Регулирование силы сварочного тока

Регулирование силы сварочного тока при дуговой сварке обычно осуществляется с помощью самого источника пи­тания. Все возможные способы регулирования тока можно свести к двум: изменению напряжения холостого хода ис­точника U_xx, изменению электрического сопротивления источника Z (pиc.). Если увеличить напряжение холостого хода источника (рисунок., а), то его характеристика смеща­ется вправо и пересекается с вольт-амперной характеристи­кой дуги при больших токах. Если увеличить сопротивле­ние источника, что соответствует смещению его характери­стики влево (рисунок., б), то электрическая энергия, отдава­емая источником дуге, уменьшается, и ток соответственно снижается. На практике часто используют в одном источ­нике оба способа регулирования тока.

а — изменением напряжения холостого хода; б — электрическим сопротивлением источника питания; 1, 2, 3 — внешние характеристики источника питания; 4 — вольт-амперные характеристики дуги; Z — сопротивление источника питания

Рисунок 2.4 – Регулирование сварочного тока

Система «источник—дуга» принципиально устойчива, если в результате отработки малых возмущений она приходит в устано­вившееся состояние, характеризующееся равенством подаваемой и потребляемой энергии и малыми отклонениями тока и напряже­ния от исходного состояния.

Как известно, наклон характеристик источника и ду­ги принято оценивать величиной дифференциальных сопротивлений ρ_и=dU_и/dI_и и ρ_д=dU_d/dI_d. Система «источник—дуга» устойчива при малых возмущениях, если разность дифференциальных сопротивлений дуги и источника в точке пересечения их характеристик положительна.

Пример оценки принципиальной устойчивости приведен на рисунке 2.5. Покажем, какие внешние характеристики должны иметь источники для того, чтобы обеспечить принципиальную устойчивость при питании дуг с различным наклоном характеристик. При использовании дуги на падающем участке ее характеристики в точке В, где дифференциальное сопротивление дуги отрицательно (ρ_д < 0), характеристика источника 1 должна быть еще более крутопадающей (ρ_и << 0) для получения положительного значения коэффициента устойчивости к_y = (ρ_д - ρ_и) > 0.

Рисунок 2.5 – Выбор характеристики источника в зависимости от характеристики дуги

При использовании дуги на жестком участке ее характеристики (ρ_д ≈ 0) в точке С характеристика источника может быть и крутой 2, и пологой 3, но непременно падающей (ρ_и < 0). Если дуга имеет возрастающую характеристику в точке D (ρ_д > 0), то для обеспечения устойчивости источник может иметь падающую 4 (ρ_и < 0), жесткую 5 (ρ_и = 0) и даже пологовозрастающую 6 (ρ_и > 0) характеристику, если ρ_д > ρ_и. Наибольшим запасом устойчивости в точке D обладает, естественно, система с источником, имеющим характеристику 4, поскольку при этом к_у максимальный.