Источники сварочного тока

Источник питания входит в состав любой установки для дуговой сварки. Он снабжает дугу электрической энергией необходимых параметров. При дуговой сварке применяются токи от 1 до 3000 А при напряжении от 8 до 140 В. В зависимости от технологического процесса (марки свариваемого материала и типа покрытия электрода) сварочные работы выполняют либо на переменном, либо на постоянном токе как при непрерывной, так и при импульсной подаче энергии.

Сварка на переменном токе существенно отличается от сварки на постоянном. При частоте тока 50 Гц анодное и катодное пятна меняются местами 100 раз в секунду, при этом ионизация дугового промежутка нарушается и дуга горит менее устойчиво. Для повышения устойчивости горения дуги кроме введения в состав покрытий электродов элементов с низким потенциалом ионизации (калий, натрий, кальций) используют осцилляторы. Эти аппараты вырабатывают высокое напряжение (несколько тысяч вольт, при частоте 150-250 кГц), достаточное для электрического пробоя промежутка между электродом и изделием. Принципиальная схема осциллятора показана на рисунке 6.

Рисунок 6 - Принципиальная схема осциллятора

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.

Сварку на постоянном токе можно выполнять при прямой и обратной полярности. При прямой полярности электрод соединяют с отрицатель­ным полюсом источника постоянного тока, а основной металл − с положительным; при обратной полярности − наоборот. Ток обратной полярности применяют при необходимости выделения меньшего количества теплоты в свариваемых заготовках и большего — в электроде, например при сварке металлических конструкций покрытыми электродами УОНИ-13, ДСК-50, ОЗС-2 и др., при сварке тонких заготовок из легкоплавких сплавов, легированных, высокоуглеродистых и специальных сталей, чувствительных к перегреву, некоторых цветных металлов и т. д.

Преимущество постоянного тока состоит в том, что дуга горит стабильнее, а следовательно, процесс сварки вести легче, особенно на малых токах.
Питание сварочных постов переменным током осуществляют от специальных трансформаторов, а постоянным током - от преобразователей и выпрямителей.

Сварочный трансформатор понижает переменное напряжение сети до напряжения необходимого при сварке.

На рисунке 7, а показана принципиальная электрическая схема ручной дуговой сварки переменным током (от трансформатора типа ТС).

1 – сеть переменного тока, 2 –рубильник, 3- предохранитель,

4 –сварочный трансформатор, 5 – сварочные провода, 6 – зажим,

7 – электрододержатель, 8 - изделие

Рисунок 7 - Принципиальная электрическая схема ручной дуговой сварки переменным током (l - переменная величина расстояния между катушками)

От сети 1 переменный ток напряжением 220 или 380 В через рубильник 2 и предохранители 3 подается к источнику питания - сварочному трансформатору 4, где ток трансформируется до напряжения 60-75В, необходимого для возбуждения дуги, и по сварочным проводам 5 через зажим 6 и электрододержатель 7 подводится к изделию 8.

Сварочный выпрямитель преобразует энергию сетевого переменного тока в энергию постоянного.

Сварочный выпрямитель (рисунок 8) состоит из трансформатора Т1, устройства для регулирования сварочного тока L1 и выпрямительного блока VD1-VD4. Сварочные выпрямители по сравнению со сварочными генераторами имеют следующие преимущества: отсутствие вращающихся частей и большую долговечность; высокий кпд и меньшие потери холостого хода; меньшую массу и большую маневренность; бесшумность в работе.

Рисунок 8 - Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя

Сварочный генератор преобразует механическую энергию вращения в

электрическую энергию постоянного тока.

Сварочный преобразователь является комбинацией трехфазного

синхронного двигателя переменного тока и сварочного генератора и, следовательно, преобразует сетевую энергию в используемую для сварки энергию постоянного тока.

На рисунке 9 показана принципиальная электрическая схема сварочного преобразователя. Ток от сети напряжением 220 или 380В поступает к преобразователю, состоящему из асинхронного электродвигателя 4 и сварочного генератора 5, соединенных между собой общим валом. Такие преобразователи вырабатывают постоянный сварочный ток напряжением 25-75 В.

1 – сеть переменного тока, 2 –рубильник, 3- предохранитель,

4 – асинхронный электродвигатель, 5 - сварочный генератор, 6 – зажим,

7 – электрододержатель, 8 – изделие, 9 – сварочные провода,

Рисунок 9 - Принципиальная электрическая схема сварочного преобразователя

Сварочный агрегат состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора постоянного тока, в нем для получения сварочного тока используется химическая энергия сгорания жидкого топлива.

Дата добавления: 2014-10-15