тока до 190 а и устойчивость дуги повышается.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Какое напряжение необходимо для надежного зажигания электрической дуги сварочным трансформатором

При выборе сварочного трансформатора для различных способов сварки на переменном токе определяют вольтамперную характеристику дуги и рассматривают ее параметры в зависимости от режима сварки, руководствуясь соответствующим стандартом.

На основании условий эксплуатации сварочных трансформаторов и заданных электрических параметров сварки выбирают сварочный трансформатор требуемой мощности и необходимого режима его работы (продолжительный, перемежающийся или повторно-кратковременный) а также устанавливают соответствие вольтамперной характеристики сварочной дуги с внешней характеристикой сварочного трансформатора.

Выбор сварочного трансформатора для различных способов сварки рассмотрим на примерах.

Пример 1. Выбрать источник питания переменного тока для ручной дуговой сварки на переменном токе силой 200 А.

Решение. Для ручной дуговой сварки штучными электродами на переменном токе применяют трансформаторы с подвижными обмотками с падающей внешней характеристикой. При такой внешней характеристике ток короткого замыкания

несколько больше рабочего тока, что не нарушает тепловой режим сварки при возникновении Случайных коротких замыканий. Кроме того, сварочный ток изменяется незначительно при частых изменениях длины дуги, характерных для ручной сварки. Для заданной силы тока вольтамперная характеристика сварочной дуги будет жесткой, что также хорошо согласуется с внешней характеристикой источника питания. Напряжение сварочной дуги при ручной дуговой сварке находится в пределах 20—36 В и устанавливается в зависимости от конкретных условий и опыта сварщика.

В целях правильного выбора трансформатора необходимо знать его технические характеристики (см. табл. 4). Наиболее удовлетворяют заданным параметрам трансформаторы типа ТД-306 и ТДМ-317. Из общего цикла работы, принятого для источников питания при ручной дуговой сварке (5 мин), трансформатор ТД-306 обеспечивает работу в течение 1 мин и паузу в течение 4 мин, трансформатор ТДМ-317 соответственно — 3 и 2 мин. Поэтому для обеспечения заданных параметров трансформатор ТД-306 более эффективен в монтажных условиях с режимом кратковременной работы, а трансформатор ТД-317 — в стационарных условиях, где требуется более продолжительная работа. Применение трансформаторов с большей мощностью экономически неэффективно из-за больших энергозатрат.

Пример 2. Выбрать источник питания переменного тока для сварки под флюсом в автоматическом режиме на переменном токе силой 800 А.

Решение. Для автоматической сварки под флюсом на переменном токе применяются трансформаторы, имеющие полого падающую или жесткую внешнюю характеристику. Трансформатор с полого падающей внешней характеристикой применяют, если вольтамперная характеристика сварочной дуги жесткая, а трансформатор с жесткой характеристикой — если она возрастающая. Такое согласование характеристик обеспечивает высокое качество и стабильность сварочного процесса при изменении сварочного тока, вызываемом изменением длины дуги. Для заданного сварочного тока 800 А вольтамперная характеристика дуги будет возрастающей, следовательно, трансформатор должен иметь жесткую внешнюю характеристику. Напряжение сварочной дуги при автоматической сварке под флюсом находится в пределах 32—44 В и зависит от различных причин (диаметра электрода, сварочного тока, марки флюса и т. д.) в конкретных условиях.

Для автоматической сварки под флюсом отечественная промышленность выпускает трансформаторы типа ТДФ (см. табл. 5). Прин имаем трансфррматор ТДФЖ-1001, удовлетворяющий заданным условиям (ом = 1000 А, внешняя характеристика — жесткая). В зависимости от конкретных условий на выходе трансформатора устанавливается значение напряжения, обеспечивающее необходимую стабильность горения сварочной дуги и качество сварных соединений в продолжительном режиме. Применение трансформатора ТДФЖ-2002 экономически неэффективно из-за больших энергозатрат.

Вопросы для повторения

Какие режимы работы трансформатора характерны при дуговой сварке?
С помощью какого отерями в стали магнитопровода, а реактивная составляющая /хр предназначена для создания основного магнитного потока трансформатора. Принимая во внимание выражения, приведенные для однофазного трансформатора в режиме холостого хода, с учетом рассматриваемой схемы замещения в первичной обмотке, равен току холостого хода. Рассматриваемое замещение основано на том, что реальный сварочный трансформатор с подвижными обмотками, коэффициент трансформации которого кф\, заменяют приведенным трансформатором с /е = 1. Значение тока холостого хода у реального трансформатора составляет не более 10 % номинального тока, что позволяет им пренебречь. Тогда Т-образная схема замещения (рис. 27) принимает более простой вид (рис. 28). Активное и индуктивное сопротивления обмоток трансформатоppраустройства регулируют сварочный ток в трансформаторах для ручной дуговой сварки?
Как получают падающую внешнюю характеристику в трансформаторах для ручной дуговой сварки?
При каких условиях работы трансформатор для ручной дуговой сварки комплектуют устройством для снижения напряжения' трансформатора (УСНТ-0642)?
В чем заключаются конструктивные особенности трансформаторов для автоматической сварки под флюсом?
Как регулируют выходное напряжение трансформаторов для автоматической сварки под флюсом??

Читайте также: