Меню

При каком роде тока дуга горит стабильнее



Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Стабильное горение — дуга

Стабильное горение дуги , минимальное разбрызгивание и хорошее формирование металла шва достигают, если сварку в среде углекислого газа ведут на постоянном токе обратной полярности. [1]

Для стабильного горения дуги и меньшего засорения шлангов и проводок необходимо, чтобы проволока имела чистую поверхность и не имела изгибов. [2]

Условием стабильного горения дуги при дуговой сварке в защитной среде инертных газов на переменном токе является регулярное восстановление разряда при смене полярности. Потенциал возбуждения и ионизации инертных газов аргона и гелия выше, чем у кислорода, азота и паров металла, поэтому для возбуждения дуги переменного тока требуется источник питания с повышенным напряжением холостого хода. Сварочная дуга в среде инертных газов ( аргона или гелия) отличается высокой стабильностью и для ее поддержания требуется небольшое напряжение. Высокая подвижность электронов обеспечивает достаточное возбуждение и ионизацию нейтральных атомов при столкновении с ними электронов. [3]

Для стабильного горения дуги необходимо, чтобы в ее столбе все время находились заряженные частицы, количество которых уменьшается вследствие рекомбинации. Ионизирующее действие материалов определяется не только величиной потенциала ионизации, но и упругостью пара данного соединения или простого вещества, так как упругость пара определяет скорость испарения и тем самым концентрацию легкоионизирующихся атомов в атмосфере дуги. Поэтому эффективный потенциал ионизации любой газовой смеси определяется не только потенциалом ионизации, но и концентрацией элементов в дуговом промежутке. [4]

Для стабильного горения дуги и бесперебойного ведения процесса дуговой сварки источники тока должны удовлетворять следующим основным требованиям. [5]

Для стабильного горения дуги ( особенно при ручной сварке) необходимо поддерживать постоянство ее длины, так как чрезмерное укорочение дуги может вызвать замыкание электрода, а удлинение — обрывы, что ухудшает качество шва. При автоматической и полуавтоматической сварке скорость подачи проволоки при заданном сварочном токе и напряжении дуги должна соответствовать скорости ее плавления. [6]

Условием стабильного горения дуги является регулярное восстановление разряда при смене полярности. [7]

Для стабильного горения дуги и меньшего засорения шлангов и проводок необходимо, чтобы проволока имела чистую поверхность и не имела изгибов. [8]

Условием стабильного горения дуги является регулярное восстановление разряда при смене полярности. [9]

Для стабильного горения дуги необходимо, чтобы источник тока имел не только необходимые статические внешние характеристики, но и обладал оптимальными динамическими свойствами, от которых зависит скорость возбуждения дуги. [10]

Он обеспечивает стабильное горение дуги с хорошим формированием шва при сварке постоянным или переменным током и обладает вязкостью, допускающей без принудительного формирования металла сваривание трубы диаметром до 200 — 250 мм в нижнем положении. [11]

Для обеспечения стабильного горения дуги нужно, во-первых, чтобы источник питания снабжал дугу необходимыми значениями напряжения и сварочного тока. Рассмотрим это более подробно. Зависимость напряжения от величины тока называется вольт-амперной характеристикой. [12]

Для обеспечения стабильного горения дуги необходимо, чтобы восстановление сварочного режима происходило в минимальный промежуток времени. [13]

Для обеспечения стабильного горения дуги при газоэлектрической сварке источники тока должны удовлетворять ряду специальных требований, определяемых особенностями горения дуги в защитных газах. [14]

Затем наступает период стабильного горения дуги ( 30 — 40 сек. После того как основная доля носителя испарится из пробы, дуга вновь горит неустойчиво, и в дальнейшем в пламя начинает поступать труднолетучая основа. [15]

Источник

Устойчивость горения дуги.

Дуга, горящая равномерно, без произвольных обрывов, требующих повторного зажигания, называется устойчивой. Если дуга горит неравномерно, часто обрывается и гаснет, то такая дуга называется неустойчивой.

Устойчивость дуги зависит от многих причин, основными из которых являются:

· род и полярность тока;

· состав и покрытие электродов;

Для электродов с покрытием диаметром 4…5 мм нормальная длина дуги равна 5…6 мм. Такая дуга называется короткой, она горит устойчиво и обеспечивает нормальное протекание процесса сварки.

Читайте также:  Как микроволновка бьет током

Дуга, у которой длина больше 6 мм, называется длинной. Процесс плавления металла протекает при этом неравномерно. Образующиеся капли электродного металла в большей степени окисляются кислородом воздуха и обогащаются азотом. Наплавленный металл получается пористым, шов имеет неровную поверхность, а дуга горит неустойчиво. При длинной дуге понижается производительность, увеличивается разбрызгивание металла, чаще образуются места с непроваром.

В сварочной дуге столб дуги можно рассматривать как гибкий проводник, по которому проходит электрический ток и который под воздействием электромагнитного магнитного поля может изменять свою форму. Отклоняющее действие магнитных полей на сварочную дугу носит название магнитного дутья.

Сила магнитного поля пропорциональна квадрату тока, поэтому магнитное дутье особенно заметно при сварке постоянным током значительной величины (свыше 300…400 А). При сварке переменным током покрытыми электродами и сварке под флюсом явление электромагнитного дутья сказывается слабее, чем при постоянном токе и применении голых или тонкопокрытых электродов. для уменьшения отклоняющего действия магнитных полей на дугу следует вести сварку возможно более короткой дугой.

Основным условием устойчивого горения сварочной дуги яв­ляется соответствие внешней (1) характеристики источника питания _ статической_(2) характеристике дуги (рис. 19.4). Внешняя характеристика — это зависимость между силой тока в сварочной цепи и напряжением источника.

Рис. 19.4. Единая энергетическая система внешней характеристики источника питания (1) и сварочной дуги (2)

Точка Аих пересечения соот­ветствует установившемуся режиму работы U и I. Условие устойчивости работы системы источник — дуга выражается в следующем виде:

Ку – коэффициент устойчивости.

При ручной дуговой сварке токами небольшой плотности

Рис. 19.1. Вольт-амперная характеристика сварочной дуги

Дуга зажигается в результате прикосновения конца электрода, соединенного с одним полюсом источника тока, к свариваемому ме­таллу, который соединен с другим полюсом того же источника, с по­следующим быстрым отводом электрода на расстояние 3-4 мм. Если до зажигания дуги Uхх ≈ 60В. В момент касания электродом изделия (ко­роткое замыкание – КЗ) Uкз = 0, а при нормальном горении Uраб = (15-30)В в зависимости от типа и длины электрода. Мощность тока N1 = U×I расходуется на нагрев металла, скорость которого N2 = dQ/d t = Cm DТ/d t, и его расплавление. При локальном нагреве КПД дуги достаточно высок ( » 0,5-0,9). Легко подсчитать, что за короткий промежуток времени температура быстро растет и достигает температуры плавления металла.

Вследствие неравномерного нагрева деталей в шве и зоне термического влияния возникают значительные — растягивающие на­пряжения, что приводит к трещинам и к браку.

Определение стойкости металла шва против возникновения горячих трещин является первым видом испытания свариваемости.

В зонах закалки металл имеет пониженную пластичность: там могут образовываться околошовные холодные трещины.

Испытание металла околошовной зоны, шва и сварного соеди­нения в целом на склонность к образованию холодных трещин_ являются вторым видом испытания свариваемости.

В испытания на свариваемость включают испытания меха­нических свойств металла шва и сварного соединения.

При ручной сварке пост состоит из источника питания, сва­рочных проводов, электродержателя и электродов. Сварщик должен быть специально подготовлен и иметь специальный допуск к сва­рочным работам. Для защиты от излучения дуги и брызг металла сварщик имеет защитный щиток или маску с темными очками и спец­одежду.

Существует сварка плавящимися и неплавящимися (графитовые, вольфрамовые) электродами с дугой прямого и косвенного действия постоянным током прямой и обратной полярности. При прямой полярности электрод соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а основной металл – с положительным; при обратной полярности – наоборот. При сварке дугой переменного тока катодное и анодное пятна меняются 100 раз в секунду (если частота 50 Гц). Поэтому устойчивость горения дуги переменного тока ниже, чем у дуги постоянного тока. Основные преимущества дуги переменного тока:

· Простота и меньшая стоимость оборудования (источников питания).

