Вольт амперная характеристика сварочного полуавтомата
Обновлено: 20.09.2024
Контакт ЛС с источником, даже если он в другом помещении, в любом случае происходит через кабель и держатель злектрода. Речь идет о том, что за собой не обязательно таскать баластник или его электронный эквивалент. Примитивная схема источник - кабель - держатель. А возможность менять параметры под потребности участка по мере смены состава сварочных заданий и продукции не тратя времени и денег - врожденное свойство таких (модульных) систем. Какой, только реально, диапазон токов сварки отдельно взятого поста на участке при сварке и при строжке?
А никто не таскает.Источник (жёсткая ВАХ) стоит на штатном месте,по участку идут шины до балластников (крутопадающая ВАХ),далее сварочные кабеля до места работы-сварки.Вопрос остаётся прежним:как тут изменить ВАХ для каждого конкретного случая (материала,электродов,сварщика)?Чисто прикладной вопрос в контексте темы.
Мы все привыкли к тому, что есть и полагаем, что другого и быть не может. Собственно, речь идет о: 1. Соблюдении норм безопасности написанных применительно к опыту применения определенной техники - и это свято. Пусть будут. 2. Вид и форма устройства упраления с помощью которого пользователь управляет параметрами источника. В настоящее время это балластник . Ничто не мешает вместо него и на его место ставить пульт ДУ постом, ровно как иметь его в кармане или на держателе.
Ничто не мешает вместо него и на его место ставить пульт ДУ постом, ровно как иметь его в кармане или на держателе.
Менять что-либо в источнике значит иметь канал связи с ним. Мы пользуемся ими (каналами связи человек - машина) без пояснений каждый день и по многу. Бесконтактные - мобильный телефон, пульт ду ТV, гаражные ворота, метки на товаре в магазине, пластиковые карты, автосигнализация и др. и пр. Контактные - выключатель, звонок, кнопки лифта и автомобиля, чип-таблетки в подъезде др. и пр. и при этом нас ставит в тупик ситуация, как переключить не приближаясь непосредственно к источнику его параметры ?! Если иметь в виду те типы источников и структуру построения многопостовых устройств которые вы привели, то абсолютно никак, кроме лучшего друга сварщика - балластника со всеми "широкими возможностями", которые он предоставляет
Задача не имеет решения и никакие тех.новшества и "девайсы" её не решат.Правильно. Продолжим о ВАХ для однопостовых источников.Объясните о разнице в "Штыковой" и обычной "Крутопадающей",если можно по-проще и нагляднее.
Не правильно. Технические решения и девайсы которых в современном арсенале очень много - средство решения задачи. Нужно четко сформулировать цель, чего мы хотим, и ограничения, например нормы ТБ, стоимость, удобство пользования и обслуживания, уровень надежности. На счет характеристик Вы совершенно правы - интерреснейшая тема и не стоит от нее отклонятся. Вечером приду с работы и обязательно продолжу.
как тут изменить ВАХ для каждого конкретного случая (материала,электродов,сварщика)
КСУ спасет мир!
А если серьезно, то с БР бороться крайне сложно. Именно из-за ВАХ, вернее - скорости ее изменения в зависимости от мгновенного тока в дуге..
4. Продолжим. Немножко теории. В электротехнике есть два базовых понятия – антогониста. Источник напряжения (ИН) по сварочному жесткая ВАХ(1-я картинка) и источник тока (ИТ) штыковая ВАХ (2-я картинка). Нормальные определения; идеальный ИН – источник с нулевым выходным сопротивлением, т.е как хороший аккумулятор или питающая сеть - сколько не грузи напряжение на нем. остается неизменным. Идеальный ИТ – источник с бесконечно большым внутренним сопротивлением - сколько не грузи значение тока в цепи остается постоянным. При этом при КЗ напряжение на выходе источника будет нулевым, а при обрыве для поддержания установленного значения тока будет стремиться к бесконечно большим значениям. На коротких отрезках времени индуктивность в цепи ведет себя подобно ИТ, это свойство индуктивности используется в частности для получения высоковольтных импульсов напряжения, например системе зажигания автомобилей или поддержании стабильного дугового процесса в сварке (индуктивность подобна маховику, его нельзя мгновенно раскрутить – достичь заданного значения тока - ровно как и мгновенно затормозить – скинуть значения тока до нуля). Таким образом, если последовательно с ИН включить индуктивность, то можно наблюдать интересную картину. Муха наблюдая поведение такой связки при сварке определит, что имеет дело с источником тока ( штыковая ВАХ картинка 2), а сварщик наблюдая показания амперметра и вольтметра побьется об заклад, что источник имеет жесткую ВАХ (картинка 1). Собственно, с точки зрения теории сварки это и будет основным критерием позволяющим отличить муху (или высокомудрого ученого) от сварщика-прфессионала. Причем оба правы, просто в одном случае анализ делается на коротких отрезках времени (ДВАХ), а в другом на больших (СВАХ). Известно что для МИГ/МАГ требуется ИН (т.е источник с жесткой или близкой к тому ВАХ). Но если в сварочной цепи нет индуктивности – здоровой чушки под названием дроссель (или ее виртуального математического эквивалента в системе управления современного быстродействующего инвертора) нормально варить такая система не будет ни по какому. Во всяком случае управлять процессом, делать сварку «помягче», «пожеще», с большым валиком, с маленьким и т.д. – невозможно. Все дело в физических свойствах природного явления под названием электрическая дуга и ее ВАХ (картинка 3 в предыдущем послании). Но об этом в следующий раз.
Выбор параметров режима
Сварку обычно выполняют на постоянном токе обратной полярности. Иногда возможна сварка на переменном токе. При прямой полярности скорость расплавления в 1,4-1,6 раз выше, чем при обратной, однако дуга горит менее стабильно, с интенсивным разбрызгиванием.
Диаметр электродной проволоки
Выбирают в пределах 0,5-3,0 мм в зависимости от толщины свариваемого материала и положения шва в пространстве. Чем меньше диаметр проволоки, тем устойчивее горение дуги, больше глубина проплавления и коэффициент наплавки, меньше разбрызгивание.
Больший диаметр проволоки требует увеличения сварочного тока.
Сварочный ток
Устанавливают в зависимости от диаметра электрода и толщины свариваемого металла. Сила тока определяет глубину проплавления и производительность процесса в целом. Ток регулируют скоростью подачи сварочной проволоки.
Напряжение на дуге
С ростом напряжения на дуге глубина проплавления уменьшается, а ширина шва и разбрызгивание увеличиваются. Ухудшается газовая защита, образуются поры. Напряжение на дуге устанавливают в зависимости от выбранного сварочного тока и регулируют положением вольт-амперной характеристики, изменяя напряжение холостого хода источника питания.
Скорость подачи электродной проволоки
Связана со сварочным током. Устанавливают с таким расчетом, чтобы процесс сварки происходил стабильно, без коротких замыканий и обрывов дуги
Скорость сварки
Устанавливают в зависимости от толщины свариваемого металла с учетом качественного формирования шва. Металл большой толщины лучше сваривать узкими швами на высокой скорости.
Медленная сварка способствует разрастанию сварочной ванны и повышает вероятность образования пор в металле шва.
При чрезмерной скорости сварки могут окислиться конец проволоки и металл шва.
Расход защитного газа
Определяют в зависимости от диаметра проволоки и силы сварочног о тока. Для улучшения газовой защиты увеличивают расход газа, снижают скорость сварки, приближают сопло к поверхности металла или используют защитные экраны.
Вылет электрода
Расстояние от точки токоподвода до горна сварочной проволоки. С увеличением вылета ухудшаются устойчивость горения дуги и формирование шва, интенсивнее разбрызгивается металл. Малый вылет затрудняет процесс сварки, вызывает подгорани газового сопла и токоподводяшего наконечника.
Выпуск электрода
Расстояние от сопла горелки до торца сварочной проволоки. С увеличением выпуска ухудшается газовая зашита зоны сварки. При малом выпуске усложняется техника сварки, особенно угловых и тавровых соединений.
Вылет и выпуск зависят от диаметра электродной проволоки:
Диаметр проволоки, мм
Вылет электрода, мм
Выпуск электрода, мм
Расход газа, л/мин
Оптимальная совокупность параметров режима делает процесс стабильным на трех стадиях:
1 - при зажигании дуги и установлении рабочего режима сварки;
2 - в широком диапазоне рабочих режимов;
3 - в период окончания сварки.
Процесс сварки считается стабильным, если электрические и тепловые характеристики его не изменяются во времени или изменяются по определенной программе. В связи с этим механизированную сварку в защитных газах ведут стационарной дугой, импульсно-дуговым способом, с синергетической системой управления.
Сварка стационарной дугой
Случайные колебания скорости подачи электродной проволоки и длины дуги могут нарушить стабильность процесса, привести к коротким замыканиям. обрыву дуги. Во избежание этого необходимо изменять скорость плавления электрода, т.е. соответствующим образом варьировать силу сварочного тока.
