Основною характеристикою зварювальної дуги є статична вольт-амперна характеристика. Це залежність напруги на дузі при постійній її довжині від сили зварювального струму (рис. 3.3). Крива статичної вольт-амперної характеристики має три області: спадаючу (І), жорстку (II) і зростаючу (III). Спадаюча — при збільшенні струму напруга зменшується,жорстка — збільшення струму не змінює напруги дуги і зростаюча — збільшення зварювального струму призводить до зростання напруги дуги.
Статична вольт-амперна характеристика зварювальної дуги
Статична вольт-амперна характеристика зварювальної дуги
При ручному зварюванні покритими електродами статична характеристика дуги спадаюча, а при збільшенні струму переходить до жорсткої. При зварюванні у вуглекислому газі і під флюсом статична характеристика жорстка з переходом до зростаючої. Коли сила струму не змінюється, напруга дуги залежить від її довжини.
Зварювальні властивості дуги. Теплова потужність дуги
Зварювальна дуга є потужним джерелом тепла. Майже вся електрична енергія, що споживається дугою, перетворюється у теплову енергію і витрачається на плавлення металу. Частина тепла витрачається на нагрівання навколишнього повітря.
Повна теплова потужність дуги залежить від величини зварювального струму та напруги дуги і визначається за формулою:
Теплота, яка безпосередньо вводиться у виріб, називається ефективною тепловою потужністю дуги
Ефективний коефіцієнт корисної дії нагрівання дугою є відношенням ефективної теплової потужності дуги до її повної теплової потужності.
Залежно від способу зварювання, марки електрода, флюсу, типу зварного з'єднання, швидкості зварювання, роду струму та його полярності,
Кількість тепла, що вноситься дугою у виріб на одиницю довжини шва, називається погонною енергією зварювання
Чим вища погонна енергія, тим сильніше прогрівається метал шва, а із збільшенням швидкості зварювання нагрівання металу зменшується.
Погонна енергія знаходиться у прямій залежності від площі поперечного перерізу шва
Вплив магнітного поля на дугу
Зварювальна дуга, як і будь-який інший провідник, взаємодіє з магнітним полем. Відхилення стовпа дуги під впливом магнітного поля називається магнітним дуттям. Струм, який проходить по зварювальних кабелях, електроду та дузі, створює навколо дуги і у зварюваному металі магнітні поля . Щодо осі дуги вони розташовані несиметрично і можуть її відхиляти в бік меншої напруженості магнітного поля, що утруднить зварювання або призведе до обриву дуги. В основному це явище спостерігається при зварюванні постійним струмом. При зварюванні змінним струмом полярність змінюється з частотою струму, тому магнітне дуття спостерігається значно рідше.
Вплив магнітного поля на зварювальну дугу:
а — нормальне положення дуги; б — відхилення дуги за рахунок нерівномірної напруженості магнітного поля; в — відхилення дуги за допомогою феромагнітних мас; Н1 і Н2— напруженість магнітного поля
Найчастіше магнітне дуття викликають масивні металеві вироби (великі феромагнітні маси), що розташовані поряд із зварною ванною і притягують дугу. Це може викликатинепровари, нерівномірне розплавлений кромок, погіршення зовнішнього вигляду шва. Дію магнітних полів можна послабити таким чином:
— зворотний кабель (провід) приєднати поряд із місцем зварювання;
— змінити нахил електрода таким чином, щоб його нижній кінець був направлений у бік магнітного дуття;
— тимчасово розмістити додатковий феромагнітний матеріал (з протилежного боку) для створення симетричного магнітного поля;
— виконувати зварювання короткою дугою, менш схильною до відхилення;
— замінити постійний струм на змінний, який більш стійкий проти магнітного дуття;
— застосувати інверторні джерела живлення;
— використати стабілізатори дуги.