Suvirinimo energijos šaltinio charakteristikos

Perskaitę šį straipsnį, sužinosite apie suvirinimo galios šaltinio charakteristikas: - 1. Suvirinimo energijos šaltinio įtampos ir įtampos charakteristikos 2. Suvirinimo maitinimo šaltinio išorinės statinės įtampos charakteristikos 3. Nuolatinės srovės charakteristikos 4. Pastovi įtampa Charakteristikos 5. Dinaminės Volt-Ampero charakteristikos.

Suvirinimo energijos šaltinio Volt-Amper charakteristikos:

Visi suvirinimo galios šaltiniai turi dviejų tipų veikimo charakteristikas: statines charakteristikas ir dinamines charakteristikas. Statinę išėjimo charakteristiką galima lengvai nustatyti matuojant pastoviosios būsenos išėjimo įtampą ir srovę pagal įprastą kintamųjų rezistorių apkrovimo būdą. Taigi kreivė, rodanti išėjimo srovės ir išėjimo įtampą tam tikram maitinimo šaltiniui, yra jo statinė charakteristika.

Lankinio suvirinimo maitinimo šaltinio dinaminė charakteristika nustatoma įrašant trumpalaikį suvirinimo srovės ir lanko įtampos pokyčius. Taigi, jis apibūdina momentinius variacijas, atsirandančias per trumpą laiko tarpą, sakant milimetrą. Lanko stabilumą lemia suvirinimo galios šaltinio statinių ir dinaminių įtampos (VI) charakteristikų bendra sąveika.

Suvirinimo lanko vidinis trumpalaikis pobūdis yra pagrindinė lankstinio suvirinimo šaltinio dinaminės charakteristikos svarbos priežastis. Dauguma suvirinimo lankų turi nuolat besikeičiančias sąlygas, kurios dažniausiai susijusios su lanko atsitraukimu, metalo pernešimu iš elektrodo į suvirinimo baseiną ir lanko išnykimą ir persijungimą per kiekvieną AC suvirinimo ciklą. Suvirinimo lanko trumpalaikis pobūdis taip pat priklauso nuo lanko ilgio, lanko temperatūros ir elektrono emisijos charakteristikų katodui.

Lankinio suvirinimo procesuose įtampos ir srovės pokyčių greitis yra toks greitas, kad elektros energijos šaltinio statinė įtampa-amperas vargu ar gali turėti reikšmės numatant suvirinimo lanko dinaminę charakteristiką.

Tačiau gamintojas tiekia tik suvirinimo maitinimo šaltinio statines įtampos ir ampero charakteristikas. Nors jie negali duoti energijos šaltinio elgesio pobūdžio dėl jo dinaminio atsako, tačiau jie yra labai svarbūs nustatant bendrą bendrą atsaką, valdant proceso parametrus.

Suvirinimo energijos šaltinio išorinės statinės Volt-Ampero charakteristikos:

Labai svarbi bet kokio lankinio suvirinimo šaltinio charakteristika yra jos išorinė statinė įtampa. Tai kreivė, susijusi su šaltinio įtampa prie suvirinimo srovės. Suvirinimo galios šaltinio įtampos ir ampero charakteristikos kreivė gaunama išmatuojant išėjimo įtampą ir srovę, statiškai ją įkraunant grynąja varžine apkrova, kuri svyruoja nuo mažiausios arba be apkrovos iki maksimalios arba trumpojo jungimo sąlygos. Suvirinimo maitinimo šaltinio išorinė statinė charakteristika skiriasi priklausomai nuo naudojimo, kuriam ji skirta.

4.1 pav. Pavaizduoti skirtingi suvirinimo galios šaltiniams naudojamų voltų ampero charakteristikų tipai. Apskritai visos šios VI charakteristikos yra klasifikuojamos į keturias kategorijas, ty, staigiai nuleidžiančios, palaipsniui nulenkiančios, plokščios ir didėjančios savybės, kurios naudojamos atitinkamai rankiniam suvirinimui, povandeniniam suvirinimui, pusiau automatiniam dujų metalo lankiniam suvirinimui ir automatiniam dujų metalo lankui suvirinimo procesus.

4.1 pav. Įvairių suvirinimo energijos šaltinių statinės įtampos ir ampero charakteristikos

Kiti lankinio suvirinimo procesai taip pat apima šiuos keturis tipus. Vis dėlto yra gana įprasta, kad suvirinimo maitinimo šaltinis, kuriam būdingos V-I charakteristikos, yra įprastinės arba pastovios srovės mašinos ir suvirinimo energijos šaltiniai, turintys plokščias arba beveik plokščias VI charakteristikas kaip pastovios įtampos arba pastovios galios mašinos.

Toliau diskutuojama dėl šių dviejų išlaidų kategorijų:

Suvirinimo energijos šaltinio nuolatinės srovės charakteristikos:

Įprastas lankinio suvirinimo maitinimo šaltinis yra žinomas kaip pastovios srovės (CC) mašina. Jis pasižymi lenkiančia įtampos ir ampero charakteristikos kreive ir yra populiarus naudoti ekranuotame metalinio lankinio suvirinimo įrenginyje.

Pastovios srovės kreivė rodo, kad suvirinimo energijos šaltinis sukuria didžiausią išėjimo įtampą be apkrovos, o kai apkrova didėja, išėjimo įtampa mažėja. Maksimali apkrova arba atvirosios grandinės įtampa paprastai yra 100 voltų.

Pastovaus srovės tipo maitinimo šaltinis gali turėti nuolatinės srovės arba AC, išvestį. Be SMAW jis naudojamas anglies lanko suvirinimui, dujų volframo lankinio suvirinimui, plazminio lankinio suvirinimui ir suvirinimui. Jis taip pat gali būti naudojamas nenutrūkstamiems vielos procesams, kai naudojami palyginti didelio skersmens vielos lankai, pavyzdžiui, panardintas lankinis suvirinimas.

Pastovūs srovės tipo suvirinimo energijos šaltiniai taip pat gali būti naudojami kai kuriems automatiniams suvirinimo procesams. Dėl to reikia naudoti vielos tiektuvą ir valdiklius, kad būtų galima pakartoti suvirintojo judesius, kad būtų galima pradėti ir palaikyti lanką, kuris paprastai pasiekiamas naudojant sudėtingą grįžtamojo ryšio sistemą lanko įtampai kontroliuoti, kad būtų galima valdyti lanko ilgį.

Iki šiol pastovios srovės maitinimo šaltiniai retai naudojami suvirinimui su labai mažo skersmens laidais. Tačiau dabar lanko suvirinimo galios šaltiniai sukurti tikrosios pastoviosios įtampos ir ampero statinės charakteristikos, kaip parodyta 4.2 pav., Kurios gali būti naudojamos su nedidelio skersmens laidais įprastoje lanko įtampos diapazone.

Suvirintojas, naudojantį šios rūšies mašiną, beveik nekeičia suvirinimo srovės, keičiant lanko ilgį, nes toks keitimas neturi įtakos. Tai yra geras pranašumas dujų volframo lankinio suvirinimui, nes lanko ilgio pokytis šiame procese yra ribotas. Jis taip pat labai naudingas metalo lanko suvirinimui, kai jis naudojamas purškimo metalo perdavimui esant mažai vidutinei srovei.

Tai atlieka maitinimo šaltinis, kuris gali būti užprogramuotas keisti nuo žemos arba foninės srovės iki smailės arba impulso srovės, kad paveiktų lašelių išsiskyrimą padidinus lydymosi greitį kartu su padidintu žiupsnelis. Tai vadinama impulso suvirinimu.

Impulsinės srovės suvirinimo metu du srovės lygiai, kaip parodyta Fig. 4.3, pageidaujamą laiką galima nustatyti norint pasiekti reikiamą vidutinį suvirinimo srovės impulsinį srovės suvirinimą vis labiau populiarinantis tiek su volframo lankiniu suvirinimu, tiek su metalo lanku.

Suvirinimo energijos šaltinio nuolatinės įtampos charakteristikos :

Pastovios įtampos (CV) suvirinimo energijos šaltinis iš esmės turi plokščiosios įtampos ir ampero charakteristikos kreivę, nors paprastai jis yra šiek tiek nuleistas. Pakeisti įtampą, kaip parodyta 4.4 pav., Kreivė gali būti nukreipta aukštyn arba žemyn. Tačiau įtampa niekada nepadidins OCV, kaip ir nuolatinio srovės suvirinimo maitinimo šaltinyje.

4-4 pav. Įvairios pastovios įtampos maitinimo šaltinių įtampos ir ampero kreivės

Tai yra viena iš priežasčių, kodėl pastovios įtampos suvirinimo galios šaltinis nėra naudojamas rankinio metalo lankinio suvirinimui su dengtu elektrodu, kadangi reikia didesnio OCV, kad būtų galima pradėti lanką. Suvirinimo galios šaltiniai, turintys pastovios įtampos voltų amperų charakteristikas, yra naudojami tik nuolatiniam elektrodų suvirinimui, pvz., Dujų metalo lankinio suvirinimui.

CV maitinimo šaltinio įtampos ir amperų charakteristika yra sukurta taip, kad būtų sukurta beveik tokia pati įtampa be apkrovos ir esant nominaliai arba pilnai apkrovai. Ji turi VI charakteristikas, panašias į standartinį komercinį elektros energijos generatorių. Jei grandinės apkrova keičiasi, maitinimo šaltinis automatiškai reguliuoja srovės išėjimą, kad atitiktų reikalavimą, ir iš esmės palaiko tą patį įtampą išėjimų terminaluose. Taigi ši sistema suteikia savireguliavimo lanką, pagrįstą iš anksto nustatytu vielos tiekimo ir pastovios įtampos maitinimo šaltiniu.

Supaprastinta kontrolė pašalina sudėtingą vielos padavimo variklio grandinę ir apsisukimą, kad būtų pradėtas arba išlaikytas stabilus suvirinimo lankas.

Pastovios įtampos suvirinimo maitinimo šaltinis užtikrina tinkamą srovę, kad elektrodo lydymosi greitis būtų lygus vielos padavimo greičiui. Lanko ilgis iš anksto nustatytas nustatant maitinimo šaltinio įtampą, o suvirinimo srovė yra reguliuojama reguliuojant vielos padavimo greitį.

Suvirinimo energijos šaltinio įtampos amperų charakteristika turi būti suprojektuota taip, kad būtų užtikrintas stabilus lankas GMAW su skirtingo skersmens laidais ir metalais, kurie turi būti naudojami kartu su skirtingomis apsauginėmis dujomis. Dauguma pastovios įtampos suvirinimo energijos šaltinių yra įrengti VI kreivės nuolydžio reguliavimui.

Nustatyta, kad VI kreivės, kurių nuolydis nuo 1 iki 5 voltų / 1004 geriausiai tinka spalvotųjų metalų GMAW, povandeninio lankinio suvirinimo ir lankstinio lankinio suvirinimo su didesnio skersmens elektrodų laidais. Pageidautina, kad CO ₂, dujomis apsaugotam metalo lankiniam suvirinimui ir mažo skersmens elektrodų laidams būtų naudojama 2–3 voltų / 100A vidutinio nuolydžio kreivė. Trumpesniam perdavimui yra naudingesnis 3–4 voltų / 100A nuolydis. Šie trys šlaitų tipai parodyti 4.5 pav. Lygiagrečiai keičiant lanko įtampą, tuo plokštesnė kreivė, tuo labiau keičiant suvirinimo srovę.

4-5 pav. Įvairūs nuolydžiai, naudojami pastovios įtampos suvirinimo energijos šaltiniuose

Turi būti kruopščiai suplanuota pastovios įtampos maitinimo šaltinio dinaminė charakteristika. Dėl staigaus įtampos pasikeitimo trumpuoju jungimu srovė greitai didėja iki labai didelės vertės. Tai yra privalumas, nukreipiant lanką, tačiau jis gali sukelti nepageidaujamą purškimą.

Tačiau jį galima valdyti pridedant reaktyvumo ar induktyvumo grandinėje. Tai lemia laiko faktoriaus arba atsako trukmės pasikeitimą ir lemia stabilų lanką. Daugumoje suvirinimo energijos šaltinių įvairaus nuolydžio grandinėje yra įtrauktas mažesnis induktyvumas. Tai daroma teikiant kintamą reaktorių sistemoje.

