Устойчивость дуги переменного тока

Сварочная дуга переменного тока (рис. 5), за каждый период дважды меняет полярность и дважды затухает на нисходящих ветвях синусоиды напряжения Uип источника тока на промежутках времени t_T, начиная с момента, когда напряжение источника достигает значения напряжения дуги Ug /точка 1/ и до момента зажигания дуги ведет к резкому охлаждению катодного пятна и дуговой плазмы и снижению степени ее ионизации. Поэтому напряжение повторного зажигания дуги /точка 2/ превышает напряжение дуги Ug. Эта особенность дуги переменного тока наиболее заметно проявляется при сварке дугами небольшой мощности при малых плотностях тока.

Рис. 5 Осциллограммы напряжения и тока при сварке на переменном токе при отсутствии (а) и при наличии (б) в цепи индуктивного сопротивления.

τ_г и τ_п – время горения и отсутствия (пауза) дуги; Uип и Ug – напряжения на источнике питания и дуги; Ig – сила сварочного тока; φ- угол сдвига фаз.

Для повышения устойчивости дуги переменного тока принимает следующие меры:

1. Повышение напряжения холостого хода источника тока, что сокращает продолжительность перерывов в горении дуги. Однако эта мера нежелательна по соображениям техники безопасности.

2. Повышение частоты тока до 400…500 Гц.

3. Введение в состав покрытия электрода и столб дуги веществ с низким потенциалом ионизации (Na, K, Ca, Ti, Ar, He, и т.п.), что ведет к снижению напряжений зажигания дуги и в столбе дуги.

4. Включение последовательно в сварочную цепь индуктивного сопротивления (рис.5), что приводит к сдвигу фаз φ соответственно по времени тока от напряжения. При этом напряжению Ug на нисходящей ветви кривой Uип должен соответствовать максимум на кривой тока, а при Iдуг = 0 напряжение источника должно достигнуть величины, достаточной для зажигания дуги.

5. Включение в сварочную цепь осциллятора (кВ, кГц) и стабилизатора, который дает импульсы (400В, 100Гц) в строго определенное время.

Содержание работы