1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Источник постоянного тока для ручной дуговой сварки

Источники питания для ручной электродуговой сварки

Требования к источникам питания для ручной электродуговой сварки.

Источник питания должен:

1. Обладать крутопадающей внешней вольтамперной характеристикой (рис. 1);

2. Обеспечивать регулирование режима сварки (сварочного тока Iсв и напряжения Uсв);

3. Ток короткого замыкания Iкз должен быть не более чем 2Iр. Отношение Iкз/Iр называется коэффициентом добротности D источника питания;

4. Обладать хорошими динамическими свойствами, т.е. очень быстро – за 0,02-0,05 с после короткого замыкания восстанавливать напряжение от U = 0 до напряжения зажигания дуги Uзд;

5. Обеспечивать напряжение холостого хода Uхх в 2,5-3 раза больше, чем рабочее напряжение .

Ручную электродуговую сварку ведут на переменном, либо на постоянном токе. При сварке на переменном токе в качестве источника питания используют сварочные трансформаторы, а при сварке на постоянном токе используют сва­рочные преобразователи (генераторы) или выпрямители.

Принципиальные электрические схемы трансформаторов для ручной электродуговой сварки показаны на рис. 2. По конструктивным особенностям они подразделяются на две основные группы:

— с нормальным магнитным рассеиванием;

— с развитым магнитным рассеиванием.

Рис. 1. Внешняя вольтамперная характеристика источника питания

1 — вольтамперная характеристика электрической дуги;

2 — вольтамперная характеристика источника питания;

Up, Uзд, Uхх — значения напряжений, соответственно,

рабочего, зажигания дуги и холостого хода;

Iр, Iкз — значения токов, соответственно, рабочего и короткого замыкания

Первые выполнены в виде двух различных аппаратов — трансформатора и дросселя и изготавливаются с отдельным дросселем или со встроенным дросселем (рис. 2 а, б). Сила сварочного тока при этом регулируется изменением воздушного зазора в дросселе, который также обеспечивает падающую внешнюю вольтамперную характеристику трансформатора. К этой группе относятся трансформаторы типа СТЭ и СТН. Эти трансформаторы устарели и серийно в настоящее время не выпускаются.

Вторая группа трансформаторов выполняется с подвижными вторичными обмотками. Сила сварочного тока при этом регулируется изменением расстояния между первичными и вторичными обмотками, что также обеспечивает трансформатору падающую внешнюю вольтамперную характеристику.

Трансформаторы с развитым магнитным рассеиванием с подвижными обмотками в настоящее время широко используются при ручной дуговой сварке. Они имеют повышенный КПД и обеспечивают устойчивое горение сварочной дуги, как на больших силах тока, так и на малых. К этим трансформаторам относятся трансформаторы типа ТС, ТСК-500 (рис. 2 в).

Рис. 2. Принципиальные схемы сварочных трансформаторов

а — трансформатор с отдельным дросселем; б — трансформатор типа СТН (со встроенным дросселем); в — трансформатор типа ТСК-500

Как было сказано выше, для сварки на постоянном токе применяются сва­рочные генераторы. Наиболее распространенные из них выполнены по схемам, показанным на рис. 3 и подразделяются на генераторы с независимым возбужде­нием и генераторы с самовозбуждением.

Рис. 3. Принципиальные электрические схемы сварочных генераторов

a-с независимым возбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой;

б — с самовозбуждением, параллельной намагничивающей и последовательной размагничивающей обмотками; Г — генератор; Р — реостат; НО — на­магничивающая обмотка возбуждения; РО — размагничивающая обмотка.

Генератор с независимым возбуждением и с размагничивающей последо­вательной обмоткой (рис. 3 а) имеет две обмотки возбуждения: независимого возбуждения, которая питается отдельно от полупроводникового выпрямителя, и последовательную размагничивающую, включенную последовательно с обмоткой якоря. Ток в цепи независимого возбуждения регулируется реостатом. По этой схеме выполнены преобразователи ПСО-120, ПСО-ЗОО А, ПД-303, ПС0500, ПСО-800, АСО-2000.

