Трехфазная мостовая схема выпрямления

Выпрямитель в данной схеме состоит их трансформатора, первичные и вторич­ные обмотки которого соединяются в звезду или треугольник, и шести диодов, которые разделены на две группы (рис. 81, а):

1) катодную, или нечетную (диоды V1, V3 и V5), в которой электрически связаны катоды вентилей и общий вы­вод их является положительным полюсом для внешней цепи, а аноды присоединены к выводам вторичных обмоток тран­сформатора;

2) анодную, или четную (диоды V2, V4 и V6), в ко­торой электрически связаны между собой аноды вентилей, а катоды соединяются с анодами первой группы.

Вентили катодной группы открываются в момент пересече­ния положительных участков синусоид (точки а, 6, в и г на рис. 81, 6), а вентили анодной группы - в момент пересечения отрицательных участков синусоид (точки к, л, м и н). Каждый из вентилей работает в течение одной трети периода (Т/3, или 2π /3).

Рисунок 81 - Трехфазная мостовая схема выпрямителя:

а - схема соединения элементов; б - в-временные диаграммы на­пряжений и токов

При мгновенной коммутации тока в трехфазной мостовой схеме в любой момент времени проводят ток два вентиля - один из катодной, другой из анодной группы, при этом любой вентиль одной группы работает поочередно с двумя вентилями другой группы, соединенными с разными фазами вторичной обмотки (рис. 81, г и д). Иными словами, проводить ток будут те два накрест лежащих вентиля выпрямительного моста, между которыми действует в проводящем направлении наибольшее линейное напряжение u_2л. Например, на интервале времени t₁ – t₂ток проводят вентили V1, V6, на интервале t₂ - t₃—вен­тили V1, V2, на интервале t₃ – t₄ - вентили V3, V2 и т.д. Та­ким образом, интервал проводимости каждого вентиля состав­ляет 2π /3, или 120° (рис. 81, е), а интервал совместной ра­боты двух вентилей равен π /3, или 60°. За период напряжения питания Т = 2π происходит шесть переключений вентилей (шесть тактов), в связи с чем такую схему выпрямления часто называют шестипульсной.

Выпрямленное напряжение u_d в этой схеме описывается верх­ней частью кривых междуфазных (линейных) напряжений (рис. 81, е). Частота пульсаций кривой u_d равна 6f₁, коэффи­циент пульсаций напряжения на выходе выпрямителя

q = 2/(m² -1) = 2/(6² -1) = 0, 25= 0, 057

Напряжение на нагрузке по сравнению с трехфазной схемой с нулевым выводом получается вдвое большим. Это объясняется тем, что трехфазная мостовая схема выпрямителя представляет собой как бы две трехфазные схемы с нулевым выводом, выходы которых вклю­чены последовательно. Это сокращает число витков вторичных обмоток трансформатора и снижает требования к изоляции.

U₂ = π /3√ 6 = 0, 425U_d

Среднее значение тока через каждый вентиль в 3 раза меньше тока I_d

I_в.ср = 0, 33I_d

Токи во вторичной и первичной обмотках трансформатора определяются по формулам

I₂ = I_{в, д} = √ (2/3) = 0, 585I_d I₁ = I₂/n

Типовая мощность трансформатора

S_T = π /3 P_d = 1, 045P_d

36. Состав и функции системы управления сварочным полуавтоматом. Циклограммы механизированной сварки при выполнении протяженных, прерывистых и точечных швов. Синергетические системы управления параметрами процесса сварки. Синергетические системы управления параметрами процесса сварки.

