Paràmetres de la font d'energia de soldadura
Les fonts de corrent de soldadura han de garantir una combustió estable de l'arc, l'estabilitat dels modes de soldadura i el manteniment segur de les instal·lacions. Aquests requisits es compleixen mitjançant la selecció correcta dels paràmetres de la font d'alimentació: tensió sense càrrega, característiques externes, mètode d'ajust del corrent de soldadura.
Les tensions de circuit obert es seleccionen en funció de l'arc fiable i la seguretat en servei. L'augment de la tensió fa que sigui més fàcil colpejar l'arc, però al mateix temps augmenta el perill de lesions per al soldador. A més, un augment de la tensió de circuit obert de les fonts d'alimentació de CA (transformadors de soldadura) comporta un augment del corrent de magnetització i una disminució del cosφ.
El corrent altern de la tensió d'encesa de l'arc és de 50 a 55 V, per tant, la tensió del circuit obert no pot ser inferior a aquest valor. El límit superior dels valors U® està limitat per les condicions de seguretat i és de 60 - 75 V, i per als transformadors de soldadura de 2000 A no ha de superar els 90 V.L'arc de CC es produeix a una tensió més baixa, al voltant de 30 a 40 V. La tensió de circuit obert del corrent de subministrament de CC està en el rang de 45 a 90 V.
Característica externa d'un producte elèctric (dispositiu): la dependència de la tensió als terminals d'un producte elèctric (dispositiu) del corrent que flueix per la càrrega connectada a aquests terminals. (GOST 18311-80).
Una característica externa de les fonts d'energia de soldadura és la dependència de la tensió als seus terminals de sortida Un on amperatge càrrega
Per la naturalesa d'aquesta dependència, la característica externa pot ser (Fig. 1):
1) caiguda,
2) difícil,
3) augmentar.
Arròs. 1. Tipus de característiques externes de les fonts d'energia d'arc: 1 — caiguda, 2 — sòlida, 3 — creixent.
L'arc i la font d'energia formen un sistema que estarà en equilibri estable si els canvis aleatoris en la força del corrent disminueixen amb el temps, és a dir, el sistema tornarà al seu estat inicial.
La condició d'estabilitat en mode estàtic es redueix al fet que la diferència entre les derivades de la tensió respecte al corrent de les característiques estàtiques de l'arc i la font d'alimentació al punt de funcionament és positiva.
Es compleix la condició si amb una característica d'arc descendent la característica externa de la font d'alimentació serà més baixa i amb una característica d'arc ascendent la característica externa de la font serà menys ascendent.
La figura 2 mostra les característiques de caiguda combinades de la font d'alimentació 1 i l'arc 2. En el moment que l'elèctrode toca la peça de treball, el corrent de curtcircuit flueix pel circuit de soldadura corresponent al punt a.Quan es retira l'elèctrode, es produeix un arc, la tensió augmenta al llarg de la corba 1 fins al punt b, corresponent a una combustió estable de l'arc.
Arròs. 2. Característica combinada de font d'alimentació externa (1) i característica de corrent-tensió d'arc (2).
La característica externa de caiguda s'utilitza en màquines de soldadura manual, on cal garantir l'estabilitat de l'arc i un petit canvi en el corrent de soldadura en canviar la longitud de l'arc. El canvi de tensió a causa d'un canvi en la longitud de l'arc en una certa quantitat ΔU (Fig. 2) condueix a un lleuger canvi en el corrent de soldadura per ΔAz.
La característica externa de caiguda proporciona un petit múltiple del corrent de curtcircuit, que no ha de superar 1,4. A corrents de curtcircuit elevats, la font d'alimentació experimenta grans sobrecàrregues i la qualitat de la soldadura i la seguretat del servei es deterioren a causa de les esquitxades metàl·liques.
Les fonts amb característiques sòlides i creixents s'utilitzen per a la soldadura d'arc submergit i en gasos de protecció (argó, diòxid de carboni).
En la majoria dels casos, la característica externa caiguda de la font d'alimentació és més adequada. En les fonts d'energia de soldadura, es crea per una caiguda de tensió a la pròpia font o en una resistència separada inclosa en el circuit de soldadura.
En el cas general, l'equació característica externa és no lineal i té la forma
on Uo — tensió de circuit obert de la font d'alimentació, zd — resistència total equivalent de la font d'alimentació juntament amb la resistència addicional, Azd — corrent d'arc.
Regulació del corrent de soldadura necessària per soldar peces de diferent gruix.Amb aquesta finalitat, les fonts d'alimentació estan equipades amb dispositius per a l'ajust gradual o suau del corrent de soldadura, que ofereixen la possibilitat de funcionar amb diferents característiques (Fig. 3).
Arròs. 3. Característiques externes de les fonts d'energia d'arc en ajustar el corrent de soldadura: a — modificant la tensió de circuit obert Uo, b — canvi de la resistència equivalent ze.
El mode de funcionament de les fonts d'energia de soldadura, el treball en mode periòdic es caracteritza per la durada relativa de PR, que és la part del temps de funcionament continu sota càrrega des de la durada de tot el cicle de treball.
El PR s'acostuma a expressar com a percentatge
on τp — temps de funcionament continu sota càrrega, τn — temps de pausa, τc és el temps del cicle de treball.
Si la font d'alimentació es desconnecta de la xarxa durant la pausa, no parlen de la durada del PR, sinó de la durada de l'activació del PV, que es determina de la mateixa manera que la durada del funcionament (PR).
La durada relativa del PR és el paràmetre de passaport de la font d'alimentació, que s'ha de tenir en compte a l'hora d'escollir una font i el seu funcionament. Superar el PR relatiu al passaport comporta un sobreescalfament i danys a l'equip de soldadura.
Quan la font funciona en mode nominal, el corrent admissible ve determinat per la relació
on l'índex «n» fa referència als paràmetres nominals i «d» als paràmetres del mode real. En mode continu PR = 100%.