Электрические характеристики сварочного контура

При рассмотрении задачи управления технологическими параметрами дуговой сварки необходимо проанализировать физико-технологические свойства элементов контура источник питания — дуга.

Сварочная дуга.Дуга представляет собой мощный установившийся электрический разряд в ионизированной смеси газов и паров веществ, входящих в состав электрода, электродного покрытия и флюса. Электропроводность межэлектродного промежутка обусловлена наличием электрически заряженных частиц — электронов и ионов. Под действием напряжения источника электроны перемещаются к аноду, а ионы — к катоду. Электрические свойства дуги определяются процессами, протекающими в трех характерных зонах — столбе дуги, катодной области и анодной области дуги.

Статическая характеристика (СВАХ) представляет собой зависи­мость напряжения дуги от ее тока U_д =f(I_д) (рисунок. 5.2). Ее строят по эк­спериментальным данным при плавном изменении тока и сохранении неизменными физических условий ее горения. В частности, должны ос­таться постоянными диаметр электрода d_э, длина дуги l_д материал электрода и состав газа. Дуга имеет криволинейную статическую харак­теристику (рисунок. 5.2) и, следовательно, является нелинейным элементом электрической цепи, т.е. таким, у которого активное сопротивление не постоянно, а меняется с изменением тока. На характеристике выделяют три участка: падающий (I), жесткий (II) и возрастающий (III). Наклон характеристики принято оценивать величиной дифференциального сопротивления ρ_д, которое представляет собой производную напряжения дуги по току в данной точке А характеристики, т.е. предел отношения приращения напряжения к соответствующему приращению тока:

Рисунок. 5.2 – Статическая вольт-амперная характеристика дуги

Типы внешних вольт-амперных характеристик современных источ­ников чрезвычайно разнообразны (рисунок. 5.3), используются как возраста­ющие 1, так и жесткие 2 и падающие 3 характеристики. В общем случае эти характеристики являются нелинейными, поэтому полезно ввести понятие дифференциального сопротивления источника, соответствую­щего tgα_д (см. рисунок. 2.7, б)

Рисунок. 5.3 – Типичные внешние вольт-амперные характеристики источников