Источники питания и параметры сварки

Питание дуги при ручной дуговой сварке осуществляется от сварочного трансформатора на переменном токе или от сварочного генератора или выпрямителя при постоянном токе. Наиболее широкое применение получила сварка на постоянном токе, при которой в зависимости от марки электрода (в соответствии с рекомендациями паспорта электродов) может применяться прямая или обратная полярность подключения.

Прямой полярностью называют такую, когда отрицательный полюс источника питания подключают к электроду, положительный — к изделию. Обратная полярность — плюс на электрод, минус на изделие. Для большинства марок качественных электродов рекомендуется обратная полярность.

При сварке регламентируют только два параметра режима — диаметр электрода и сварочный ток. Длина дуги составляет обычно 0,5...1,1 от диаметра электрода и выдерживается сварщиком вручную. Лучшее качество сварки обеспечивает короткая дуга.

Диаметр электрода d_э выбирают исходя из толщины S свариваемых изделий, руководствуясь следующими примерными соотношениями:

Сварочный ток I указывается в паспорте на марку электрода. Его ориентировочно можно определить по упрощенной формуле

I (А) = (20 + 5 d_э ) d_э, где d_э в мм (1).

При зажигании дуги напряжение U_д между электродом и свариваемой деталью составляет примерно 60 В. При замыкании сварочной цепи оно падает до нуля, а после возбуждения дуги поддерживается в пределах 16...30В в зависимости от длины дуги и марки электрода. Так для стальных электродов напряжение дуги может быть вычислено по формуле

U_д = а + b l (2),

где а = 8...25 В, b = 2,3...4,3 В/мм, l - длина дуги в мм.

При установившемся процессе сварки плавление электрода под действием дуги происходит равномерно:

g_э = α_p I t  (3),

где g_э — масса расплавленного электродного металла, г; α_p - коэффициент расплавления 8...14 г/(А ч); I - сила тока, А; t - время горения дуги, ч. При этом масса наплавленного металла g_Ме на изделие составляет 0,7...0,8 g_э.

Эффективная мощность дуги (мощность, расходуемая на нагрев металла)

Q_э = h_э Q₀   (4),

где h_э эффективный КПД процесса нагрева металла, h_э = 0,7...0,85, Q₀ - полная мощность, выделяющаяся в столбе дуги, Q₀ (Вт) = I U_д.