Короткому замыканию

Можно выделить три основные формы расплавления электрода и переноса электродного металла в сварочную ванну. Процесс сварки с периодическими короткими замыканиями характерен для сварки электродными проволоками диаметром 0,5—1,6 мм при короткой дуге с напряжением 15—22 В. После очередного короткого замыкания (/ и // на рис. 47, а) силой поверхностного натяжения расплавленный металл на торце электрода стягивается в каплю. В результате длина и напряжение дуги становятся максимальными.

Во все стадии процесса скорость подачи электродной проволоки постоянна, а скорость ее плавления изменяется и в периоды III и IV меньше скорости подачи. Поэтому торец электрода с каплей приближается к сварочной ванне (длина дуги и ее напряжение уменьшаются) до короткого замыкания (F). При коротком замыкании резко возрастает величина сварочного тока и, как результат этого, сжимающее действие электромагнитных сил, совместное действие которых разрывает перемычку жидкого металла между электродом и изделием. Во время короткого замыкания капля расплавленного электродного металла переходит в сварочную ватту. Далее процесс повторяется.

В условиях сварки при коротком замыкании э. д. с. генератора снижается до минимальных значений, равных падению напряжения в короткозамкнутой сварочной цепи, т. е. Ег — IK3Rr. Поэтому необходимо, чтобы при размыкании сварочной цепи ;). д. с. генератора весьма быстро возросла до значений, достаточных для возбуждения дуги, пока металл остается достаточно нагретым после короткого замыкания для существования эмиссии электронов.

Динамические свойства источников питания для дуговой сварки в отношении скорости нарастания тока в некоторой мере определяются динамическим коэффициентом, т. е. отношением пикового значения тока короткого замыкания к его установившемуся значению:

где /к з. п — сила пикового тока короткого замыкания; /„_ 3 у—сила установившегося тока короткого замыкания.

Сварочный выпрямитель состоит из двух основных узлов: понижающего трансформатора с регулирующим устройством и блока вентилей. В общий комплект источника питания часто также включается секционированный дроссель, обеспечивающий необходимые динамические характеристики для нормального переноса электродного металла в шов. Этот дроссель предназначен для снижения скорости нарастания тока короткого замыкания и соединен последовательно с дугой в цепи выпрямленного тока, индуктивность его обычно составляет несколько миллигенри.

Ток короткого замыкания определяется полным реактивным сопротивлением одной фазы источника питания вентилей (трансформатора и дросселя):

В случае короткого замыкания 1К э — [70//?б- Режим сварки при многопостовом питании регулируют путем изменения сопротивления балластного реостата у каждого поста (рис. 73). Число постов т, которые могут быть подключены к многопостовому выпрямителю, определяют с учетом коэффициента одновременности а:

Возможно зажигание дуги без короткого замыкания и отвода электрода с помощью высокочастотного электрического разряда через дуговой промежуток, обеспечивающего его первоначальную ионизацию. Для этого в сварочную цепь на короткое время подключают источник высокочастотного переменного тока высокого напряжения (осциллятор). Этот способ применяют для зажигания дуги при сварке неплавящимся электродом.

Для питания дуги с жесткой характеристикой применяют источники с падающей или пологопадающей внешней характеристикой (ручная дуговая сварка, автоматическая под флюсом, сварка в защитных газах неплавящимся электродом). Режим горения дуги определяется точкой пересечения характеристик дуги 6 и источника тока / (рис. 5.4, б). Точка С соответствует режиму устойчивого горения дуги, точка А — режиму холостого хода в работе источника тока в период, когда дуга не горит и сварочная цепь разомкнута. Режим холостого хода характеризуется повышенным напряжением (60—80 В). Точка D соответствует режиму короткого замыкания при зажигании дуги и ее замыкании каплями жидкого электродного металла. Короткое замыкание характеризуется малым напряжением, стремящимся к нулю, и повышенным, но ограниченным током.

тока, а также для ограничения тока короткого замыкания, чтобы не допустить перегрева токоподводящих проводов и источников тока. Наилучшим образом приведенным требованиям удовлетворяет источник тока с идеализированной внешней характеристикой 5 (рис. 5.4).

При автоматической и полуавтоматической сварке вертикальных швов на спуск, если сварочная ванна имеет значительные размеры, возможно затекание расплавленного металла под вольфрамовый электрод, что резко уменьшает глубину нроплавления и может привести к короткому замыканию. Вылет конца электрода из сопла не должен превышать 3—5 мм, а при сварке угловых швов и стыковых с глубокой разделкой — 5—7 мм. Длина дуги должна поддерживаться в пределах 1,5—3 мм. Для предупреждения непровара в начале и конце шва рекомендуется применять выводные планки. Обрывать дугу следует постепенным ее удлинением, а при автоматической сварке — уменьшением силы сварочного тока. Для предупреждения окисления вольфрама и защиты расплавленного металла в кратере после обрыва дуги защитный газ выключают через 5—10 с. Защитный газ включают за 15—20 с до возбуждения дуги для продувки шлангов от воздуха.

Если для электродных реакций — анодной и катодной — известны поляризационные кривые и соотношение площадей электродов, то поляризационная диаграмма коррозии, построенная на основании этих данных, может дать наиболее исчерпывающую характеристику данного коррозионного процесса (рис. 20). На оси абсцисс здесь отложен коррозионный ток / (величина, пропорциональная скорости коррозии), на оси ординат— отрицательные значения потенциалов электродов — Е. Начальное положение потенциалов Е® и ?" соответствует разомкнутому состоянию электродов (бесконечно большое омическое сопротивление); точка пересечения анодной и катодной кривых S соответствует короткому замыканию анода и катода без всякого омического

сопротивления. Очевидно, что короткому замыканию будет соответствовать максимальный коррозионный ток /шах- В этом случае эффективные потенциалы катода и анода сближаются до общего потенциала коррозии Ex.

Блок выпрямления является важным узлом защитной установки; в нем применяют селеновые выпрямители или кремниевые диоды. Селеновые выпрямители нечувствительны к превышению тока, короткому замыканию и перенапряжению и могут быть защищены инерционными предохранителями. Они весьма надежны в эксплуатации. Поэтому им следует отдавать предпочтение во всех обычных случаях применения защитных установок. Ввиду низкого запирающего напряжения селена (25—30 В) для получения напряжений на выходе более 20 В необходи-

Недостатками ртутных выпрямителей явля-. ются ухудшение его cos <р пропорционально степени регулирования выпрямленного напряжения и возможность обратного зажигания. Сущность обратного зажигания заключается в том, что при отрицательном напряжении на аноде ионы, находящиеся вблизи него, начинают бомбардировать анод. По мере повышения отрицательного потенциала анода энергия ионов может оказаться настолько большой, что под действием их ударов анод начнёт испускать электроны. Поскольку в момент возникновения эмиссии анодом последний обладает более низким потенциалом, чем катод, то дуга соседних анодов замкнётся на данный. Это явление носит название обратного зажигания и приводит к разрушению анодов и к короткому замыканию вторичной обмотки трансформатора.

Для возбуждения дуги электрод касается изделия, что соответствует короткому замыканию внешней цепи источника с падением напряжения до нуля. При удалении электрода от изделия источник тока должен быстро развить между ними напряжение, достаточное для зажигания дуги, —40—50 е.

ция с тремя кнопками; из них две кнопки — .Вперёд" и „Назад"—двухконтактные; при размыкании двух контактов, например /' и 2', кнопка одновременно замыкает контакты / и 2. Схема такой кнопочной станции исключает возможность одновременного включения катушек В ч Н, что повело бы к короткому замыканию цепи на зажимах двигателя.

По мере повышения давления эта часть тока увеличивается, а съем металла соответственно уменьшается. Наконец, при таком удельном давлении, которое полностью освобождает поверхность анода от пленки, происходит постоянное короткое замыкание между электродами по всей поверхности. Процесс съема металла прекращается, а сила тока возрастает до величины, соответствующей короткому замыканию.

электродвигателем, монтажная схема которого дана на фиг. 1. При нажатии кнопки ВП втягивается контактор В, главными контактами подключает двигатель к сети, а блокконтактом В 1—2 шунтирует кнопку ВП, после чего она может быть отпущена. Н. з. контакты кнопки ВП 6—4 служат для блокировки цепи катушки Н. Кроме того, контакторы В и Н имеют механическую блокировку, не допускающую одновременного включения обоих контакторов, что привело бы к короткому замыканию главной цепи. При перегрузке двигателя размыкаются контакты теплового реле, что приводит к отключению двигателя от сети.

торов, что привело бы к короткому замыканию главной цепи. При перегрузке двигателя размыкаются контакты теплового реле РТ, что приводит к отключению двигателя от сети.

В ряде случаев при механизированной сварке плавящимся электродом удобнее пользоваться статической вольт-амперной характеристикой дуги, снятой не при постоянной ее длине, а при постоянной скорости подачи электродной проволоки (рис. 47). Из рисунка видно, что каждой скорости подачи электродной проволоки соответствует очень небольшой диапазон токов, в котором происходит устойчивое горение дуги. При этом очень небольшое изменение силы сварочного тока вызывает значительное изменение напряжения дуги. Слишком малый сварочный ток может привести к короткому замыканию электрода на изделие, а слишком большой - к резкому возрастанию напряжения дуги и к ее обрыву.