История развития, современное состояние и перспективы развития источников.

Широкое применение дуговой сварки с момента ее изобретения сдер­живалось именно отсутствием мощных специальных источников. Обыч­но для сварки приспосабливали источники постоянного тока несвароч­ного назначения. Так, Н. Н. Бенардос с 1882 г. использовал для сварки мощную батарею свинцово-кислотных аккумуляторов. Н.Г. Славянов в 1888 г. применил генератор постоянного тока, а для улучшения условий горения дуги включил последовательно в сварочную цепь балластный реостат. Впоследствии были созданы специальные генераторы для свар­ки, у которых напряжение существенно снижается с ростом тока. Первый такой генератор поперечного поля разработан австрийским инженером Розенбергом в 1905 году. Несколько позже появились трансформаторы с отдельным дросселем.

В России серийное производство источников питания для сварки на­чалось с 1924 г., когда на Санкт-Петербургском заводе «Электрик» под руководством В. П. Никитина был создан первый отечественный гене­ратор СМ-1, а затем и сварочный трансформатор СТН в комбинации с реактивной обмоткой. Дальнейшее развитие электросварочного машино­строения связано, главным образом, с созданием новых способов и разно­видностей сварки. С начала 40-х гг. с появлением автоматической сварки под флюсом были изготовлены мощные трансформаторы с дистанцион­ным управлением. В 50-е гг. для механизированной сварки в углеки­слом газе были разработаны источники с жесткими характеристиками и улучшенными динамическими свойствами. Позднее для управления пе­реносом электродного металла были созданы источники для импульсно-дуговой сварки. Разработка способа сварки неплавящимся электродом в инертном газе привела к созданию специализированных источников с устройствами для стимулирования начального и повторного зажигания, питания дуги пульсирующим током, заварки кратера и т. д. Сварка и рез­ка сжатой (плазменной) дугой потребовала разработки выпрямителей с повышенным напряжением и устройствами для питания дежурной дуги. Для электрошлаковой сварки понадобились мощные трансформаторы с малым сопротивлением и регулируемым напряжением.

Другое направление качественного совершенствования источников связано с появлением новой элементной базы. Успехи в развитии полу­проводниковой техники позволили перейти в начале 50-х гг. к выпус­ку сварочных выпрямителей взамен генераторов. С появлением силовых управляемых вентилей — тиристоров — с 60-х гг. стали выпускаться уни­версальные выпрямители, а позднее трансформаторы с электрическим фазовым управлением- С начала 80-х гг. в сварочных источниках стали использоваться силовые транзисторы, они предоставляют возможности существенного улучшения таких сварочных свойств, как характер пере­носа электродного металла, настройка и стабильность параметров режи­ма. На базе управляемых вентилей (тиристоров и транзисторов) созданы выпрямители с промежуточным высокочастотным звеном — инвертором, что позволило существенно уменьшить их массу и габариты и улучшить динамические свойства источника.

Последние годы характеризуются существенным усложнением элек­трических схем источников и широким внедрением устройств автома­тики, обеспечивающих универсальность источников, стабилизацию ре­жима, программное и дистанционное управление, защиту от перегрузок. С 80-х гг. источники стали комплектоваться микропроцессорными си­стемами, в том числе синергетического управления по математическим моделям, которые непосредственно связывают параметры режима с раз­мерами сварного шва, что существенно упрощает работу оператора при настройке режима.

Основным направлением развития источников является не количе­ственный рост, а качественное совершенствование. Б структуре выпуска наблюдаются следующие изменения. Прекращен выпуск преобразо­вателей, но в большом количестве производятся агрегаты с двигателями внутреннего сгорания. Снижается доля трансформаторов, особенно в сфе­ре промышленного использования» хотя они находят спрос в строитель­стве и в быту. Увеличивается доля выпрямителей, причем наибольший относительный рост производства у самых прогрессивных разновидно­стей — универсальных выпрямителей и инверторных источников. Зна­чительно увеличивается номенклатура и объем выпуска специализиро­ванных источников. Традиционным направлением совершенствования источников является снижение затрат при их изготовлении и эксплуата­ции. Это достигается, в частности, использованием более совершенных материалов — тонкой трансформаторной стали, мощных циклоустойчивых вентилей, стойкой кремнийорганической изоляции. Перспективные конструкции, использующие дорогие комплектующие, такие, как тран­зисторные модули и синергетические системы управления, или воплоща­ющие в себе результат трудоемких технологических исследований, так­же находят своего покупателя, если позволяют поднять качество сварных конструкций на ранее недостижимый уровень. С этой целью непрерыв­но ведется работа по совершенствованию сварочных свойств источников. Успешно решаются вопросы улучшения возбуждения дуги, уменьшения разбрызгивания металла, управления переносом электродного металла и формированием шва.

ТЕМА 1.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДУГОВОГО РАЗРЯДА ДЛЯ СВАРКИ