Устойчивость системы «источник питания - дуга»

Чтобы дуга была устойчивой, необходимо определенное соответствие между характеристиками дуги и источником питания в рабочей точке, а также определенный вид самой характеристики источника. При ручной дуговой сварке всегда действует «человеческий фактор» и длина дуги может значительно колебаться. Необходимо, чтобы это обстоятельство в незначительной степени влияло на силу сварочного тока - основной параметр при РДС. Это обеспечивается при значительной крутизне характеристики источника.

Устойчивость процесса сварки (системы «источник питания - дуга») принято характеризовать коэффициентом устойчивости Ку. Условие равновесия выражается следующей зависимостью:

Ку = рд - ри >0,

т. е. система устойчива, если в точке равновесия разность дифференциальных сопротивлений дуги и источника положительна.

На рисунке 1.4 представлены возможные типы характеристик источников питания для различных способов сварки с учетом уравнения устойчивости.

Устойчивость при значительных колебаниях длины дуги связана с возможностью системы обеспечивать наибольшую разрывную длину дуги. Доказано, что для повышения устойчивости системы источник питания для ручной сварки должен иметь небольшой наклон внешней характеристики на малых токах и большой наклон при рабочем режиме.

Рисунок 1.4 - Возможные внешние характеристики источников питания: 1 - для РДС; 2 и 3 - для механизированной под флюсом; 4, 5, 6 - для механизированной в среде СО2

Основные технологические требования к источникам питания для РДС.

Способ сварки: Ручная дуговая сварка.

Условия сварки: диаметр электрода dэ = 2 - 6 мм, ток дуги 1д = 50 - 350 А, напряжение на дуге ид=20 - 40 В.

Зажигание дуги - короткое замыкание и разрыв цепи.

ВАХ дуги - падающая и жесткая: р_д = (0 - 0,2) В/А; Uд=25 - 40 B; Iд= 50 - 350 A.

Рекомендуются источники с р_и =(-1 - 0,1) В/А для этого диапазона токов. Характеристика имеет меньший наклон при малых токах, большой наклон в области рабочих токов (для высокой стабильности силы тока при колебаниях напряжения на дуге).

Напряжение холостого хода Ио для надежного зажигания и в целях безопасности Uо = (40 - 80) В, ток короткого замыкания Iк.з= (1,2 - 1,5) Iд.

Напряжение поддерживается вручную сварщиком, поэтому регулируется только сила сварочного тока. Источник работает как регулятор тока.

Практическое занятие №3