Параметри на източника на захранване при заваряване

Източниците на заваръчен ток трябва да осигуряват стабилно изгаряне на дъгата, стабилност на режимите на заваряване и безопасна поддръжка на инсталациите. Тези изисквания са изпълнени чрез правилен подбор параметри на захранването: напрежение на празен ход, външни характеристики, метод за регулиране на заваръчния ток.

Напрежение на отворена верига са избрани въз основа на надеждно запалване на дъгата и безопасност при обслужване. Увеличаването на напрежението улеснява удара на дъгата, но в същото време увеличава опасността от нараняване на заварчика. В допълнение, увеличаването на напрежението на отворената верига на захранващите устройства за променлива дъга (заваръчни трансформатори) води до увеличаване на тока на намагнитване и намаляване на cosφ.

Напрежение за запалване на дъга променлив ток е 50 — 55 V, следователно напрежението на отворената верига не може да бъде по -ниско от тази стойност. Горната граница на стойностите на Uо е ограничена от условията на безопасност и е 60 — 75 V, а за 2000 A заваръчни трансформатори тя не трябва да надвишава 90 V. Запалването на DC дъга възниква при по -ниско напрежение, около 30 — 40 V. Напрежение на отворена верига на DC захранвания токът е в диапазона 45 — 90 V.

Външна характеристика на електрически продукт (устройства) — зависимостта на напрежението в клемите на електрически продукт (устройство) от тока, протичащ през товара, свързан към тези клеми. (ГОСТ 18311-80).

Външна характеристика на заваръчните източници на енергия е зависимостта на напрежението на изходните му клеми Un от сила на тока натоварване

По естеството на тази зависимост външната характеристика може да бъде (фиг. 1):

1) падане,

2) труден,

3) увеличаване.

Ориз. 1. Видове външни характеристики на дъгови източници на захранване: 1 — падащи, 2 — твърди, 3 — увеличаващи се.

Дъгата и източникът на захранване образуват система, която ще бъде в стабилно равновесие, ако случайните промени в силата на тока намаляват с времето, тоест системата ще се върне в първоначалното си състояние.

Условието за стабилност в статичен режим се свежда до факта, че разликата между дериватите на напрежението по отношение на тока на статичните характеристики на дъгата и източника на захранване в работната точка е положителна

Условието е изпълнено, ако с характеристика на падаща дъга външната характеристика на източника на захранване ще бъде по -падаща, а с нарастваща характеристика на дъгата външната характеристика на източника ще бъде по -малко нарастваща.

Фигура 2 показва комбинираните характеристики на падане на източник на захранване 1 и дъга 2. В момента, в който електродът докосне детайла, токът на късо съединение преминава през заваръчната верига, съответстваща на точка а. Когато електродът се изтегли, възниква дъга, напрежението се увеличава по кривата 1 до точка b, съответстваща на стабилно изгаряне на дъгата.

Ориз. 2. Комбинирана външна характеристика на източника на захранване (1) и характеристика на токово напрежение на дъгата (2).

Падащата външна характеристика се използва в ръчни заваръчни машини, където е необходимо да се гарантира стабилността на дъгата и малка промяна в заваръчния ток при промяна на дължината на дъгата. Промяната на напрежението поради промяна в дължината на дъгата с определена сума ΔU (фиг. 2) води до лека промяна в заваръчния ток от ΔАз.

Падащата външна характеристика осигурява малка кратност на тока на късо съединение, която не трябва да надвишава 1,4.При високи токове на късо съединение източникът на захранване изпитва големи претоварвания, а качеството на заваряване и безопасността на обслужването се влошават поради метални пръски.

Източници с твърди и нарастващи характеристики се използват за заваряване с потопена дъга и в защитни газове (аргон, въглероден диоксид).

В повечето случаи падащата външна характеристика на захранването е по -подходяща. При заваръчните източници на енергия той се създава от спад на напрежението в самия източник или в отделно съпротивление, включено в заваръчната верига.

В общия случай уравнението на външната характеристика е нелинейно и има вида

където Uo — напрежение на празен ход на източника на захранване, zд — общо еквивалентно съпротивление на източника на захранване заедно с допълнително съпротивление, Азd — ток на дъгата.

Регулиране на заваръчния ток необходимо при заваряване на части с различна дебелина. За тази цел източниците на захранване са оборудвани с устройства за стъпаловидно или плавно регулиране на заваръчния ток, които осигуряват възможност за работа при различни характеристики (фиг. 3).

Ориз. 3. Външни характеристики на дъговите източници на енергия при регулиране на заваръчния ток: а — чрез промяна на напрежението на отворената верига Uo, b — промяна в еквивалентното съпротивление ze.

Режим на работа на заваръчни източници на енергияработа в периодичен режим се характеризира с относителната продължителност на PR, която е частта от времето на непрекъсната работа при натоварване от продължителността на целия работен цикъл.

Обикновено PR се изразява като процент

където τp — време на непрекъсната работа под товар, τn — време на пауза, τc е времето на работния цикъл.

Ако източникът на захранване е изключен от мрежата по време на паузата, те не говорят за продължителността на PR, а за продължителността на активирането на PV, което се определя по същия начин като продължителността на работа (PR).

Относителната продължителност на PR е паспортният параметър на източника на захранване, който трябва да се вземе предвид при избора на източник и неговата работа. Превишаването на PR спрямо паспорта води до прегряване и повреда на заваръчното оборудване.

Когато източникът работи в номинален режим, допустимият ток се определя от съотношението

където индексът «n» се отнася за номиналните параметри, а «d» — за параметрите на действителния режим. В непрекъснат режим PR = 100%.