В генераторах с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой возбуждения (рис. 3 б.) используется принцип самовозбуждения. Так работают преобра­зователи ПД-101, ПС-300-1, ПСО-300М, ПС-500.

Широкими возможностями обладают сварочные выпрямители типа ВДУ- 506 (рис. 5), предназначенные для комплектации сварочных автоматов и полуав­томатов для однопостовой механизированной сварки в среде углекислого газа и под флюсом, а также порошковой проволокой.

Рис. 5. Общий вид сварочного выпрямителя ВДУ-506:

Выпрямитель может быть использован для работы со сварочными роботами и манипуляторами, а также для ручной дуговой сварки штучными электродами.

Инструментом и принадлежностями электросварщика являются; электрододержатель, щиток или маска, специальный молоток с зубилом, стальная щетка, клейма для маркировки сварных швов, сумка для хранения и переноски электродов и инструмента.

Читать еще:  Обустройство мансарды дачи своими руками фото

На рис.6 показаны основные типы электрододержателей, применяемые при ручной дуговой сварке.

Рис. 6. Конструктивные схемы электрододержателей для ручной дуговой сварки

а — вилочные; б — пружинные; в — зажимные; г — безогарковые; д — двухэлектродные; е — со стопорным кольцом

Щитки, маски и шлемы применяются для предохранения глаз и кожи лица сварщика от вредного влияния ультрафиолетовых лучей и брызг расплавленного металла. На рис. 7 изображены щиток, маска и шлем электросварщика.

Рис. 7. Щиток (а), маска (б) и шлем (в) электросварщика

Щитки и маска изготовляются из фибры или специальной фанеры и снаб­жены темными стеклами, которые подбирают в зависимости от силы сварочного тока: при силе тока до 70 А применяются стекла марки Э-2, при силе тока от 200 до 400 А — марки Э-4.

Ток от силовой сети подводится к сварочным аппаратам по проводам марок ПРН и ПРТН, от сварочных аппаратов к рабочим местам — по гибким проводам марки ПРГ, АПД или ПРГД. Сечение сварочных проводов зависит от допускае­мой величины силы тока: при силе тока 100 А — сечение провода — 16, при 200 А — 25, при 300 А — 50, при 400 А — 70 мм.

Вспомогательный инструмент. Стальная щетка используется для очистки металла от грязи и ржавчины перед сваркой и шлака после сварки, молоток с заостренным концом — для отбивки шлака со сварных швов и нанесения личного клейма. Зубило применяют для вырубки монтажной сварки (прихваток) и дефектных мест сварочного шва.

Спецодежда сварщика: куртка и брюки или комбинезон, а также рукавицы, которые изготавливаются из плотного брезента. Брюки носят навыпуск, а куртку — не заправляя в брюки.

Электроды для сварки и наплавки.

Общие технические требования к электродам, размеры и классификацию устанавливает ГОСТ 9466-75.

1. по назначению: для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей (σр 600 МПа) — «Л»; для сварки легированных теплоустойчивых сталей — «Т»; для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами — «В»; для наплавки — «Н»;

2. по типам и маркам: по ГОСТ 9467-75 изготавливаются электроды 23 типов; по ГОСТ 10052-75 — 49 типов и ГОСТ ! 0051 -75 — 44 типа;

3. по толщине покрытия, которая характеризуется отношением D/d, где D- наружный диаметр электрода вместе с покрытием; d -диаметр стержня:

с тонким покрытием – D/d 1,8 — Г;

4. по качеству: электроды подразделяются по точности изготовления, со­стоянию поверхности покрытии, содержанию серы и фосфора в наплавленном металле — группы 1-3;

5. по видам покрытия: с кислым покрытием — А; с основным — Б; с цел­люлозным Ц; с рутиловым — Р; с прочими — П. Электродам с покрытием сме­шанного вида соответствует двойное обозначение. При введенном в покрытие железном порошке в количестве более 20% к обозначению добавляется буква Ж;

6. по применению в разных пространственных положениях: для всех положений — 1; для всех, кроме вертикального сверху вниз — 2; для нижнего, горизонтального и вертикального снизу вверх — 3; для нижнего и нижнего в лодочку — 4;

7. по роду и полярности тока, а также по напряжению холостого хода ис­точника питания переменного тока (частота 50 Гц). ГОСТ 9466-75 устанавливает условное обозначение для каждой марки электродов, которое указывается на этикетке (рис. 8).

Рис. 8. Позиции условных обозначений электродов на этикетках

I — тип; II — 11-марка; III — диаметр; IV — назначение; V — толщина покрытия;

VI — группа (по качеству); VII — характеристика наплавленного металла шва (по ГОСТ 9467 -75, 10051-75, 10052-75); VIII- вид покрытия; IX — допустимое пространственное положение шва; X — род и полярность тока, допустимое номинальное напряжение холостого хода (табл. 1); XI — ГОСТ 9466-75; XII — ГОСТ на типы электродов (или ТУ)

Источники тока для электродуговой сварки

Требования к источникам питания для дуговой сварки

Важными параметрами процесса сварки являются вольт-амперная характеристика сварочной дуги и внешняя характеристика источника питания. От их согласования во многом зависят устойчивость горения дуги и стабильность протекания процесса сварки.

вольт-амперные характеристики дуги, представляющие собой зависимость между напряжением UД и током IДпри различной длине дуги l(l2>l1). Вольт-амперная характеристика дуги нелинейна, поскольку в общем случае электрический ток в газах не подчиняется закону Ома (дуга является электрическим разрядом в газе, и ее сопротивление не равняется постоянной величине).

Читать еще:  Как сделать балкон над эркером в рубленом доме

При малых токах (примерно до 100А) с его увеличением интенсивно возрастают степень ионизации и число заряженных частиц. Сопротивление столба дуги уменьшается, и для поддержания тока необходимо меньшее напряжение.

При возрастании тока увеличение степени ионизации происходит медленнее, рост количества носителей заряда уменьшается, и напряжение дуги становится мало зависящим от тока.

При больших плотностях тока степень ионизации высокая, дуга не расширяется, так как ограничена диаметром электрода, и ее сопротивление становится постоянным. На этом участке она подчиняется закону Ома — ток и напряжение прямо пропорциональны.

Для каждого способа сварки наиболее характерен свой участок характеристики дуги. Например, при ручной сварке покрытыми электродами и неплавящимся электродом в среде аргона сила тока относительно невелика, а диаметр электрода значителен. Эти условия соответствуют подающему участку характеристики дуги. При сварке под флюсом сила тока больше, чем при ручной сварке, поэтому характеристика переходит на пологий и частично на возрастающий участок. Сварка в углегислом газе характеризуется применением проволок малого диаметра, что пропорционально квадрату диаметра увеличивает плотность тока. Характеристика дуги становится возрастающей.

Рассмотрим особенности выбора внешней характеристики источника питания для различных способов сварки.

Основными элементами любой сварочной установки являются: источник сварочного напряжения или источник питания (далее — ИП); исполнительный механизм; соединительные элементы (шланги, кабели); вспомогательные элементы (баллоны, приспособления, оснастка и т.д.). В зависимости от выбранного вида сварки различают следующие виды сварочного оборудования:

Для ручной дуговой сварки штучными плавящимися электродами с покрытием (метод ММА):

— трансформаторы (предназначены для сварки на переменном токе);

— выпрямители (предназначены для сварки на постоянном токе);

— инверторы (для сварки на постоянном токе — постоянный ток получают по инверторной схеме).

Электродная проволока,обмазка,электроды.

Электроды, использующиеся при сварке, должны обеспечивать высокие механические свойства сварного соединения и высокую производительность при соединении деталей методом сварки. Все сварочные электроды представляют собой металлические стержни, как с обмазкой и без таковой. В то же время, сварочная проволока — это по сути плавящийся электрод.

Сварочную проволоку производят в основном диаметром 0.8, 1.2, 2.0 миллиметра, а электродную от 1.0 мм до 12.0 и длиной до 450 мм. Марки электродов можно подразделить по содержанию кремния, углерода и фосфора. Химический состав проволоки жестко регламентируется и имеет конечное число марок для сварки для сваркиразличных видов металлов.

Для использования дуговой ручной сварки, электроды покрывают обмазкой, препятствующей поглощению кислорода и азота из окружающего воздух ванной расплавленного металла т.к., в случае увеличения содержания кислорода и азота в структуре шва, резко снижаются пластические свойства металла.

Содержание таких газов, как кислород и азот, в металле шва, уменьшают следующими методами: электроды насыщают раскислителями; применяют «покрытые» сварочные электроды, при плавлении которых выделяются шлаки, осуществляющие защиту металла, как в самой сварочной ванне, так и в момент перехода капли с электрода в саму ванну. Электроды могут иметь как толстое, так и тонкое покрытие: тонкое покрытие является ионизирующим и способствует устойчивому горению дуги. Самым распространенным покрытием, является меловое, с добавлением жидкого стекла. Сварочные электроды этого типа дают удовлетворительное качество сварного шва, в связи с отсутствием защиты расплавленного металла. Если рассматривать электроды с толстым покрытием, то они позволяют получить сварной шов с высокими характеристиками предела прочности и пластичности изделия. В состав покрытия входят раскислители, легирующие, газообразующие и шлакообразующие вещества. В качестве альтернативы толстому покрытию используется сварочная проволока и углекислота, как защитный газ. Электроды с толстым слоем обмазки, включающим в состав марганцевую руду, полевой шпат, каолин, титановую руду и другие вещества, улучшающие условия формирования сварного шва, применяются при заявлении потребности высоких требований к характеристикам сварного соединения.

Легирующие элементы входящие в состав покрытия электрода, частично выгорая, переходят в наплавленный металл шва и позволяют получить такие механические свойства шва, которые близки к свойствам свариваемого металла. В случае сварки нержавеющих и жаропрочных сталей, используют электроды, стержни которых по своему химическому составу одинаковы со свариваемым металлом. С целью ликвидации выгорания легирующих элементовв процессе сварки, электроды имеют в составе обмазки соответствующие компоненты, состоящие из ферросплавов.

Читать еще:  Штукатурим откосы на окнах своими руками

Способы сварки давлением.

Сварка давлением — сварка, при которой в области контакта двух металлических поверхностей происходит деформация, в результате чего образуется сварное соединение. Осуществляется за счёт взаимодействия (объединения электронных оболочек) атомов металлов двух свариваемых поверхностей. При этом качество самой сварки может зависеть от многих факторов:

уровень приложенных усилий,

качество подготовленных поверхностей,

способность металла подвергаться деформации.

Различают следующие виды сварки давлением: контактная, трением, холодная, взрывом, диффузионная, ультразвуковая (за счёт механических колебаний), термокомпрессионная (когда металл предварительно нагревается до высоких температур[1]) и др. Сваркой давлением возможно соединение металлических сплавов между собой, металлов с полупроводниками и керамиками, пластмассами и т. д.

Дата добавления: 2018-04-04 ; просмотров: 846 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Источники тока для дуговой сварки

Для дуговой сварки применяют как постоянный, так и переменный ток. Источниками постоянного тока являются сварочные генераторы постоянного тока и сварочные выпрямители — селеновые, германиевые и кремниевые.