· Отсутствие магнитного дутья.

· Наличие катодного распыления оксидной пленки при аргонодуговой сварке алюминия. Катодное распыление – это процесс бомбардировки сварочной ванны положительными ионами в тот момент, когда изделие бывает катодом, за счет чего разрушается оксидная пленка.

Читайте также:  Чем защититься от электрического тока

Дуга прямого действия – это дуга, которая горит между металлом и электродом, косвенного действия – дуга, горящая между двумя электродами. Ремонт чугунных изделий производят дугой обратной полярности графитовым электродом рис. 19.3, а). Для увеличения мощности для сварки металла средней толщины применяют два электрода с косвенной дугой (рис. 19.3,б). Для сварки металла большой толщины применяют трехфазную дугу (рис. 19.3,в).

Рис. 19.3. Виды сварочной дуги

Источник

Условия устойчивого горения дуги

Для стабильного горения дуги требуется выполнение следующих условий:

1. (ток дуги должен быть равен току источнику питания)

2. (напряжение на дуге должно быть равно напряжению источника питания)

Кроме этого, для устойчивого горения дуги должно быть определенное соответствие между статической вольт-амперной характеристикой дуги и внешней характеристикой источника питания.

Рассмотрим случай, когда статическая характеристика дуги и внешняя характеристика источника питания падающие.

Рис. 8. Вольт-амперные характеристики: 1- дуги, 2- источника питания

При совмещении ВАХ источника 2 и дуги 1 условия устойчивого горения выполняются в двух точках: А и В.

Рассмотрим процесс в точке А. В этой точке при уменьшении сварочного тока (положение А’) напряжение источника питания оказывается большим, чем необходимо для горения дуги, что приведет к возрастанию силы тока, и процесс вернется в точку А. Увеличение силы тока в точке А (положение А») требует большего напряжения, необходимого для горения дуги, согласно статической характеристике. Однако напряжение источника питания, согласно внешней характеристике, будет меньшим, что, в свою очередь, вызовет снижение силы тока. Сила тока уменьшится, и режим горения дуги вновь переместится в точку А.

При рассмотрении процесса в точке В картина иная. При уменьшении силы тока (положение В’) для поддержания дугового разряда, согласно статической характеристике дуги, требуется более высокое напряжение, но источник питания, согласно внешней характеристике, обеспечить такое напряжение не может, и дуга погаснет. Если в точке В сила тока увеличилась (положение В»), то напряжение дуги станет меньше напряжения источника. Избыток напряжения вызовет дальнейшее возрастание силы сварочного тока вплоть до значения, соответствующего силе тока в точке А.

Устойчивое горение дуги осуществляется лишь в точке А, а в точке В дуга горит неустойчиво или гаснет.

Теперь рассмотрим случаи, когда статическая характеристика дуги и внешняя характеристика источника питания жесткие (рис. 9, а) и когда статическая характеристика дуги и внешняя характеристика источника питания возрастающие (рис. 9, б). Устойчивый процесс существования дуги будет лишь в точке А.

а б

Рис. 9. Вольт-амперные характеристики: 1- дуги; 2- источника питания

Анализ всех трех процессов позволяет сделать следующие выводы:

1. Если статическая характеристика дуги падающая, то для устойчивого горения дуги требуется источник питания только с крутопадающей внешней характеристикой;

2. При наличии жесткой статической характеристики дуги источник питания должен иметь внешнюю падающую характеристику. Крутизна внешней характеристики источника питания может быть любой.

3. Для устойчивого горения дуги с возрастающей статической характеристикой дуги может применяться источник питания с внешней жесткой и возрастающей характеристиками. Причем крутизна подъема внешней вольт-амперной характеристики источника питания должна быть меньшей по сравнению с крутизной подъема статической характеристикой дуги.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник

Учебные материалы

Помощь студентам

Устойчивое горение дуги, от которого непосредственно зависит качество сварного соединения, это такой режим, при котором дуга длительное время горит не прерываясь при заданной силе тока сварки Iсв и напряжения дуги Uд, т.е. это такая сварочная дуга, горение которой не сопровождается короткими замыканиями или обрывами.

