Источники сварочного тока

Для питания сварочной дуги применяются специальные источники тока, в частности – сварочные трансформаторы, рассчитанные на достаточно большие токи (до 300 А при ручной дуговой сварке покрытым электродом и до 1000 А при автоматической дуговой сварке под флюсом) при низких выходных рабочих напряжениях (порядка 20 В). На первичную обмотку трансформатора подается переменный ток напряжением 220 (или 380) В. Со вторичной обмотки, имеющей меньшее число витков, снимается меньшее напряжение.

Сварочные трансформаторы, как правило, имеют падающую внешнюю характеристику и используются для ручной или автоматической дуговой сварки.

Внешнюю вольтамперную характеристику сварочного трансформатора изменяют с целью обеспечения безопасного напряжения холостого хода трансформатора и регулирования сварочного тока и тока короткого замыкания. Для ручной дуговой сварки покрытым электродом сварочный трансформатор должен иметь крутопадающую в области больших токов вольтамперную характеристику (2), (рис.4.10.). Это необходимо для ограничения тока короткого замыкания и уменьшения колебания тока при изменении расстояния между электродом и свариваемой заготовкой. В то же время в области малых токов внешняя вольтамперная характеристика должна быть пологой, стационарной. Это необходимо для ограничения напряжения холостого хода и облегчения возникновения первого электрического разряда.

Наиболее простую схему имеют сварочные трансформаторы с отдельным дросселем, состоящие из понижающего трансформатора 1 и переменного индуктивного сопротивления (дросселя) 2, включенного последовательно в сварочную цепь (рис.4.12.) [12]

Рис.4.12. Схема сварочного трансформатора с последовательно включенным дросселем

Сварочные агрегаты состоят из двигателя внутреннего сгорания и сварочного генератора постоянного тока. Агрегаты монтируют на подвижных платформах, прицепах и используют в монтажных и полевых условиях для ручной сварки рис.4.13, [12].

Рис. 4.13. Схема сварочного генератора с параллельной намагничивающей и последовательной размагничивающей обмотками возбуждения

Сварочные выпрямители состоят из трехфазного понижающего трансформатора 1, выпрямительного моста 2, собранного из кремниевых полупроводниковых диодов по трехфазной мостовой схеме (рис.4.14) [12]. Падающая внешняя характеристика выпрямителя обеспечивается повышенным индуктивным сопротивлением понижающего трансформатора. Плавное регулирование тока достигается перемещением подвижной первичной обмотки. Эта же задача может быть решена заменой в выпрямительном мосте диодов тиристорами, управляемыми путем подачи на них управляющего напряжения от 0 до 10 В.

Выпрямители бесшумны, имеют большой к.п.д., удобны в эксплуатации, обеспечивают высокую стабильность горения дуги и возможность работы с малыми токами.

Рис.4.14. Схема трехфазного выпрямителя

Электрическая схема контактных машин включает трансформатор 3, прерыватель тока 5 и переключатель ступеней мощности 4 (рис. 4.15) [12].

Рис. 4.15. Электрическая схема контактной машины: 1- контактная колодка, 2 – свариваемое изделие, 3 – сварочный трансформатор, 4 –регулятор тока, 5 – электромагнитный прерыватель, 6 – включающая кнопка

На первичную обмотку подают напряжение 220-380 В. Первичная обмотка трансформатора имеет несколько секций для переключения ступеней мощности. Вторичная обмотка трансформатора имеет 1-2 витка. Поэтому напряжение на вторичной обмотке снижается до 1 – 12 В, а ток увеличивается до 1000 – 100 000 А. Машины для стыковой сварки выпускают мощностью от 5 до 500 кВт.