Parameter der Schweißstromquelle

Schweißstromquellen müssen ein stabiles Brennen des Lichtbogens, Stabilität der Schweißmodi und eine sichere Wartung der Anlagen gewährleisten. Diese Anforderungen werden durch die richtige Auswahl der Parameter der Stromversorgung erfüllt: Leerlaufspannung, äußere Eigenschaften, Methode zur Einstellung des Schweißstroms.

Die Leerlaufspannungen werden auf der Grundlage zuverlässiger Lichtbogenbildung und Betriebssicherheit ausgewählt. Eine Erhöhung der Spannung erleichtert das Zünden des Lichtbogens, erhöht aber gleichzeitig die Verletzungsgefahr für den Schweißer. Darüber hinaus führt eine Erhöhung der Leerlaufspannung von Wechselstromversorgungen (Schweißtransformatoren) zu einer Erhöhung des Magnetisierungsstroms und einer Verringerung des cosφ.

Die Spannung der Lichtbogenzündung bei Wechselstrom beträgt 50–55 V, daher kann die Leerlaufspannung nicht niedriger als dieser Wert sein. Die Obergrenze der U®-Werte ist durch Sicherheitsbedingungen begrenzt und liegt bei 60–75 V, bei 2000-A-Schweißtransformatoren sollte sie 90 V nicht überschreiten.Gleichstromlichtbögen treten bei einer niedrigeren Spannung auf, etwa 30–40 V. Die Leerlaufspannung von Gleichstromversorgungen liegt im Bereich von 45–90 V.

Äußere Eigenschaft eines elektrischen Produkts (Geräts) – die Abhängigkeit der Spannung an den Anschlüssen eines elektrischen Produkts (Geräts) vom Strom, der durch die an diese Anschlüsse angeschlossene Last fließt. (GOST 18311-80).

Ein äußeres Merkmal von Schweißstromquellen ist die Abhängigkeit der Spannung an ihren Ausgangsklemmen Un von Stromstärke Belastung

Aufgrund der Art dieser Abhängigkeit kann das äußere Merkmal sein (Abb. 1):

1) fallen,

2) schwierig,

3) erhöhen.

Reis. 1. Arten der äußeren Eigenschaften von Lichtbogenstromquellen: 1 – fallend, 2 – durchgehend, 3 – ansteigend.

Der Lichtbogen und die Stromquelle bilden ein System, das sich in einem stabilen Gleichgewicht befindet, wenn die zufälligen Änderungen der Stromstärke mit der Zeit abnehmen, d. h. das System kehrt in seinen Ausgangszustand zurück.

Die Stabilitätsbedingung im statischen Modus reduziert sich auf die Tatsache, dass die Differenz zwischen den Ableitungen der Spannung nach dem Strom der statischen Eigenschaften des Lichtbogens und der Stromquelle im Betriebspunkt positiv ist

Die Bedingung ist erfüllt, wenn bei fallender Lichtbogenkennlinie die äußere Kennlinie der Stromquelle stärker fallend ist und bei steigender Lichtbogenkennlinie die äußere Kennlinie der Quelle weniger ansteigend ist.

Abbildung 2 zeigt die kombinierte Abfallcharakteristik von Stromquelle 1 und Lichtbogen 2. Sobald die Elektrode das Werkstück berührt, fließt der Kurzschlussstrom durch den Schweißstromkreis entsprechend Punkt a.Beim Herausziehen der Elektrode entsteht ein Lichtbogen, die Spannung steigt entlang der Kurve 1 bis zum Punkt b an, was einem stabilen Brennen des Lichtbogens entspricht.

Reis. 2. Kombinierte Kennlinie der externen Stromquelle (1) und Lichtbogenstrom-Spannungs-Kennlinie (2).

Die fallende äußere Kennlinie wird in Handschweißgeräten verwendet, wo es darauf ankommt, die Stabilität des Lichtbogens und eine geringe Änderung des Schweißstroms bei Änderung der Lichtbogenlänge zu gewährleisten. Die Spannungsänderung aufgrund einer Längenänderung des Lichtbogens um einen bestimmten Betrag ΔU (Abb. 2) führt zu einer geringfügigen Änderung des Schweißstroms um ΔAz.

Die fallende äußere Kennlinie liefert ein kleines Vielfaches des Kurzschlussstroms, der 1,4 nicht überschreiten sollte. Bei hohen Kurzschlussströmen kommt es zu großen Überlastungen der Stromquelle und durch Metallspritzer verschlechtern sich die Schweißqualität und die Betriebssicherheit.

Quellen mit festen und steigenden Eigenschaften werden zum Unterpulverschweißen und in Schutzgasen (Argon, Kohlendioxid) verwendet.

In den meisten Fällen ist die fallende äußere Kennlinie des Netzteils angemessener. Bei Schweißstromquellen entsteht sie durch einen Spannungsabfall in der Quelle selbst oder in einem separaten Widerstand im Schweißstromkreis.

Im allgemeinen Fall ist die äußere charakteristische Gleichung nichtlinear und hat die Form

wobei Uo – Leerlaufspannung der Stromquelle, zd – gesamter Ersatzwiderstand der Stromquelle zusammen mit zusätzlichem Widerstand, Azd – Lichtbogenstrom.

Regulierung des Schweißstroms notwendig beim Schweißen von Teilen unterschiedlicher Dicke.Zu diesem Zweck sind die Stromquellen mit Vorrichtungen zur stufenweisen oder stufenlosen Einstellung des Schweißstroms ausgestattet, die den Betrieb mit unterschiedlichen Kennlinien ermöglichen (Abb. 3).

Reis. 3. Äußere Eigenschaften von Lichtbogenenergiequellen bei der Einstellung des Schweißstroms: a — durch Änderung der Leerlaufspannung Uo, b — Änderung des Ersatzwiderstands ze.

Funktionsweise von SchweißstromquellenDer Betrieb im periodischen Modus wird durch die relative Dauer des PR charakterisiert, die der Teil der Zeit des Dauerbetriebs unter Last aus der Dauer des gesamten Arbeitszyklus ist.

PR wird normalerweise in Prozent ausgedrückt

Dabei ist τp die Dauer des Dauerbetriebs unter Last, τn die Pausenzeit und τc die Zeit des Arbeitszyklus.

Wenn die Stromquelle während der Pause vom Netz getrennt wird, spricht man nicht von der Dauer der PR, sondern von der Dauer der Aktivierung der PV, die auf die gleiche Weise wie die Betriebsdauer (PR) ermittelt wird.

Die relative Dauer des PR ist der Passparameter der Stromquelle, der bei der Auswahl einer Quelle und deren Betrieb berücksichtigt werden muss. Eine Überschreitung des PR im Verhältnis zum Pass führt zu Überhitzung und Beschädigung der Schweißausrüstung.

Wenn die Quelle im Nennmodus arbeitet, wird der zulässige Strom durch das Verhältnis bestimmt

wobei sich der Index „n“ auf die Nennparameter und „d“ auf die tatsächlichen Modusparameter bezieht. Im Dauerbetrieb beträgt PR = 100 %.