Дуга постоянного тока

Кроме переменного тока для питания сварочной дуги может ис­пользоваться постоянный ток. На постоянном токе горение свароч­ной дуги более стабильно, сварные швы получаются более качест­венными, легче поддерживаются пониженные значения сварочных токов. Кроме того, некоторые типы электродов, например для сварки нержавеющей стали, требуют только постоянного тока. Обычные же электроды, предназначенные для переменного тока, нормально рабо­тают и на постоянном токе. Постоянный ток в бытовых сварочных аппаратах получается путем выпрямления переменного тока с помо­щью полупроводниковых выпрямительных мостов.

Выпрямительный мост может быть создан на основе мощных диодов типа В-200 (максимальный ток 200 А) (рис. 1.18). Эти диоды имеют внушительные размеры, а их корпус посажен на алюминие

вые радиаторы. Причем корпус диода, а значит, и крупный радиатор находятся под напряжением, поэтому диоды с их радиаторами долж­ны крепиться так, чтобы не имели контакта друг с другом, не касаясь токопроводящих частей корпуса аппарата. Подобное неудобство с креплением приводит к тому, что размеры собранного диодного мос­та слишком вырастают, увеличивая и усложняя конструкцию сварочного аппарата в целом. В последнее время на рынке появились уже готовые - интегрированные в одном корпусе диодные мосты импортного производства. Размер одного такого диодного мостика со­поставим с размерами спичечного коробка или одного диода В-200 без радиатора, при максимальном токе 30...50 А. Если интегрирован­ные диодные мосты соединить параллельно (рис. 1.19), то вместе они смогут выдерживать более значительные токи. Строго говоря, сум­марный ток такого объединенного выпрямителя не равняется сумме максимальных токов входящих в него диодных мостов, они не могут обладать абсолютно одинаковыми параметрами, а значит, каждый пропускает через себя несколько различные по величине токи. Одна­ко если собрать эту схему с некоторым запасом по мощности, учиты­вая ток короткого замыкания, то можно добиться более компактных размеров, чем в случае с В-200. Дело в том, что корпуса диодных мостиков не находятся под напряжением и их все можно садить на один общий радиатор и свободно крепить где удобно внутри корпуса сварочного аппарата. Для выпрямителя может использоваться 3-5 интегрированных диодных мостиков, обязательно одной и той же марки. Как показывает практика, они не сильно греются и даже без проблем могут выдерживать кратковременные перегрузки, притом, что сварочный аппарат большей частью вообще работает в кратко­временном режиме.

На диодных мостах происходит неизбежное падение напряже­ния, поэтому на выходе источника питания постоянного тока напря­жение будет где-то на 4...5 В меньше от напряжения холостого хода трансформатора (без конденсатора). При этом напряжение на выходе не будет строго постоянным - его форма будет пульсирующей (рис. 1.20). Если проводить измерения в режиме холостого хода вольтметром постоянного тока, то его показания будут соответство­вать чему-то вроде эффективного значения постоянного пульсирую­щего напряжения (показания примерно в 1,4... 1,5 раза меньше на­пряжения пиков максимумов амплитуды U_m). В принципе, обычные вольтметры не предназначены для точного измерения подобного ро­да сигнала. Форму постоянного напряжения можно сгладить, устано­вив на выходе конденсатор емкостью 5000 ...10000 мкФ. В этом слу­чае показания вольтметра возрастут примерно в 1,4 раза, так как кон­денсатор на холостом ходу зарядится до уровня максимального по амплитуде напряжения. Конденсатор рекомендуется ставить особен­но в том случае, если источник питания имеет низкое выходное на­пряжение (меньше 40 В) и возникают трудности в момент зажигания сварочной дуги. При этом конденсатор лучше включить через сопро­тивление порядка 0,5 ...1 Ом (рис. 1.21). Присутствие резистора обу­словлено тем, что в момент зажигания дуги происходит касание кон­ца электрода об металл изделия - то есть короткое замыкание. Если сопротивления в цепи конденсатора нет, то происходит мгновенный разряд конденсатора большой емкости, импульс высокого тока со­провождается громким щелчком, а часто разрушением кончика элек­трода или его мгновенным привариванием к металлу изделия. Рабо­тать с таким источником весьма неудобно, треск разрядов действуют на нервы. Дополнительный же резистор ограничивает ток, сглажива­ет разряд конденсатора, делая зажигание дуги легким и мягким.