Следует отметить, что все свойства дуги постоянного тока присущи и дуге переменного тока. При горении дуги на переменном токе частотой 50 Гц имеются условия, понижающие устойчивость горения дуги. Прежде всего, стоит отметить, что при смене полярности дуги на электродах, когда питающее дугу напряжение (трансформатора) равно нулю, дуга гаснет. Таким образом, сварочная дуга гаснет, потом зажигается вновь 100 раз за 1 секунду. Это обуславливает особые требования к источнику питания дуги (трансформатору) и к сварочной цепи. Основное влияние оказывает индуктивность сварочной цепи (совместно с индуктивностью трансформатора).
Обычно рассматривают два предельных случая при анализе устойчивости дуги переменного тока: 1 – в сварочной цепи только активное сопротивление; 2 – в сварочной цепи имеется преимущественно индуктивное сопротивление.
Рассмотрим процесс горения дуги, когда в сварочной цепи только активное сопротивление (L = 0). Дуга горит с перерывами (рис.1 а): Uи – напряжение источника; Iд – ток дуги; Uд – напряжение дуги. В такой цепи вектора U и I совпадают и это обуславливает, что дуга зажигается через время tз в точке А (tз – время зажигания дуги).
После возбуждения дуги с пиком зажигания – Uз напряжение быстро уменьшается до напряжения Uд (напряжения дуги). В точке В, поскольку напряжение источника (Uи) меньше, чем сумма анодного и катодного падения напряжения дуги, дуга угасает. До точки, когда Uи = 0 время – tу (время угасания дуги). В обратном полупериоде (Т/2) дуга возбуждается в точке С, когда источник «набирает» достаточный уровень напряжения, однако, и в этом случае имеет место пик напряжения – Uз (напряжение зажигания дуги), и имеется пауза – tЗ (время зажигания дуги). Между точками В и С суммарное время паузы tП = tз + tу Такие паузы длительностью tп наблюдаются 100 раз в 1 секунду. Обычно Uз/ Uд = 1,5…3. В этом случае напряжение холостого хода источника U2хх = 2Uд, то есть необходимо повышать U2хх, чтобы дуга возбуждалась после ее угасания. Иногда (когда в дугу попадают деионизаторы) необходимо чтобы U2хх = (2…4)Uд, а это недопустимо с точки зрения безопасности (если Uд = 30 В, то максимальное U2хх = 120 В, а допустимо U2хх не более 80 В. В связи с этим сделан вывод, что в сварочной цепи должна быть достаточная индуктивность – L.
В случае, когда велика индуктивность (L = ∞, R = 0) дуга горит без пауз (рис.1б). Это связано с тем, что в цепи с индуктивностью вектор напряжения источника (Uи) опережает вектор тока (Iд) на угол φ. В этом случае также необходимо для обеспечения зажигания дуги (Uз > Uд), чтобы U2хх было больше, чем Uд. Однако, для соотношения Uз = (1,5…3) Uд в этом случае U2хх = (1,8…2,5)Uд, то есть значительно меньше, чем для цепи, без индуктивности. В этом случае условия техники безопасности соблюдаются.
