Сварка плавящимся электродом в среде защитных газов.

Регулирование.

Для единичного и мелкосерийного производства как показывает практика экономически целесообразно использовать универсальные ИП или ИП с большим диапазоном регулирования режимов, хотя они и дороже.

Для крупносерийного и массового производства при одном способе сварки в узком диапазоне изменения режима универсальные ИП или ИП с большим диапазоном регулирования не нужны.

При работе ИП на режиме, близком к номинальному, обеспечивается максимальные КПД и cosφ, соответственно минимальна плата за электроэнергию. Поэтому для крупносерийного и массового производства нужно выбирать ИП с минимальным запасом по номинальному току.

Настройка сварочного тока изменением напря­жения холостого хода (а) и сопротивления (б) источника

Зажигание дугового разряда

Применяется контактное и бесконтактное.

Контактное зажигание

Стадии процесса (а) и ос­циллограммы напряжения (б) и то­ка (в) при зажигании дуги разрывом цепи короткого замыкания

Контактирующие микронеровности за t=10^-5-10^-6 c расплавляются и испаряются, далее действием силы тяжести замыкаются другие и так далее.

При температуре кипения большинства свариваемых материалов (для Fe 2700°С) степень ионизации атомов веществ, находящихся в межэлектродном промежутке очень мала, уровень ионизации тысячные – сотые доли процента, поэтому прохождение больших токов невозможно.

Для того, чтобы процесс перешел в дуговой разряд необходимо обеспечить автоэлектронную эмиссию и ударную ионизацию. Автоэлектронная эмиссия возникает при разрыве контактов при напряженности электрического поля порядка 10¹¹ В/мм от напряжения холостого хода ИП.

Ударная ионизация осуществляется электронами, разгоняемыми электрическим полем также от напряжения холостого хода ИП. Если на дистанции свободного пробега электрона (для атмосферного давления для порядка 10^-4-10^-3мм) он набирает энергию достаточную для выбивания из атома еще одного электрона, то происходит увеличение проводимости. Процесс нарастает лавинообразно до некоторого установленного значения тока определяемого настройкой ИП и сопротивлением цепи.

Практика показывает, что для дуговой сварки этот процесс должен происходить за несколько десятых долей секунды.

При контактном зажигании на первой стадии процесса используется термическая ионизация, скорость которой определяется током короткого замыкания, а на второй стадии ударная ионизация - скорость которой определяется напряжением холостого хода ИП, поэтому целесообразно их увеличивать до максимально возможных значений.

Ускорить процесс зажигания можно и улучшая его динамические свойства.

Напряжением холостого хода ИП ограниченно условиями электробезопасности. Для ручной дуговой сварки максимально: ~ U₂₀≤ 80B

—U≤ 100B

Облегчить зажигание можно, если в дуговой промежуток вводить материалы с наименьшим потенциалом ионизации, а именно щелочные металлы (Na, K) в виде соединений. Затраты энергии на ионизацию получаются в несколько раз меньше, чем на железе.

Бесконтактное зажигание

Применяется как правило, при сварке W электродами (неплавящимися) и плазменных в процессах .

Для варианта быстрого нарастания тока искровой разряд переходящий через промежуточную стадию в дуговой разряд.

Если время зажигания составляет десятые доли секунды. Для пробоя зазора требуется напряжение минимум несколько тысяч В (порядка 1-2 кВ на мм). В этом случае ионизация происходит за счет ударного механизма, так как начинается при комнатной температуре, а не при температуре кипения материала, как в предыдущем случае, энергия разгона электронов должна быть на 2 порядка выше. Т.к. выбивание электронов процесс квантовый, т.е. имеется пороговый уровень возбуждения и выхода электронов, соответственно имеется и пороговое напряжение при котором возможно развитие этого процесса.

Для обеспечения электробезопасности высокого напряжения его подают в виде высокочастотных импульсов, частота как правило не менее сотни кГц.

Защита от поражения высоковольтным напряжением обеспечивается прохождением высокочастотного разряда по поверхности кожи человека не затрагивая нервные окончания. Устройство обеспечивает высокочастотное напряжение – осциллятор.

Схема осциллятора:

Т1 - повышающий трансформатор,

Т2 - высокочастотный трансформатор,

L_фС_ф - фильтр для защиты сварочного источника питания от высокого напряжения трансформатора,

L1 СЗ Р - колебательный контур,

С1 С2 - фильтр для запиты питающей сети от высокочастотных помех, создаваемых осциллятором,

Г - аргоно-дуговая горелка

Устойчивость горения дуги в системе

«источник-дуга»

Система «источник-дуга» при малом возмущении по длине дуги

х_L≥>R

В большинстве случаев систему ИП-дуга можно рассматривать как

В динамике система будет устойчива, если после возмущения она возвратится в исходную точку. Если рассматривается устойчивость в малом, т.е. при малых отклонениях от положения равновесия нелинейные фунуции ИП и дуги без особых погрешностей можно заменить линейными.

К_{устойчивости}

_{; ; ;}

_; при t=0 I=ΔJ, C= ΔJ

цепь с индуктивностью.

Для того, чтобы система была устойчивой при отклонениях, с ростом времени ток должен убывать (t→D i→0) это можно обеспечить, когда показатель exp «-», т.к. по определению индуктивность может быть только «+», то К_у должен быть больше 0 (L>0 → К_у>0).

Реакция системы на малое возмущение в точке А и в точке В.

Система «источник—дуга» принципиально устойчива, если в резуль­тате отработки малых возмущений она приходит в установившееся со­стояние, характеризующееся равенством подаваемой и потребляемой энергии и малыми отклонениями тока и напряжения от исходного со­стояния.

При использовании дуги на падающем участке ее характеристики в точке В, где дифференци­альное сопротивление дуги отрицательно (рд < 0), характеристика источника 1 должна быть еще более крутопадающей для получения положительного значения коэффициента устойчивости k_y.

При использовании дуги на жестком участке ее характеристики (рд= 0) в точке С характеристика источника может быть и крутой 2, и пологой 3, но непременно падающей (р_и < 0).

Если дуга имеет возрастающую характеристику в точке D (рд > 0), то для обеспечения устойчивости источник может иметь падающую 4 (р_и < 0), жесткую 5 (р_и = 0) и даже пологовозрастающую 6 (р_и > 0) ха­рактеристику, если ее наклом меньше. Наибольшим запасом устойчивости в точке D обладает, естественно, система с источником, имеющим характеристику 4, поскольку при этом k_y максимальный.

Технологические требования для ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Поскольку проходящий ток нагревает стержень и, соответственно, обмазку, плотность тока ограничивается в данном случае максимальной температурой нагрева обмазки (400°С). поскольку связующее обмазки – жидкое стекло или канцелярский клей при нагреве теряет воду и становится хрупким. В условиях неравномерного нагрева стержня и обмотки из-за разных коэффициентов линейного расширения обмазка трескается и осыпается. Поэтому при ручной сварке покрытыми электродами можно использовать падающую и часть жесткого участка ВАХ дуги.

Из общего условия устойчивости следует, что характеристика ИП на падающем участке ВАХ дуги должна быть крутопадающей, а на жестком любая падающая. Поэтому для обеспечения устойчивости регулирования применяется ИП с крутопадающей или вертикально падающей ВСХ на рабочем участке. Т.е. характеристика ИП должна быть крутопадающей, чем у дуги.

Для ручной сварки характерны большие колебания длины дуги.

;

;

К_у ∆J=-E_ст ∆l

∆J=-(E_ст /К_у )∆l

C точки зрения поддержания постоянства выделения существующей в столбе дуги целесообразно, чтобы ток не менялся при изменении длины дуги, т.е. требуется ВСХ ИП близкая к вертикально падающей на рабочем участке. Это справедливо при небольших колебаниях дуги, поскольку в длинных дугах меняется физика разряда, падает скорость плазменных потоков и, соответственно, газодинамическая устойчивость, меняется температура по длине столба дуги. Поэтому в длинных дугах обрыв происходит не из-за нарастания устойчивости системы: источник питания - дуга, а из-за магнитогидродинамической неустойчивости.

