Experimentele arată că comportarea arcului AC în apropierea punctelor de schimbare ale arcului direcției curentului (sau polaritatea tensiunii arcului) depinde puternic de proprietățile materialului de electrod și condițiile din decalajul arc. Comportamentul arcului în aceste vremuri pe electrozii refractari și cu temperatură scăzută este complet diferit și depinde de direcția schimbării actuale (figura 1.4).
Acest lucru este bine urmărit într-un arc de curent alternativ la sudarea cu electrod de tungsten în produse de argon fabricate din aliaje de aluminiu. O trăsătură caracteristică a acestui arc este cel mai înalt vârf al tensiunii de reaprindere în timpul tranziției cu polaritatea dreaptă (catod - electrod de wolfram) pe partea din spate (catod - produs de aluminiu) și un vârf minor acestei tensiuni în timpul tranziției de la polaritate inversă la linia. Din punct de vedere calitativ, acest lucru este bine explicat de teoria termionică a unui catod care nu se topește și de teoria emisiei de câmp de la un catod aluminiu.
În tranziția de la polaritatea inversă la încălzirea directă în jumătatea anterioară a ciclului, electrodul tungsten emite energii electronice. Curentul de emisie este determinat numai de temperatura electrodului, care, datorită conductivității termice scăzute a tungstenului, nu are timp să se schimbe în mod vizibil. Prin urmare, curentul în arc apare la o tensiune de restaurare arbitrar mică și crește odată cu creșterea tensiunii. Momentul mic al tensiunii de aprindere observat în acest caz se datorează caracteristicilor de cădere ale arcului la curenți slabi. Tensiunea de ardere a arcului pe toată jumătatea perioadei este mică.
Fig. 1.4. Tensiunea pe arc la sudarea cu curent alternativ de către un electrod de tungsten din aliaje de aluminiu.
Diferența dintre proprietățile fizice ale electrodului și articol la sudarea aliajelor de aluminiu cu electrod de wolfram conduce la faptul că tensiunea arcului într-o jumătate de ciclu este foarte diferită de tensiunea în cealaltă jumătate a ciclului. Temperatura capătului electrodului este de câteva ori mai mare decât temperatura băii cu aluminiu topit.
Datorită faptului că tensiunea de ardere a arcului în diferite jumătăți de perioade este semnificativ diferită, în circuitul de sudură apare o componentă constantă de curent. Componenta DC a curentului în sudură AC afectează negativ funcționarea sursei de alimentare, magnetizând transformatorul și reduce calitatea îmbinării sudate.
1. Includerea unui condensator în circuitul de sudură.
2. Comutarea lanțului de diodă-tiristor.
Includerea unui condensator în serie în circuitul de sudare duce la distrugerea componentei constante. condensatorul nu conduce curentul direct. Conform acestui sistem, instalațiile interne UDAR-300 și UDAR-500 au fost finalizate. Dezavantajul acestei metode de combatere a componentei constante îl reprezintă dimensiunile și greutatea mare a băncii de condensatoare și, în consecință, a întregii instalații.
Pornirea celulei diod-tiristor este prezentată în Fig. 1.5. O diodă (vezi Figura 1.6a) este un dispozitiv semiconductor care transmite curentul într-o singură direcție. Dispozitivul constă din doi electrozi - catodul "K" și anodul "A". Dioda trece curent când anodul său este pozitiv, iar catodul este negativ. Dacă polaritatea pe electrozi este opusă (la catodul "+" și la anodul "-"), dioda este închisă și curentul electric nu trece. Tiristorul (vezi Figura 1.6-b) diferă de diodă în prezența unui alt electrod, controlul (UE). Spre deosebire de o diodă, tiristorul trece un curent când anodul său este pozitiv, catodul este negativ și un semnal de control este aplicat pe electrodul său de comandă. Mai mult, semnalul de control poate fi scurt (impuls), suficient pentru timpul de deschidere al tiristorului (tara - ușa în limba greacă). Tiristorul rămâne deschis după ce semnalul de comandă dispare. Se închide prin schimbarea polarității tensiunii anodice-catodice, adică când tensiunea negativă este aplicată anodului și tensiunea pozitivă a catodului.
Astfel, cu polaritate negativă asupra produsului (polaritatea inversă), întreaga jumătate de undă a tensiunii sinusoidale este aplicată arcului
Fig. 1.5. Includerea celulei diodă-tiristor în circuitul de sudură pentru suprimarea componentei DC în timpul sudării AC. 1 - comutatorul; 2 - transformator de sudare; 3 - electrod non-consumabil; 4 - produs; 5 - dioda; 6 - tiristor.
Fig. 1.6. Imaginea diodei-A și a tiristorului-B pe principalele circuite electrice.
Fig. 1.7. Tensiunile de tensiune pe arc și semnalul de comandă atunci când celula diodă-tiristor este pornită pentru a suprima componenta DC în circuitul de sudură.
spațiu prin dioda 5 (Fig.1.5). Cu polaritate pozitivă asupra produsului (polaritate directă), doar o parte a sinusoidului (figura 1.7) este alimentată la distanța arcului, începând din momentul în care semnalul de control este aplicat tiristorului 6.
În consecință, cu o polaritate directă, se aplică o subtensiune la distanța arcului, a cărei valoare este reglată în momentul aplicării impulsului de control. Unghiul măsurat din momentul trecerii sinusoidale prin zero până în momentul în care impulsul de control este aplicat tiristorului se numește unghiul de control al tiristorului. Astfel, prin schimbarea unghiului de control al valorii tensiunii tiristor poate fi reglat la decalajul de arc pentru o polaritate pozitivă pe produs, egalizării astfel curenții în ambele tensiune jumătate de undă la arc. Impulsul la electrodul de control și momentul aprovizionării acestuia sunt formate dintr-un circuit electronic special.
O astfel de metodă de control al componentei constante este utilizată în instalațiile de uz casnic pentru sudarea prin arc cu arc cu electrod non-consumabil din aliaje de aluminiu UDG-301 și UDG-501.
Trebuie remarcat faptul că tensiunea repetată de aprindere prin arc atunci când curentul curge prin zero de la polaritatea directă la inversă este de câteva sute de volți, pe care transformatorul de sudură, evident, nu îl oferă. Prin urmare, în instalațiile avute în vedere, se utilizează dispozitive speciale, care impun în acest moment impulsuri scurte de înaltă tensiune (până la 600 V), numite stabilizatoare. Senzorii de stabilizare ajută la excitarea arcului atunci când polaritatea se schimbă de la dreaptă la inversă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: