ГЛАВА XIX

СВАРОЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ СВАРКИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ

§ I, Основные требования к сварочным преобразователям

Сварочным преобразователем принято называть агрегат, состоящий из генератора постоянного тока и электродвигателя трехфазного переменного тока. Эти агрегаты служат для питания дуги постоянным сварочным током.

Генератор сварочного преобразователя должен удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Иметь соответствующую мощность, позволяющую вести сварку электродами требуемого диаметра, и допускать регулирование сварочного тока в установленных пределах.

2. Создавать напряжение, необходимое для возбуждения и горения дуги, а также быстро изменять величину этого напряжения в зависимости от изменения/длины дуги. Напряжение при зажигании дуги (напряжение холостого хода) должно быть выше напряжения горения дуги (рабочего напряжения).

3. Не допускать значительного увеличения тока в сварочной цепи при коротком замыкании; время, необходимое для восстановления первоначального напряжения после короткого замыкания, не должно превышать 0,05 сек.

4. Многопостовые сварочные генераторы должны поддерживать постоянным напряжение сварочной цепи.

Внешней вольтамперной характеристикой сварочного генератора называется зависимость между напряжением и током на клеммах сварочной цепи генератора, изображаемая в виде кривой на диаграмме. На рис. 137 а и б показаны внешние характеристики двух сварочных генераторов. Они обе падающие, т. е. при возрастании тока в сварочной цепи напряжение в ней уменьшается. Характеристика, изображенная на рис. 137, а, является пологой, а на рис. 137, б - крутой. При изменении напряжения на одну и ту же величину

у более пологой характеристики величина изменения тока а будет больше, чем у более крутой характеристики.

При сварке металлическими и угольными электродами наибольшее применение находят однопостовые генераторы с падающими характеристиками, так как они в наибольшей степени удовлетворяют указанным выше требованиям.

Для сварки в среде защитных газов - аргоне, углекислом газе более подходят генераторы с возрастающей характеристикой (рис. 137, в), так как они обеспечивают устойчивое горение сварочной дуги. В этом случае саморе-

Ладение напряжения

О W W0 ISO гОО 250 300 350 ш Ш.а

(арантеритика машины

истина дуги прйгерении

Характеристика iyzu при штигаици

Ю 3 т 150 200250300 Ток, а

О 50 mm worn Ток, а

Рис. 137. Характеристики сварочных генераторов:

в-пологая, б - крутая.

в - возрастающая, г - связь между характеристиками машины н сварочной дуги

гулирование дуги будет происходить более интенсивно, так как даже незначительное изменение длины дуги вызывает уже существенное изменение величины сварочного тока а.

Зависимость между напряжением и током в самой сварочной дуге выражается характеристикой дуги. Для устойчивого горения дуги ее характеристика должна пересекаться с характеристикой генератора. На рис. 137, г показана диаграмма с наложенными друг на друга характеристиками генератора и дуги. Характеристика генератора в этом случае создает условия для устойчивого горения дуги: при зажигании дуги электрод касается металла и напряжение дуги от начальной величины в точке / изменяется по кривой /-2 до точки 2 пересечения с характеристикой генератора. Точка 2 соответствует началу отвода электрода от ванны. При отводе электрода дуга удлиняется и напряжение в ней возрастает по кривой 2-3 до точки 3 пересечения с характеристикой

нормально горящей дуги. Точка 3 будет соответствовать устойчивому горению дуги.

При более крутой характеристике генератора ток коротко.го замыкания не будет слишком большим по сравнению с нормальным током в генераторе. Обычно характеристика генератора подбирается так, чтобы ток короткого замыкания в нем не превышал нормальный рабочий ток более чем в 1,5 раза. Промышленностью выпускаются многопостовые и однопостовые сварочные преобразователи.

Однопостовые сварочные преобразователи рассчитаны обычно на сварочный ток от 120 до 800 а, многопостовые - от 500 до 2500 а.

§ 2. Многопостовые преобразователи

Общие сведения. Генераторы многопостовых преобразователей имеют постоянное напряжение, т. е. их внешняя характеристика расположена горизонтально (рис. 138, кривая /). Такие характеристики называются ж е-с т к и м и . Многопостовые преобразователи используются в сварочных цехах для централизованного питания сварочным током. Напряжение на клеммах генератора должно быть достаточным для возбуждения дуги.

Для получения падающей внешней характеристики сварочные дуги включаются в цепь через балластные реостаты, создающие в цепи дополнительные сопротивления. Изменяя сопротивление реостата, можно регулировать сварочный ток. При увеличении тока напряжение на зажимах генератора не изменяется. Напряжение же дуги будет изменяться в зависимости от сварочного тока. Напряжение на зажимах генератора, измеренное при разомкнутой сварочной цепи, называется напряжением холостого хода.

Обозначим:

- напряжение на зажимах генератора, в;

- напряжение дуги, в;

Up - падение напряжения в балластном реостате, в; I - сварочный ток, а;

R - сопротивление балластного реостата, ом. По закону Ома падение напряжения в балластном реостате будет равно Up = I-R. Следовательно, напряжение дуги составит:

Рис. 138. Характеристики:

/ - млогопостового генератора, - в комбинация с балластным реостатом, III - сварочной дуги