Под начальным зажиганием дуги понимают процесс возбуждения дуги в начале сварки. От него нужно отличать
повторное зажигание после случайных обрывов дуги, которое выполняется теми же способами, что и начальное,
но происходит в более благоприятных условиях при уже разогретых электродах. Непосредственным критерием
при оценке надежности начального зажигания принято считать процент успешных попыток или количество
попыток до первой успешной.
Практическое применение при дуговой сварке нашли два способа начального зажигания:
— высоковольтным искровым разрядом,
— разрывом цепи короткого замыкания электрода на изделие.
Зажигание дуги высоковольтным разрядом иллюстрирует рис. 2.2. При этом параллельно основному источнику
подключается вспомогательный высоковольтный источник малой мощности. По соображениям безопасности он
выполняется импульсным или высокочастотным (частота f >100 кГц). Назначение высоковольтного источника —
пробить искрой, т.е. ионизировать межэлектродный промежуток, по которому затем пойдет ток от основного
источника.
Для повышения надежности зажигания следует увеличивать напряжение высоковольтного источника Uви или
снижать длину дуги lд. Напряженность поля, достаточная для пробоя высокочастотным разрядом воздуха между
электродами при комнатной температуре и атмосферном давлении, составляет около 10 кВ/см. При
распространенных длинах дуги 2 — 5 мм напряжение высоковольтного высокочастотного источника —
осциллятора — должно составлять около 2000 — 5000 В.
Зажигание дуги разрывом цепи короткого замыкания внешне выглядит довольно просто (рис. 2.3). При
замыкании электрода на изделие сопротивление нагрузки составляет всего 0,01 — 0,2 Ом, поэтому ток короткого
замыкания достигает сотен ампеp. С начала короткого замыкания (точка 1) напряжение источника резко снижается
до сравнительно низкой величины Uик = 2 — 5 В. Ток короткого замыкания быстро возрастает до пикового
значения Iкп, а затем несколько снижается до установившегося значения Iк. Разрыв цепи короткого замыкания
(точка 2) происходит через tк = 0,01 — 1 с после начала процесса в результате отдергивания электрода или
разрушения перемычек между электродом и изделием.
Приведенные на рис. 2.3 осциллограммы получены при зажигании дуги с покрытым электродом от сварочного
генератора. Однако установленные при этом качественные зависимости могут быть распространены и на другие
типы источников и виды дуговой сварки.
Оценим условия надежного зажигания. На первой стадии необходимо обеспечить энергичный разрыв цепи
короткого замыкания. При недостаточной плотности тока в электроде (менее 20 А/мм2) жидкие перемычки между
электродом и изделием не взрываются, а, наоборот, застывают. «Примерзание» электрода можно предотвратить
его резким отдергиванием или увеличением тока. Естественное превышение тока короткого замыкания Iк над
сварочным в 1,2 — 5 раз, наблюдающееся у большинства источников, благоприятствует надежному зажиганию.
На второй стадии важно, чтобы напряжение источника было достаточным для питания дуги.