Вимоги до джерел живлення дуги

Для здійснення стійкого дугового розряду між електродом і виробом, що зварюється, необхідно підвести напругу від спеціального джерела живлення електричним струмом. Таке джерело повинне забезпечувати легке і надійне збудження дуги, стійке горіння її в режимі зварювання, регулювання потужності (сили струму). При цьому важливою умовою одержання зварного шва високої якості є стійкість процесу зварювання. Для цього джерела живлення дуги повинні забезпечити збудження та стабільне горіння дуги.

З короткого замикання зварювального ланцюга (контакту між електродом та деталлю) починається збудження зварювальної дуги. При цьому відбувається виділення теплоти та швидке розігрівання місця контакту. Ця початкова стадія потребує підвищеної напруги зварювального струму. Надалі відбувається деяке зменшення опору дугового проміжку (внаслідок емісії електронів з катода та появи об'ємної іонізації газів у дузі), що спричиняє зниження напруги до межі, необхідної для підтримки стійкого горіння дуги.

Дуже часті короткі замикання зварювального ланцюга відбуваються у процесі зварювання під час переходу крапель електродного металу у зварювальну ванну. Разом із цим змінюється довжина зварювальної дуги. При кожному короткому замиканні напруга знижується до нульового значення. Для подальшого відновлення дуги потрібна напруга близько 25–30 В. Така напруга має бути забезпечена за час не більше 0,05 с, щоб підтримати горіння дуги в період між короткими замиканнями.

При цьому слід врахувати, що при коротких замикання зварювального ланцюга розвиваються великі струми (струми короткого замикання), які можуть спричинити перегрів у проводці та обмотках джерела струму.

Ці умовипроцесу зварювання визначили вимоги до джерел живлення зварювальної дуги. Для забезпечення сталого процесу зварювання джерела живлення дуги повинні відповідати таким вимогам:

• напруга холостого ходу повинна бути достатньою для легкого збудження дуги і водночас не повинна перевищувати норм безпеки. Максимально допустима напруга холостого ходу встановлена для джерел постійного струму 90; для джерел змінного струму – 80 В;

• напруга стійкого горіння дуги (робоча напруга) повинна швидко встановлюватися та змінюватись в залежності від довжини дуги. Зі збільшенням довжини дуги напруга має швидко зростати, і зі зменшенням – швидко падати. Час відновлення робочої напруги від 0 до 30 В після кожного короткого замикання (при краплинному перенесенні металу від електрода до деталі, що зварюється) повинен бути менше 0,05 с;

• струм короткого замикання не повинен перевищувати зварювальний струм більш ніж на 40–50 %. При цьому джерело струму має витримувати тривалі короткі замикання зварювального ланцюга. Ця умова необхідна для запобігання обмоток джерела струму від перегріву та пошкодження;

• потужність джерела струму має бути достатньою для виконання зварювальних робіт.

Типи джерел живлення зварювальної дуги, що виробляються промисловістю: зварювальні трансформатори, зварювальні апарати змінного струму, зварювальні випрямлячі.