Источники питания сварочной дуги

ОСП «АЛЧЕВСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ» ГОУ ВПО ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ «ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Источники питания сварочной дуги

Составил: преподаватель

высшей категории Боровик В.А.

Источники питания сварочной дуги

Источники питания дуги классифицируют по следующим признакам:

• роду тока — на источники постоянного и переменного тока общепромышленного назначения;

• количеству одновременно подключаемых сварочных постов — на однопостовые и многопостовые;

• назначению — на источники для ручной дуговой сварки покрытыми электродами; автоматической и механизированной сварки под флюсом; сварки в защитных газах; электрошлаковой сварки;  плазменной сварки и резки; источники специального назначения (для сварки трехфазной дугой, импульсно-дуговой сварки и др.);

• принципу действия и конструктивному исполнению -  специализированные источники питания в установках.

  Источники питания

•   В качестве источников переменного тока используют сварочные трансформаторы и специализированные установки на их основе; в качестве источников постоянного тока - сварочные выпрямители, преобразователи и агрегаты, а также специализированные источники на базе выпрямителей.

Обозначения источников

  Для обозначения источников питания применяют буквы и цифры. Оно состоит из двух частей, разделенных дефисом: 

первая буква означает тип изделия (Т —  трансформатор, В—выпрямитель, Г — генератор, У — установка);

вторая буква — вид сварки (Д — дуговая, П — плазменная, Ш — электрошлаковая, Т — трехфазной дугой);

третья буква — способ сварки (Ф — под флюсом, Г — в защитных газах, У — универсальные источники для нескольких способов сварки); отсутствие буквы означает ручную сварку штучными электродами; четвертая буква —дальнейшее пояснение назначения источника (М — для многопостовой сварки, И — для импульсной сварки);

одна или две цифры после дефиса — номинальная сила тока источника (округленно в сотнях А); две последующие цифры (например, 02) —регистрационный номер изделия; следующие буква и цифра — климатическое исполнение (У или Т) и категория размещения (2; 3 или 4).

Пример: ВДГМ-1602УЗ — выпрямитель для ручной сварки в защитных газах многопостовой; сила тока — 1600 А; регистрационный номер изделия — 02; климатическое исполнение — У; категория размещения — 3.

ТД-502 — трансформатор для ручной дуговой сварки штучными электродами однопостовой; сила тока — 500 А; регистрационный номер изделия — 02.

Сварочные трансформаторы

Сварочный трансформатор преобразует электрическую энергию напряжением 220 или 380 В в электрическую энергию напряжением холостого хода до 80 В, необходимую для дуговой сварки металла.

Виды сварочных трансформаторов

сварочные трансформаторы амплитудного регулирования с нормальным магнитным рассеянием – с дросселем с воздушным зазором или с дросселем насыщения;

сварочные трансформаторы амплитудного регулирования с увеличенным магнитным рассеянием – с подвижными или разнесенными обмотками , с реактивной обмоткой, с подвижным магнитным или подмагничиваемым шунтом, с конденсатором или с импульсным стабилизатором;

тиристорные сварочные трансформаторы (фазового регулирования) – с импульсной стабилизацией или с подпиткой.

Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием

Принципиальная схема трансформатора с отдельным дросселем (сварочный ток регулируется изменением воздушного зазора)

Трансформаторы с подвижными обмотками с увеличенным магнитным рассеянием.

  а — конструктивная схема трансформатора ТСК-500; б — электрическая схема трансформатора ТСК-500: 1 

Устройство сварочного трансформатора (с подвижными обмотками)

Схема регулирования тока в сварочном трансформаторе с подвижными обмотками

Преимущества сварочных трансформаторов:

• дешевизна изготовления (сварочный трансформатор примерно в 2–4 раза дешевле сварочного выпрямителя и в 6–10 раз дешевле сварочного агрегата аналогичной мощности);
• высокий КПД (обычно 70–90%);
• сравнительно низкий расход электроэнергии;
• простота эксплуатации и ремонта.

Недостатки сварочных трансформаторов

• для качественной сварки обычно требуются специальные электроды для переменного тока, обладающие повышенными стабилизирующими свойствами;
• низкая стабильность горения дуги (при отсутствии встроенного стабилизатора горения дуги);
• в простых трансформаторах – зависимость от колебаний сетевого напряжения.

Сварочные выпрямители

это устройства, которые с помощью полупроводниковых элементов преобразуют напряжение переменного тока в однофазной или трехфазной сети в напряжение постоянного тока с необходимой внешней характеристикой и предназначены для питания сварочной дуги.

Сварочные выпрямители получили большое распространение. Основные их преимущества следующие: высокий к.п.д. и относительно небольшие потери холостого хода; высокие динамические свойства при меньшей электромагнитной индукции; отсутствие вращающихся частей и бесшумность в работе; равномерность нагрузки фаз; небольшая масса; возможность замены медных проводов алюминиевыми.

Сварочные выпрямители состоят из двух основных блоков: понижающего трехфазного трансформатора с устройствами для регулирования напряжения или выпрямительного блока. Кроме того, выпрямитель имеет пускорегулирующее защитное устройства, обеспечивающие нормальную его эксплуатацию. Для выпрямления тока используется свойство полупроводникового вентиля проводить ток только в одном направлении. Наибольшее применение получили селеновые и кремниевые вентили. Селеновые вентили - дешевы, выдерживают перегрузки. Кремниевые вентили обладают высокими энергетическими показателями высоким к.п.д., но очень чувствительны к перегрузкам по току поэтому требуют защитных устройств и интенсивного охлаждения.

Существуют следующие типы выпрямителей:

ВВС-120-4, ВД-102, ВД-302 — с селеновыми вентилями;

ВКС-120, ВКС-300, ВД-101, ВД-301, ВКСУ-500-2 — с кремниевыми вентилями.

Устройство сварочного выпрямителя (с трансформатором с подвижными обмотками )

Сварочный выпрямитель для дуговой сварки, как правило, состоит из силового трансформатора, выпрямительного блока, пускорегулирующей, измерительной и защитной аппаратуры.

Внешняя характеристика источника питания дуги.

Электрической характеристикой источника питания сварочной дуги, или внешней характеристикой источника питания, называется графически изображенная зависимость между напряжением на клеммах источника питания и сварочным током. Источники питания могут иметь следующие внешние характеристики:

• Крупнопадающую.
• Пологопадающую.
• Жесткую.
• Возрастающую.

Для ручной дуговой сварки наилучшая характеристика источника – крутопадающая .

Для стабильного горения дуги необходимо равенство между напряжениями и токами дуги (U д , I д ) и источника питания (U п , I п ).

Источники питания с падающей характеристикой применяют при  ручной дуговой сварке , с жесткой характеристикой — при  полуавтоматической сварке , с возрастающей — при  автоматической сварке  под флюсом и для наплавки.