Одним из важнейших преимуществ переменного тока перед постоянным является легкость и простота, с которой можно преобразовать переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Достигается это посредством простого и остроумного устройства –трансформатора, созданного в 1876 г. замечательным русским ученым Павлом Николаевичем Яблочковым.
Трансформатор — это электрический аппарат, предназначенный для преобразования одного переменного напряжения в другое напряжение той же частоты.
Трансформатор представляет собой сердечник из тонких стальных изолированных одна от другой пластин, на котором помещаются две, а иногда и больше обмоток из изолированного провода. Обмотка, к которой присоединяется источник электрической энергии переменного тока, называется первичной обмоткой, остальные обмотки – вторичными.
Сварочные трансформаторы по фазности электрического тока подразделяются на однофазные и трехфазные, а по количеству постов — на однопостовые и многопостовые. Однопостовой трансформатор служит для питания сварочным током одного рабочего места и имеет соответствующую внешнюю характеристику.
Многопостовой трансформатор служит для одновременного питания нескольких сварочных дуг (сварочных постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения сварочной дуги и обеспечения падающей внешней характеристики в сварочную цепь дуги включает дроссель. Для дуговой сварки сварочные трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы:
трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием, конструктивно выполненные в виде двух раздельных аппаратов (трансформатор и дроссель) или в едином общем корпусе;
трансформаторы с развитым магнитным рассеянием, конструктивно различающиеся по способу регулирования (с подвижными катушками, с магнитными шунтами, со ступенчатым регулированием).
Дуга переменного тока находит применение при трех способах дуговой сварки: ручной сварке штучными электродами, автоматической сварке под слоем флюса, ручной и автоматической сварке легких сплавов вольфрамовым электродом в среде инертных газов.
Не смотря на широкое развитие механизированных способов сварки, ручная сварка штучными электродами остается наиболее распространенным видом дуговой сварки в промышленности, строительстве и на монтаже. К ее преимуществам следует отнести технологическую гибкость, возможность сварки в трудно доступных местах и в различных пространственных положениях, простоту, дешевизну, и надежность оборудования. К недостаткам — сравнительно низкую производительность и значительные потери на угар и разбрызгивание. Борьба с этими недостатками ведется путем совершенствования свойств электродов и улучшения сварочных показателей источников тока.
При питании сварочной дуги переменным током полярность электродов и условия существования дугового разряда периодически изменяются. В конце каждого полупериода сварочного тока дуга гаснет, температура и электропроводимость дугового промежутка снижаются.
Основным узлом источников переменного сварочного тока является специальный, как правило, однофазный сварочный трансформатор той или иной конструкции. Трансформатор разделяет сварочную цепь и силовую сеть, понижает напряжение сети до необходимого для сварки значения, самостоятельно или в комплекте с дополнительными устройствами обеспечивает формирование требуемых статических внешних характеристик и регулирование сварочного тока.
Конструкции сварочных трансформаторов весьма разнообразны. В зависимости от способа регулирования тока их можно разделить на две группы устройств, с механическим и электрическим регулированием.
В первую группу входят устройства, связанные с применением подвижных обмоток и секций магнитопроводов, во вторую устройства, связанные с подмагничиванием магнитопроводов постоянным током и тиристорным регулированием.
При ручной дуговой сварке в основном используются трансформаторы с механическим регулированием. Для сварки под слоем флюса используются только с электрическим регулированием, позволяющим обеспечить стабилизацию режима при колебаниях напряжения сети и простое дистанционное регулирование.
