КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Особенности горения сварочной дуги переменного тока
Лекция №3 Устойчивость горения дуги при сварке на переменном токе ниже, чем на постоянном. Действительно, при частоте переменного напряжения сети 50 Гц сварочный ток 100 раз в секунду снижается до нуля и меняет направление на обратное, причем после каждого такого обрыва дуга должна возбуждаться снова. Таким образом, при сварке на переменном токе источник должен обладать специфическим свойством — обеспечивать многократное повторное зажигание дуги. Процесс повторного зажигания дуги при переходе тока через нуль рассмотрим по осциллограммам (рис. 3.1,а). В конце предыдущего полупериода с момента t 1напряжение трансформатора становится недостаточным для питания дуги, в результате дуга угасает, а ток резко снижается. С момента угасания t 1температура межэлектродного промежутка Т МЭ падает, а его сопротивление R МЭ резко возрастает (рис. 3.1,6).
После перехода тока через нуль в момент t 0 анод и катод меняются местами, т.е. направление тока изменяется на обратное. Дуговой разряд мгновенно в момент t 0 восстановиться не может, для этого мало напряжение источника. Небольшой преддуговой ток, существующий при этом, создается за счет остаточной плазмы межэлектродного промежутка (не более 0,1 мс после угасания дуги) и термоэлектронной эмиссии с не остывшего еще катода (в течение 1-10мс). Таким образом, электрический разряд в переходном периоде t 1 –t 2не является дуговым, поскольку не обеспечивает генерирования заряженных частиц в количестве, достаточном для самостоятельного существования дуги. По мере нарастания напряжения источника растет и преддуговой ток, но скорость его увеличения diд/dt, вплоть до момента t 2, существенно ниже, чем скорость снижения в момент времени t 1. В переходном периоде идут два встречных процесса: с одной стороны, ионизация межэлектродного газа и его нагрев нарастающим током, с другой стороны, деионизация и охлаждение за счет теплоизлучения и теплоотвода в электрод и изделие. Рассмотрим три варианта развития процессов в зависимости от условий сварки. При достаточно благоприятных условиях (большой объем и высокая степень ионизации остаточной плазмы, мощная термоэлектронная эмиссия с горячих неплавящихся электродов) из двух процессов существенно преобладает ионизация, поэтому при достижении напряжением источника величины Uд дуговой разряд легко восстанавливается. Менее благоприятные условия повторного зажигания (рис. 3.1) наблюдаются в большинстве случаев сварки (покрытыми электродами, под флюсом и т.д.). Термоэлектронная эмиссия со сравнительно холодных плавящихся электродов не обеспечивает необходимого количества заряженных частиц. Поэтому дуга возобновляется только в момент t2 при достижении напряжением источника довольно высокой величины напряжения повторного зажигания U3, достаточной для развития автоэлектронной эмиссии. Наконец, в неблагоприятных условиях (малая мощность дуги, большая ее длина, обдув газовыми потоками) из двух процессов преобладает деионизация, при этом температура Т мэмежэлектродного промежутка резко снижается, а его сопротивление R MЭтакже резко возрастает, как показано пунктиром на рис. 3.1, б, и дуга обрывается. После зажигания напряжение на дуге снижается от U3 до приблизительно постоянной величины Uд и сохраняется на этом уровне до следующего угасания в момент t4. Ток после зажигания резко возрастает и далее меняется по кривой, близкой к синусоиде, достигая максимума в момент t3. Оценивая осциллограммы (рис. 3.1,а) в целом, заметим, что кривые тока и напряжения дуги отличаются от синусоидальных. Как показано выше, это объясняется нелинейностью нагрузки, т. е. непостоянством активного сопротивления дуги, а также непостоянством характера разряда.
Динамическая вольт-амперная характеристика дуги ид = f(iд), отражающая связь мгновенных значений напряжения и тока при их быстром изменении, характерном для сварки на переменном токе частотой 50 Гц, показана на рис. 3.2. Ее можно построить по данным осциллограммы (рис. 3.1, а) или получить на осциллографе, подавая на горизонтальную развертку сигнал, пропорциональный току, а на вертикальную — напряжение дуги. Номера характерных точек на рис. 3.2 совпадают с индексами точек осциллограммы (рис. 3.1,а). Здесь на участке 1-0 изображен процесс угасания дуги в полупериоде обратной полярности, 0-2 — процесс зажигания в полупериоде прямой полярности, 2-3 — дуговой разряд при нарастании тока, 3-4 — дуговой разряд при спаде тока, 4- — угасание дуги и т. д. На динамической характеристике легко фиксируются напряжение U3 и ток I3 повторного зажигания. Обращает на себя внимание большой пик напряжения зажигания обратной полярности U3.ОБР. Дело в том, что в этот момент катодом является сравнительно холодная сварочная ванна с невысокой эмиссионной способностью. Заметно также, что максимальное значение тока в полупериоде прямой полярности выше, а напряжение ниже соответствующих величин для полупериода обратной полярности. Следовательно, дуга частично выпрямляет ток, наблюдается так называемый вентильный эффект. Динамическая характеристика на участке 2-3 нарастания тока проходит выше, чем на участке спада 3-4. Таким образом, при частоте 50 Гц проявляется инерционность тепловых процессов в дуге. На участке 2-3 температура столба дуги ниже, чем на участке 3-4 (рис. 3.1, б), поэтому сопротивление дуги больше и напряжение дуги также выше. Статическая вольт-амперная характеристика дуги переменного тока Uд = f(Iд) строится не для мгновенных, а для действующих, т. е. среднеквадратичных значений. По рис. 3.1,а В эксперименте такая характеристика получается при использовании приборов электромагнитной системы — вольтметра и амперметра. Характеристика Uд = f(Iд) подобна той, что была ранее описана для дуги постоянного тока (рис. 2.2). Поэтому для обеспечения устойчивого процесса последовательно со вторичной обмоткой трансформатора должен быть включен элемент, формирующий падающую характеристику источника — резистор, катушка индуктивности или конденсатор.
Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 3383; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |