2tom027

2. URZĄDZENIA SPAWALNICZE 56

Rys. 2.23. Schemat procesu spawania elektrodą nietopliwą: a) bez dodatkowego stopiwa; b) z dodatkowym stopiwem 1—elektroda, 2 uchwyt elektrody, 3 -dysza, 4 luk, .5 jeziorko roztopionego metalu, 6 stopiwo dodatkowe Zaczerpnięto z [2.28]

Dodatki te ułatwiają zapłon łuku, poprawiają jego stabilność oraz zwiększają trwałość elektrody (co pozwala na zwiększenie gęstości prądu), a także powodują, że koniec elektrody nie zmienia kształtu w czasie spawania.

Urządzenia do spawania ręcznego elektrodą nietopliwą składają się z trzech odrębnych części, tj. zasilacza prądu stałego lub przemiennego o opadającej lub stałoprądowej charakterystyce zewnętrznej, szafki z aparaturą sterowniczą oraz uchwytu elektrody. Zasilacz i zespoły sterownicze są również montowane w jednej obudowie. Do zasilania łuku przy spawaniu ręcznym elektrodą nietopliwą korzysta się z tych samych zasilaczy co przy spawaniu elektrodami otulonymi. Zasilacze prądu przemiennego są stosowane do spawania aluminium i jego stopów, zaś prądu stałego do spawania stali stopowych i miedzi. Szafka sterownicza zawiera układy sterowania przepływem prądu i gazu ochronnego oraz aparaturę do inicjacji wyładowania łukowego.

Aparatura do inicjacji łuku (jonizator) spełnia dwie funkcje: inicjuje łuk prądu stałego lub przemiennego bez zwierania elektrod oraz stabilizuje łuk prądu przemiennego. Zespoły do wytwarzania przebiegów elektrycznych zdolnych do zjonizowania przestrzeni międzyelektrodowej i zainicjowania wyładowania łukowego są wykonywane przy wykorzystaniu generatorów iskiernikowych wielkiej częstotliwości. Napięcie impulsów wielkiej częstotliwości wynosi kilka tysięcy woltów, a częstotliwość od kilkuset do kilku tysięcy kHz.

Stosowane są również jonizatory impulsowe generujące pojedyncze impulsy o stromym zboczu i wysokim napięciu. Do wytwarzania tych impulsów są używane układy tyrystorowe. Jonizatory są łączone z zasilaczami łuku, szeregowo lub równolegle. Impulsy jonizujące, zarówno wielkiej częstotliwości, jak i pojedyncze, powinny być zsynchronizowane z przebiegami przemiennego prądu spawania oraz powinny pojawiać się w chwili przechodzenia sinusoidy prądu przez zero. Przykłady układów jonizatorów przedstawiono na rys. 2.24.

W zależności od wymagań procesu technologicznego przebieg prądu spawania może być programowany. Duże znaczenie ma łagodny zanik prądu spawania, umożliwiający wypełnienie krateru spoiny. Do spawania materiałów specjalnych są stosowane bardzo skomplikowane programy przebiegu prądu spawania, sterowane za pomocą systemów mikrokomputerowych.

Podczas spawania prądem przemiennym, elektroda wolframowa co pół okresu zmienia biegunowość na dodatnią (anodę), a następnie ujemną (katodę). Elektroda wolframowa jako katoda emituje znaczne ilości elektronów do łuku powodując zwięk-

Rys. 2.24. Schematy elektryczne jonizatorów, wg [2.28]: a) iskicmikowy; b) tyrystorowy

Tri - zasilacz łuku, Tr2 transformator wysokiego napięcia, 3 iskiernik, C_x — kondensator obwodu drgającego, C₂ - kondensator blokujący, UW— układ wyzwalający

szcnic prądu. W następnym półokresie, kiedy katodą jest spawany metal, ilość emitowanych elektronów jest niewielka i prąd jest mniejszy. Występuje wówczas zjawisko umożliwiające spawanie aluminium, tj. rozbijanie tlenków przez ciężkie cząsteczki dodatnie zjonizowanego argonu i odkrywanie czystego metalu. W obwodzie spawania powstaje składowa siała prądu wpływająca niekorzystnie na proces spawania i eksploatację urządzeń zasilających. Do eliminacji składowej stałej są stosowane: baterie akumulatorów, baterie kondensatorów lub zespoły tyrystorów połączonych przeciwsobnie i niesymetrycznie wysterowanych.

2.5. Plazmowe urządzenia spawalnicze

Plazmowe urządzenia spawalnicze znajdują zastosowanie w procesach cięcia termicznego, spawania, napawania oraz natryskiwania [2.3, 2.4, 2.9,2.22,2.23,2.27, 2.29, 2.30]. Zasada działania omawianych urządzeń wykorzystuje zjawisko przewężenia łuku, umożliwiające osiągnięcie temperatur ok. 20000°C. Efekt przewężenia łuku uzyskuje się najczęściej w wyniku przepływu gazu plazmorodncgo przez strefę łuku i odpowiednio ukształtowaną dyszę (rys. 2.25).

Rozróżnia się dwa rodzaje łuku plazmowego:

—    luk pośredni, zwany też niezależnym (rys. 2.25a);

—    luk bezpośredni, zwany też zależnym (rys. 2.25b), [2.9, 2.28].

>'S. 2.25. Schematy procesów cięcia plazmowego: a) lukiem pośrednim, b) lukiem bezpośrednim ^ -- elektroda, 2 — dysza plazmowa, 3 wlot gazu plazmorodnego, 4 — strumień plazmy, 5 — przecinany metal, _y źródło prądu, 7 — opornik, 8 — wyłącznik luku pomocniczego

Zaczerpnięto z [2.28]