Зажигание сварочной дуги

Для того чтобы зажечь сварочную дугу, следует поступить одними из тех двух способов, которые описаны ниже.

Суть первого способа зажигания сварочной дуги состоит в том, что сначала электрод замыкается о деталь, а затем происходит их разъединение.

Суть второго способа состоит в том, что зажигание сварочной дуги происходит путем приложения к электродам высокого электрического напряжения (от 2000 до 3000 В), в результате чего происходит пробой имеющегося между ними воздушного промежутка. Для этого применяется такой прибор, как осциллятор. Его функция состоит в том, чтобы обеспечить переменное напряжение электрического тока, имеющего частоты в пределах от 50 до 150 кГц. В подавляющем большинстве случаев применяется осциллятор на переменном токе, причем его присоединение к сварочной дуге производится параллельно сварочному трансформатору.

В случае, когда сварочную дугу зажигают способом предварительного замыкания электрода на изделие, она появляется в тот момент, когда сам электрод отводится и замыкание разрывается. Когда электрод прикасается к изделию, сварочная цепь замыкается накоротко. При этом в ней за счет низкого сопротивления цепи возникает большой ток. Именно благодаря замыканию создается магнитное поле, аккумулирующее в себе энергию. К тому же в том месте, где электрод прикасается к изделию, происходит разогрев и некоторое оплавление металла. В тот момент, когда электрод отрывается от детали, происходит разрыв электрической цепи, а энергия исчезающего магнитного поля на промежутке разрыва создает повышение напряжения. Оно пробивает газ, который располагается между деталью и электродом, в результате чего появляется искровой разряд. В нем происходит последовательное преобразование энергии магнитного поля: сначала она переходит в энергию электрическую, а затем – в тепловую. Последняя разогревает газ до такой степени, что происходит испарение металла электродов, а газовый промежуток ионизируется.

Когда дуговой разряд зажигается, сначала протекает стадия его развития, а потом он переходит в стационарную форму. То, каким именно образом, атак же с какой скоростью развивается разряд, определяется тем, какое именно энергетическое соотношение имеется. Разряд «питается» энергией из электрической цепи, а в окружающую среду отдает ее посредством теплопроводности, конвекции и излучения. В стационарном разряде мощность, которую он получает из цепи, равна той мощности, которую он отдает в окружающее пространство. Если получаемая мощность превышает мощность отдаваемую, то происходит развитие разряда. Если же ситуация складывается наоборот, то интенсивность разряда снижается и он в итоге затухает.

Следует заметить, что время, в течение которого нормальный дуговой разряд проходит с момента своего появления до момента достижения стационарного состояния, составляет несколько десятых долей секунды. Когда сварочная дуга устанавливается, поверхность детали и конец электродного стержня расплавляются, и между этими «жидкими электродами» горит дуга. Что касается формы ее столба, то в большинстве случаев она сфероидальная или коническая, причем расширенная по направлению от электродного стержня к изделию.

Пламя разряда имеет достаточно значительные размеры, и в нем в основном содержатся реагирующие с окружающим атмосферным воздухом пары материала электродов. При этом поверхность той жидкой ванны, которая образуется на поверхности изделия, горизонтальной не остается, поскольку так называемым дутьем дуги (то есть действием создаваемых ею механических сил) вдавливается. В результате в жидком металле образуется небольшой кратер (ямка или углубление).

При нормальных условиях длина сварочной дуги должна быть небольшой. Чаще всего она составляет от 2 до 4 миллиметров, то есть по размерам она меньше диаметра электрода. Под влиянием сварочной дуги происходит расплавление металла на определенную глубину. Она называется глубиной провара (или просто проваром) или глубиной расплавления.