При сварке переменным током используют преимущественно сварочные трансформаторы, которые применяются значительно чаще, чем источники постоянного тока. Сварочные трансформаторы более просты в изготовлении и эксплуатации, имеют небольшую массу и меньшую стоимость, а также обладают более высоким КПД и более долговечны.

Основные требования, предъявляемые к источникам сварочного тока. Источники сварочного тока должны обеспечить легкое зажигание
и устойчивое горение дуги, ограничивать ток короткого замыкания и быть безопасными в работе.

Величина напряжения, необходимого для зажигания дуги, называемого напряжением холостого хода, должна быть не ниже 30…35 В для источников постоянного тока, не менее 50…55 В для источников переменного тока и не должна превышать 80 В. Чаще напряжение находится в пределах 60…80 В. Для устойчивого горения открытой дуги в большинстве случаев достаточно напряжения 18…30 В.

Во время коротких замыканий электрода с изделием в момент зажигания дуги и переноса электродных капель через дуговой промежуток при сварке плавящимся электродом сопротивление сварочной цепи падает почти до нуля, а сварочный ток даже при незначительном напряжении сильно возрастает. Для ограничения тока короткого замыкания необходимо, чтобы с увеличением тока нагрузки напряжение на зажимах источника тока снижалось. Иначе нужно, чтобы источники тока имели так называемую падающую внешнюю характеристику 1 (рис. 57). Внешней характеристикой называется зависимость между напряжением на зажимах источника тока и током нагрузки, выраженная графически. Падающая внешняя характеристика обеспечивает устойчивый режим горения дуги. Он определяется точкой С пересечения падающей внешней характеристики 1 источника сварочного тока и жесткой статической характеристики 2 дуги. При случайном увеличении тока больше значения Iсв напряжение источника тока уменьшится (кривая 1), а это приведет к уменьшению тока до первоначального значения Iсв. С уменьшением тока меньше Iсв параметры тока и напряжения изменяются противоположно. Для питания дуги с жесткой характеристикой необходимо, чтобы источники тока имели падающую (крутую 3 или пологую 4) внешнюю характеристику. Для питания дуги с возрастающей статической характеристикой более пригодны источники тока с жесткой 5 или возрастающей 6 внешней характеристикой.

Однопостовые сварочные генераторы постоянного тока имеют падающую внешнюю характеристику, многопостовые – жесткую внешнюю характеристику.

Сварочные выпрямители имеют высокий КПД, небольшие размеры, легки и сравнительно дешевы; дают возможность плавно регулировать ток и обеспечивают устойчивое горение дуги. Они могут быть одно-
и многопостовыми.

Для ручной сварки применяют выпрямители с падающей внешней характеристикой, для полуавтоматической сварки в углекислом газе — выпрямители с жесткой или пологопадающей характеристикой.

Ручная дуговая сварка

Электроды для ручной дуговой сварки. Ручную дуговую сварку выполняют штучными электродами: при сварке по методу Бенардоса угольными или графитовыми диаметром 6…30 мм, длиной 200…300 мм, а при сварке по методу Славянова — металлическими диаметром 1,6…12 мм и длиной 150…450 мм.

Для сварки сталей электроды изготавливают из стальной сварочной проволоки по ГОСТ 2246-70, в котором приведено 77 ее марок.

Для повышения устойчивости горения дуги на электроды наносят стабилизирующие покрытия. В их состав входят соединения щелочных (калия, натрия) или щелочно-земельных (кальция) металлов, которые ионизируют дуговое пространство и тем самым увеличивают устойчивость горения дуги.

Источники:

http://studopedia.ru/10_139432_istochniki-pitaniya-dlya-ruchnoy-elektrodugovoy-svarki.html
http://studopedia.net/3_27475_istochniki-toka-dlya-elektrodugovoy-svarki.html
http://lektsii.org/8-75934.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector