§ 54. Осцилляторы и импульсные возбудители дуги

Осциллятор - это устройство, преобразующее ток промышленной частоты низкого напряжения в ток высокой частоты (150 - 500 тыс. Гц) и высокого напряжения (2000 - 6000 В), наложение которого на сварочную цепь облегчает возбуждение и стабилизирует дугу при сварке.

Основное применение осцилляторы нашли при аргоно-дуговой сварке переменным током не плавящимся электродом металлов малой толщины и при сварке электродами с низкими ионизирующими свойствами покрытия.

Принципиальная электрическая схема осциллятора ОСПЗ-2М показана на рис. 73.

Осциллятор состоит из колебательного контура (конденсатора С₅, в качестве индукционной катушки используется подвижная обмотка трансформатора ВЧТ и разрядника Р) и двух индуктивных дроссельных катушек Д_р1 и Д_р2, повышающего трансформатора ПТ, высокочастотного трансформатора ВЧТ.

Колебательный контур генерирует ток высокой частоты и связан со сварочной цепью индуктивно через высокочастотный трансформатор, выводы вторичных обмоток которого присоединяются: один к заземленному зажиму выводной панели, другой - через конденсатор С₆ и предохранитель Пр2 ко второму зажиму. Для защиты сварщика от поражения электрическим током в цепь включен конденсатор С₆, сопротивление которого препятствует прохождению тока высокого напряжения и низкой частоты в сварочную цепь. На случай пробоя конденсатора С₆ в цепь включен плавкий предохранитель Пр2.

Осциллятор ОСПЗ-2М рассчитан на подключение непосредственно в двухфазную или однофазную сеть напряжением 220 В.

При нормальной работе осциллятор равномерно потрескивает, и за счет высокого напряжения происходит пробой зазора искрового разрядника. Величина искрового зазора должна быть 1,5 - 2 мм, которая регулируется сжатием электродов регулировочным винтом. Напряжение на элементах схемы осциллятора достигает нескольких тысяч вольт, поэтому регулирование необходимо выполнять при отключенном осцилляторе.

Рис. 73. Принципиальная электрическая схема осциллятора ОСПЗ-2М: СТ - сварочный трансформатор, Пр1, Пр2 - предохранители, Д_р1, Д_р2 - дроссели, С₁ - С₆ - конденсаторы, ПТ - повышающий трансформатор, ВЧТ - высокочастотный трансформатор, Р - разрядник

Рис. 74. Схема включения осциллятора М-3 и ОС-1 в сварочную цепь: Тр₁ - трансформатор сварочный, Др - дроссель, Тр₂ - повышающий трансформатор осциллятора, Р - разрядник, С₁ - конденсатор контура, С₂ - защитный конденсатор контура, L₁ - катушка самоиндукции, L₂ - катушка связи

Осциллятор необходимо зарегистрировать в местных органах инспекции электросвязи; при эксплуатации следить за его правильным присоединением к силовой и сварочной цепи, а также за исправным состоянием контактов; работать при надетом кожухе; кожух снимать только при осмотре или ремонте и при отсоединенной сети; следить за исправным состоянием рабочих поверхностей разрядника, а при появлении нагара - зачистить их наждачной бумагой. Осцилляторы, у которых первичное напряжение 65 В, подключать к вторичным зажимам сварочных трансформаторов типа ТС, СТН, ТСД, СТАН не рекомендуется, так как в этом случае напряжение в цепи при сварке понижается. Для питания осциллятора нужно применять силовой трансформатор, имеющий вторичное напряжение 65-70 В.

Схема подключения осцилляторов М-3 и ОС-1 к сварочному трансформатору типа СТЭ показана на рис. 74. Технические характеристики осцилляторов приведены в табл. 16.

Импульсные возбудители дуги. Это такие устройства, которые служат для подачи синхронизированных импульсов повышенного напряжения на сварочную дугу переменного тока в момент изменения полярности. Благодаря этому значительно облегчается повторное зажигание дуги, что позволяет снизить напряжение холостого хода трансформатора до 40 - 50 В.

Импульсные возбудители применяют только для дуговой сварки в среде защитных газов не плавящимся электродом. Возбудители с высокой стороны подключаются параллельно к сети питания трансформатора (380 В), а на выходе - параллельно дуге.

16. Технические характеристики осцилляторов

Мощные возбудители последовательного включения применяют для сварки под флюсом.

Импульсные возбудители дуги более устойчивы в работе, чем осцилляторы, они не создают радиопомех, но из-за недостаточного напряжения (200 - 300 В) не обеспечивают зажигания дуги без соприкосновения электрода с изделием. Возможны также случаи комбинированного применения осциллятора для начального зажигания дуги и импульсного возбудителя для поддержания ее последующего стабильного горения.

Разработанный Институтом электросварки имени Е. О. Па- тона генератор импульсов ГИ-1 имеет мощность 100 Вт, его габариты 275×305×340 мм.

Стабилизатор сварочной дуги. Для повышения производительности ручной дуговой сварки и экономичного использования электроэнергии создан стабилизатор сварочной дуги С Д-2. Стабилизатор поддерживает устойчивое горение сварочной дуги при сварке переменным током плавящимся электродом путем подачи на дугу в начале каждого периода импульса напряжения. Стабилизатор расширяет технологические возможности сварочного трансформатора и позволяет выполнять сварку на переменном токе электродами УОНИ, ручную дуговую сварку не плавящимся электродом изделий из легированных сталей и алюминиевых сплавов.

Схема внешних электрических соединений стабилизатора показана на рис. 75,а, осциллограмма стабилизирующего импульса - на рис. 75,6.

Сварка с применением стабилизатора позволяет экономичнее использовать электроэнергию, расширить технологические возможности применения сварочного трансформатора, уменьшить эксплуатационные расходы, ликвидировать магнитное дутье.

Сварочное устройство "Разряд-250". Это устройство разработано на базе сварочного трансформатора ТСМ-250 и стабилизатора сварочной дуги, выдающего импульсы частотой 100 Гц.

Рис. 75. Схема внешних электрических соединений стабилизатора и осциллограмма стабилизирующего импульса : а - схема: 1 - стабилизатор, 2 - трансформатор сварочный, 3 - электрод, 4 - изделие, б - осциллограмма: 1 - стабилизирующий импульс, 2 - напряжение на вторичной обмотке трансформатора

Функциональная схема сварочного устройства и осциллограмма напряжения холостого хода на выходе устройства показаны на рис. 76, а, б.

Устройство "Разряд-250" предназначено для ручной дуговой сварки переменным током плавящимися электродами любого типа, в том числе предназначенными для сварки на постоянном токе. Устройство может использоваться при сварке не плавящимися электродами, например, при сварке алюминия.

Рис. 76. Сварочное устройство 'Разряд-250': а - схема устройства, б - осциллограмма напряжения холостого хода на выходе

Устойчивое горение дуги обеспечивается подачей на дугу в начале каждой половины периода переменного напряжения сварочного трансформатора импульса напряжения прямой полярности, т. е. совпадающего с полярностью указанного напряжения.