Сварка ТIG

СВАРКА НА МАЛЫХ ТОКАХ (MICRO-START). Обычные источники тока для аргонодуговой сварки построены на базе управляемого выпрямителя. Такой выпрямитель при работе на малых токах формирует очень короткие импульсы. Даже применение фильтрующего дросселя не позволяет сгладить эти импульсы настолько, чтобы стабилизировать дугу. Возникающий эффект " ряби" приводит к нестабильности дуги и внезапным включениям высокочастотного блока поджига, отрицательно сказываясь на качестве сварного соединения. Бороться с этим, как правило, пытаются, приобретая более мощные источники тока — в расчёте на то, что их дроссели имеют большую индуктивность и лучше сгладят колебания тока. К сожалению, это далеко не так. На нижнем пределе значения выхода управляемого выпрямителя дроссель не может запасти энергию, требуемую для поддержания такого тока при рабочем напряжении сварки, который был бы достаточен для поджига и удержания дуги без участия схемы высокочастотного поджига.
Технология " Микро-старт" использует независимый источник сварочного тока, способный поддерживать сварку на малых токах — от 2 А — без управляемого выпрямителя. Таким образом удаётся избежать ложных включений высокочастотного поджига и сваривать тонкие материалы с высоким стабильным качеством. Сварщик может плавно повышать ток от фонового значения или снижать его до фонового значения, не нарушая процесса сварки.
Поджиг дуги. Во многих существующих сегодня источниках для аргонодуговой сварки применён высокочастотный поджигдуги, ионизирующий зазор между вольфрамовым электродом и заготовкой. Схема высокочастотного поджига выключается далеко не сразу после возникновения дуги. В течение всего времени работы высокочастотного поджига на материале остаются отметины, из которых впоследствии развиваются микротрещины. Также на качестве начала шва сказывается и то, что большинство источников тока не может стартовать при токе ниже 5А. Это связано с уже упомянутой выше проблемой запасания достаточной энергии в дросселе.
Зажигание дуги на малых токах по технологии " Микро-старт" исключает образования прожогов.
Установка стартового тока. Педаль управления сварочным током обычного источника устроена таким образом, что при нажатии на неё ток изменяется плавно от минимального значения, являющегося характеристикой сварочного аппарата. При использовании вольфрамовых электродов большого диаметра это минимальное значение может оказаться недостаточным для начала сварки. Сварщик продолжает давить на педаль — с риском превысить требуемый режим. Регулируемая рабочая зона педали тока аппаратов, оснащённых технологией " Микро-старт", позволяет устанавливать не только верхний предел сварочного тока, но и его нижний предел, исключая, таким образом, " мертвую зону" педали, когда ток не достаточен для работы. Минимальный уровень тока регулируется от 2 до 60А.
Заварка кратера. Как правило сварщики жалуются на проблемы, связанные с тем, что для заварки кратера в конце прохода необходимо значительное снижение тока. Обычно в источниках сварочного тока используется датчик тока, который включает схему высокочастотного поджига, когда дуга становится нестабильной. Как правило он срабатывает при токах порядка ЗА, однако, заварка кратера происходит именно в этом диапазоне токов. При заварке кратера сварщик сознательно снижает ток — и происходит ложное срабатывание датчика. Дуга начинает " танцевать", оставляет следы, что приводит к включениям, микротрещинам и снижению качества поверхности.
Технология " Микро-старт" использует здесь вместо датчика тока датчик напряжения, который включает высокую частоту лишь в случае, когда напряжение превышает 35В, то есть существенно выше рабочего. Таким образом, снижение тока для заварки кратера происходит без паразитного включения схемы высокочастотного поджига и потери стабильности дуги.

ЗАЖИГАНИЕ ДУГИ ОТРЫВОМ ЭЛЕКТРОДА (LIFT ARC)
Специальное электронное устройство уменьшает ток короткого замыкания независимо от того, какое значение тока установлено. При данном способе зажигания дуги износ электрода и включения вольфрама в сварном шве значительно меньше, по сравнению с контактным зажиганием. Если используется сварочный аппарат, имеющий ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ГАЗОВЫЙ КЛАПАН для управлением потоком газа и ГОРЕЛКУ С КНОПКОЙ (TORCH PUCH-BUTTON), то процесс зажигания дуги качественно улучшается. В условиях непромышленного применения сварочного аппарата или при пользовании приборами, чувствительными к электромагнитному излучению, ЗАЖИГАНИЕ ОТРЫВОМ ЭЛЕКТРОДА является более предпочтительным, чем ЗАЖИГАНИЕ С ПОМОЩЬЮ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО РАЗРЯДА.

ЗАЖИГАНИЕ ДУГИ С ПОМОЩЬЮ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО РАЗРЯДА (НF START)(C асцелятором)
При этом способе зажигания высокочастотный (НF) разряд высокого напряжения возбуждает электрическую дугу без контакта свариваемой детали с вольфрамовым электродом. В результате получаются сварные швы без включений вольфрама и не происходит износа конца электрода. Этот способ зажигания дуги идеально подходит для дуговой точечной сварки (сварки по времени), сварки мелких деталей, прецизионной сварки, сварки с высоким металлургическим качеством соединений, атакже для сварки с помощью роботов.

Сварка MMA

НОТ START («Горячий старт»)
Смысл функции состоит в кратковременном (импульсном) повышении величины тока сварки в начальный момент, по сравнению с установленной величиной, для облегчения процесса зажигания дуги. В данном случае получаем:
• легкость зажигания дуги;
• отсутствие приваривания электрода в момент зажигания дуги;
• отсутствие металлургических дефектов в сварном шве.

ARC FORCЕ (функция стабилизации процесса сварки)
Данная функция означает импульсное (серия импульсов) повышение величины тока сварки, по сравнению с установленной величиной, в тот момент, когда при выполнении сварки дуга оказывается очень короткой - это предотвращает приваривание электрода к свариваемой детали. В данном случае получаем:
• более легкий процесс сварки;
• лучшее качество сварки (можно выполнять сварку с очень короткой дугой);
• простота осуществления сварки в определенном положении детали.

ANTI-STICKING («Антиприваривание»)
Эта функция обеспечивается электронным устройством, которое уменьшает ток короткого замыкания до очень низкой величины, в случае длительного прилипания электрода к детали. Применение данной функции дает следующие преимущества:
• электрод легче оторвать от детали;
• отсутствие повреждения электрода (электрод не раскаляется)
• кабели сварочного аппарата защищены от повреждений в случае короткого замыкания, обеспечивая таким образом безопасность операторов и входной электрической сети.

Сварка МIG/МАG

В режиме полуавтоматической сварки (МIG/МАG) Вам необходимо определить тип свариваемого материала, диаметр сварочной проволоки и вид защитного газа. После этого Вам останется только четко установить напряжение сварки и подобрать к нему скорость подачи проволоки (эти два параметра определяют сварочный ток). Этот набор параметров создает возможность получить почти идеальный процесс сварки.
Если увеличивать ток сварки, то мы получим три различных типа переноса материала в сварочной дуге:

• ПЕРЕНОС КОРОТКОЙ ДУГОЙ (SHORT ARC TRANSFER )(сварка с короткими замыканиями)
• КАПЕЛЬНЫЙ ПЕРЕНОС (GLOBULAR TRANSFER)
• СТРУЙНЫЙ ПЕРЕНОС (SPRAY ARC TRANSFER)
Перенос короткой дугой осуществляется при низких токах сварки и состоит в непрерывном чередовании электрической дуги и коротких замыканий между проволокой и деталью.
Перенос материала происходит во время коротких замыканий. Таким образом могут свариваться почти все материалы, включая тонкие листы, возможна также сварка в любом положении соединения. Единственное препятствие - это разбрызгивание расплавленного материала. Капельный перенос подразумевает наличие капель расплавленной проволоки в сварочной дуге, и он всегда присутствует, когда используются химически очень активные газы типа С02, а также при использовании других газов, в случае перенастройки с режима переноса короткой дугой на режим струйного переноса. Операторы предпочитают избегать данного типа сварки, в связи с нестабильностью дуги, которая приводит к чрезмерному разбрызгиванию материала. При высоких значениях тока капли материала в сварочной дуге становятся очень маленькими, и разбрызгивания расплавленного материала на свариваемой детали не происходит. Как и при капельном переносе, выделяется большое количество теплоты, и этот способ рекомендуется для сварки только толстых листов и только в нижнем положении. Если ток сварки регулировать для осуществления ИМПУЛЬСНОГО СТРУЙНОГО ПЕРЕНОСА материала, то можно получить значительные улучшения в процессе сварки вообще и особенно в случае сварки тонколистового алюминия и нержавеющей стали.
Сварочная проволока может быть либо цельной, либо трубчатой. В последнем случае это относится к сварке проволокой, заполненной флюсом, по аналогии с электродами, применяемыми при ручной дуговой сварке (ММА). Таким образом, проволока обеспечивает дугу и сварочную ванну защитным и стабилизирующим материалом. Некоторые виды порошковой проволоки могут применяться без защитного газа. Как и в случае с аргонодуговой сваркой, множество дополнительных функций облегчают сварку и оптимизируют процессы переноса материала и расплавления основного металла.

