Thông số nguồn điện hàn

Nguồn dòng điện hàn phải đảm bảo hồ quang cháy ổn định, chế độ hàn ổn định và bảo dưỡng an toàn các thiết bị. Các yêu cầu này được đáp ứng bằng cách lựa chọn chính xác các thông số nguồn điện: điện áp không tải, đặc điểm bên ngoài, phương pháp điều chỉnh dòng điện hàn.

Điện áp mạch hở được lựa chọn dựa trên hồ quang đáng tin cậy và an toàn khi sử dụng. Việc tăng điện áp giúp hồ quang dễ bắn hơn, nhưng đồng thời làm tăng nguy cơ chấn thương cho thợ hàn. Ngoài ra, việc tăng điện áp mạch hở của nguồn điện xoay chiều (máy biến áp hàn) dẫn đến tăng dòng từ hóa và giảm cosφ.

Điện áp đánh lửa hồ quang xoay chiều là 50 - 55 V, do đó điện áp mạch hở không thể thấp hơn giá trị này. Giới hạn trên của các giá trị U® được giới hạn bởi các điều kiện an toàn và là 60 — 75 V, đối với máy biến áp hàn 2000 A thì không được vượt quá 90 V.Hồ quang điện một chiều xảy ra ở điện áp thấp hơn, khoảng 30 — 40 V. Điện áp mạch hở của dòng điện một chiều nằm trong khoảng 45 — 90 V.

Đặc tính bên ngoài của sản phẩm điện (thiết bị) — sự phụ thuộc của điện áp ở các cực của sản phẩm điện (thiết bị) vào dòng điện chạy qua tải nối với các cực này. (GOST 18311-80).

Một đặc điểm bên ngoài của nguồn điện hàn là sự phụ thuộc của điện áp ở các cực đầu ra của nó vào cường độ dòng điện trọng tải

Theo bản chất của sự phụ thuộc này, đặc tính bên ngoài có thể là (Hình 1):

1) mùa thu,

2) khó khăn,

3) tăng.

Cơm. 1. Các loại đặc tính bên ngoài của nguồn hồ quang: 1—giảm, 2—đặc, 3—tăng.

Hồ quang và nguồn điện tạo thành một hệ thống sẽ ở trạng thái cân bằng ổn định nếu những thay đổi ngẫu nhiên về cường độ dòng điện giảm dần theo thời gian, nghĩa là hệ thống sẽ trở lại trạng thái ban đầu.

Điều kiện để ổn định ở chế độ tĩnh là sự khác biệt giữa các đạo hàm của điện áp đối với dòng điện của các đặc tính tĩnh của hồ quang và nguồn điện tại điểm vận hành là dương

Điều kiện được đáp ứng nếu với đặc tính hồ quang giảm, đặc tính bên ngoài của nguồn điện sẽ giảm nhiều hơn và với đặc tính hồ quang tăng, đặc tính bên ngoài của nguồn sẽ tăng ít hơn.

Hình 2 cho thấy các đặc tính sụt giảm kết hợp của nguồn điện 1 và hồ quang 2. Thời điểm điện cực chạm vào phôi, dòng điện ngắn mạch chạy qua mạch hàn tương ứng với điểm a.Khi rút điện cực ra, hồ quang xảy ra, điện áp tăng dọc theo đường cong 1 đến điểm b, tương ứng với sự cháy ổn định của hồ quang.

Cơm. 2. Kết hợp đặc tính nguồn điện bên ngoài (1) và đặc tính điện áp-dòng hồ quang (2).

Đặc tính bên ngoài giảm được sử dụng trong các máy hàn thủ công, nơi cần đảm bảo tính ổn định của hồ quang và sự thay đổi nhỏ của dòng điện hàn khi thay đổi chiều dài của hồ quang. Sự thay đổi điện áp do thay đổi độ dài hồ quang một lượng nhất định ΔU (Hình 2) dẫn đến dòng điện hàn thay đổi một lượng nhỏ ΔAz.

Đặc tính bên ngoài giảm cung cấp một bội số nhỏ của dòng điện ngắn mạch, không được vượt quá 1,4. Ở dòng điện ngắn mạch cao, nguồn điện gặp phải tình trạng quá tải lớn, đồng thời chất lượng hàn và độ an toàn của dịch vụ kém đi do kim loại bắn tóe.

Các nguồn có đặc tính rắn và tăng dần được sử dụng để hàn hồ quang chìm và trong khí bảo vệ (argon, carbon dioxide).

Trong hầu hết các trường hợp, đặc tính bên ngoài giảm của nguồn điện là phù hợp hơn. Trong các nguồn điện hàn, nó được tạo ra bởi sự sụt giảm điện áp trong chính nguồn hoặc trong một điện trở riêng có trong mạch hàn.

Trong trường hợp tổng quát, phương trình đặc tính ngoài là phi tuyến và có dạng

trong đó Uo — điện áp mạch hở của nguồn điện, zd — tổng điện trở tương đương của nguồn điện cùng với điện trở bổ sung, Azd — dòng điện hồ quang.

Điều chỉnh dòng hàn cần thiết khi hàn các bộ phận có độ dày khác nhau.Với mục đích này, các nguồn điện được trang bị các thiết bị để điều chỉnh dòng hàn từng bước hoặc trơn tru, cung cấp khả năng hoạt động ở các đặc điểm khác nhau (Hình 3).

Cơm. 3. Các đặc tính bên ngoài của nguồn năng lượng hồ quang khi điều chỉnh dòng điện hàn: a — bằng cách thay đổi điện áp mạch hở Uo, b — thay đổi điện trở tương đương ze.

Chế độ hoạt động của nguồn điện hànlàm việc ở chế độ định kỳ được đặc trưng bởi thời lượng tương đối của PR, là một phần của thời gian hoạt động liên tục dưới tải từ thời lượng của toàn bộ chu kỳ làm việc.

PR thường được thể hiện dưới dạng phần trăm

trong đó τp — thời gian hoạt động liên tục dưới tải, τn — thời gian tạm dừng, τc là thời gian của chu kỳ làm việc.

Nếu nguồn điện bị ngắt khỏi mạng trong thời gian nghỉ, họ không nói về thời lượng của PR, mà là thời lượng kích hoạt của PV, được xác định giống như thời lượng hoạt động (PR).

Thời lượng tương đối của PR là tham số hộ chiếu của nguồn điện, phải được tính đến khi chọn nguồn và hoạt động của nó. Vượt quá PR so với hộ chiếu dẫn đến quá nhiệt và làm hỏng thiết bị hàn.

Khi nguồn làm việc ở chế độ định mức thì dòng điện cho phép được xác định theo tỉ số

trong đó chỉ số «n» chỉ các tham số danh nghĩa và «d» chỉ các tham số chế độ thực tế. Ở chế độ liên tục PR = 100%.