Читайте также:  Батарея бьются током что делать

На устойчивость горения дуги влияют следующие факторы:

а) Режим сварки – т.е. соотношение между током Iсв и напряжением дуги Uд.

Для обеспечения процесса устойчивого горения дуги эти параметры Iсв и Uд должны находиться в определенной зависимости. Такая зависимость называется статическая вольт – амперная характеристика дуги – график зависимости между напряжением и силой тока сварочной дуги (для переменного тока – между действующими значениями этих величин) при постоянных длине дуги lд и диаметре электрода dэл и при работе в статическом режиме (рисунок 3.5). Это связано с тем, что для дугового разряда сопротивление не является постоянным, так как количество заряженных частиц зависит от интенсивности ионизации и главным образом от тока.

Поле графика можно разделить на 3 области:

I – напряжение Uд резко падает с возрастанием силы тока, называют характеристику дуги падающей. Сварка при таких характеристиках дуги находит ограниченное применение из-за малой устойчивости горения дуги (трудно обеспечить стабильный режим сварки lд);

Рисунок 3.5 – Вольт – амперная характеристика дуги

II – напряжение Uд не изменяется существенно с возрастанием силы тока, называют жесткой характеристикой дуги, находит самое широкое применение. При увеличении Iсв = 80÷800 А площадь активных пятен увеличивается пропорционально току, поэтому и падение напряжения во всех участках дугового разряда Uд сохраняются постоянными;

III – напряжение увеличивается с возрастанием силы тока, такая характеристика дуги называется возрастающей; т.е. при условии увеличения тока, соответственно возрастает плотность тока и для обеспечения устойчивости горения дуги должно обеспечиваться увеличение напряжения дуги Uд. Это можно объяснить тем, что при данном диаметре электрода dэл активное пятно на конце электрода принимает свой физически предельный размер равный dэл и с увеличением плотности тока получаем увеличение Uд.

Например, при сварке плавящимся электродом в среде защитного газа характеристика дуги возрастающая.

б) Род тока – переменный или постоянный ток. Вначале считалось, что устойчивое горение сварочной дуги может быть достигнуто только при питании ее постоянным током.

Электрические и тепловые процессы, происходящие в дуге переменного тока действительно несколько отличаются от процессов, происходящих в дуге постоянного тока, что влияет на устойчивость дуги.

Так при сварке переменным током промышленной частоты f = 50 полярность электрода и изделия сто раз в сек. периодически изменяются. Соответственно при переходе тока I через нуль в начале и конце каждого полупериода дуга угасает и температура дугового промежутка снижается, падает температура активных пятен на аноде и катоде, происходит определенная деионизация газов из-за изменения полярности. Падение температуры несколько отстает по фазе от перехода тока I через нуль. Особенно интенсивно падает температура активного пятна сварочной ванны, обусловленная интенсивным отводом тепла в массу изделия. Поэтому повторное зажигание дуги переменного тока в начале каждого полупериода обычно происходит только при повышенном U между электродами. Это напряжение называют пиком зажигания или напряжением повторного зажигания дуги Uз.

Необходимо указать, что затухания и обрыв дуги переменного тока происходят при прочих равных условиях, при меньшей ее длине, чем для постоянного тока. Чем выше токи сварочные, тем Uз меньше и устойчивее горение.

Устойчивость горения дуги резко повышается с увеличением напряжения холостого хода Uо = Uхх; чем выше Uз повторного зажигания дуги, тем выше должно быть Uхх источника питания. В трансформаторах дуговой сварки принимают Uо/ Uд = 1,8÷2,5 (но Uо отсутствие магнитного дутья, затрудняющего сварку особенно при I св3 350÷400 А. Так при ручной электродуговой сварке это ведет отклонению дуги за счет влияния магнитных полей и соответственно происходит выдувание металла сварочной ванны и плохое формирование шва;

  • разрушение оксидной пленки при сварке Аl и его сплавов.
  • в) Характеристика источников питания (рассматривается в вопросе ИП сварочной дуги).

    г) Состав и свойства атмосферы дуги (см. вопрос электродные покрытия).

    Источник