Proprietatile dinamice ale surselor pentru sudare

Proprietatile dinamice ale surselor pentru sudare

In arcul electric cu electrod fuzibil, fenomenele se complica, deoarece intr-o secunda trec prin arc 20-30 picaturi si tot de atatea ori se scurtcircuiteaza sursa de alimentare, producandu-se o solicitare dinamica a ei. Datorita acestui fapt se produc variatii rapide ale intensitatii curentului si tensiunii, astfel incat numai caracteristica externa nu poate fi concludenta pentru aprecierea calitatilor sursei. Variatiile rapide ale parametrilor electrici, ce se produc in intervale de ordinul sutimilor de secunda, sunt reprezentate in figura 4.7.

Figura 3.7. Variatia parametrilor electrici.

In faza a I-a are loc scurcircuitul intre electrod si piesa; intensitatea curentului variaza de la valoarea zero la valoarea maxima (de varf) I_kv, in timpul t_kv, apoi curentul de scurtcircuit scade si se stabilizeaza la valoarea de scurtcircuit de durata t_k. Tensiunea arcului scade de la valoarea de mers in gol U_o la valoarea U_k, egala cu caderea de tensiune pe rezistenta de contact dintre electrod si piesa. Valoarea t_k este timpul necesar pentru stabilirea curentului de scurtcircuit, deci prima perioada reprezinta trecerea de la regimul de mers in gol la regimul de scurtcircuit.

In faza a II-a, prin indepartarea electrodului de piesa, ca urmare a temperaturii ridicate, respectiv a campului electric intens, apare arcul electric. Tensiunea are un salt rapid pana la valoarea U_v, apoi scade la valoarea tensiunii de rezerva U_r, pentru ca ulterior sa creasca la tensiunea arcului U_a. Toate aceste fenomene se petrec in timpul t_s de stabilizare a arcului electric. In acest timp, curentul de scurtcircuit se stabilizeaza la valoarea curentului de sudare I_a.

In faza a IlI-a, in timpul t_a, arcul arde normal si se formeaza o picatura de metal topit in crestere care, la un moment dat, scurtcircuiteaza arcul electric pe o durata de timp t_k (faza 1). Dupa desprinderea picaturii are loc o perioada de restabilire a arcului electric cu durata t_R (faza 2) si fenomenele descrise se repeta cu o frecventa ridicata.

In urma studierii fenomenelor ce se produc in arcul electric cu electrod fuzibil, rezulta ca sursa trebuie sa-si modifice rapid cei doi parametri (tensiune, intensitatea curentului), manifestand o inertie minima. Numai daca aceasta conditie este indeplinita, procesul de sudare va fi constant si uniform. Sursa de sudare care reactioneaza rapid pe parcursul fazelor aratate va avea caracteristici dinamice bune, trecerea de la o stare stationara la alta facandu-se prin intermediul unor procese tranzitorii, datorita inertiei electromagnetice a sursei.

Experimental se constata ca pentru a reaprinde un arc electric intre doi electrozi incalziti, este necesara o tensiune de aproximativ 25V. Tensiunea sursei trebuie sa creasca deci, intr-un timp cat mai scurt, de la valoarea U_k ~ 0 la 25 V, acest timp fiind numit timp de restabilire t_r. Pentru ca sursa sa aiba caracteristici dinamice bune, timpul de restabilire trebuie sa fie mai mic de 0,03 sec.

In afara acestui criteriu al timpului de restabilire, pentru a aprecia proprietatile dinamice ale surselor, se mai utilizeaza diferite alte criterii, cum sunt:

1.       Criteriul rezistentei aparente a sursei de sudare:

Stabilitatea arcului este cu atat mai buna cu cat R_f este mai mare.

2.       Criteriul r

unde i_min este valoarea minima a curentului dupa indepartarea unui scurtcircuit. Se recomanda ca r > 0,7.

3. Criteriul P (pentru transformatoare de sudare):

In acest criteriu, U_o este tensiunea efectiva de mers in gol, I_kv este valoarea maxima a curentului de scurtcircuit, iar b_k se determina pe oscilograma curentului in timpul procesului de sudare (fig. 3.8).

Figura 3.8. Oscilograma curentului la sudare.

S-a stabilit ca un transformator de sudare are o comportare dinamica buna daca PI (4050).