вольт-амперная характеристика дуги (ВАХ дуги) в защитных газах при плавящемся электроде имеет возрастающий характер.
В определенный момент стабильного процесса сварки скорость подачи электродной проволоки Vп1 равна скорости плавления Vпл1. При этом параметры по току и напряжению определялись рабочей точкой А1 с длиной дуги lд1. Допустим, что в связи со сбоями в механизме подачи проволоки скорость подачи уменьшилась. Тогда возникает относительная скорость плавления ΔVпл = Vпл1 - Vп2, которая приводит к перемещению рабочей точки в новое положение - А2. Оно характеризуется уменьшением сварочною тока (Δl), что приводит к уменьшению первоначальной скорости плавления. Процесс сварки вернулся в точку А1 с длиной дуги lд1. Этот процесс носит название -саморегулирование по длине дуги. Оно становится интенсивнее при более жесткой волыамперной характеристике источника питания.
При сварке от источника с жесткой характеристикой сварщик корректирует режим по току, регулируя скорость подачи проволоки. Однако при этом изменяются длина дуги и напряжение на ней. Для поддержания нужной длины дуги при настройке режима следует корректировать вольт-амперную характеристику ИП, переходя с одной (I) на другую (II).
Стабильность дуги, особенно в потолочном положении, а также размеры шва и его качество зависят от вида переноса электродного металла через дуговой промежуток. Таких видов переноса существует три.
1. Крупнокапельный перенос с короткими замыканиями дуги. Образуются капли размером в 1,5 раза превышающие диаметр электродной проволоки. Процесс сопровождается короткими замыканиями с естественным импульсно-дуговым процессом, обусловленным параметрами режима. Напряжение на дуге периодически снижается до 0 и в момент отрыва капли увеличивается до рабочего значения. Ток в момент короткого замыкания возрастает, что приводит к отрыву капли электродного металла.
Процесс протекает с разбрызгиванием металла, что ухудшает внешний вид сварного соединения, приводит к непроварам, чрезмерной выпуклости шва.
2. Среднекапельный перенос без коротких замыканий.
Дуга горит непрерывно, а электродный металл переносится через дугу каплями, диаметр которых близок к диаметру проволоки.
Сварка идет с периодическим изменением напряжения на дуге и сварочного тока.
Импульсно-дуговой процесс зависит от параметров режима сварки и также сопровождается разбрызгиванием, снижается качество шва.
3. Струйный перенос.
Дуга горит непрерывно, оплавленный конец электрода вытянут конусом, с которого в сварочную ванну стекают капли размером менее 2/3 диаметра электрода. Масса капли невелика, поэтому электродный металл легко переносится в ванну при сварке во всех пространственных положениях.
Разбрызгивание при струйном переносе незначительно. Производительность высока. Получить струйный перенос можно в аргоне. В углекислом газе такой перенос достигается при высокой плотности сварочного тока или при проволоках, активированных редкоземельными элементами
Управляемый перенос электродного металла с требуемыми размерами капель успешно достигается при импульсно-дуговом процессе, когда периодически измененяют напряжение на дуге и ток сварки.
Импульсно-дуговая сварка
Импульсно-дуговая (нестационарной дугой) сварка способом MIG/MAG возможна при низком сварочном токе во всех пространственных положениях шва при минимальном разбрызгивании и качественном формировании шва.
Существуют два основных вида переноса электродного металла:
- с непрерывным горением дуги - "длинной дугой";
- с короткими замыканиями дугового промежутка - "короткой дугой"
Особенность импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом состоит в том, что процессом переноса электродного металла можно управлять. При сварке "длинной дугой" возможны две разновидности переноса:
- один импульс - одна капля;
- один импульс - несколько капель.
Перенос "короткой дугой" характерен для сварки в углекислом газе. Нестабильность и усиленное разбрызгивание электродного металла определяются свойствами источника питания и зависят от характера изменения мгновенной мощности как в период горения дуги, так и при коротком замыкании.
При импульсно-дуговой сварке способом MIG/MAG эффективно синергетическое управление процессом.
Синергетическое управление
Инверторные источники питания позволяют ускорить изменения параметров по току до 1000 А/мс. Высокое быстродействие источника способствует оптимальному выбору токов импульса и паузы, времени импульса и паузы, частоты импульса в зависимости от скорости подачи проволоки Это обеспечивает стабильный перенос капли электродного металла за один импульс.
