Технические характеристики источников питания. Технические характеристики источников питания сварочной дуги
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
Рис. 3. Внешние характеристики источников питания и сварочной дуги |
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 1 (надо рисовать) и неподвижной 2 частями его сердечника. С увеличением зазора S самоиндукция дросселя, которая зависит от магнитного потока сердечника, уменьшается, а напряжение на дуге и, следовательно, сварочный ток увеличивается. При уменьшении зазора – на оборот. Благодаря наличию индуктивного сопротивления достигается падающая внешняя характеристика источника сварочного тока.
|
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 |
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.
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.
studfiles.net
Технические характеристики источников питания
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК
Основными техническими характеристиками источников питания сварочной дуги являются напряжение холостого хода и номинальная сила сварочного тока. Источники для ручной сварки изготавливают на токи 125 ... 500, для механизированной - 315 ... 1000. для автоматической - 500...2000 А. Многопостовые источники имеют номинальную силу тока 1000 ... 5000 А. Важным параметром является номинальное напряжение. Например, однопостовые источники с падающей внешней характеристикой. предназначенные для ручной сварки, имеют номинальное напряжение 25 ... 40 В. В технической документации указаны пределы регулирования силы тока и соответствующие ему пределы регулирования рабочего напряжения. Например, выпрямитель для ручной сварки с номинальной силой тока 315 А и напряжение 22 ... 36 В. Задается также напряжение холостого хода, для источников с падающей характеристикой оно составляет 60 ... 90 В.
Источники питания работают в одном из спедующих режимов: перемежающемся, повторно-кратковременном и продолжительном. В перемежающемся режиме работа под нагрузкой в течение времени t, чередуются с холостым ходом в течении времени t„ когда источник не отключается от сети. Такой режим характеризуется относительной продолжительностью нагрузки ПН = i*/(tH + t*) • 100%. Источники для сварки имеют номинальную ПН. равную 60% .В повторно-кратковременном режиме работа под нагрузкой чередуется с периодическими отклонениями источника от сети на время to-Такой режим характеризуется относительной продолжительностью выключения ПВ = tM/(t„ + to) • 100%. В продолжительном режиме источник питания непрерывно работает под нагрузкой.
Кроме вышеперечисленных параметров в технической документации указываются напряжение питающей сети, номинальная мощность, коэффициент полезного действия, размеры и масса источников питания.
Основное условие поддержания заданной длины дуги при сварке в защитных газах MIG/MAG
Для того чтобы процесс сварки в защитных газах протекал устойчиво, необходимо, чтобы длина дуги поддерживалась в заданных пределах Это достигается при условии. если скорость оплавления торца Электродной проволоки (Уолл) равняется скорости ее подачи (Vnnp)
Взаимосвязь между скоростью подачи электродной проволоки Vnnp, скоростью оплавления электродной проволоки Vonfl и длиной дуги
Жёсткая внешняя Вольт-амперная характеристика источника питания
Основная особенность жёсткой ВВАХ - небольшие изменения напряжения (длины) ду ги вызывают существенные изменения тока сварки.
Крутопадающая Внешняя Вольт-амперная Характеристика источника питания
Основная особенность крутопадающей ВВАХ - большие изменения напряжения (длины) дуги не вызывают существенных изменений тока сварки.
Автоматическое восстановление заданной длины дуги после её удлинения (преднамеренного или случайного)
В результате преднамеренного или случайного удлинения дуги возрастает её электрическое сопротивление, и, как следствие этого, увеличивается напряжение дуги. Это вызывает перемещение рабочей точки из положения 1 в положение 2. в котором ток сварки меньше. Скорость оплавления торца электродной проволоки снижается, что приводит к нарушению равновесия между этой скоростью и скоростью подачи электродной проволоки. Вследствие этого, торец электрода начинает перемещаться в направление сварочной ванны, сокращая дуговой промежуток и восстанавливая первоначальную (заданную) длину дуги. При этом сопротивление дуги снижается, и, как следствие, происходит уменьшение напряжения дуги. В результате, рабочая точка перемещается в положение 3, где ток сварки по значению близок току сварки в точке 1. В рабочей точке 3 устанавливается новое равновесие между скоростью подачи электродной проволоки и скоростью её оплавления. При этом ток сварки остаётся немного меньшим, по сравнению с точкой 3, так как дополнительный подогрев проволоки при удлинённом вылете электрода приводит к увеличению скорости её оплавления. Автоматическое восстановление заданной длины дуги после её сокращения (преднамеренного или случайного)
Автоматическое восстановление заданной длины дуги после уменьшения скорости подачи электродной проволоки (преднамеренного или случайного)
Уменьшение (преднамеренное) тока сварки
Автоматическое восстановление равновесия между скоростью подачи электродной проволоки и скоростью её оплавления после преднамеренного снижения напряжения дуги
Гибкие автоматизированные сварочные производства (ГАСП)
Гибкие производственные системы для сборочно-сварочных работ должны обеспечивать автоматизацию следующих операций: 1. Сборка под сварку. 2. Загрузочно-разгрузочные работы. 3. Складирование заготовок и сваренных конструкций. 4. Складирование и замена оснастки. 5. …
Пути повышения технологичности сварных конструкций под роботизированную сварку
1. Изменение сварной конструкции и технологии ее изготовления при заданном типе сварочного робота. 2. Выбор другого сварочного робота либо оснащение его дополнительными технологическими средствами. 3. Одновременная доработка конструкции, технологии и …
Особенности роботизированной технологии сварки
Эффективность применения роботизированной сварки зависит от технологичности свариваемой конструкции. Разработана специальная методика оценки технологичности, которая позволяет: 1. Выбирать сварные конструкции (СК), как объект роботизированной сварки, из числа предварительного отбора сварных …
msd.com.ua
Источники питания сварочной дуги
Для питания сварочной дуги применяются специальные источники тока, отвечающим определенным техническим требованиям. Для источников тока большое значение имеет внешняя характеристика, выражающая зависимость напряжения от тока нагрузки. Эта зависимость обычно выражается графически (рисунок 6.3).
Рис. 6.3. Характеристики источников тока:
а)– обыкновенного; б) - сварочного
|
а) – обыкновенный; б) - сварочный
Рисунок 6.3 - Характеристики источников тока
Источники тока для обычных целей (освещение, питание электродвигателей и др.) имеют жесткую (рис. 6.3.а) внешнюю характеристику, приближающуюся к прямой. Такая форма внешней характеристики необходима потому, что обычные потребители требуют для нормальной работы постоянство напряжения питающей сети, независимо от изменения нагрузки.
Совсем другие требования предъявляются к источнику тока для питания сварочной дуги (рисунок 6.3.б). Характеристика его должна быть падающей. При постоянном напряжении горящая дуга будет непрерывно разрастаться, и сила тока в ней будет увеличиваться до разрушения проводников цепи. Наличие падающей характеристики делает возможным устойчивое горение дуги при определенной постоянной силе тока. Режим дуги постоянной длины можно менять, изменяя внешнюю характеристику источника тока. Максимальное напряжение источника тока из условий безопасности принимается не более 90 в.
| Рис. 6.4.а. Основные схемы сварочных трансформаторов: а) с отдельной дроссельной катушкой во вторичной цепи; б) с дроссельной катушкой во вторичной цепи, конструктивно объединенной в одно целое с трансформатором; в) с увеличенной индуктивностью; г) с подвижной обмоткой. |
а) -с отдельной дроссельной катушкой во вторичной цепи; б) -с дроссельной катушкой во вторичной цепи, конструктивно объединенной в одно целое с трансформатором; в) -с увеличенной индуктивностью; г) -с подвижной обмоткой.
Рисунок 6.4 - Основные схемы сварочных трансформаторов
Сварочные трансформаторы. Сварочные трансформаторы просты по устройству, отличаются малыми размерами и весом, имеют высокий КПД, до 90%. Они расходуют электроэнергии почти в два раза меньше по сравнению с агрегатами постоянного тока. Для получения падающей характеристики последовательно с дугой в сварочную цепь включают необходимое индуктивное сопротивление. Основные схемы сварочных трансформаторов приведены на рисунке 6.4.
Существенным недостатком сварочных трансформаторов является низкий коэффициент мощности (т.н. cos j). Этот недостаток вызывается принципом устройства сварочного трансформатора, в котором падающая характеристика создается высокой индуктивностью цепи. Столь низкий коэффициент cos j весьма нежелателен для электрической сети, в которую включен сварочный трансформатор, и поэтому для его исправления к первичной обмотке параллельно включают конденсатор (рисунке 6.5).