Pastovios įtampos suvirinimo galios sistema turi didžiausią privalumą, kai elektrodo laido srovė yra didelė. Pastovaus suvirinimo įtampos principas paprastai nenaudojamas su ac. Nors jis gali būti naudojamas panardintam lankiniam suvirinimui ir suvirinimui elektra, tačiau šis procesas nėra populiarus. Jis neturėtų būti naudojamas apsaugotam metalo lankiniam suvirinimui, nes jis gali perkrauti ir pažeisti maitinimo šaltinį, per ilgai per didelę srovę.

Suvirinimo procesui būdingo statinio Volt-Ampero pasirinkimas:

Iš esmės yra keturių tipų statinių voltų amperų savybių, kurios gali būti įtrauktos į suvirinimo energijos šaltinį, priklausomai nuo proceso, kuriam jie bus naudojami.

Šios keturios VI charakteristikų rūšys:

1. Stiprus nuleidimas,

2. Palaipsniui mažėjantis tipas,

3. „Fiat“ arba pastovios įtampos tipas;

4. Augančios įtampos tipas.

Visi šie maitinimo šaltinių tipai su jų suvirinimo lanko įtampos ir ampero charakteristikomis parodyti 4.6 pav.

4.6 pav. Įvairių suvirinimo galios šaltinių ir suvirinimo lanko įtampos ir ampero charakteristikos

1. Stipri nukritusi VI charakteristika:

Suvirinimo galios šaltinis, turintis staigiai besitęsiančią įtampos ir ampero charakteristiką, turi didelę atvirosios grandinės įtampą ir žemą trumpojo jungimo srovę, kaip parodyta 4.6 pav. Akivaizdu, kad, kai lanko ilgis keičiasi tarp L - δ L ir L + δ L, srovės pokytis yra labai mažas.

Šio tipo volt-ampero charakteristika geriausiai tinka SMAW, tai yra rankinis metalinis lankinis suvirinimas su padengtais elektrodais, nes nedidelis lanko ilgio pokytis dėl vidinio žmogaus rankos judėjimo suvirinimo metu neturės įtakos elektrodo lydymosi spartai. Be to, didelės atvirosios grandinės įtampa užtikrina paprastą suvirinimo lanko paleidimą ir priežiūrą.

2. Palaipsniui mažėja VI charakteristika:

Maitinimo šaltinis, turintis palaipsniui mažėjančią statinę voltinę ampero charakteristiką, kaip parodyta 4.6 pav., Gali suteikti didelę trumpojo jungimo srovę, kuri reikalinga panardintam lankiniam suvirinimui su storais elektrodais, ypač elektrodų skersmeniui, didesniam nei 3, 5 min. Energijos šaltinis, turintis tokio tipo įtampos charakteristikas, reikalauja tam tikro lanko inicijavimo metodo, panašaus į lietimo ir traukos, naudojamo SMAW, arba alternatyviai plieno vata gali būti naudojama trumpam trumpam jungimui tarp elektrodo ir ruošinio.

Atviros grandinės įtampa gali būti šiek tiek mažesnė nei staiga nukritusių VI charakteristikų atveju. Ši funkcija padeda užtikrinti tam tikrą lanko ilgio reguliavimą suvirinimo metu, kaip ir tą patį lanko ilgio pokytį, lanko srovės pokytis yra daug didesnis nei staigiai besisukančių voltų-ampero charakteristikų atveju.

3. Butas VI charakteristika:

Pastovios įtampos suvirinimo galios šaltinis, skirtas nedideliam lanko ilgio keitimui, yra didelis suvirinimo srovės pokytis, dėl kurio jis yra labai jautrus ir todėl padeda išlaikyti pastovų lanko ilgį, o tai reiškia nuoseklų kokybės suvirinimą. Tai paprastai vadinama lanko ilgio savireguliacija ir yra esminis reikalavimas, kad būtų sėkmingai naudojamas metalo lankas.

Lanko ilgio pokytis yra neišvengiamas, ypač dėl pusiau automatinių GMAW, todėl pastovios įtampos statinė volt-ampero charakteristika yra labai naudinga smulkiam vielos suvirinimui. Tačiau plokščioji VI charakteristika, kaip parodyta 4.6 pav. 3 kreivėje, nėra tikrai plokščia, bet paprastai užsikimšia 1-3 voltais 100 amperų. Visi suvirinimo energijos šaltiniai, turintys plokščias VI charakteristikas, beveik visada yra transformatoriaus cum lygintuvo tipo ir elektrodo teigiamas (ep) - tai paprastai naudojamas poliškumo nustatymas.

4. Auganti VI charakteristika:

Suvirinimo galios šaltinyje su didėjančia įtampa-amperų charakteristika yra srovės padidėjimas, padidėjus įtampai, kaip parodyta 4 pav. Ši VI charakteristika grindžiama nedideliais pastovios įtampos charakteristikų pakeitimais. Didėjančios VI charakteristikos pranašumas virš plokščiosios charakteristikos yra tai, kad padidinus vielos padavimo greitį, padidėja srauto reikalavimas, taip pat padidėja įtampa. Ši funkcija padeda išlaikyti pastovų lanko ilgį, net jei įvyksta trumpasis jungimas. Didėjanti VI charakteristika yra pritaikoma daugiausia visiškai automatizuotiems procesams.

Suvirinimo energijos šaltinio dinaminės įtampos ir ampero charakteristikos:

Suvirinimo galios šaltinio dinaminė charakteristika yra ryšys tarp lanko įtampos ir atitinkamos suvirinimo srovės, kai jos keičiasi iš vienos akies į kitą, kaip parodyta 4.7 pav.

Būtina žinoti dinaminės charakteristikos pobūdį, kad būtų galima nustatyti srovės kilimo greitį po trumpojo jungimo, kuris turi įtakos elektrodo lydymosi spartai ir suvirinimo purškimui.

Dinaminės VI charakteristikos gaunamos fiksuojant įtampos ir amperų tranzitines charakteristikas tikrojo maitinimo šaltinio veikimo metu. Iš dinaminių VI charakteristikų galima nustatyti metalo perdavimo būdą tam tikram suvirinimo parametrų rinkiniui.

1 problema:

Dc lanko lanko ilgio įtampos charakteristikas nurodo lygtis V = 24 + 41, kur V yra lanko įtampa ir I lanko ilgis mm. Elektros energijos šaltinio statinė įtampa-ampere yra artima tiesia linija, neturinti 80 voltų įtampos, o trumpojo jungimo srovė - 600 amperų. Nustatykite optimalų lanko ilgį maksimaliai galiai.

Sprendimas :

2 problema:

Suvirinimo galios šaltinio statinę įtampą-amprią nurodo parabolinė lygtis

I ² = - 500 (V - 80)

ir lanko charakteristikas vaizduoja tiesiosios linijos lygtis

I = 23 (V-18).

Nustatyti,

a) stabilios lanko galia, \ t

(b) Jei lanko ilgis (I) ir lanko įtampa (V) yra susietos su išraiška V = 20 + 4-5, aš nustatau optimalų lanko ilgį maksimaliai galiai.

c) Jei konvenciniai ir spinduliniai nuostoliai, atsirandantys dėl lanko (b), yra 15% lanko galios, tada nustatoma, ar bus naudinga, jei lanko ilgis būtų 4 mm, o šie nuostoliai yra tik 20% lanko ilgio. b punkte. Trumpai pakomentuokite abu atvejus.

Sprendimas:

a) Lankui:

b) Lankui:

Lyginant (v) ir (vi), akivaizdu, kad 4 mm skersmens lanko grynoji galia bus didesnė už lanko ilgį 7-4 mm. Todėl turėtų būti pirmenybė I = 4mm.

3 problema:

Nustatykite suvirinimo srovės pokytį, jei lanko ilgis keičiasi nuo 4 mm iki 5 mm maitinimo šaltiniams, turintiems šias statines volt-ampero charakteristikas,

i) I ² = - 400 (V - 100)

ii) I ² = - 8000 (V - 80)

(iii) V = 48 - (I ^1.05 / 50)

(iv) V = 30 + (l ^{1, 05} / 50)

Tarkime, kad lanko ilgis (l) ir lanko įtampa (V) yra susiję su išraiška V = 20 + 4l.

Sprendimas :