Управление процессами при ручной дуговой сварке.
Ручную сварку проводят покрытыми электродами диаметром 2...6 мм на токах 50... 350 А при напряжении 20...40 В. Зажигание дуги выполняют разрывом цепи короткого замыкания — «отдергиванием» или «чирканьем», сварку сопровождают значительные колебания длины дуги. При ручной сварке ВАХ дуги имеет падающий и жесткий участки.
На падающем участке дифференциальное сопротивление дуги достигает -0,1 В/А, а на основном (жестком) равно 0.
Внешняя характеристика источника питания при ручной дуговой сварке должна быть крутопадающей с дифференциальным сопротивлением от -1 до -0,1 В/А. При этом безусловно удовлетворяется требование принципиальной устойчивости системы источник питания—дуга. Благодаря крутому наклону характеристики в области рабочих токов достигают высокой стабильности силы тока при колебаниях длины дуги. Например, при колебаниях напряжения дуги 25...40 В силу тока поддерживают на уровне (315 ± 35) А.
Напряжение холостого хода источника питания Uoвыбирают по соображениям обеспечения высокой надежности начального зажигания дуги. Для малоинерционных источников питания Uoдолжно не менее чем в 1,5 — 2 раза превышать сварочное напряжение Uд. Силу тока короткого замыкания Ткзпри крутопадающей внешней характеристике источника питания устанавливают на уровне Iкз = (1,2... 2)Iд, что достаточно для надежного зажигания дуги.
В большинстве случаев сварки Iкз превышает Iд не более чем в 1,5 раза, потому что при большем превышении возможен перегрев электрода и обсыпание обмазки. Но при сварке в потолочном и вертикальном положениях рекомендуется использовать более пологие характеристики (-0,1 В/А) и, соответственно, Iкз/Iд = 1,5 - 2. Иногда для повышения надежности зажигания дуги рекомендуется «горячий пуск», т.е. кратковременное (менее 1 с) начальное увеличение Uoили снижение сопротивления источника, что уменьшает опасность примерзания электрода и улучшает условия развития дугового разряда после короткого замыкания.
Настройку силы тока выполняют с помощью регулятора ступеней тока в составе источника питания, а напряжение дуги при ручной сварке задают длиной дуги, которую поддерживает сварщик. Диапазон регулирования от Iд min до Iдmах определяется на пересечении крайних характеристик источника питания с графиком условной нагрузочной характеристики 1 Uд = 20 + 0,04Iд (рис. 2.27). В простейших источниках, предназначенных для монтажных и бытовых целей, регулирование ограничивается всего 3 — 4 ступенями кратностью Iдmах /Iд min ≥ 2. Источник общепромышленного назначения, как правило, имеет кратность регулирования 3 — 8, получаемую при сочетании плавного и ступенчатого регулирования.
В последние годы для ручной дуговой сварки штучными электродами в России и за рубежом начали широко использовать инверторные источники питания с МП-управлением.
Источники имеют комбинированную ВАХ, обеспечивающую реализацию функций «горячий старт», регулировку тока короткого замыкания (режим «форсирование дуги»), выбор наклона рабочего участка ВАХ в зависимости от конкретных условий сварки и типа электрода.
Рис. 2.27. Внешние ВАХ источника питания для ручной дуговой сварки:совмещенные ВАХ условной нагрузки (1) и источника питания;
В случае прилипания электрода в источнике используют устройство «антистик», исключающее этот технологический недостаток кратковременным снижением сварочного тока.
Источники имеют комбинированную ВАХ, обеспечивающую реализацию функций «горячий старт», регулировку тока короткого замыкания (режим «форсирование дуги»), выбор наклона рабочего участка ВАХ в зависимости от конкретных условий сварки и типа электрода.
Рис. 2.27. Внешние ВАХ источника питания для ручной дуговой сварки:совмещенные ВАХ условной нагрузки (1) и источника питания;
В случае прилипания электрода в источнике используют устройство «антистик», исключающее этот технологический недостаток кратковременным снижением сварочного тока.