5.3. Сварочные выпрямители

Для получения постоянного сварочного тока используются сварочные выпрямители. Простейший сварочный выпрямитель с падающей характеристикой состоит из трансформатора с увеличенным магнитным рассеиванием и выпрямительного блока.

Рис. 5.6. Типовые схемы сварочных выпрямителей

Трансформаторы для выпрямителей выполняются по тем же схемам, что и сварочные трансформаторы, а в качестве выпрямительных блоков могут использоваться селеновые, германиевые и кремниевые диоды (рис. 5.6.). Сварочные выпрямители могут использоваться в качестве комбинированных источников питания в случае, когда сварка производится на постоянном токе при включенном выпрямительном блоке или на переменном токе при отключенном выпрямительном блоке.

5.4. Осцилляторы

Осциллятор - это прибор, который облегчает зажигание сварочной дуги и обеспечивает устойчивость ее горения посредством наложения на дуговой промежуток вспомогательного переменного

Рис. 5.7. Наложение тока высокой частоты на сварочную дугу

тока высокого напряжения, высокой частоты, но небольшой мощности. Повышенное напряжение пробивает газовый промежуток при отсутствии или ослаблении сварочного тока и деионизации газа между электродами. Искровой разряд при пробое газа создает канал с высокой степенью ионизации и открывает путь прохождению сварочного тока.

Высокая частота вспомогательного тока применяется для устранения физиологического воздействия тока на организм сварщика. Ток с частотой 50 000 Гц и выше вследствие поверхностного эффекта проходит по тонкому наружному слою кожного покрова человеческого тела, не задевая нервных окончаний. Мощность этого тока ограничивается несколькими десятками ватт, а напряжение - несколько тысяч вольт, порядка 2000 - 3000. Подключается осциллятор параллельно сварочному (рис. 5.6) источнику тока.

В настоящее время выпускаемые электроды в большинстве случаев обеспечивают достаточно легкое зажигание и устойчивое горение дуги, в связи с чем применение осцилляторов сократилось до минимума.

5.5. Другие источники питания сварочной дуги

В настоящее время появились более эффективные современные источники питания сварочной дуги, в которых необходимая характеристика достигается с помощью электронных схем на полупроводниках, которые называются тиристорными источниками питания.

Ввиду их дороговизны в эксплуатации они нашли применение только на особо ответственных работах для сварки специальных сталей и цветных металлов.

Так как мы рассматриваем основы сварки применительно к углеродистым сталям, в настоящем пособии указанные источники питания подробно не рассматриваются.

По мнению автора эти источники питания имеют очень большое будущее и цена их эксплуатации будет доступна и для сварки любых строительных и конструкционных материалов.

6. Сварочная проволока

Присадочный металл для сварки плавлением - это проволока круглого сечения, называемая сварочной проволокой. Наибольшее применение имеет стальная сварочная проволока; в необходимых случаях применяется также проволока алюминиевая, медная, бронзовая и пр.

В зависимости от химического состава проволока бывает углеродистой и легированной, а легированная, в свою очередь, низколегированной, среднелегированной и высоколегированной. Проволоку изготовляют диаметром 0,3 - 12 мм. Проволока диаметром до 5 мм включительно поставляется в катушках, а свыше – в прутках.

Проволока имеет жесткие допуски по диаметру, чистую поверхность, свободную от ржавчины и других загрязнений. Для механизированной сварки весьма желательна проволока с омедненной поверхностью. Омеднение защищает проволоку от ржавления, улучшает электрический контакт с токоподводами, уменьшает износ подающего механизма.

Сварочную проволоку изготовляют холоднотянутой и маркируют начальными буквами Св (сварочная); первые две цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента; далее следует маркировка состава металла по принципу маркировки сталей с теми же условными обозначениями: марганец - Г, кремний - С, хром - X, никель - Н, титан – Т и т.д. Буква А в конце маркировки указывает на повышенное качество металла с пониженным содержанием вредных примесей серы и фосфора. Стандартные марки углеродистой проволоки имеют не более 0,12% С. Содержание других элементов в проволоке (кроме марганца) также нормируется по верхнему пределу «не более»; в сторону уменьшения содержания ограничения нет. Это объясняется следующим образом: углерод снижает пластичность металла и может служить причиной образования трещин наплавленного металла. Проволоку изготовляют из дешевой и хорошо деформируемой кипящей стали, характеризующейся малым содержанием кремния. Хром и никель - нежелательные примеси, которые попадают в металл при выплавке лома легированных сталей. Сера и фосфор всегда вредны и их содержание должно быть минимальным. Влияние марганца на прочность и пластичность металла положительно; его содержание должно быть не ниже определенного минимума, а в марках проволоки с буквой Г даже повышенное.

Самой распространенной маркой углеродистой проволоки является Св-08. Марок легированных проволок очень много; составы их сложны и здесь они не рассмотрены.

Для ручной дуговой сварки из сварочной проволоки делают стержневые электроды. Электрод подводит ток к дуге и одновременно, расплавляясь, образует наплавленный металл, придавая необходимые механические свойства сварному соединению.

Наибольшее значение имеют стальные электроды, на поверхность которых наносят специальное покрытие или обмазку из различных порошкообразных веществ, сцементированных клеящим веществом, обычно водным раствором жидкого или растворимого стекла. Длина стандартного электрода 350 - 450 мм, самый распространенный диаметр металлических стержней 2 - 6 мм. Один конец электрода на длине 20 - 30 мм оставляют свободным от покрытия для закрепления электрода в держателе и подведения сварочного тока. Кроме химического состава проволоки электроды различаются еще и видом покрытия.