Рисунок 6.5 - Подключение конденсатора.
Генераторы постоянного тока.В настоящее время преобладает сварка дугой переменного тока с питанием от сварочного трансформатора. Качество же сварки в большинстве случаев несколько выше при постоянном токе. Кроме того, имеются работы практически осуществимые только на постоянном токе: сварка малых толщин, сварка неплавящимся электродом, сварка цветных металлов.
Из источников постоянного тока наибольшее применение имеют сварочные генераторы, сконструированные на основе машины постоянного тока, имеющие крутопадающую характеристику. Сила тока такого генератора остается более или менее постоянной во время горения дуги.
Сварочные выпрямители. Для получения постоянного сварочного тока также используются сварочные выпрямители. Простейший сварочный выпрямитель с падающей характеристикой, состоит из трансформатора с увеличенным магнитным рассеиванием и выпрямительного блока.
Осцилляторы. Осциллятор - это прибор, который облегчает зажигание сварочной дуги и обеспечивает устойчивость ее горения посредством наложения на дуговой промежуток вспомогательного переменного тока высокого напряжения и частоты и небольшой мощности. Повышенное напряжение пробивает газовый промежуток при отсутствии или ослаблении сварочного тока (и деионизации газа между электродами).
Выпускаемые сейчас электроды в большинстве случаев обеспечивают достаточно легкое зажигание и устойчивое горение дуги, и применение осцилляторов при обыкновенной сварке сократилось до минимума.
Другие источники питания сварочной дуги. В настоящее время появились более эффективные современные источники питания сварочной дуги, в которых необходимая характеристика достигается с помощью электронных схем на полупроводниках, которые называются тиристорными источниками питания. В виду их относительной дороговизны в эксплуатации они нашли широкое применение только на особо ответственных работах для сварки специальных сталей и цветных металлов.
Требования к сварочному оборудованию для сварки объектов МН. Для реализации технологии сварки при строительстве и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов следует использовать однопостовые управляемые тиристорные выпрямители, инверторные выпрямители для ручной, механизированной и автоматической сварки, а также однопостовые или двухпостовые сварочные генераторы. Для реализации технологии ручной дуговой сварки на обратной полярности допускается применение многопостовых выпрямителей, оснащенных электронными регуляторами сварочного тока. Источники сварочного тока должны отвечать общим и специальным требованиям.
Общие требования к источникам сварочного тока:
- возможность использования источников тока в составе передвижных и самоходных агрегатов при пониженном качестве автономной электросети переменного тока, характерного для сетей ограниченной мощности;
-максимальные колебания установленных значений сварочного тока и напряжения из-за взаимного влияния постов не более ± 5% от установленных значений при использовании источников тока для компоновки автономных многопостовых агрегатов питания сварочных постов;
-при колебаниях напряжения питающей сети от +10% до –10% от номинального значения, изменение установленной величины тока (напряжения) не должно превышать ±2%;
Источники тока должны иметь степень защиты не ниже IP22 по ГОСТ 14254-80.
По стойкости к воздействию внешних климатических и механических факторов источники должны отвечать следующим требованиям:
- температура окружающей среды (рабочее значение) от -40 до +40 0С при размещении источников тока в укрытиях агрегатов питания;
- относительная влажность окружающей среды 80% при t = +20 0C в соответствии с ГОСТ 15543.1-89;
- группа по допустимым механическим воздействиям – не ниже М18 в соответствии с ГОСТ 175161-90.
Узлы сварочного оборудования, содержащие силовые конденсаторы, должны иметь устройства для автоматической разрядки конденсаторов.
Сварочное оборудование должно быть защищено отключающими предохранителями или автоматами со стороны питающей сети и соответствовать требованиям главы 7.6 ПУЭ (7 издание, 2002 г.) и ПТЭЭП (2003 г.).
Учитывая, что источники могут использоваться как стационарно, так и в составе автономных агрегатов питания, к ним предъявляются дополнительные требования:
-вращающиеся части сварочного оборудования, части, находящиеся под высоким напряжением или высокой температурой (более 40°С) должны быть надежно ограждены.
-размещение сварочного оборудования, а также расположение и конструкция его узлов и механизмов должны обеспечивать безопасный и свободный доступ к нему.
-на органах управления сварочного оборудования должны быть четкие надписи или условные знаки, указывающие их функциональное назначение. Все органы управления сварочного оборудования должны иметь надежные фиксаторы, исключающие самопроизвольное или случайное их включение (или отключение).
-штепсельные соединения проводов для включения в сеть переносных пультов управления сварочного оборудования должны иметь заземляющие контакты.
-закрепление газоподводящих шлангов на присоединительных ниппелях аппаратуры, горелок и редукторов должно быть надежным и выполнено с помощью хомутов или опрессованных разъемных штуцеров.
-другие параметры должны соответствовать ГОСТ 13821-77.
Требования к сварочным агрегатам. Автономные сварочные агрегаты должны отвечать следующим основным требованиям:
-колебания режимов сварки, вызываемые взаимным влиянием постов при многопостовом питании, не более ± 5% от номинальных значений тока и напряжения;
-наличие дистанционных регуляторов режимов сварки для каждого поста;
-обязательное оснащение агрегатов вспомогательным источником тока для питания электроинструмента, печей для прокалки электродов, освещения рабочего места сварщика;
-наличие в составе самоходных агрегатов питания защитной палатки, обеспечивающей защиту зоны сварки от атмосферных осадков и ветра;
-для постов автоматической и механизированной сварки в защитных газах следует использовать самоходные сварочные агрегаты, которые должны быть оснащены: стрелой грузоподъемностью не менее 400 кг с устройствами для подвешивания защитных палаток, сварочных кабелей, кабелей управления, газовых коммуникаций; рампой для баллонов с защитными газами;
-агрегаты питания должны быть укомплектованы оборудованием для межслойного электроподогрева свариваемых стыков;
-головной агрегат колонны автоматической сварки дополнительно должен быть оснащен компрессором сжатого воздуха для привода внутреннего центратора и необходимой аппаратурой управления;
-установленная мощность агрегата должна быть не менее 20 кВА на 1 пост;
-диапазон температур эксплуатации от плюс 40 до минус 50 0С.
Сварочное оборудование применяемое для реализации технологии сварки при строительстве и ремонте трубопроводов ОСТ, должны выпускаться в соответствии с действующими государственными стандартами и специальными Техническими условиями (ТУ) на каждую марку сварочного оборудования и должны быть аттестованы на группу «Нефтегазодобывающее оборудование», в соответствии с требованиями РД 03-614-03, иметь соответствующие свидетельства об аттестации и входить в реестр ТУ и ПМИ ОАО «АК «Транснефть».
Применение сварочного оборудования не включенных в реестр ТУ и ПМИ ОАО «АК «Транснефть» запрещается.
Похожие статьи:
poznayka.org
Источники питания | Сварка и сварщик
Основная особенность источников питания при ручной сварке W-электродом в защитных газах - наличие крутопадающей внешней статической характеристики. Она обеспечивает стабильность сварочного тока при изменениях длины дуги и устойчивость процесса сварки. Используют источники питания с высоким напряжением холостого хода, в 4-6 раз превышающим напряжение на дуге.
В качестве источников переменного тока могут применяться трансформаторы для ручной дуговой сварки.
1 - Внешняя вольтамперная характеристика источника питания; 2 - Вольтамперная характеристика дуги.
