Основные характеристики дуги при неплавящемся электроде и требования к источникам питания

Сварка неплавящимся электродом может выполняться на постоянном или переменном токе. Различные теплофизические свойства, электрода и изделия, особенно таких, как вольфрам и алюминий, обусловливают неодинаковые условия повторного возбуждения дуги или периодическом изменении полярности. Это приводит к понижению устойчивости горения, а следовательно, к снижению качества сварки, а также к ухудшению условий работы сварочного трансформатора (появляется постоянная составляющая тока, рис. 1).

Существует несколько способов устранения этих явлений: а) включение в сварочную цепь источника постоянного тока с э. д. с, направленной встречно постоянной составляющей напряжения дуги. На рис. 2, а приведена схема, содержащая блок полу-

Рис. 1. Изменение тока и напряжения при сварке неплавящимся электродом

Рис. 2. Принципиальные схемы источников питания дуги переменным током при сварке неплавящимся электродом:

а - с источником постоянного тока, б - с включением полупроводникового вентиля, в - с включением емкости и индуктивности

проводниковых вентилей, позволяющая производить регулировку тока плавно и в широких пределах;

б) включением в сварочную цепь вентиля В (рис. 2, б) параллельно с сопротивлением R. Вентиль пропускает ток в те полупериоды, когда катодом является изделие. В других полупериодах величина тока в цепи ограничивается сопротивлением R;

в) включением в сварочную цепь последовательно дуге емкости и индуктивности (рис. 2, в). Этот способ получил наибольшее распространение. Его достоинством является отсутствие активных потерь и увеличение cos ср.

При сварке неплавящимся электродом источники переменного тока имеют падающую внешнюю характеристику.

Дуга постоянного тока при сварке неплавящимся электродом имеет высокую устойчивость; для питания дуги применимы выпрямители или электромашинные преобразователи обычного типа с падающими внешними характеристиками.

Осцилляторы. Для возбуждения дуги без закорачивания электрода на изделие, а также для повышения устойчивости горения дуги переменного тока служат осцилляторы. Эти аппараты вырабатывают высокое напряжение (несколько тысяч вольт, при частоте 150-250 кГц), достаточное для электрического пробоя промежутка между электродом и изделием. Высокое напряжение при высокой частоте безопасно для человека: ток распространяется только по поверхности тела и не поражает жизненно важных органов.

Принципиальная схема осциллятора показана на рис. 3. Он состоит из повышающего трансформатора ПТ, конденсатора С, высокочастотного трансформатора ВТ, разрядника Р и защитного конденсатора ЗС. Трансформатор ПТ заряжает конденсатор С. При повышении напряжения на конденсаторе промежуток между электродами разрядника Р пробивается и конденсатор разряжается на первичную обмотку трансформатора ВТ. Поскольку эта обмотка представляет собой индуктивность, в разрядной цепи возникают электрические затухающие колебания высокой частоты. При этом во вторичной обмотке ВТ наводится э. д. с. высокой частоты, вызывающая пробой промежутка между электродом и свариваемым изделием. Конденсатор ЗС служит для ограничения тока промышленной частоты во вторичной цепи ВТ, пропуская при этом ток высокой частоты. Для устранения радиопомех в питающей сети на вход осциллятора устанавливается фильтр в виде дросселя (на схеме не показан). Он защищает цепь питания от токов высокой частоты. Кроме того, для защиты окружающей среды от радиопомех осцилляторы обычно закрываются металлическим экранирующим кожухом.

Осцилляторы бывают в двух исполнениях: для включения параллельно дуге, как это показано на рис. 3, и для включения последовательно с дугой. В последнем случае вторичная обмотка ВТ имеет достаточно большое сечение.

Для повышения устойчивости горения дуги переменного тока, кроме осцилляторов, применяются импульсные генераторы, назначение которых - резко повышать напряжение между электродом и изделием в начале каждого полупериода сварочного тока, когда повторно возбуждается дуга.

Рис. 3. Принципиальная схема осциллятора