Тем не менее для подавляющего большинства дуговых разрядов используемых при сварке и наплавке, где длина дуги составляет не более 10мм, вертикально падающая характеристика ИП наиболее рациональна при колебаниях дуги.

Поэтому для обеспечения, так называемой, эластичности дуги, т.е. возможности растягивать ее на большую длину, наилучшим вариантом является вертикальнопадающая характеристика. Процесс начинается коротким замыканием, поэтому требования к ИП смотри выше. Из условий обеспечения максимального тока короткого замыкания вытекает требование характеристики типа пологопадающей, в зоне низких напряжений на межэлектронном промежутке.

Такие характеристики можно получить при быстродействующем регуляторе ИП. Практически, в настоящее время это реализуется в тиристорных и транзисторных ИП.

В самых простых тансформаторах и выпрямителях для ручной дуговой сварке не имеющих таких систем управления приемлемым компромиссом является крутопадающая ВСХ ИП: устойчивость, эластичность дуги, ток короткого замыкания больше рабочего тока.

Механизированная сварка под флюсом.

Из общего условия устойчивости следует, что на возрастающем участке ВАХ дуги можно использовать любую падающую и жесткую ВСХ ИП, а на жестком участке любую падающую ВСХ ИП.

Для механизированных способов сварки технологическим требованиям является поддержания стабильного формирования шва. Необходима стабилизация не только нагрева, но и длины дуги. Для свободно горящих дуг в связи с их расширяющейся в сторону плоского электрода формы колебания длины дуги меняют и ширину шва и глубину проплавления. Стабилизацию длины дуги при постоянной скорости подачи проволоки можно обеспечить используя саморегулирование длины дуги за счет смешанной обратной связи по электрическим тепловым параметрам.

Для максимальной эффективности саморегулируемой длины дуги К_у →0. Естественно должен быть запас устойчивости системы, поэтому практически на жестком участке ВАХ дуги применяют пологопадающие ВСХ ИП, а на пологопадающем жесткие ВСХ ИП. С точки зрения максимальной производительности процесса целесообразна работа на возрастающем участке ВАХ дуги.

Указанные характеристики обеспечивают общую устойчивость системы: ИП-дуга. Рабочий дисапазон: жесткий и возрастающий участки ВАХ дуги.

При пологопадающих ВСХ ИП ток короткого замыкания в 3-6 раз больше, чем номинальный ток ИП. Поэтому необходимо обеспечить защиту ИП от длительного короткого замыкания. Защита при перегрузках менее 6- это тепловые автоматы защиты, более 6 – магнитные автоматы защиты.

Для механизированных процессов необходимо дистанционное регулирование (выкл./вкл., регулирование тока и напряжения). Дистанционное регулирование требует электронного управления ИП, поэтому это или электромагнитное управление, или тиристорное, или транзистроное. Процесс сварки под флюсом технически осуществим на проволоках диаметром не менее чем 2мм, ток дуги обычно не менее 200А. Зона закрыта от внешних воздействий колпаком из расплавленного флюса, поэтому устойчивость дуги и процесса в целом очень высокая, в большинстве случаев он осуществляется на переменном токе. Постоянный ток используется при сварке высоколигированных сталей, титановых сплавов из-за солевых флбсов содержащих фтор и хлор, и, соответственно, снижающих дуговую ионизацию процесса.

Регулирование.

Для единичного и мелкосерийного производства как показывает практика экономически целесообразно использовать универсальные ИП или ИП с большим диапазоном регулирования режимов, хотя они и дороже.

Для крупносерийного и массового производства при одном способе сварки в узком диапазоне изменения режима универсальные ИП или ИП с большим диапазоном регулирования не нужны.

При работе ИП на режиме, близком к номинальному, обеспечивается максимальные КПД и cosφ, соответственно минимальна плата за электроэнергию. Поэтому для крупносерийного и массового производства нужно выбирать ИП с минимальным запасом по номинальному току.

Настройка сварочного тока изменением напря­жения холостого хода (а) и сопротивления (б) источника

Зажигание дугового разряда

Применяется контактное и бесконтактное.

Контактное зажигание

Стадии процесса (а) и ос­циллограммы напряжения (б) и то­ка (в) при зажигании дуги разрывом цепи короткого замыкания

Контактирующие микронеровности за t=10^-5-10^-6 c расплавляются и испаряются, далее действием силы тяжести замыкаются другие и так далее.

При температуре кипения большинства свариваемых материалов (для Fe 2700°С) степень ионизации атомов веществ, находящихся в межэлектродном промежутке очень мала, уровень ионизации тысячные – сотые доли процента, поэтому прохождение больших токов невозможно.

Для того, чтобы процесс перешел в дуговой разряд необходимо обеспечить автоэлектронную эмиссию и ударную ионизацию. Автоэлектронная эмиссия возникает при разрыве контактов при напряженности электрического поля порядка 10¹¹ В/мм от напряжения холостого хода ИП.

Ударная ионизация осуществляется электронами, разгоняемыми электрическим полем также от напряжения холостого хода ИП. Если на дистанции свободного пробега электрона (для атмосферного давления для порядка 10^-4-10^-3мм) он набирает энергию достаточную для выбивания из атома еще одного электрона, то происходит увеличение проводимости. Процесс нарастает лавинообразно до некоторого установленного значения тока определяемого настройкой ИП и сопротивлением цепи.

Практика показывает, что для дуговой сварки этот процесс должен происходить за несколько десятых долей секунды.

При контактном зажигании на первой стадии процесса используется термическая ионизация, скорость которой определяется током короткого замыкания, а на второй стадии ударная ионизация - скорость которой определяется напряжением холостого хода ИП, поэтому целесообразно их увеличивать до максимально возможных значений.

Ускорить процесс зажигания можно и улучшая его динамические свойства.

Напряжением холостого хода ИП ограниченно условиями электробезопасности. Для ручной дуговой сварки максимально: ~ U₂₀≤ 80B

—U≤ 100B

Облегчить зажигание можно, если в дуговой промежуток вводить материалы с наименьшим потенциалом ионизации, а именно щелочные металлы (Na, K) в виде соединений. Затраты энергии на ионизацию получаются в несколько раз меньше, чем на железе.

Бесконтактное зажигание

Применяется как правило, при сварке W электродами (неплавящимися) и плазменных в процессах .

Для варианта быстрого нарастания тока искровой разряд переходящий через промежуточную стадию в дуговой разряд.

Если время зажигания составляет десятые доли секунды. Для пробоя зазора требуется напряжение минимум несколько тысяч В (порядка 1-2 кВ на мм). В этом случае ионизация происходит за счет ударного механизма, так как начинается при комнатной температуре, а не при температуре кипения материала, как в предыдущем случае, энергия разгона электронов должна быть на 2 порядка выше. Т.к. выбивание электронов процесс квантовый, т.е. имеется пороговый уровень возбуждения и выхода электронов, соответственно имеется и пороговое напряжение при котором возможно развитие этого процесса.

Для обеспечения электробезопасности высокого напряжения его подают в виде высокочастотных импульсов, частота как правило не менее сотни кГц.

Защита от поражения высоковольтным напряжением обеспечивается прохождением высокочастотного разряда по поверхности кожи человека не затрагивая нервные окончания. Устройство обеспечивает высокочастотное напряжение – осциллятор.

