Внешняя вольтамперной характеристика источника питания.
Внешней вольтамперной характеристикой источника питания называется зависимость напряжения на клеммах источника от величины сварочного тока Iр.
Источники питания сварочной дуги должны отвечать следующим требованиям:
1. обеспечивать необходимее для данного технологического процесса силу тока дуги и напряжение дуги;
2. иметь необходимый вид внешней вольтамперной характеристикой, чтобы выполнить условия стабильного горения дуги;
3. иметь такие динамические параметры, чтобы можно было обеспечить нормальное возбуждение дуги и минимальный коэффициент разбрызгивания.
Пригодность источника сварочного тока оценивается его внешней вольтамперной характеристикой. Внешние характеристики могут быть следующие: падающая, полого падающая, жесткая и возрастающая (рисунок 10).
1 – падающая, 2 – пологопадающая, 3 – жесткая, 4 – возрастающая
Рисунок 10 - Внешние вольтамперные характеристики
источников сварочного тока
Для дуги с жесткой характеристикой применяют источники с
падающей и пологопадающей характеристикой. В результате наложения свойств дуги и источника питания стабильное горение дуги возможно только в точке С пересечения графиков статической вольтамперной характеристики дуги и внешней характеристики источника питания, то есть когда выходное напряжение источника соответствует напряжению дуги при определенной ее длине (рисунок 11). Режим работы источника питания, когда дуга не горит и сварочная цепь разомкнута (точка А), называется режимом холостого хода. При этом напряжение на вторичной обмотке трансформатора максимально и называется напряжением холостого хода Uхх. Точка D соответствует режиму короткого замыкания. Напряжение в режиме короткого замыкания падает до нуля, а ток возрастает до наибольшего значения – тока короткого замыкания Iкз.
Рисунок 11 - Соотношение статической ВАХ дуги и внешней ВАХ источника
сварочного тока
Точка В соответствует возникновению неустойчивого слабого электрического разряда. Устойчивому горению дуги, то есть рабочему режиму на рисунке 11 соответствует точка С.
При ручной электросварке, вследствие дрожания рук сварщика, неровностей поверхности, плавления электрода и других причин происходит неизбежное колебание конца электрода и изменение длины дуги lд1, lд2 (рисунок 12). При изменении длины дуги, как указывалось выше, статическая вольтамперная характеристика меняет свое положение, меняется ток источника питания Iр1 и Iр2, соответственно, меняется и рабочее напряжение Uр1 и Uр2, что уже описывается внешней вольтамперной характеристикой (кривые 1 и 2 на рисунке 12). Чем больше крутизна падения внешней характеристики в рабочей части, тем меньше колебания тока при изменении длины дуги, тем более стабильное горение дуги и высокое качество сварного шва.
1 – крутопадающая, 2 – пологопадающая
Рисунок 12 - Падающие внешние характеристики источника питания дуги при колебаниях длины дуги lд1, lд2