Требования к источникам питания дуги
Важным условием получения сварного шва высокого качества является устойчивость процесса сварки. Для этого источники питания дуги должны обеспечивать возбуждение и стабильное горение дуги.
Возбуждение сварочной дуги начинается с короткого замыкания сварочной цепи — контакта между электродом и деталью. При этом происходит выделение теплоты и быстрое разогревание места контакта. Эта начальная стадия требует повышенного напряжения сварочного тока. В дальнейшем происходит некоторое уменьшение сопротивления дугового промежутка (вследствие эмиссии электронов с катода и появления объемной ионизации газов в дуге), что вызывает снижение напряжения до предела, необходимого для поддержания устойчивого горения дуги. При переходе капель электродного металла в сварочную ванну происходят частые короткие замыкания сварочной цепи. Вместе с этим изменяется длина сварочной дуги. При каждом коротком замыкании напряжение падает до нулевого значения. Для последующего восстановления дуги необходимо напряжение порядка 25. 30 В. Такое напряжение должно обеспечиваться за время не более 0,05 с, чтобы поддерживать горение дуги в период между короткими замыканиями. Следует учесть, что при коротких замыканиях сварочной цепи развиваются большие токи (токи короткого замыкания), которые могут вызвать перегрев в проводке и обмотках источника тока.
Эти условия процесса сварки в основном и определяют требования, предъявляемые к источникам питания сварочной дуги. Для обеспечения устойчивoro процесса сварки источники питания дуги должны удовлетворять следующим требованиям:
- напряжение холостого хода должно быть достаточным для легкого возбуждения дуги и в то же время не должно превышать нормы безопасности. Максимально допустимое напряжение холостого хода установлено для источников постоянного тока — 90 В, а для источников переменного тока — 80 В;
- напряжение устойчивого горения дуги (рабочее напряжение) должно быстро устанавливаться и изменяться в зависимости от длины дуги. С увеличением длины дуги напряжение должно быстро возрастать, а с уменьшением — быстро падать. Время восстановления рабочего напряжения от 0 до 30 В после каждого короткого замыкания (при капельном переносе металла от электрода к свариваемой детали) должно быть менее 0,05 с;
- ток короткого замыкания не должен превышать сварочный ток более чем на 40. 50%. При этом источник тока должен выдерживать продолжительные короткие замыкания сварочной цепи. Это условие необходимо для предохранения обмоток источника тока от перегрева и повреждения;
- мощность источника тока дллжна быть достаточной для выполнение сварочных работ.
Кроме того, необходимы устройства, позволяющие регулировать сварочный ток в требуемых пределах.
Промышленностью выпускаются следующие типы источников питания сварочной дуги: сварочные преобразователи, сварочные аппараты переменного тока, сварочные выпрямители.
Источник
Требования к источникам питания дуги
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
В отличие от обычных потребителей электроэнергии (лампы накаливания, электродвигатели, печи сопротивления и др.) электрическая дуга имеет следующие особенности: для зажигания дуги требуется напряжение значительно более высокое, чем для поддержания ее горения; она горит с перерывами, во время которых происходит либо разрыв электрической цепи, либо короткое замыкание. Во время горения дуги с изменением ее длины меняются напряжение и сила тока. При коротком замыкании в момент зажигания и переходе капли расплавленного электродного металла на заготовку напряжение дуги падает до нуля.
На основании этих особенностей сформулированы перечисленные ниже требования к источникам питания, которые должны обеспечить три режима — рабочий, холостого хода и короткого замыкания.
1. Напряжение холостого хода на зажимах источника питания (при разомкнутой сварочной цепи) должно в 2. 3 раза превышать напряжение горения дуги и быть достаточным для ее легкого возбуждения, но в то же время его значение не должно быть больше допустимого, безопасного для сварщика. Максимальное напряжение холостого хода установлено в следующих пределах: для источников переменного тока — до 80 В; для источников постоянного тока — до 90 В.
2. Мощность источника питания должна соответствовать толщине свариваемых заготовок. Необходимо, чтобы источник питания был оснащен устройством для плавного регулирования силы тока.
3. Сила тока Iк.з. при коротком замыкании должна иметь ограниченное значение. Нормальный процесс дуговой сварки обеспечивается, если Iк.з.= (1,1. 1,5)Iсв.. В некоторых случаях Iк.з. достигает значения, равного 2Iсв.. При очень больших значениях Iк.з. происходит перегрев электрода и источника питания.
4. Время восстановления напряжения от 0 до 25 В после короткого замыкания не должно превышать 0,05 с, что необходимо для устойчивого горения дуги.
5. При изменении напряжения на дуге сила тока не должна существенно изменяться, так как значительные отклонения от параметров режима приведут к снижению качества сварного соединения.
6. Источники питания дуги должны иметь небольшие массу в размеры, быть недорогими и удобными в эксплуатации.
Основными техническими показателями источников питания дуги являются внешняя характеристика, напряжение холостого хода, относительная продолжительность работы и относительная продолжительность включения при прерывистом режиме.
Э.С. Каракозов, Р.И. Мустафаев «Справочник молодого электросварщика». -М. 1992
Источник
Допустимое значение напряжения холостого хода сварочных источников питания переменного тока
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Оборудование для дуговой сварки
ИСТОЧНИКИ СВАРОЧНОГО ТОКА
Arc welding equipment. Part 1. Welding power sources
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным автономным учреждением «Научно-учебный центр «Сварка и контроль» при МГТУ им.Н.Э.Баумана (ФГАУ НУЦСК при МГТУ им.Н.Э.Баумана), Национальным агентством контроля сварки (НАКС), Научно-производственной фирмой «Инженерный и технологический сервис» (НПФ «ИТС») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 364 «Сварка и родственные процессы»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2012 г. N 1011-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60974-1:2012* «Оборудование для дуговой сварки. Часть 1. Источники сварочного тока» (IEC 60974-1:2012 «Arc welding equipment — Part 1: Welding power sources», IDT).
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает основные требования к источникам питания для дуговой сварки (источники сварочного тока) в целях обеспечения соответствия их функциональному назначению, обеспечения единства методов контроля и испытаний.
Настоящий стандарт устанавливает требования к промышленным и профессиональным источникам сварочного тока, предназначенным для выполнения дуговой сварки и родственных процессов и приводимым в действие электрооборудованием либо механическими средствами, обеспечивающими подачу необходимого напряжения питания.
Настоящий стандарт не распространяется на источники сварочного тока для дуговой сварки металла в ограниченном режиме, разработанные в основном для любителей.
Настоящий стандарт устанавливает требования к рабочим характеристикам и требования безопасности.
1 Родственными процессами являются электродуговая резка и электродуговое напыление.
2 Настоящий стандарт не устанавливает требования к электромагнитной совместимости (ЭМС).
3 Применение настоящего стандарта не исключает соблюдения действующих нормативных документов (национальных стандартов и технических регламентов).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения).
IEC 60050-151:2001, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) — Part 151: Electrical and magnetic devices (Международный электротехнический словарь. Электрические и магнитные устройства)
IEC 60050-851:2008, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) — Part 851: Electric welding (Международный электротехнический словарь. Сварка электрическая)
IEC 60245-6, Rubber insulated cables — Rated voltages up to and including 450/750 V — Part 6: Arc welding electrode cables (Кабели с резиновой изоляцией на номинальное напряжение до 450/750 В включительно. Часть 6. Кабели для электродов при дуговой сварке)
IEC 60417-DB:2011, Graphical symbols for use on equipment (Графические символы, применяемые на оборудовании)
IEC 60445 , Basic and safety principles for man-machine interface, marking and identification — Identification of equipment terminals, conductor terminations and conductors (Система человек — машина, маркировка, идентификация. Основные принципы и принципы безопасности. Идентификация выводов для оборудования и концов проводов определенного назначения и общие правила для буквенно-цифровой системы обозначения)
IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code) [Степени защиты, обеспечиваемые корпусами (Код IP)]
IEC 60664-1:2007, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems — Part 1: Principles, requirements and tests (Выбор изоляции для оборудования в низковольтных системах. Часть 1. Принципы, требования и испытания)
IEC 60664-3 , Insulation coordination for equipment within low-voltage systems — Part 3: Use of coating, potting or moulding for protection against pollution (Координация изоляции для оборудования в низковольтных системах. Часть 3. Использование покрытия, герметизации или заливки для защиты от загрязнения)
Заменен на IEC 60664-3:2016.
IEC 60695-11-10 , Fire hazard testing — Part 11-10: Test flames — 50 W horizontal and vertical flame test methods (Испытания на пожароопасность. Часть 11-10. Пламя для испытания. Методы испытания горизонтальным и вертикальным пламенем)
Заменен на IEC 60695-11-10:2013.
IEC 60974-7 , Arc welding equipment — Part 7: Torches (Оборудование для дуговой сварки. Часть 7. Горелки)
Заменен на IEC 60974-7:2019.
IEC 61140 , Protection against electric shock — Common aspects for installation and equipment (Защита от поражения электрическим током. Общие требования, связанные с электроустановками и электрооборудованием)
IEC 61558-2-4, Safety of transformers, reactors, power supply units and similar products for supply voltages up to 1 100 V — Part 2-4: Particular requirements and tests for isolating transformers and power supply units incorporating isolating transformers (Трансформаторы силовые, блоки питания и аналогичные изделия. Безопасность. Часть 2-4. Частные требования к изолирующим трансформаторам общего назначения)
IEC 61558-2-6, Safety of transformers, reactors, power supply units and similar products for supply voltages up to 1 100 V — Part 2-6: Particular requirements and tests for safety isolating transformers and power supply units incorporating safety isolating transformers (Трансформаторы силовые, блоки питания и аналогичные изделия. Безопасность. Часть 2-6. Частные требования к изолирующим трансформаторам безопасности общего назначения)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте использованы термины и определения, приведенные в МЭК 60050-851 и МЭК 60664-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 источник сварочного тока для дуговой сварки: Оборудование для подачи тока и напряжения с характеристиками, отвечающими требованиям к выполнению дуговой сварки и смежных процессов.
1 Источник сварочного тока для дуговой сварки может также обеспечивать обслуживание другого оборудования и вспомогательных принадлежностей, например, обеспечивать подачу энергии, направляемой на внутренние нужды, подачу охлаждающей жидкости, расходуемого электрода для дуговой сварки, а также газа для защиты дуги и зоны сварки.
2 Далее в тексте термин употребляется в форме «источник сварочного тока».
3.2 промышленное и профессиональное применение: Области применения, рассчитанные исключительно на специалистов или проинструктированных сотрудников.
3.3 квалифицированный специалист, компетентное лицо, подготовленный сотрудник: Сотрудник, способный к выполнению порученной ему работы и к распознаванию потенциальных опасностей за счет полученной профессиональной подготовки, приобретенных знаний и опыта, а также знания соответствующего оборудования.
3.4 проинструктированный сотрудник: Сотрудник, проинформированный о поставленных задачах и потенциальных опасностях в случае пренебрежения техникой безопасности и прошедший при необходимости определенную подготовку.
3.5 типовое испытание (периодическое испытание продукции): Испытание одного или нескольких устройств, имеющих заданную конструкцию, в целях проверки соответствия указанных устройств требованиям соответствующего стандарта или технических условий.
3.6 контрольное испытание (приемо-сдаточное испытание): Испытание, проводимое в отношении отдельно взятого устройства во время или после его изготовления в целях проверки соответствия указанного устройства требованиям соответствующего стандарта или технических условий или заданных критериев оценки.
3.7 внешний осмотр: Визуальный осмотр, проводимый в целях проверки отсутствия каких-либо отклонений от требований соответствующего стандарта.
3.8 падающая внешняя характеристика: Внешняя статическая характеристика источника сварочного тока является такой, что при увеличении тока нагрузки напряжение уменьшается более чем на 7 В/100 А.
3.9 жесткая внешняя характеристика: Внешняя статическая характеристика источника сварочного тока является такой, что при увеличении тока нагрузки напряжение уменьшается менее чем на 7 В/100 А либо увеличивается более чем на 10 В/100 А.
3.10 статическая внешняя характеристика: Соотношение напряжения к току на выходных зажимах источника сварочного тока при его подсоединении к стандартной нагрузке.
3.11 сварочная цепь: Набор проводящих элементов, предназначенный для прохождения через него сварочного тока.
1 При дуговой сварке сварочная дуга является частью сварочного контура.
2 При определенных процессах дуговой сварки сварочная дуга может располагаться между двумя электродами. В этом случае свариваемая деталь необязательно является частью сварочного контура.
3.12 цепь (контур) управления: Цепь (контур) для оперативного управления источником сварочного тока и (или) для защиты силовых цепей (контуров).
3.13 сварочный ток: Ток, генерируемый источником сварочного тока в процессе сварки.
3.14 напряжение под нагрузкой: Напряжение между выходными зажимами в момент подачи сварочного тока его источником.
3.15 напряжение без нагрузки (напряжение холостого хода): Напряжение между выходными зажимами источника сварочного тока в момент, когда внешняя сварочная цепь разомкнута.
3.16 стандартное значение: Унифицированное значение, которое используется в качестве средства оценки того или иного параметра в целях сравнения, выверки, проверки и пр.
Примечание — Стандартные значения необязательно применимы при проведении реального процесса сварки.
3.17 номинальный (стандартный) режим сварки: Режим источника сварочного тока, находящегося под напряжением в условиях его тепловой стабилизации, определяемый номинальным сварочным током и напряжением при работе в режиме номинальной нагрузки при номинальных величинах напряжения питания и частоты или скорости вращения.
3.18 стандартная нагрузка: Практически безындукционная постоянная активная нагрузка с коэффициентом мощности не менее 0,99.
3.19 номинальный (стандартный) сварочный ток : Ток источника сварочного тока в режиме стандартной нагрузки при соответствующем номинальном (стандартном) напряжении нагрузки.
Примечание — Значения даются в виде среднеквадратичных значений в отношении переменного тока, и среднеарифметических значений — в отношении постоянного тока.
3.20 рабочее (стандартное) напряжение нагрузки : Напряжение нагрузки источника сварочного тока с заданным линейным соотношением к стандартному сварочному току.
Источник