СТРУЙНЫЙ ПЕРЕНОС КОРОТКОЙ ДУГОЙ (SHORT - SPRAY ARC)
Сварочный аппарат с постоянным напряжением на выходе (имеющим жёскую(пологопадающую) характеристику), оборудованный устройством подачи проволоки и соответствующими принадлежностями, дает возможность выполнять процесс СТРУЙНОГО ПЕРЕНОСА КОРОТКОЙ ДУГОЙ (капельный перенос рассматривается косвенным образом). Чтобы улучшить качество сварки, используются более сложные электронные сварочные аппараты.
Струйный перенос короткой дугой позволяет получить более широкий ряд поддающихся обработке материалов различной толщины, возможность сварки во всех положениях, а также большой диапазон диаметров применяемой проволоки.
Для таких сварочных аппаратов чрезвычайно полезно следующее: регулирование параметров сварки в начале и конце сварного шва, регулирование индуктивности, точная регулировка напряжения сварки и правильная подача проволоки из наконечника горелки.

ИМПУЛЬСНЫЙ СТРУЙНЫЙ ПЕРЕНОС (PULSED-SPRAY ARC)
На высококачественных сварочных аппаратах с высокими динамическими характеристиками, регулируя ток сварки, можно получить импульсный струйный перенос материала (без разбрызгивания, с высокой концентрацией и с высоким металлургическим качеством), при среднем управляемом потреблении энергии, которое обычно ниже, чем при струйном переносе. Данная процедура идеальна для сварки нержавеющей стали и алюминия (также благодаря очищающему воздействию быстрых фронтов переключения), особенно тонких листов, на которых можно добиться уровня качества, равного аргонодуговой сварке (ТIG), при этом производительность будет более высокой.

СВАРКА В 4-ТАКТНОМ РЕЖИМЕ (4-STAGE OPERATION)
Подача газа начинается при первом нажатии на кнопку горелки. При первом отпускании кнопки начинается подача напряжения и проволоки. Когда проволока касается детали, зажигается дуга, и начинается процесс сварки. Сварка продолжается до тех пор, пока кнопка не нажата. При повторном нажатии на кнопку горелки сварочная дуга гаснет и прекращается подача проволоки, напряжения и газа. 4-тактный режим рекомендуется для сварки длинных участков и обеспечивает более высокую точность сварки. Этот режим позволяет оператору держать свою руку вдали от источника тепла, и газовые шланги могут быть продуты прежде, чем начнется сварка, даже если используются длинные горелки.

СВАРКА В РЕЖИМЕ ТАЙМЕРА (сварка по времени)(TIME WELDING)
В данном режиме продолжительность сварки устанавливается оператором. Это позволяет при сварке точками получать точки всегда одинакового размера (сварка электрозаклёпками) и поэтому идеально подходит для работы на автоматизированных предприятиях или для массового производства.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА ТОЧКАМИ (AUTOMATIC SPORT WELDING)
В данном режиме оператор устанавливает продолжительность времени сварки точек и пауз между ними.
Оператор держит нажатой кнопку горелки, и автоматически происходит чередование сварки и пауз.
Это позволяет при сварке точками получать точки всегда одинакового размера (сварка электрозаклёпками) в автоматическом режиме (без непрерывного нажатия и отпускания кнопки). Этот процесс идеален для сварки тонких листов в условиях массового производства.

ФУНКЦИЯ «ГОРЯЧЕГО СТАРТА» ДЛЯ МИГ/МАГ СВАРКИ (INITIAL INCREASE)
Функция «горячего старта» обеспечивает повышенную подачу сварочной проволоки в начальный момент процесса сварки для увеличения тока сварки, с целью обеспечения заданной глубины проплавления в начале сварного шва.
Эта функция оптимизирует процесс зажигания дуги и, в особенности, рекомендуется для сварки алюминия средней и большой толщины (свыше 4мм). В некоторых случаях она может быть полезна для управления процессом зажигания так, чтобы выделялось меньше тепла. В данном случае, начальное значение параметра должно быть установлено ниже, чем сварочный параметр (пониженная подача сварочной проволоки).

