Джерела живлення для електродугового різання

Для різання використовують джерела змінного та постійного струмів.

Джерела змінного струму широко використовують для ручного дугового зварювання покритими електродами, на автоматах для зварювання під флюсом, для зварювання неплавкими електродами в інертних газах (алюміній та його сплави), у спеціальних установках і при електрошлаковому зварюванні. Джерела змінного струму порівняно дешеві й надійні у роботі.

Зварювальні трансформатори призначені для зниження напруги з 220 або 380 В до безпечної напруги, але достатньої для легкого запалювання та стійкого горіння електричної дуги (не більше 80 В) і регулювання сили зварювального струму залежно від діаметра електродного дроту та товщини зварюваного металу.

Якщо по первинній обмотці з більшою кількістю витків пропустити змінний струм (напругою 220 або 380 В), то він буде намагнічувати осердя трансформатора, створюючи в ньому змінний магнітний потік. Впливаючи на вторинну обмотку з меншою кількістю витків цей магнітний потік буде створювати (індукувати) в ній змінний струм меншої напруги але більшої величини. Знижуючи за допомогою трансформатора напругу, у стільки ж разів збільшують струм у вторинному колі, який у 3-6 разів більший первинного.

Котушки первинної обмотки вмикають у мережу змінного струму, а від котушок вторинної обмотки зварювальний струм подається на електрод і виріб. У момент підключення первинної обмотки до електромережі (вторинна обмотка розімкнеиа) встановлюється режим холостого (неробочого) ходу трансформатора. Напруга вторинної обмотки при холостому ході максимальна; її називають напругою холостого ходу. Відношення напруги первинної обмотки до напруги вторинної при холостому ході називають коефіцієнтом трансформації. Він дорівнює відношенню кількості витків первинної обмотки до кількості витків вторинної. Таким чином у трансформаторах знижується напруга з 220 В або 380 до 60-90 В і їх називають знижувальними. Коли під час запалювання дуги коло вторинної обмотки замикається, то встановлюється режим навантаження.

Зварювальний струм регулюють зміною напруги холостого ходу й опором трансформатора.

Плавне регулювання струму можна забезпечити пересуванням рухомих обмоток за допомогою гвинтового механізму 5 (рис. 5.2) і рукоятки 6, збільшуючи або зменшуючи відстань між первинною або вторинною обмотками. При збільшенні відстані магнітний зв'язок між обмотками зменшується (збільшується індуктивний опір) і, відповідно, зменшується зварювальний струм, а при зменшенні відстані між обмотками — зварювальний струм збільшується.

Регулювання струму можна здійснювати за допомогою введення магнітного шунта між обмотками, що збільшить магнітний потік розсіювання і струм зменшиться. Змінюючи розташування шунта забезпечують плавне регулювання зварювального струму. Використовують також і нерухомий магнітний шунт, який підмагнічується обмоткою керування постійного струму. Якщо в цій обмотці струм збільшити, то магнітний опір шунта зросте, магнітний потік розсіювання зменшиться, а зварювальний струм збільшиться.

Змінюючи способи з'єднання обмоток, можна змінювати опір трансформатора ступінчасто. При послідовному з'єднанні первинних і вторинних обмоток опір трансформатора збільшується, а при паралельному з'єднанні первинних і вторинних обмоток загальний опір трансформатора зменшується. Коли використовується одна первинна і одна вторинна обмотки, то опір трансформатора стає рівним індуктивному опору. Таким чином, при зміні з'єднань обмоток, отримують три ступені регулювання, або чотирикратну зміну струму.

Для ручного дугового зварювання використовують трансформатори типу ТД, ТДП, ТСП із рухомими котушками; СТШ, ТДМ — із рухомими магнітними шунтами, а також ТСМ — із намоткою ка-беля безпосередньо на кожух трансформатора для регулювання струму. Трансформатори деяких типів оснащують пристроями для зниження напруги холостого ходу із збудником-стабілізатором ВСД і конденсаторами для підвищення коефіцієнта потужності.

Для механізованого зварювання використовують трансформатори типу ТДФ, ТДФЖ із тиристорним регулюванням. Для електрошлакового зварювання застосовують трансформатори типу ТСШ, ТРМК.

Зварювальні випрямлячі є статичними перетворювачами змінного струму у постійний (випрямлений), який використовується в процесі зварювання

Зварювальні випрямлячі мають значні переваги порівняно зі зварювальними генераторами: вони забезпечують високий ККД та менші втрати неробочого ходу, менші масу та габарити, відсутність вузлів, що обертаються, та безшумність у роботі.

Випрямлячі бувають одно- та багатопостовими.

Зварювальний випрямляч складається з таких основних елементів: транс­форматора, регулюючого пристрою та напівпровідникових вентилів.

Часто до комплекту випрямляча входить дросель, який включають у коло постійного струму для згладжування пульсацій та зменшення розбризкування електродного металу.

Випрямлячі класифікують за такими ознаками: числом фаз живлення (одно­фазні та трифазні); схемою випрямлення; типом вентилів (з діодами або тири­сторами); способом регулювання струмом або напругою.

За призначенням однопостові випрямлячі можуть бути: зі спадаючими зовнішніми характеристиками для ручного зварювання та механізованого зварюван­ня пщ флюсом; з похилоспадаючими зовнішніми характеристиками для механізованого зварювання у вуглекислому газі; з крутоспадаючими та похилоспадаючими характе­ристиками (їх називають універсальними) для всіх видів дугового зварювання.

Багатопостові випрямлячі також випускають для ручного зварювання та зва­рювання під флюсом, для зварювання в захисних газах та універсальні.

Властивість деяких матеріалів пропускати електричний струм в одному напрямку використовується в зварювальної техніки для перетворення змінного струму в пульсуючий постійний струм. Матеріалами випрямного елемента (вентиля) служать селен і кремній. Зварювальні випрямлячі виконуються в переважній більшості випадків за трифазною схемою, переваги якої полягають у великій кількості пульсацій напруги і більш рівномірного завантаження трифазної мережі.