Схема осциллятора:

Т1 - повышающий трансформатор,

Т2 - высокочастотный трансформатор,

L_фС_ф - фильтр для защиты сварочного источника питания от высокого напряжения трансформатора,

L1 СЗ Р - колебательный контур,

С1 С2 - фильтр для запиты питающей сети от высокочастотных помех, создаваемых осциллятором,

Г - аргоно-дуговая горелка

Устойчивость горения дуги в системе

«источник-дуга»

Система «источник-дуга» при малом возмущении по длине дуги

х_L≥>R

В большинстве случаев систему ИП-дуга можно рассматривать как

В динамике система будет устойчива, если после возмущения она возвратится в исходную точку. Если рассматривается устойчивость в малом, т.е. при малых отклонениях от положения равновесия нелинейные фунуции ИП и дуги без особых погрешностей можно заменить линейными.

К_{устойчивости}

_{; ; ;}

_; при t=0 I=ΔJ, C= ΔJ

цепь с индуктивностью.

Для того, чтобы система была устойчивой при отклонениях, с ростом времени ток должен убывать (t→D i→0) это можно обеспечить, когда показатель exp «-», т.к. по определению индуктивность может быть только «+», то К_у должен быть больше 0 (L>0 → К_у>0).

Реакция системы на малое возмущение в точке А и в точке В.

Система «источник—дуга» принципиально устойчива, если в резуль­тате отработки малых возмущений она приходит в установившееся со­стояние, характеризующееся равенством подаваемой и потребляемой энергии и малыми отклонениями тока и напряжения от исходного со­стояния.

При использовании дуги на падающем участке ее характеристики в точке В, где дифференци­альное сопротивление дуги отрицательно (рд < 0), характеристика источника 1 должна быть еще более крутопадающей для получения положительного значения коэффициента устойчивости k_y.

При использовании дуги на жестком участке ее характеристики (рд= 0) в точке С характеристика источника может быть и крутой 2, и пологой 3, но непременно падающей (р_и < 0).

Если дуга имеет возрастающую характеристику в точке D (рд > 0), то для обеспечения устойчивости источник может иметь падающую 4 (р_и < 0), жесткую 5 (р_и = 0) и даже пологовозрастающую 6 (р_и > 0) ха­рактеристику, если ее наклом меньше. Наибольшим запасом устойчивости в точке D обладает, естественно, система с источником, имеющим характеристику 4, поскольку при этом k_y максимальный.

Технологические требования для ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Поскольку проходящий ток нагревает стержень и, соответственно, обмазку, плотность тока ограничивается в данном случае максимальной температурой нагрева обмазки (400°С). поскольку связующее обмазки – жидкое стекло или канцелярский клей при нагреве теряет воду и становится хрупким. В условиях неравномерного нагрева стержня и обмотки из-за разных коэффициентов линейного расширения обмазка трескается и осыпается. Поэтому при ручной сварке покрытыми электродами можно использовать падающую и часть жесткого участка ВАХ дуги.

Из общего условия устойчивости следует, что характеристика ИП на падающем участке ВАХ дуги должна быть крутопадающей, а на жестком любая падающая. Поэтому для обеспечения устойчивости регулирования применяется ИП с крутопадающей или вертикально падающей ВСХ на рабочем участке. Т.е. характеристика ИП должна быть крутопадающей, чем у дуги.

Для ручной сварки характерны большие колебания длины дуги.

;

;

К_у ∆J=-E_ст ∆l

∆J=-(E_ст /К_у )∆l

C точки зрения поддержания постоянства выделения существующей в столбе дуги целесообразно, чтобы ток не менялся при изменении длины дуги, т.е. требуется ВСХ ИП близкая к вертикально падающей на рабочем участке. Это справедливо при небольших колебаниях дуги, поскольку в длинных дугах меняется физика разряда, падает скорость плазменных потоков и, соответственно, газодинамическая устойчивость, меняется температура по длине столба дуги. Поэтому в длинных дугах обрыв происходит не из-за нарастания устойчивости системы: источник питания - дуга, а из-за магнитогидродинамической неустойчивости.

Тем не менее для подавляющего большинства дуговых разрядов используемых при сварке и наплавке, где длина дуги составляет не более 10мм, вертикально падающая характеристика ИП наиболее рациональна при колебаниях дуги.

Поэтому для обеспечения, так называемой, эластичности дуги, т.е. возможности растягивать ее на большую длину, наилучшим вариантом является вертикальнопадающая характеристика. Процесс начинается коротким замыканием, поэтому требования к ИП смотри выше. Из условий обеспечения максимального тока короткого замыкания вытекает требование характеристики типа пологопадающей, в зоне низких напряжений на межэлектронном промежутке.

Такие характеристики можно получить при быстродействующем регуляторе ИП. Практически, в настоящее время это реализуется в тиристорных и транзисторных ИП.

В самых простых тансформаторах и выпрямителях для ручной дуговой сварке не имеющих таких систем управления приемлемым компромиссом является крутопадающая ВСХ ИП: устойчивость, эластичность дуги, ток короткого замыкания больше рабочего тока.

Механизированная сварка под флюсом.

Из общего условия устойчивости следует, что на возрастающем участке ВАХ дуги можно использовать любую падающую и жесткую ВСХ ИП, а на жестком участке любую падающую ВСХ ИП.

Для механизированных способов сварки технологическим требованиям является поддержания стабильного формирования шва. Необходима стабилизация не только нагрева, но и длины дуги. Для свободно горящих дуг в связи с их расширяющейся в сторону плоского электрода формы колебания длины дуги меняют и ширину шва и глубину проплавления. Стабилизацию длины дуги при постоянной скорости подачи проволоки можно обеспечить используя саморегулирование длины дуги за счет смешанной обратной связи по электрическим тепловым параметрам.

Для максимальной эффективности саморегулируемой длины дуги К_у →0. Естественно должен быть запас устойчивости системы, поэтому практически на жестком участке ВАХ дуги применяют пологопадающие ВСХ ИП, а на пологопадающем жесткие ВСХ ИП. С точки зрения максимальной производительности процесса целесообразна работа на возрастающем участке ВАХ дуги.

Указанные характеристики обеспечивают общую устойчивость системы: ИП-дуга. Рабочий дисапазон: жесткий и возрастающий участки ВАХ дуги.

При пологопадающих ВСХ ИП ток короткого замыкания в 3-6 раз больше, чем номинальный ток ИП. Поэтому необходимо обеспечить защиту ИП от длительного короткого замыкания. Защита при перегрузках менее 6- это тепловые автоматы защиты, более 6 – магнитные автоматы защиты.

Для механизированных процессов необходимо дистанционное регулирование (выкл./вкл., регулирование тока и напряжения). Дистанционное регулирование требует электронного управления ИП, поэтому это или электромагнитное управление, или тиристорное, или транзистроное. Процесс сварки под флюсом технически осуществим на проволоках диаметром не менее чем 2мм, ток дуги обычно не менее 200А. Зона закрыта от внешних воздействий колпаком из расплавленного флюса, поэтому устойчивость дуги и процесса в целом очень высокая, в большинстве случаев он осуществляется на переменном токе. Постоянный ток используется при сварке высоколигированных сталей, титановых сплавов из-за солевых флбсов содержащих фтор и хлор, и, соответственно, снижающих дуговую ионизацию процесса.

Сварка плавящимся электродом в среде защитных газов.

Поскольку при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов работают на тех же участках ВАХ дуги, что и в предыдущих случаях и в большинстве оборудование тоже применяют постоянную скорость подачи проволоки. Все требования для сварки под флюсом здесь справедливы, кроме последнего. Процесс выполняется только на постоянном токе, как правило обратной полярности из-за низкой стабильности горения дуги и формирования шва. Кроме того, для этого способа сварки в очень широком диапазоне режимов характерен процесс периодических коротких замыканий дугового промежутка.

1. Если скорость нарастания тока маленькая – разрыв перемычки не происходитю.

2. Разбрызгивание электродного металла:

диаметром 0,8мм допустимый ток короткого замыкания 100-170А/мс;

диаметром 2мм допустимый ток короткого замыкания 10-20А/мс.

Для обеспечения достаточно большого диапазона регулирования тока необходимо регулирование скорости нарастания тока короткого замыкания. В традиционных ИП – это дополнительный дроссель с переключением обмоток и, соответственно, изменением индуктивности. В самых современных ИП – это системы автоматического регулирования с транзисторным управлением (инверторные ИП).

Особенности устойчивости горения дуги

переменного тока на плавящихся электродах

При смене полярности происходит угасание дугового разряда. Перерывы прохождения тока приводят к деионизации дугового промежутка, следовательно каждый полупериод зажигания дуги происходит практически заново.

Для маломощных дуг процесс зажигания всегда сопровождается пиком напряжения зажигания, превышающим напряжение стабильного горения дуги, связанном с повышенными затратами Е на рост ионизации.

В мощных дугах из-за большой тепловой инерции (электродов) напряжение зажигания мало отличается от напряжения горения дуги переменного тока. Для дуг переменного тока используется динамическая вольт-амперная характеристика дуги – зависимость изменения напряжения дуги от изменения напряжения тока.

При смене полярности дуговой разряд деионизируется, поэтому последующий полупериод в начале в разрядном промежутке возможны только токи силой порядка 10^-1-10 А.

Эти токи протекают до тех пор пока не начнется лавинообразное нарастание ионизации при напряжении зажигания дуги, после чего снова возникает дуговой разряд. Отсюда следует, необходимость сокращения времени перерывов горения дугового разряда, для повышения стабильности сварки.

1. Повышение напряжения холостого хода.

2. Индуктивная нагрузка в цепи (реактивный накопитель энергии).

В первых конструкциях сварочных аппаратов (первая половина 20в) для этого использовался отдельный или совмещенный с трансформатором дроссель. Во второй половине 20в были разработаны трансформаторы с увеличенным индуктивным сопротивлением и в настоящее время производятся только такие трансформаторы.

На стабильность горения сильно влияет напряжение холостого хода ИП, т.к. оно определяет время зажигания и угасания дуги каждый полупериод, поэтому из теоретических и экспериментальных исследований установлен допустимый уровень отношения напряжения холостого хода и напряжения на дуге U₂₀ /U_д >1,8. В противном случае для обеспечения стабильности горения дуги требуются большие индуктивности, которые сильно снижают динамические характеристики ИП, т.е. его способность реагировать на изменения, происходящие в дуговом разряде. Индуктивность выбирается из компромиссных решений, обеспечивающих и приемлемую устойчивость и приемлемые динамические свойства. При больших токах 200А и выше приемлемое горение дуги можно получить при приблизительно 60В, поэтому ступени большого тока сварочных аппаратов имеют пониженное напряжение холостого хода.

Предшествующие выводы относятся к ручной дуговой сварке, сварке под флюсом на переменном токе и многофазной сварке (многодуговой).

Особенности требований сварки двухфазной и трехфазной дугой.

Трехфазная дуга – Михайлов 30-е году 20века. Возможна и двухфазная.

В настоящее время эти процессы применяются ограниченно, только в механизированном варианте. Трехфазная дуга переходит в двухфазную, когда расстояние между электродами становится больше обрывной длины дуги.

1. Три дуги без образования общего ионизированного пространства.

2. С образованием общего ионизированного пространства (в основном используется).

В последнем случае кардинально улучшается устойчивость горения дуги, т.к. поддерживается постоянный высокий уровень ионизации в разрядном промежутке, соответственно в каждый момент времени горит минимум две дуги. Если дуговое пространство не общее, стабильность горения дуги близка к горению дуги переменного тока. Т.к. процесс механизированный применяемое оборудование имеет постоянный объем подачиэлектродной проволоки, здесь также используется саморегулирование дуги, соответственно ИП с пологопадающей и жесткой ВСХ, но не однофазные, а трехфазные.

Если используется двухдуговая схема, то возможно применение двух однофазных трансформаторов вместо трехфазных.