Технические характеристики сварочных трансформаторов
Марка | Номинальный сварочный ток, А | Продолжительность нагрузки (ПН), % | Диапазон регулирования сварочного тока, А | Потребляемая мощность, кВА | Габариты, мм | Масса, кг |
Напряжение питающей сети 220 В | ||||||
ТДМ - 163 | 160 | 20 | 50-150 | 7 | 335x190x220 | 15 |
ТДМ - 171 | 170 | 20 | 80-200 | 5 | 310x235x430 | 19 |
ТДМ - 168 | 160 | 20 | 50-175 | 5.3 | 198x325x380 | 31 |
ТДМ - 209 | 200 | 40 | 18-200 | 10 | 386x225x415 | 40 |
ТДМ - 121 | 125 | 15 | 50-125 | 7,5 | 185x270x430 | 25 |
ТДМ - 180 | 180 | 20 | 45-180 | 13,5 | 360x360x430 | 55 |
Напряжение питающей сети 380 В | ||||||
ТДМ - 2510 | 250 | 60 | 50-250 | 15 | 400х520x920 | 100 |
ТДМ - 401Э | 400 | 60 | 70-460 | 28 | 585x555x850 | 140 |
ТДМ - 300 | 320 | 60 | 80-320 | 18 | 375x390x590 | 70 |
ТДМ - 504 | 500 | 40 | 90-500 | 35 | 520x590x810 | 150 |
ТДМ - 301 | 300 | 40 | 90-320 | 19 | 470x350x350 | 75 |
ТДМ - 403 | 400 | 60 | 50-400 | 38 | 650x550x750 | 150 |
Глубина проплавления весьма чувствительна к колебаниям тока при изменениях напряжения питающей сети. Степень стабилизации тока должна быть не менее 5 %. Источники питания должны обладать широким диапазоном регулирования сварочного тока, так как при заварке кратера необходимо плавное снижение тока в 2,5-3 раза. Поэтому источники со ступенчатым или механическим регулированием тока малоэффективны. Все источники для этого вида сварки содержат специальное устройство для заварки кратера. В специальных установках (типа УПС), кроме того, обеспечивается плавное нарастание сварочного тока в начале сварки, что исключает разрушение и перенос в шов частиц электрода из-за бросков тока при зажигании дуги касанием об изделие.
В качестве источников постоянного тока можно использовать универсальные сварочные выпрямители ВДУ. Они работают с принудительным воздушным охлаждением, имеют крутопадающие внешние статистические характеристики, обеспечивают плавное дистанционное регулирование режима сварки, стабилизацию сварочного тока при колебаниях напряжения в питающей сети. Источники сварочного тока современных установок поддерживают режимы сварки импульсной дугой. Время импульса и паузы изменяется от 0,01 до 1-3 с, а глубина модуля - в 10-12 раз
Технические характеристики сварочных выпрямителей
Марка | Сварочный ток, А | Напряжение, В | КПД | Габариты, мм | Масса, кг | ||
номинальный ПН=60% | пределы регулирования | номинальное | холостого хода | ||||
ВДУ-504 | 500 | 70-500 | 45 | 72-76 | 82 | 1275x816x940 | 385 |
ВДУ-505 | 500 | 50-500 | 22-46 | 85 | 84 | 800x700x920 | 300 |
ВДУ-506 | 500 | 50-500 | 22-46 | 85 | - | 820x620x1100 | 310 |
ВС8У-160 | 160 | 5-180 | 30 | 100 | - | 520x700x1195 | 240 |
ВС8У-315 | 315 | 8-350 | 30 | 100/200 | - | 520x700x1195 | 360 |
ВС8У-630 | 630 | 10-700 | 30 | 100/200 | - | 520x850x1250 | 480 |
ТИР-300 Д | 300 | 10-300 | 30 | 65 | 75 | 1230x620x1000 | 480 |
ТЦЭ-315 | 315 | 20-315 | 30 | 65 | 75 | 1230x620x1000 | 320 |
Источники серии ВСВУ служат для ручной и автоматической сварки. Они обеспечивают работу в непрерывном и импульсном режимах; автоматическое, плавное и регулируемое нарастание тока в начале процесса сварки - от минимального значения до заданного; плавное регулирование тока дежурной дуги в импульсном режиме от 2 до 3% номинального сварочного тока; модулирование формы импульса от прямоугольной до треугольной; плавное снижение тока при заварке кратера; стабилизацию режима сварки в пределах 2,5% при изменениях напряжения сети до 10%. Напряжение холостого хода имеет два значения: 100 В для сварки в аргоне и 200 В в гелии. Для бесконтактного возбуждения дуги в приборах ВСВУ установлен осциллятор последовательного включения.
Специализированный источник ТИР-300Д предназначен для сварки в среде аргона постоянным или переменным током прямоугольной формы. Аппарат пригоден для сварки любых металлов. Регулирование сварочного тока - ступенчато-плавное. Сварочная дуга обладает высокой стабильностью горения как в установившемся, так и в переходных режимах. При возбуждении дуги касанием об изделие или при помощи осциллятора ток дуги плавно увеличивается с 5 А до указанной величины за 0,4 с. При гашении дуги ток снижается по линейному закону, обеспечивая заварку кратера
Эффективны ИНВЕРТОРНЫН ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДУГИ отечественного производства.
Источник ДС 200 А.3 предназначен для сварки в непрерывном и импульсном режимах сталей, цветных металлов и их сплавов. Он обеспечивает режим контактного и бесконтактною зажигания дуги на малом токе; регулируемое время нарастания и спада тока после окончания сварки, а также регулировку тока зажигания. Предусмотрен продув газа перед началом сварки и обдув сварочной ванны после окончания. Плавные нарастания и спад сварочного тока позволяют получить качественный шов. Пульсирующий режим предназначен для управления процессами тепловложения и кристаллизации сварочной ванны.
ЦИКЛОГРАММА ПРОЦЕССА ИМПУЛЬСНО-ДУГОВОЙ СВАРКИ
Источник ДС 200 АУ.3 служит для сварки не только сталей и цветных металлов, но и алюминия и его сплавов. Для этого предусмотрен режим работы на переменном токе с регулировкой амплитуды, частоты и доли сварочного тока положительного и отрицательного импульсов. Это позволяет повысить очищающую способность сварочной дуги, необходимую для разрушения о киской пленки. Источник также обеспечивает режим контактного и бесконтактного зажигания дуги, плавное нарастание и уменьшение тока в начале и при окончании сварки, продувку газом перед началом сварки и обдув сварочной ванны после сварки.
Влияние соотношений длительности импульсов тока на качество шва
При преобладании положительного импульса достигается лучшая очистка алюминиевых деталей от окисной пленки
При преобладании отрицательного импульса достигается максимальная глубина проплавления
Технические характеристики инверторных источников питания
Марка | Напряжение сети, В | Диапазон регулирования, В | Напряжение холостого хода, В | ПН, % | КПД | Габариты, мм | Масса, кг |
"Адонис"-3 | 1x220 | 35-160 | 86 | 60 | 85 | 155x330x520 | 17 |
"Фора"-160 Пр | 1x220 | 40-160 | 100 | 60 | 88 | 410x180x290 | 10 |
"Фора"-200 Пр | 3x380 | 70-250 | 100 | 40 | 88 | 410x180x290 | 12 |
ВДУЧ-16 | 1x220 | 30-160 | 86 | 80 | 86 | 280x600x365 | 23 |
ВДУЧ-200 | 3x380 | 30-200 | 86 | 80 | 86 | 280x600x365 | 27 |
ДС 200 А.З | 3x380 | 5-200 | 60 | 60 | 89 | 500x220x430 | 25 |
ДС 200 АУ.З | 3x380 | 10-200 | DC-60, АС-80 | 60 | 89 | 510x240x430 | 30 |
ФЕБ-200 М | 1x220 | 40-200 | 55 | - | 85 | 215x350x500 | 23 |
ФЕБ-350 М | 3x380 | 40-350 | 60 | 60 | 85 | 300x440x690 | 45 |
Специализированные установки снабжены автоматическими системами управления сварочными режимами и коммутационной аппаратурой. Установка УДГ-161 предназначена для сварки коррозионностойких сталей постоянным током. Защитный газ подается за 1-2 с до начала сварки и прекращается через 10 с после ее окончания. Дистанционный пульт управления позволяет с расстояния до 10 м регулировать режим сварки, изменять время заварки кратера, управлять газовым клапаном и встроенным осциллятором. Установка УДГ-501-1 предназначена для сварки переменным током алюминия и его сплавов. У этого аппарата две ступени плавного регулирования сварочного тока. Время заварки кратера от 0 до 30 с, после чего ток автоматически отключается
Технические характеристики специализированных установок
Марка | Номинальный сварочный ток, А | ПН, % | Режим работы | Диапазон регулирования тока, A | Потребляемая мощность, кВА | Габариты, мм установки / возбудителя | Масса, кг |
Напряжение питающей сети 220 В | |||||||
УДГ-82 | 75 | 20 | DC | 8-80 | 7 | 550x292x394463x292x210 | 5010 |
УДГ-121 | 125 | 20 | АС | 20-125 | 10 | 500x292x394463x292x210 | 5010 |
УД ГУ-1220 | 125 | 20 | АСDC | 20-12520-125 | 10 | 490x292x394463x292x210 | 5210 |
УДГ-161 | 150 | 35 | DC | 5-150 | 8 | 360x360x930 | 60 |
УДГ-180 | 170 | 20 | AC | 40-170 | 13,5 | 360x380x960 | 60 |
Напряжение питающей сети 380 В | |||||||
УД ГУ-302 | 315 | 60 | DC | 10-135 | 25 | 800x700x900 | 250 |
УД Г-501-1 | 500 | 60 | AC | 40-500 | 40 | 700x685x885 | 300 |
УДГ-251-1 | 250 | 35 | DCAC | 5-2505-275 | 21 | 370x800x730 | 120 |
УД Г-350 | 315 | 60 | DC | 12-315 | 7,5 | 650x450x1000 | 50 |
УДГУ-501 | 500 | 60 | AC | 25-525 | 35 | 650x450x1000 | 140 |
weldering.com
6 Источники питания сварочной дуги
Источники питания можно классифицировать по роду тока на источники постоянного тока (преобразователи и выпрямители) и переменного тока (генераторы и трансформаторы), по типу В/А характеристики на источники с крутопадающей, падающей, жесткой и возрастающей характеристикой, в также на источники общего и специального назначения.
Источник питания сварочной дуги должен обеспечивать:
и силу тока I Рв сварочной цепи.
-
I КЗ
IР
источник питания должен давать ток короткого замыкания IКЗ, превышающий рабочий ток IР на 25…100%, т.е. должно соблюдаться условие 1,25 < < 2. Слишком большой IКЗ приводит к перегреву электрода и разбрызгиванию металла, слишком малый – затрудняет повторное зажигание дуги.-напряжение холостого хода U ХХ должно быть большерабочего UДв 1,8…2,5 раз.
-источник питания должен обладать высокими динамическими характеристиками, т.е. обеспечивать высокую скорость нарастания тока от30000 до 100000 А / сек, а время восстановления UДдо 25В после обрыва дуги не должно превышать 0,05 сек
Каждый источник питания рассчитывается на номинальное напряжение, номинальный ток при определенном кратковременном режиме работы. Этот режим характеризуется или относитель-
ной продолжительностью работы под нагрузкой ПН ( в старых источниках ПР - продолжительность работы) или относительной продолжительностью включения ПВ. ПН и ПВ определяют условия нагрева и охлаждения источника питания и означают соответственно отношение длительности рабочего периода tр к длительности одного цикла нагрузки t Ц
t p
t Ц
ПВ =ПН = · 100% ,
где, t Ц = t р + tп, а tп - продолжительность паузы между 2-мя рабочими периодами, т.е. время паузы.
Если в паспорте на источник питания указан режим ПВ, значит, источник на время паузы отключается (при этом обязательно указывается цикл), если ПН – то источник на время паузы не отключается и работает на холостом ходу.
Если tЦ = 5мин, то при ПВ = 60% t р = 3мин, tп = 2мин.
Источники питания с ПН более надежны, чем с ПВ.
6.1 Сварочные трансформаторы
Применяют при сварке переменным током. Они понижают напряжение заводской сети с 380 до 60…65 В, необходимого для возбуждения дуги и безопасного для сварщика
Ток изменяют дросселем (электромагнитом или катушкой с железным сердечником).
4
3
W1U1
=
W2U2
5
а
6
W1
U1
W2
U2 ~36в
…
~ 380в
1
7
2
Рис. 24. Трансформатор с нормальным магнитным рассеянием и реактивной катушкой.
1 – первичная обмотка
2 – вторичная - « -
3 – реактивная - « -
4 - подвижный пакет магнитопровода дросселя
5 – рукоятка
6 – электрододержатель
7 – свариваемая деталь
Трансформаторы имеют падающую либо крутопадающую В/А характеристику. По методу получения этой характеристики трансформаторы могут быть с нормальным магнитным рассеиванием и реактивной катушкой (см. рис. 24), либо с увеличенным магнитным рассеиванием.
В верхней части магнитопровода трансформатора (см. рис. 24) размещена обмотка дросселя, включенная в сварочную цепь последовательно с дугой и встречно со вторичной обмоткой трансформатора. Реактивная катушка создает индуктивное сопротивление для получения падающей в/а характеристики в цепи трансформатор – дроссель – дуга – изделие.
Часть верхнего магнитопровода сделана в виде подвижного пакета. Изменяя с помощью винтового механизма и рукоятки 5 величину воздушного зазора «а» между подвижной и неподвижной частью магнитопровода, можно изменять сварочный ток. При вращении рукоятки по часовой стрелке зазор увеличивается, магнитный поток уменьшается, индуктивное сопротивление уменьшается, сварочный ток возрастает.
Для сварки тонкого металла применяют согласное включение обмотки дросселя со вторичной обмоткой трансформатора, чтобы получить увеличенное вторичное И ХХ с целью устойчивого горения дуги на малых токах.
6.2 Сварочные преобразователи.
Служат для преобразования переменного тока в постоянный, используемый для получения сварочной дуги. В зависимости от метода получения падающей внешней характеристики преобразователи подразделяются на несколько групп:
с независимой намагничивающей обмоткой и последовательной размагничивающей;
с самовозбуждением, параллельной намагничивающей обмоткой и последовательной размагничивающей;
с самовозбуждением, с параллельной намагничивающей обмоткой в сочетании с размагничивающим действием реактивного якоря.
Преобразователь 1-ой группы состоит из асинхронного 3-х фазного электродвигателя и сварочного генератора. Якорь генератора и ротор двигателя расположены на одном валу. На валу установлен также вентилятор для охлаждения источника питания. Якорь генератора набран из топких медных пластин, рядом с якорем находится коллектор со щетками токосъемника.
В корпусе преобразователя укреплены полюса электромагнита. При включении электродвигателя включается цепь электромагнита в корпусе. При прохождении тока по обмотке полюсов между ними возникает магнитный поток, возбуждающий ток в витках якоря при его вращении. Этот ток поступает в сварочную цепь через пластины коллектора и щетки к токосъемнику и зажимам, к которым присоединяется сварочный провод от электрододержателя и обратный от сварочного стола.
studfiles.net
Источники питания сварочной дуги
Отечественная промышленность выпускает большое количество источников питания сварочной дуги электрическим током, обеспечивающее многочисленные технологические процессы. Выпускаемые источники питания разделяют по следующим признакам:
1.По роду тока – на источники постоянного тока (преобразователи , выпрямители и агрегаты) и переменного тока (сварочные трансформаторы).
2.По количеству одновременно подключаемых сварочных постов - на
однопостовые и многопостовые.
3. По назначению – на источники для ручной сварки покрытыми электродами, для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса, для сварки в среде защитных газов, электрошлаковой сварки, для плазменной резки и источники тока специального назначения.
4. По принципу действия и конструктивному выполнению – на сварочные трансформаторы: с расщеплёнными полюсами, с жёсткой характеристикой, универсальные и др.
агрегаты – генераторы ДВС, сварочные выпрямители, универсальные и др.
5. По характеру привода – на источники с электрическим и независимым приводом (от двигателя внутреннего сгорания).
6. По способу установки и монтажа – на стационарные и передвижные.
Внешней характеристикой источника питания называется зависимость напряжения на его зажимах, от величины сварочного тока. Источники питания могут иметь четыре вида внешних характеристик (рис. 5.11): крутопадающая, пологопадаюшая, жесткая, возрастающая.
Рис.5.11. Внешние характеристики источников питания
сварочной дуги.
1- крутопадающая; 2 – пологопадающая; 3 – жесткая; 4 - возрастающая.
Выбор источника питания по виду внешней характеристики производится в зависимости от заданного способа сварки. Для ручной сварки лучшая характеристика источника – крутопадающая. При частых изменениях длины дуги, а следовательно и напряжения, возможных вследствии ручного управления электродом, сварочный ток меняется незначительно, устойчивость дуги высокая и в сварочном шве не будет дефектов.
Для сварки неплавящимся электродом наиболее приемлема крутопадающая характеристика. Для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса необходима пологопадающая характеристика. При сварке в струе защитных газов источники питания должны иметь жёсткую и пологовозрастающую характеристики.
Выбор источника питания обуславливается:
- видом сварки,
- характером производства,
- свойствами свариваемых металлов,
- условиями работы источника,
- применяемыми электродами.
Похожие статьи:
poznayka.org
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.
build.novosibdom.ru