В современных полуавтоматах внедрены микропроцессорные технологии управления импульсными процессами сварки в зависимости от марки стали, диаметра проволоки, вида защитного газа. Такие системы называются синергетическими.
Благодаря предварительному программированию импульсных режимов во время сварки регулируются только два параметра: сварочный ток и длина дуги. Синергетическое оборудование легко перестраивает режимы сварки в зависимости от марки свариваемой стали, диаметра электродной проволоки и вида защитною газа.
В синергетической системе оборудования фирмы "Кемппи" запрограммированы оптимальные параметры режима сварки для различных комбинаций материала: углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы; диаметров электродной проволоки сплошного сечения: 1,0; 1,2; 1,6 мм; времени заварки кратера.
Для каждого диаметра проволоки имеется широкий диапазон токовых значений режима, который позволяет сваривать материалы разной толщины и во всех пространственных положениях. Синергетические системы повышают производительность на 20% по сравнению с обычной сваркой MIG/MAG.
Вольт-амперная характеристика дуги (ВАХ)
Статическая вольт-амперная характеристика дуги показывает зависимость между установившимися значениями тока и напряжения дуги при постоянной ее длине.
Характеристика имеет три области
Первая область I характеризуется резким падением напряжения Uд на дуге с увеличением тока сварки Iсв. Такая характеристика называется падающей и вызвана тем, что при увеличении тока сварки происходит увеличение площади, а следовательно, и электропроводности столба дуги.
Во второй области II характеристики увеличения тока сварки не вызывают изменения напряжения дуги. Характеристика дуги на этом участке называется жесткой. Такое положение характеристики на этом участке происходит за счет увеличения сечения столба дуги, анодного и катодного пятен пропорционально величине сварочного тока. При этом плотность тока и падение напряжения на протяжении всего участка не зависят от изменения тока и остаются почти постоянными.
В третьей области III с увеличением сварочного тока возрастает напряжение на дуге Uд. Такая характеристика называется возрастающей. При работе на этой характеристике плотность тока на электроде увеличивается без увеличения катодного пятна, при этом возрастает сопротивление столба дуги и напряжение на дуге увеличивается.
Род тока при сварке - постоянный или переменный, полярность на постоянном токе может быть прямой (минус от источника на электроде), или обратной (минус от источника присоединяется к детали).
Ток обратной полярности применяют при сварке тонкого металла легкоплавких сплавов, легированных, специальных и высокоуглеродистых сталей, чувствительных к перегреву, при полуавтоматической сварке арматуры и металлоконструкций легированной проволокой сплошного сечения, при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием.
При сварке на переменном токе полярность электродов и условия существования дуги периодически изменяются в соответствии с частотой тока.
В каждом полупериоде ток и напряжение меняют полярности при переходе синусоиды через нулевое значение. Дуга при этом угасает, температура активных пятен и дугового промежутка снижается. Повторное зажигание дуги в новом полупериоде происходит при повышенном напряжении - пике зажигания, которое выше напряжения на дуге.
Для повышения устойчивости дуги переменного тока добавляют в покрытия электродов и сварочные флюсы такие материалы, как мел, мрамор, полевой шпат и др., содержащие калий, натрий, кальций и другие элементы.
Газы, вводимые в зону горения дуги для защиты расплавленного металла, оказывают влияние на зажигание дуги переменного тока. При сварке с инертными газами (гелий, аргон) зажигание дуги затруднено, но возбужденная дуга горит устойчиво.
При сварке вольфрамовым электродом в среде аргона происходит испарение частиц металла с поверхности сварочной ванны и ближайших холодных зон, вместе с которыми удаляются и окисные пленки, что улучшает условия сварки и качество шва.
Углекислый газ при сварке на переменном токе действует отрицательно, поэтому сварка в углекислом газе применяется преимущественно на постоянном токе обратной полярности.
Источники питания сварочной дуги имеют также свои вольт-амперные характеристики, которые могут быть падающими, жесткими и возрастающими.
Для стабильного горения дуги необходимо, чтобы было равенство между напряжениями и токами дуги (Uд, Iд) и источника питания (Uп, Iп).
Источники питания с падающей и жесткой характеристиками применяют при ручной дуговой сварке, с возрастающей характеристикой - при полуавтоматической сварке, с жесткой и возрастающей - при автоматической сварке под флюсом и для наплавки.
Устойчивое горение сварочной дуги возможно только в том случае, когда источник питания сварочной дуги поддерживает постоянным необходимое напряжение при протекании тока по сварочной цепи.
Работу сварочной цепи и дуги нужно рассматривать при наложении статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) сварочной дуги на статическую вольт-амперную характеристику источника питания (называемую также внешней характеристикой источника питания) .
Ручная электросварка обычно сопровождается значительными колебаниями длины дуги. При этом дуга должна гореть устойчиво, а ток дуги не должен сильно изменяться. Также часто требуется увеличить длину дуги, поэтому дуга должна иметь достаточный запас эластичности при удлинении, т. е. не обрываться.
Статическая характеристика сварочной дуги при ручной сварке обычно является жесткой, и отклонение тока при изменении длины дуги зависит только от типа внешней характеристики источника питания. При прочих равных условиях эластичность дуги тем выше, а отклонение тока дуги тем меньше, чем больше наклон внешней характеристики источника питания. Поэтому для ручной электросварки применяются источники питания с падающими внешними характеристиками. Это дает возможность сварщику удлинять дугу, не опасаясь ее обрыва, или уменьшать длину дуги без чрезмерного увеличения тока. Также обеспечиваются высокая устойчивость горения дуги и ее эластичность, стабильный режим сварки, надежное первоначальное и повторное зажигание дуги благодаря повышенному напряжению холостого хода, ограниченный ток короткого замыкания.
Ограничение этого тока имеет большое значение, так как при ручной дуговой сварке происходит переход капли расплавленного металла электрода на изделие, и при этом возможно короткое замыкание.
При больших значениях тока короткого замыкания происходят прожоги металла, прилипание электрода, осыпание покрытия электрода и разбрызгивание расплавленного металла. Обычно значение тока короткого замыкания больше тока дуги в 1,2-1,5 раз.
Основными данными технических характеристик источников питания сварочной дуги являются напряжение холостого хода, номинальный сварочный ток, пределы регулирования сварочного тока.
Напряжение холостого хода источника сварочного тока - напряжение на его зажимах при отсутствии дуги, номинальный сварочный ток - допустимый по условиям нагрева источника питания ток при номинальном напряжении на дуге.
В процессе сварки непрерывно меняются значения тока и напряжения на дуге в зависимости от способа первоначального возбуждения дуги и при горении дуги - характера переноса электродного металла в сварочную ванну.
При сварке капли расплавленного металла замыкают дуговой промежуток, периодически изменяя силу тока и длину дуги, происходит переход от холостого хода к короткому замыканию, затем к горению дуги с образованием капли расплавленного металла, которая вновь замыкает дуговой промежуток. При этом ток возрастает до величины тока короткого замыкания, что приводит к сжатию и перегоранию мостика между каплей и электродом. Напряжение возрастает, дуга вновь возбуждается, и процесс периодически повторяется.
Изменения тока и напряжения на дуге происходят в доли секунды, поэтому источник питания сварочной дуги должен обладать высокими динамическими свойствами, т. е. быстро реагировать на все изменения в дуге.
Материал от Miller - понимание ВАХ и разница между ММА и TIG
Выбор сварочного аппарата постоянного тока (CC) DC для целей обучения.
Понимание индивидуальности сварочного аппарата постоянного тока (CC) означает успешный или неудачный тест на сварку, или приводит к различию между студентом, который сделает карьеру в сфере сварки, и тем, кто может отказаться от профессии, разочаровавшись в результатах. Узнайте, как читать кривую ВАХ (вольт-амперной характеристики) и выбрать подходящий сварочный аппарат для целей обучения.
Реальная история: молодой подмастерье (назовем его Джо) сдавал тесты для работы сварщиком штучными покрытыми электродами (ММА) на трубопроводах, используя незнакомое оборудование. Джо провалил несколько тестов подряд, чего никогда раньше не было. Это вина Джо? Он недостаточно занимался? Нет, Джо делал все правильно, но выбрал для этого неподходящее оборудование. Инструктор заметил неприятности Джо и поставил его на другую сварочную машину, и его следующий шов был безупречен.
То, на что Джо и многие другие не обращали внимания, является двумя разными особенностями («характерами») сварочных аппаратов постоянного тока. Вы можете много узнать об особенностях аппарата, посмотрев на его вольт-амперную кривую, «свидетельство о рождении» сварочника:
1. Сварочные аппараты для сварки штучными электродами (ММА), которые могут сваривать TIG. Примером такого типа сварочного аппарата может быть генератор постоянного тока, блок типа магнитного усилителя «8 шт» или традиционный сварочный аппарат с большим механическим реостатом для контроля силы тока. Старые сварщики называют эти машины «спусками» (“drooper”) из-за формы их ВАХ (см. рис.1).
Рисунок 1 – Наклонная ВАХ традиционного блока ММА (который также может сваривать TIG) позволяет оператору контролировать выход тепла и форму сварного шва путем манипулирования электродом.
2. Сварочные аппараты TIG, которые «могут сваривать ММА». Они имеют падающую ВАХ постоянного тока (см. рис. 2). Примером такого типа сварочного аппарата может служить обычная машина TIG (Джо выбрал аппарат этого типа для сварки электродом E7018).
Рисунок 2 – Обратите внимание на то, что кривая ВАХ на этом современном сварочном аппарате TIG почти вертикальна. Сила тока будет оставаться постоянной, даже если оператор меняет напряжение (длину дуги).
Есть также сварочные аппараты, одинаково хорошо работающие в режимах TIG и MMA, в них часто используется технология инвертора (Джо использовал инвертор для проведения теста на сварку). Сварочные аппараты подобного типа могут формировать как диагональные, так и вертикальные ВАХ (рис.3).
Рисунок 3 - ВАХ инвертора, «изменяющего свойства», при переключении режимов ММА и TIG. Также обратите внимание на то, как проценты для управления силой дуги (форсаж дуги) увеличивают силу тока при падении напряжения.
Чтение кривой ВАХ
Чтобы интерпретировать кривую ВАХ, нужно понимать взаимосвязь между длиной дуги и напряжением. Основным фактом процесса дуговой сварки является то, что по мере увеличения длины дуги напряжение увеличивается. По мере уменьшения длины дуги напряжение падает.
Производители разрабатывают сварочные аппараты для сварки таким образом, что, когда оператор меняет длину дуги, сила тока противоположна напряжению. Если оператор уменьшает длину дуги (понижает напряжение), ток увеличивается. Если оператор увеличивает длину дуги (увеличивает напряжение), ток уменьшается. В сочетании с этой информацией, еще одним основным фактом, который операторы должны помнить, является то, что напряжение представляет собой электрическое давление. Давление (напряжение) контролирует высоту и ширину сварного шва, в то время как сила тока контролирует проникновение.
Вооруженные этими знаниями, повторите анализ Рис. 1. Опытные сварщики ММА знают, что «вытягивание длинной дуги» (увеличение напряжения при понижении силы тока) позволяет им создавать плоский широкий бортик с неглубоким проникновением. Длинная дуга также заставляет сварочную ванну быстрее затвердевать, поскольку она снижает общее количество энергии. И наоборот, приближение электрода к соединению (увеличение силы тока при понижении напряжения) создает более узкий шов, более глубокое проникновение и более жидкую (более горячую) сварочную ванну.
По этой причине производители изготавливают сварочные аппараты «только для TIG», так что изменения напряжения не влияют на ток. Как видно на рис. 2, такой аппарат обеспечивает вертикально падающую ВАХ. Он удерживает постоянную силу тока независимо от напряжения (длины дуги), что и привело к провалу Джо во время его испытания на сварку ММА. Джо, возможно, был лучшим в мире сварщиком, но «машина TIG, способная варить ММА» просто не могла правильно реагировать на манипуляции Джо электродом.
Производители обычных сварочных аппаратов TIG/ММА преодолели некоторые из этих ограничений, добавив функцию форсаж дуги (более подробно о ней – ниже). Тем не менее, во многих учебных заведениях есть более старое оборудование TIG без этой функции или, если у них есть современное оборудование, не все понимают, как использовать форсаж дуги. В любом случае, ученики находятся в невыгодном положении, когда учатся сваривать ММА. Кроме того, TIG-специфические аппараты имеют более сложные элементы управления, которые могут запутать начинающих. Наконец, несмотря на то, что многие сварщики работают очень хорошо, они просто не могут победить преимущества и эффективность новых технологий.
Выбор правильного сварочного аппарата
Инверторная технология позволяет производителям создавать сварочные аппараты с «несколькими характерами», с ВАХ как на рис. 3. В принципе, поскольку характер ВАХ контролируется с помощью микропроцессоров и высокоскоростных токовых коммутационных устройств, инвертор может создавать практически любой вид ВАХ. Короче говоря, инверторы могут выполнять все сварочные процессы одинаково хорошо.
Для многих объектов преобразователь постоянного тока CC/CV с выходной мощностью 350 ампер при 60-процентном рабочем цикле отвечает большинству потребностей в сварке. Этот тип устройств (например, инвертор Miller XMT® 350 CC/CV) позволяет обучать студентов сварке электродами (ММА) и сварке TIG в широком спектре применений, а также обучать студентов процессам MIG и сваркой под флюсом. Обратите внимание, что для TIG-специфического обучения и сварки AC TIG на цветных металлах инвертор AC/DC TIG, такой как Dynasty® 350, обеспечивает максимальную гибкость.
Miller обычно рекомендует инверторы, потому что они обеспечивают школам несколько преимуществ:
· Это тип технологии сварки, которую принимает индустрия, поэтому имеет смысл обучать студентов оборудованию, которое они будут использовать профессионально.
· Инверторы составляют примерно одну пятую размера и веса обычных сварочных аппаратов, они занимают очень мало места, что немаловажно.
· Некоторые инверторы предлагают возможность подключения к одно- или трехфазному питанию в широких диапазонах первичного напряжения (например, от 115 до 460 или от 190 до 630 В переменного тока). Кроме того, инверторы потребляют ток значительно меньшей величины, позволяя подключать больше сварщиков к питанию.
Самое главное, инвертор предлагает расширенные средства управления дугой, которые позволяют учащимся быстрее освоиться. Инвертор может сделать хорошего сварщика из среднего ученика, позволяя отличным студентам выявить свой полный потенциал.
Расширенное управление дугой
Для обеспечения оператора дополнительным управлением дугой, продвинутые сварочные аппараты постоянного тока предлагают функцию контроля форсажа дуги. Эта функция позволяет операторам адаптировать форму ВАХ для лучшего соответствия различным конфигурациям стыков и типам электродов, и она может создавать дугу, которую опытные операторы описывают как «мягкую и эластичную» или «жесткую и направляющую».
Рисунок 4 – Увеличение силы дуги облегчает для этого сварщика труб хорошее проникновение на открытом корневом проходе с электродом E6010.
При нормальных условиях сварки электродом и длине дуги ее напряжение составляет примерно 20 вольт. Однако некоторые сварочные ситуации требуют более короткой длины дуги, например, когда оператор должен подталкивать стержень в плотный угол или в глубокий скос открытого корневого соединения. В этих ситуациях электроды, как известно, склонны «прилипать» (например, напряжение падает настолько низко, что дуга гаснет сама). Управление форсажем дуги преодолевает эту проблему за счет увеличения тока, когда уровни напряжения опускаются ниже примерно 20 вольт (см. Рис.3). Повышение тока увеличивает общую мощность, удерживает сварочную ванну расплавленной, предотвращая прилипание электрода и облегчая работу сварщика (оператора).
Следует помнить, что инверторы могут настраивать сварочный выходной ток тысячи раз в секунду. Таким образом, скорость человеческой руки, толкающей электрод, ничто по сравнению со скоростью микропроцессора! Работа с новейшими современными сварочными аппаратами подобна счету на компьютере в сравнении с обычными счетами.
Для школ и учебных центров, которые хотят преподавать сварку ММА, TIG и MIG*, выбор правильной машины может означать разницу между тем, чтобы помочь студентам стать успешными как можно быстрее или выйти из программы сварки в расстройстве. В целом индустрия отчаянно нуждается в том, чтобы добавить в свои ряды более квалифицированных операторов сварки. Мы обязаны предоставить студентам и стажерам инструменты, которые помогут им добиться успеха.
* Не забывайте о многопроцессных сварочных аппаратах CC/CV, которые обеспечивают питание для ММА, TIG, MIG, флюса и воздушной дуги.
Рисунок 5 – Об авторе. После ухода из военно-морского флота США, где он работал по контракту на подводной лодке, Нил Борхерт присоединился к Miller Electric Mfg. Co. в 1977 году и 12 лет проработал в качестве инструктора. Сегодня, будучи менеджером по развитию бизнеса, он широко работает со школами и учебными заведениями.
Настройка дуги
У каждого сварщика есть свои представления о том, как настраивать форсаж дуги, который регулируется ручкой на передней панели машины. Некоторые общие рекомендации заключаются в следующем:
Для открытых корневых швов на пластине или трубе обычно выбирается электрод XX10 (6010) или XX11 (6011) для первого прохода. Во время этого прохода оператор пытается достичь полного проникновения. Путем добавления управления дугой, обычно к верхнему краю шкалы (скажем, 5 или 6 из 10), оператор может управлять силой тока (пробиванием) по длине дуги.
Для более глубокого проникновения просто уменьшите длину дуги, вставив электрод в соединение. В этот момент - и только в этот момент - управление силой дуги активируется и обеспечивает необходимый импульс тока. Повторяем: операторы будут испытывать изменение дуги только тогда, когда они уменьшают длину дуги до точки, где уровни напряжения опускаются ниже 20 вольт на большинстве машин.
Для электродов, не используемых на открытых сварных швах, увеличьте форсаж дуги до того момента, когда электроды не прилипают во время сварки (возможно, 2-5 по шкале от 1 до 10).
Если вы пользуетесь режимом TIG, установите форсаж дуги на ноль или выключите его (если у вас сварочный аппарат с отдельными настройками для TIG и ММА, это не будет иметь никакого значения). Обычно аппарат отключает управление дугой при переключении в режим TIG.
Роль тока и напряжения в полуавтоматической сварке. Динамические характеристики сварочной дуги.
Вообще только сейчас подумал, что динамическая ВАХ - свойство не дуги, а источника. Дуга вполне статична. А вот собственно процесс сварки включает в себя всякие там поджиги и прочие переносы капель и чем шустрее эти изменения отрабатывает источник (т.е чем лучше у него динамические характеристики) тем лучше идёт процесс. Чем жирнее дроссель на выходе - тем хуже динамика
BAN , надо замутить ОС по напряжению.
И вставить в сварочную цепь дроссель, либо подобрать АЧХ ОС для эмуляции дросселя электронным способом.
6. Прошу прощения за получившуюся длинную паузу, но, чтобы довести тему до конца, продолжу о самом интересном - взаимосвязи формы ВАХ источника и удобстве и качестве работы сварщика.
Напомню виды ВАХ для ММА на примере которых удобно проиллюстрировать суть дела:
Первая картинка описывает «классику жанра» поведение источника с регулировкой тока с помощью балласта, вторая «старого доброго» тиристорного или простого «без затей» инверторного источника, третья - современного профессионального инвертора.
Напомню, синяя кривая – это ВАХ дуги данная нам природой повлиять на нее можно только одним способом - удалять электрод от детали - дуга будет длиннее напряжение дуги возрастет – кривая, сохранив форму, пойдет выше, либо приближать электрод к детали – соответственно напряжение дуги понизится и синяя кривая будет идти ниже.
Красная кривая – ВАХ источника , а зеленый овал – типовая область пересечения ВАХ дуги и источника при нормальном режиме сварки при постоянной или мало меняющейся длинне и, соответственно, напряжении дуги (синяя кривая при этом синхронно приподнимается или опускается).
Три гиперболических кривых – это подсказки кривые равной мощности, условно Р1, Р2, Р3 (на представленном графике 0,6 кВт, 1,3 кВт и 2 кВт соответственно (произведение тока на напряжние в любой точке этих кривых величина постоянная).
Суть происходящего при сварке ММА: Для получения ровного шва при ВАХ источника первого или второго типа необходимо строго выдержывать постоянную длину дуги. Увеличение длинны приводит к повышению мощности выделяемой дугой и более интенсивному плавлению электрода и разбрызгиванию, снижение длинны приводит к снижению мощности выделяемой дугой, остыванию ванны и увеличению риска «залипания» электрода. Для более тонкого управления сваркой во многих случаях необходимо совершать сложные точно выверенные манипуляции электродом, чем с успехом пользуются высококлассные сварщики, но все равно возможности управления сваркой существенно ограничены.
Источники способные реализовывать более сложные комбинированные ВАХ (например как на третьем рисунке кстати не самую мудреную из возможных) предоставляют большую свободу и удобства в работе, позволяя избегать грубых ошибок новичкам и быть виртуозным инструментом в руках Мастера. Работает такая система источник-дуга-сварщик следующим образом. В нормальной длинне дуги (зеленый овал) все как обычно. При сближении электрода с деталью сверх допустимого (напряжение дуги идет в низ) ток сварки, а соответственно мощность существенно повышаются, ванна остается горячей, а электрод плавиться быстрее, в результате (при достаточном запасе источника по току) спровоцировать залипание электрода практически не возможно, даже если с силой давить на электрод. При увеличении длинны (напряжения) дуги сверх заданного уровня, ток и мощность дуги быстро падают но остаются достаточными для ее поддержания без обрыва, при этом ванна охлаждается и появляется возможность ее эффективно контролировать.
Читайте также: