Источники переменного тока

Для сварки легких и алюминиевых сплавов используются источники переменного тока (рис.5.14, а). Это объясняется особенностью технологии сварки этих сплавов. а них распространяются все выше изложенные требования, относящиеся к источникам постоянного тока, Кроме того к ним предъявляются требования, вызванные особенностями дуги переменного тока: надежное повторное зажигание дуги при переходе к полупериоду тока обратной полярности, снятие постоянной составляющей тока. Характер изменения тока и напряжения дуги во времени при питании от источника переменного тока приведен на рис. 5.14,б. Различия значения тока и напряжения в полупериоды тока дуги прямой и обратной полярности вызваны отличием электрофизических свойств тугоплавкого вольфрамового электрода и сравнительно легкоплавкого металла изделий из алюминия. В полупериоде прямой полярности, когда катодом является вольфрамовый электрод, мощная термоэлектронная эмиссия способствует снижению падения напряжения в катодной области дуги, росту ее тока i_пр и более интенсивному плавлению металла изделия. Повторное зажигание дуги в этот полупериод тока происходит при напряжении близком к напряжению дуги U_пр.

Рис.5.14. Блок-схема (а) и осциллограмма (б) процесса при питании от источника переменного тока

При сварке короткой дугой в аргоне (длина дуги стремится к нулю) напряжение зажигания стремится к 10 В. В полупериоде обратной полярности для зажигания дуги требуется более высокое напряжение U_{з обр} = 60-200 В. Это вызвано изменением вида эмиссии с катода и затрудняет повторное возбуждение дуги. В связи с этим источники переменного тока снабжаются импульсными стабилизаторами горения дуги, устройство и работа которых описаны в главе 6. Термоэлектронная эмиссия со сравнительно холодного алюминиевого катода ничтожно мала. Дуговой разряд с холодных катодов возможен при автоэлектронной эмиссии, при которой возрастает падение напряжения в катодной области и общее напряжение горения дуги в полупериод тока обратной полярности, превышает 20 В.

Величина тока обратной полярности i_обр на 20-50% ниже по сравнению с током прямой полярности. Таким образом кривая тока представляет искаженную синусоиду (рис. 5.14, б), поэтому ее можно рассматривать как сумму симметричного переменного тока i ~ и постоянной составляющей i_пост. Постоянная составляющая оказывает негативное влияние на работу оборудования и технологический процесс в целом. Она вызывает подмагничивание сердечника трансформатора, что приводит к снижению индуктивного сопротивления, а как следствие способствует росту тока в первичной обмотке, перегреву трансформатора. Кроме того, она приводит к сильной вибрации и к повреждению изоляции обмоток.

Вместе с тем в полупериоде обратной полярности идет полезный процесс - интенсивное катодное распыление оксидной пленки Аl₂O₃ благодаря бомбардировке алюминиевой детали положительными ионами. Сварку алюминиевых деталей на постоянном токе обратной полярности не применяют из-за интенсивного нагрева электрода и разрушения его.

Поиск по сайту: