Характеристикам источников питания

Характер переноса металла зависит от способа сварки, выбранного режима, характеристик источника питания, сварочной аппаратуры и др.

Механизм переноса металла оказывает существенное влияние на выбор параметров источников питания.

Капли расплавленного металла периодически замыкают дуговой промежуток накоротко, либо изменяют длину дуги.

Характер переноса металла в дуге определяется действием ряда сил. К ним относятся сила тяжести, сила поверхностного натяжения, электродинамические силы, создаваемые сварочным током, давление газов, образующихся в расплавленном металле, реакция дуги и др.

Тепло, выделяемое дугой после возбуждения, интенсивно расплавляет электрод и вызывает образование капли на его конце (см. рис.1.11). Затем происходит постепенное увеличение объема капли расплавленного металла без существенного изменения длины дугового промежутка. По мере увеличения капли жидкого металла конец электрода приближается к ванне и капля замыкает дуговой промежуток. Капля переходит в ванну, при этом дуга гаснет, напряжение резко падает, ток короткого замыкания возрастает. С увеличением тока сказывается

Рис.1.11. Типичные зависимости тока и напряжения на дуге от времени и характерные фотографии зоны сварки для отдельных моментов времени: Т – общее время цикла; τ₁ – время горения дуги; τ₂ – время короткого замыкания дугового промежутка; τ₃ – время восстановления напряжения после взрыва шейки капли; I_max – максимальная величина тока; I_д – средняя величина тока; u_д – напряжение на дуге.

сжимающее действие его на каплю металла, у которой образуется шейка, соединяющая его с электродом. Возникающее при этом аксиальное усилие ускоряет переход капли в ванну. Утоненная шейка перегорает со взрывом, что приводит к разбрызгиванию электродного металла. Напряжение на промежутке почти мгновенно возрастает до величины, превосходящей напряжение сварки, и дуга вновь возбуждается. В дальнейшем весь цикл повторяется.

Промежуток времени τ₁, в течение которого капля расплавленного металла находится в зоне дуги при высокой температуре, имеет важное технологическое значение. За это время наиболее интенсивно проходят реакции окисления металла капли и выгорание содержащихся в нем примесей и легирующих элементов.

Для описанного процесса сварки требуются источники питания с определенными свойствами. Своеобразием их работы является последовательная смена режимов холостого хода, короткого замыкания и нагрузки, происходящая в течение сотых и даже тысячных долей секунды. При такой скорости протекания процесса регулирование его с помощью специальных схем управления практически невозможно. Поэтому источник питания должен обладать высокими динамическими свойствами, обеспечивая достаточно большую скорость повышения напряжения на дуговом промежутке при размыкании сварочной цепи и определенную скорость нарастания тока в течение короткого замыкания цепи.

Для надежного возбуждения дуги (Æ 0,8—1,2) ток короткого замыкания должен значения 300—500А за 0,002—0,003сек. Малая скорость нарастания тока короткого замыкания не обеспечит взрывного перегорания шейки, соединяющей электрод с каплей, электрод воткнется в изделие и процесс сварки прекратится. Слишком большая скорость нарастания тока приведет к выбросу всей капли и даже куска электрода, и процесс опять будет неустойчивым. Оптимальное значением скорости нарастания тока короткого замыкания является значение 10—15кА/сек, при сварке током 350—500А.