Parametri izvora energije za zavarivanje

Izvori struje zavarivanja moraju osigurati stabilno gorenje luka, stabilnost načina zavarivanja i sigurno održavanje instalacija. Ovi zahtjevi se ispunjavaju pravilnim odabirom parametara napajanja: naponom praznog hoda, vanjskim karakteristikama, načinom podešavanja struje zavarivanja.

Naponi otvorenog kruga odabrani su na temelju pouzdanog luka i sigurnosti u radu. Povećanje napona olakšava paljenje luka, ali istovremeno povećava opasnost od ozljede zavarivača. Osim toga, povećanje napona otvorenog kruga AC izvora napajanja (transformatora za zavarivanje) dovodi do povećanja struje magnetiziranja i smanjenja cosφ.

Izmjenična struja napona paljenja luka je 50 - 55 V, stoga napon otvorenog kruga ne može biti niži od ove vrijednosti. Gornja granica vrijednosti Uo ograničena je sigurnosnim uvjetima i iznosi 60 — 75 V, a za transformatore za zavarivanje od 2000 A ne smije prelaziti 90 V.Istosmjerni luk se javlja pri nižem naponu, oko 30 — 40 V. Napon otvorenog kruga istosmjerne struje napajanja je u rasponu od 45 — 90 V.

Vanjska karakteristika električnog proizvoda (uređaja) — ovisnost napona na stezaljkama električnog proizvoda (uređaja) o struji koja teče kroz opterećenje spojeno na te stezaljke. (GOST 18311-80).

Vanjska karakteristika izvora energije za zavarivanje je ovisnost napona na njegovim izlaznim stezaljkama Un o jakost struje opterećenje

Po prirodi ove ovisnosti, vanjska karakteristika može biti (slika 1):

1) pad,

2) teško,

3) povećati.

Riža. 1. Vrste vanjskih karakteristika izvora struje luka: 1 — padajuće, 2 — čvrsto, 3 — rastuće.

Luk i izvor struje čine sustav koji će biti u stabilnoj ravnoteži ako se nasumične promjene jakosti struje s vremenom smanjuju, odnosno sustav će se vratiti u početno stanje.

Uvjet stabilnosti u statičkom načinu rada svodi se na činjenicu da je razlika između izvodnica napona u odnosu na struju statičke karakteristike luka i izvora energije u radnoj točki pozitivna.

Uvjet je ispunjen ako će uz karakteristiku padajućeg luka vanjska karakteristika izvora biti više padajuća, a uz karakteristiku rastućeg luka vanjska karakteristika izvora biti manje rastuća.

Slika 2 prikazuje kombinirane karakteristike pada izvora energije 1 i luka 2. U trenutku kada elektroda dodirne radni predmet, struja kratkog spoja teče kroz krug zavarivanja koji odgovara točki a.Kada se elektroda povuče, nastaje luk, napon raste duž krivulje 1 do točke b, što odgovara stabilnom gorenju luka.

Riža. 2. Kombinirana karakteristika vanjskog izvora napajanja (1) i strujno-naponska karakteristika luka (2).

Padajuća vanjska karakteristika koristi se u ručnim strojevima za zavarivanje, gdje je potrebno zajamčiti stabilnost luka i malu promjenu struje zavarivanja pri promjeni duljine luka. Promjena napona zbog promjene duljine luka za određeni iznos ΔU (slika 2) dovodi do male promjene struje zavarivanja za ΔAz.

Padajuća vanjska karakteristika daje mali umnožak struje kratkog spoja, koji ne smije biti veći od 1, 4. Pri visokim strujama kratkog spoja, izvor napajanja doživljava velika preopterećenja, a kvaliteta zavarivanja i sigurnost usluge pogoršavaju se zbog prskanja metala.

Izvori s čvrstim i rastućim karakteristikama koriste se za zavarivanje pod praškom i u zaštitnim plinovima (argon, ugljični dioksid).

U većini slučajeva prikladnija je padajuća vanjska karakteristika napajanja. U izvorima struje za zavarivanje nastaje padom napona u samom izvoru ili u zasebnom otporu uključenom u krug zavarivanja.

U općem slučaju jednadžba vanjske karakteristike je nelinearna i ima oblik

gdje je Uo — napon otvorenog kruga izvora struje, zd — ukupni ekvivalentni otpor izvora struje zajedno s dodatnim otporom, Azd — struja luka.

Regulacija struje zavarivanja potrebna pri zavarivanju dijelova različitih debljina.U tu svrhu, izvori su opremljeni uređajima za postupno ili glatko podešavanje struje zavarivanja, koji daju mogućnost rada na različitim karakteristikama (slika 3).

Riža. 3. Vanjske karakteristike izvora energije luka pri podešavanju struje zavarivanja: a — promjenom napona otvorenog kruga Uo, b — promjena ekvivalentnog otpora ze.

Način rada izvora energije za zavarivanje Rad u periodičnom režimu karakterizira relativno trajanje PR, što je dio vremena neprekidnog rada pod opterećenjem od trajanja cijelog radnog ciklusa.

PR se obično izražava u postocima

gdje je τp — vrijeme neprekidnog rada pod opterećenjem, τn — vrijeme pauze, τc je vrijeme radnog ciklusa.

Ako je izvor napajanja isključen iz mreže tijekom prekida, ne govore o trajanju PR, već o trajanju uključenja PV, koje se određuje na isti način kao i trajanje rada (PR).

Relativno trajanje PR-a je parametar putovnice izvora energije, koji se mora uzeti u obzir pri odabiru izvora i njegovom radu. Prekoračenje PR-a u odnosu na putovnicu dovodi do pregrijavanja i oštećenja opreme za zavarivanje.

Kada izvor radi u nazivnom načinu rada, dopuštena struja određena je omjerom

gdje se indeks «n» odnosi na nazivne parametre, a «d» na stvarne parametre načina rada. U kontinuiranom načinu rada PR = 100%.