«ЗАВАРКА» КРАТЕРА (CRATER FILLER)
Эта функция уменьшает ток на последнем этапе процесса сварки, чтобы получить оптимальное заполнение кратера, который формируется в конце сварного шва из-за чрезмерно быстрого охлаждения.
Она идеально подходит для сварки деталей из нержавеющей стали и алюминия, которые в процессе эксплуатации должны подвергаться давлению или нагрузкам.

ЗАМЕДЛЕННАЯ СКОРОСТЬ ПОДАЧИ ПРОВОЛОКИ ПЕРЕД СВАРКОЙ (MOTOR SOFT START)
Функция обеспечивает управление скоростью подачи проволоки перед сваркой, улучшает зажигание сварочной дуги, уменьшает разбрызгивание. Она облегчает зажигание и особенно полезна для сварки нержавеющей стали и алюминия, а также для сварки точками.

ВРЕМЯ НАРАСТАНИЯ СКОРОСТИ ПОДАЧИ ПРОВОЛОКИ ПОСЛЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ДУГИ (MOTOR SLOPE)
Эта функция срабатывает после функции MOTOR SOFT START она управляет временем нарастания скорости подачи проволоки после возбуждения дуги. Скорость нарастает от замедленной (перед сваркой) до рабочей (после возбуждения дуги).

РАСТЯЖКА ДУГИ (BURN BACK)
Данная функция позволяет регулировать длину оставшейся проволоки (части проволоки, выступающей за пределы наконечника сварочной горелки) по окончании горения дуги, осуществляя задержку отключения сварочного напряжения после остановки подачи проволоки. Правильная установка величины выступания проволоки крайне важна для оптимизации последующего процесса зажигания, а также при автоматической сварке. Возможность изменения величины выступания проволоки позволяет оператору легко подстроить работу системы к различным типам материалов и горелок.

ВРЕМЯ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ПРОДУВКИ ЗАЩИТНЫМ ГАЗОМ (POST GAS TIME)
После окончания процесса сварки газ продолжает поступать в течение предварительно установленного времени. Это позволяет сварочной проволоке и свариваемым деталям охлаждаться в атмосфере защитного газа.

ГАЗ-ТЕСТ (GAS TEST)
Кнопка ГАЗ-ТЕСТ позволяет оператору в безопасных условиях проверить поступление газа без подачи проволоки или возбуждения сварочной дуги

37. Управление переносом электродного металла при механизированной дуговой сварке плавящимся электродом. Источники питания для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом.

Импульсно-дуговая (нестационарной дугой) сварка способом MIG/MAG возможна при низком сварочном токе во всех пространственных положениях шва при минимальном разбрызгивании и качественном формировании шва.

Существуют два основных вида переноса электродного металла:

· с непрерывным горением дуги - " длинной дугой";

· с короткими замыканиями дугового промежутка - " короткой дугой"

Особенность импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом состоит в том, что процессом переноса электродного металла можно управлять. При сварке " длинной дугой" возможны две разновидности переноса:

· один импульс - одна капля;

· один импульс - несколько капель.

Перенос " короткой дугой" характерен для сварки в углекислом газе. Нестабильность и усиленное разбрызгивание электродного металла определяются свойствами источника питания и зависят от характера изменения мгновенной мощности как в период горения дуги, так и при коротком замыкании.

При импульсно-дуговой сварке способом MIG/MAG эффективно синергетическое управление процессом.

Для каждого диаметра проволоки имеется широкий диапазон токовых значений режима, который позволяет сваривать материалы разной толщины и во всех пространственных положениях. Синергетические системы повышают производительность на 20% по сравнению с обычной сваркой MIG/MAG.

 

 

38. Сварочные автоматы. Назначение и классификация. Самоходные и подвесные сварочные автоматы. Требования к конструкции сварочных автоматов.

Существующие сварочные автоматы по их назначению и кон­структивному исполнению можно разделить на три типа;

1. Сварочные автоматы тракторного типа—серии АДФ (свар­ка под флюсом) и серии АДГ (сварка под газом), сварочный авто­мат А-1506 (ТС-44) — (сварка под флюсом), автомат А-1648 (ТС - 43)—сварка толстых изделий под флюсом, малогабаритный авто­мат А-1711 —сварка в среде углекислого газа.

2. Подвесные сварочные автоматы — серии А-1400 (сварка под флюсом), сюда же относятся и модификации А-1401 и А-1410. Для сварки в среде углекислого газа создан автомат А-1417, для сварки в среде инертного газа—А-1431. Автомат А-1411П (сварка в среде углекислого или инертного газа) имеет увеличенное почти в два раза горизонтальное и вертикальное перемещение сварочной головки (по сравнению с А-1400), автомат АД-111 ведет сварку в среде защитного газа криволинейных и сложных швов. Для сварки титана и его сплавов создан автомат АД-143. Этот автомат может варить швы любой конфигурации.

3. Многодуговые сварочные автоматы конструктивно выпол­няются как наземного перемещения (тракторные), так и подвесно­го типа.

К примеру, автомат двухдуговой А-1412 выполнен в подоб­ие»! варианте, адвухдуговой автомат ДТС-38 выполнен на базе сва­рочного трактора. Трехдуговой автомат А-1373 также расположен на самоходной тележке.

тобы иметь более подробное представление об автомате •дной тележке (тракторного типа), представим его в е на рис. 20. В качестве образца ■ > ит из подающего

Рис. 20. Сварочный автомат АДФ

кассеты для электродной проволоки 6, маховиков регулировки по­ложения головки относительно шва 7, 10, самоходной тележки 8, рукоятки сцепления с приводом тележки 9. Для удобства пользова­ния предлагается таблица основных параметров сварочных авто­матов на самоходной тележке.

 

Примечание: Автоматы серии АДФ и А-1506, А-1648 — для сварки под флюсом; автоматы серии АДГ и А-1711 — для сварки в среде угле­кислого газа.

Сварочный автомат подвесного типа представляет собой кон­струкцию, изображенную на рис. 21. За основу взят автомат А-1400. Этот автомат состоит из унифицированных узлов, может работать как самостоятельно, так и входить в сварочные линии. Автомат состоит из подающего механизма 1, суппорта 2, механизма вертикального перемещения 3, флюсовой аппаратуры 4, кассеты с электродной проволокой 5, пульта управления 6. В автомате 1400 применена схема тянущего подающего механизма, что хорошо для любого вида проволоки (как стальной, так и алюминиевой). Этот автомат пригоден для сварки различных типов швов. Автомат быс­тро переналаживается под любую технологию.

Многодуговые сварочные автоматы. Привлекательность этих автоматов в том, что они могут осуществлять одновременную сварку несколькими сварочными головками. Нарис. 22 представ­лены различные варианты выполнения швов многодуговыми авто-

Рис. 21. Сварочный автомат Л-1400

 

Примечание: Автомат А-1431 применяется для сварки в среде арго­на, автомат А-1417 — для сварки в среде углекислого газа, автомат АД - 111 —для сварки в среде аргонокислородной смеси, автоматы А-1416, А-1410 и ГДФ-1001 — для сварки под флюсом, автомат А-1406 — для сварки под флюсом и в среде углекислого газа.

матами. На варианте 1 показана схема сварки по контуру изделия, которую можно выполнять двумя сварочными головками при их движении в одно место, а при движении с одного места в разные стороны сварку пересекающихся швов выполняют по варианту 2.

Сварку по контуру с одного места в разные стороны выполня­ют с некоторым рассогласованием начала сварки каждой головкой. Одновременное параллельное движение сварочных головок в одну сторону или в противоположные стороны (вариант 3) осуществля­ется также устройством смещения.

Довольно широкое распространение получила многодуговая сварка последовательных швов с перекрытием предыдущего (ва­риант 5) и без перекрытия предыдущего шва (вариант 4).

Рис. 2- Виды сварки многодуговыми автоматами

Этот способ применяют для дуговой сварки длинномерных конструкций. При сварке под флюсом выполнение отдельных швов усложняется из-за наличия шлаковой корки, которая должна уда­ляться специальным устройством. В некоторых случаях одна из сварочных головок выполняет сварку по твердожидкой корке.

Многодуговые автоматы по своей конструкции аналогичны однодуговым, и их также изготавливают из унифицированных уз­лов. В отличие от однодуговых автоматов многодуговые имеют большее число сварочных головок, подающих механизмов, кассет для электродной проволоки.

 

 

39. Требования к оборудованию для автоматической сварки. Система автоматического регулирования напряжения дуги и ее статические характеристики. Настройка режима автоматической сварки. Стабилизация скорости сварки.

Напряжение сварочной дуги, т. е. напряжение между электродом и изделием, зависит от длины дуги, сварочного тока, диаметра электродной проволоки, состава флюса и других факторов. Графическое изображение зависимости напряжения дуги от сварочного тока при постоянной длине дуги называется статической вольт-амперной характеристикой дуги. При сварке под флюсом на обычно применяемых токах напряжение дуги мало изменяется с увеличением тока, и лишь при очень большой плотности тока на электродах, в особенности при малых диаметрах электродной проволоки (1, 6-2 мм), напряжение дуги с увеличением тока возрастает.

На рис. 2 приведены графики, характеризующие изменение напряжения дуги в зависимости от сварочного тока при трех различных установившихся длинах дуг. Напряжение дуги в значительной мере зависит от ее длины: с увеличением длины дуги напряжение возрастает, при укорочении - снижается. При измерении напряжения дуги в его значение входит также падение напряжения на вылете электрода. Поэтому действительное напряжение дуги несколько ниже показываемого электроизмерительным прибором.

Устойчивое горение дуги зависит от характеристик источника питания. Важное значение имеет так называемая внешняя вольт-амперная характеристика, выражающая зависимость напряжения на зажимах источника питания от тока нагрузки. Внешние вольт-амперные характеристики источников питания могут быть крутопадающими, пологопадающими, жесткими (независимыми от тока нагрузки) и даже возрастающими (рис. 3).

Процесс сварки считается устойчивым, если в течение длительного времени дуга горит при заданных значениях тока и напряжения. При сварке под флюсом устойчивое, стабильное горение дуги обеспечивается при применении источников питания с пологопадающими внешними характеристиками.

На рис. 4 приведены статическая вольт-амперная характеристика дуги (кривая 1) и внешняя вольт-амперная характеристика источника питания (кривая 2), Эти характеристики определяют зависимость между током и напряжением дуги. Процесс сварки протекает при параметрах, отвечающих пересечению статической характеристики дуги 1 с внешней вольт-амперной характеристикой источника питания 2 в точке О. При увеличении длины дуги кривая 1 смещается вверх -сварочный ток в соответствии с кривой 2 уменьшается, а при укорочении дуги кривая 1 смещается вниз - сварочный ток возрастает.

В случае колебания напряжения сети напряжение холостого хода трансформатора будет повышаться либо понижаться, при этом внешняя вольт-амперная характеристика источника питания 2 будет соответственно смещаться вверх либо вниз.

С повышением напряжения холостого хода сварочный ток будет увеличиваться и наоборот.

При сварке электродной проволокой малых диаметров (1, 6-2, 0 мм) на токе высокой плотности стабильный процесс может быть обеспечен источниками питания с жесткими или даже со слегка возрастающими внешними характеристиками. Для соблюдения условий устойчивости горения дуги крутизна возрастания внешней вольт-амперной характеристики источника питания должна быть меньше крутизны возрастания статической вольт-амперной характеристики дуги.

При автоматической сварке под флюсом могут применяться источники переменного и постоянного тока.

Сварка на переменном токе является наиболее экономичной, так как сварочные трансформаторы имеют более высокий коэффициент полезного действия, чем источники питания постоянного тока. Сварочные трансформаторы просты в изготовлении, дешевы, надежны в эксплуатации, отличаются малыми размерами и массой. Для сварки под флюсом серийно выпускаются трансформаторы типов ТСД-500, ТСД-500-1, ТСД-1000-3, ТСД-1000-4 и ТСД-2000 в однокорпусном исполнении, со встроенными дросселями, с дистанционным управлением.

Питание дуги постоянным током дороже, чем переменным. Однако применение постоянного тока в некоторых случаях целесообразно, в частности когда к качеству швов предъявляются особо высокие требования, а также когда использование переменного тока затруднено, как, например, при сварке изделий малых толщин. При питании дуги постоянным током от сварочных генераторов колебания напряжения сети не влияют на характеристики источника питания и, следовательно, на качество сварного шва. В качестве источников питания дуги при сварке под флюсом постоянным током применяются серийно выпускаемые преобразователи ПС-500, ПСО-500, ПС0-800, ПС-1000 на токи 500, 800 и 1000 А.

В настоящее время достигнуты значительные успехи в производстве сварочных выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный. Сварочный выпрямитель состоит из трансформатора с выпрямительным устройством. Выпрямители не имеют подвижных частей, по размеру и массе они лишь незначительно превосходят сварочный трансформатор. Сварочные выпрямители бесшумны в работе, обеспечивают устойчивое горение дуги. Коэффициент полезного действия выпрямителей значительно выше, чем у мотор-генераторных преобразователей. Сварочные выпрямители весьма перспективны, в ближайшие годы они найдут широкое применение в сварочной технике и, как более удобные и экономичные, заменят мотор-генераторные преобразователи.

Для сварки под флюсом выпускаются автоматы с зависимой от напряжения дуги скоростью подачи электродной проволоки либо с постоянной, независимой скоростью подачи электрода. Задачей автоматического регулирования является поддержание установленного тока и напряжения дуги. При падающих внешних характеристиках источника питания в качестве регулируемой величины принимается напряжение дуги.

При неизменной настройке источника питания и постоянстве напряжения сети ток и напряжение дуги находятся в зависимости от длины дугового промежутка. Стабильное значение длины дуги возможно только в том случае, если электродная проволока будет подаваться в зону горения дуги со скоростью, равной скорости ее плавления. На практике длина дуги может претерпевать значительные изменения, вызываемые неравномерностью разделки кромок, зазора, превышением кромок и другими возмущениями, которые влияют на процесс сварки. Чтобы обеспечить постоянство длины дуги, а следовательно, и напряжения дуги, в автоматических системах регулирования электродную проволоку подают со скоростью, зависимой от напряжения дуги.

При работе на автомате с зависимой от напряжения дуги скоростью подачи электродной проволоки настройка режима по току производится изменением внешних характеристик источника питания. В сварочных трансформаторах наиболее часто настройка осуществляется изменением индуктивного сопротивления при неизменном напряжении холостого хода трансформатора.

Регулятор напряжения дуги с достаточной точностью поддерживает напряжение дуги. В случае удлинения дуги и увеличения ее напряжения скорость подачи электродной проволоки возрастает, а при уменьшении напряжения дуги скорость подачи электродной проволоки уменьшается. Благодаря этому автоматически поддерживается постоянное расстояние между плавящимся концом электродной проволоки и сварочной ванной. Примером автомата, осуществляющего непрерывное регулирование скорости подачи электродной проволоки, может служить автомат АДС-1000-2, в котором число оборотов электродвигателя сварочной головки зависит от напряжения дуги.

При способе автоматической сварки с независимой от напряжения дуги скоростью подачи электродной проволоки электродная проволока подается с некоторой постоянной скоростью, устанавливаемой в соответствии с током. Случайные отклонения длины дугового промежутка от первоначально установленного значения устраняются не изменением скорости подачи электродной проволоки, как при зависимой от напряжения дуги скорости подачи электродной проволоки, а вследствие временного изменения скорости плавления проволоки, происходящего вследствие зависимости между напряжением дуги и сварочным током, определяемой формой внешней характеристики источника питания. Так как постоянство режима дуги поддерживается без принудительного регулирования, то это свойство дуги с плавящимся электродом получило название саморегулирования.

При сварке с независимой скоростью подачи электродной проволоки настройка режима сварки по току производится изменением скорости подачи электродной проволоки. Для настройки автомата на различные напряжения дуги необходимо изменять внешнюю характеристику источника питания. Для обычных режимов автоматической сварки под флюсом существующие источники питания с падающей внешней характеристикой обеспечивают достаточную интенсивность и быстродействие системы саморегулирования дуги.

Во многих случаях саморегулирование дуги настолько значительно, что нет необходимости в применении схемы автоматического принудительного регулирования. Заданная длина дуги будет восстанавливаться тем быстрее, чем значительнее будет изменяться скорость плавления электрода.

Наибольшее влияние на саморегулирование дуги оказывает форма внешней характеристики источника питания и плотность тока в электроде.

Для увеличения интенсивности саморегулирования дуги крутизна падающей внешней характеристики источника питания должна быть по возможности небольшой. Для источников постоянного тока желательно, чтобы напряжение холостого хода на 10-12 В превышало рабочее напряжение. При сварке на переменном токе для обеспечения непрерывности горения дуги в момент перехода тока через нуль необходимо, чтобы напряжение холостого хода превышало рабочее напряжение дуги примерно в два раза.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: