Устройство для дуговой сварки

Устройство для дуговой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ , СВАРКИ, содержащее источник питания с блоком формирования внешних характеристик , блок задания длительности стартового режима, датчик тока и датчик напряжения, отличающееся , что, с целью повышения производительности и ка;чества сварки путем обеспечения оптимального тепловложения в течение всего процесса сварки, включая его начальную стадию, оно снабжено блоком селекции длительности случайных погасаний дуги, при этом первьш вход блока подсоединен к датчику напряжения- , второй - к датчику тока, выход подсоединен к входу блока задания стартового режима, причем выход последнего соедийен с входом блока (Л . формирования внешних характеристик. 2. Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что блок селекции длительностислучайных погасаний дуги вьшопнен из соединенных последовательно И, 4: элемента сравнения и порогового СО элемента.i ел 4 Й1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU ÄÄ 1143544

4(5!) В 23 К 9/00

I всксаюяя цжтентиоописАник изоьгктяния, ";:„„;;.-; j

И ABTGPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок селекций длительности. случайных погасаний дуги выполнен из соединенных последовательно элемента И, элемента сравнения и порогового элемента. (21) 3689125/25-27 (22) 24.10.83. (46) 07.03.85. Бюл. У 9 (72) И.И .Заруба, В.В.Андреев, В.П.Латанский, В.В.Склифос, А.И.Лаужадис и С.А.Диржис (71) Институт электросварки им. Е.O.Патона и Отделение Всесоюз.ного научно-исследовательского проектно-конструкторского технологического института электросварочного оборудования в г. Вильнюсе (53) 621.791.75(088,8) (56) 1. Патент США и 4251710, кл. 219/130.1 (В 23 К 9/10), опублик. 17.02.81.

2. Патент Японии - 131132, кл. В 23 К, опублик. 05.04 ° 71.

3. Патент Японии Р 9858 кл. 12В112 ° 1, опублик. 09.04.70 (прототип).

4. Авторское свидетельство СССР

В 744903, кл. В 23 К 9/00, 15.05.78. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ, СВАРКИ, содержащее источник питания с блоком формирования внешних характеристик, блок задания длительности стартового режима, датчик тока и датчик напряжения, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и каl чества сварки путем обеспечения оптимального тепловложения в течение всего процесса сварки, включая его начальную стадию, оно снабжено блоком селекций длительности случайных погасаний дуги, при этом первый вход блока подсоединен к датчику напряжения; второй — к датчику тока, выход подсоединен к входу блока задания стартового режима, причем выход последнего соедийен с входом блока формирования внешних характеристик.

544

20

1 1143

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию для дуговой сварки.

Известно, что качество сварного шва зависит от электрических пара5 метров источника питания, которые в значительной степени определяют геометрню и внешний вид шва, а также наличие дефектов (пор, трещин). 0дним из наиболее вероятных мест возникновения дефектов являются точка возбуждения дуги и кратер предыдущего шва. Для уменьшения вероятности возникновения стартовых пор и усадочных трещин и улучшения качества наплавленного шва, особенно в начальной

I его части, применяют устройства, обеспечивающие кратковременное повышение тока дуги и напряженности сварки.

Известно устройство, содержащее в цепи питания два балластных. реостата, включенных последовательно.

Вход первого балластного реостата связан с линией однофазной сети переменного тока, выход второго — с электрододержателем. Для регулирования сварочного тока второе балластное сопротивление секционировано.

Для этой цели служит также дополнительное балластное сопротивление, подключенное к центральной точке между первЫм и вторым балластными сопротивлениями. Измеияя величину . сопротивлений, можно регулировать наклон внешней характеристики источника питания, т.е. режим сварки Г13

К недостаткам указанного устройства,необходимо отнести наличие в сварочной цепи балластных реостатов, 40 что приводит к повьйпенному расходу материалов, снижает устойчивость процесса сварки, нерациональные потери электроэнергии в балластных реостатах, узкий диапазон регулирования технологических воэможностей.

Известно также устройство, содержащее кроме основного источника питания, еще дополнительный источник, автоматически включаемый во 50 вторичную обмотку трансформатора при замыкании дугового промежутка.

При этом происходит наложение на основной сварочный ток дополнительного тока, необходимого для обеспече- >55 ния подогрева и нормального провара соединений в начальный период сварки. Время действия этого тока устанавливается с помощью реле времени (2).

К недостаткам данного устройства необходимо отнести его сложность и громоздкость, а также отсутствие селекции подачи импульсов, так как подключение вспомогательного источника питания происходит как при первом касании холодным электродом изделия, так и после случайных погасаний дуги, что вызывает повьппенное разбрызгивание и перегрев ванны жидкого металла при повторном возбуждении дуги, Наиболее близким к изобретению является устройство, состоящее из основного источника питания, параллельно которому в момент возбуждения дуги при касании электродной про. волоки изделия подключается дополнительный источник. Это обеспечивает повышение тока короткого замыкания и, способствует надежному возбуждению дуги и минимальному разбразгиванию металла. Дополнительный источник подключен через нормально замкнутые контакты реле тока и после возбуждения дуги через 1/30-1/50 с отключается Г33.

К недостаткам известного устройства следует отнести наличие дополнительного источника питания, узкий диапазон регулировок стартового тока, что может оказаться недостаточным для устранения стартовых пор, а также ограниченные технологические возможности из-за отсутствия селекции подачи импульсов. стартового.тока при первоначальном возбуждении дуги на холодном металле и при повторном возбуждении дуги после случайного погасания.

Известно также устройство для дуговой сварки, содержащее источник питания с блоком формирования внешних характеристик, блок задания длительности стартового режима, датчик тока и датчик напряжения (4).

Недостатком устройства являются ограниченные технологические возможности из-за отсутствия селекции подачи импульсов стартового тока при первоначальном возбуждении дуги на холодном металле и при повторном возбуждении дуги после случайного погасания.

Цель изобретения — повьппение произ—

1,водительности и качества сварки путем обеспечения оптимального тепловложения в течение всего процесса

1143544 сварки, включая его начальную.стадию.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для дуговой сварки, содержащее источник питания с 5 блоком формирования внешних характеристик, блок задания длительности стартового режима, датчик тока и датчик напряжения, снабжено блоком селекции длительности случайных по- 10 гасаний дуги, при этом первый вход блока подсоединен к датчику напряжения, второй — к датчику тока, выход подсоединен к входу блока задания стартового режима, причем выход 15 последнего соединен с входом блока формирования внешних характеристик.

Блок селекции длительности случайных погасаний дуги выполнен из со- единенных последовательно элемента 2О

И, элемента сравнения и порогового элемента.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 временные диаграммы работы блоков 25 и типичные кривые тока и напряжения сварки, на фиг.3. — структура блоков.

Предлагаемое устройство для дуго-. вой сварки состоит из источника 1 питания с блоком 2 формирования внеш-ЗО них характеристик, который через блок 3 задания параметров стартового режима подключен к блоку 4. К сварочной цепи через датчики тока и напряжения подключен блок 4 селекции длительности случайных погасаний дуги,. выход которого соединен с входом блока 3 задания параметров стартового режима. Выход блока 3 соединен с входом блока 2. На входы блока 4 gp .поступают сигналы, пропорциональные току сварки Х, снимаемому с шунта

5, и напряжению дуги 6 - U. Предлагаемое устройство работает следующим образом. 45

Перед началом сварки на блоке 3 с помощью потенциометра по шкале устанавливается необходимый уровень сигнала, который поступает на вход бло- 5р ка 2 для формирования требуемого наклона внешней характеристики (получения требуемого стартового тока). На ,том же блоке 3 другим потенциометром устанавливается длительность старто- 55 вого режима. При подаче напряжения холостого хода.(U„„) на вход блока 4 через блок 3 подается команда на вход блока 2, и источник готов к стартовому режиму.

Сигнал, снимаемый с элемента И, поступает на вход элемента сравнения, где он сравнивается с напряжением, пропорциональным времени срабатывания порогового элемента 9,. на вход которого и подается сигнал рассогласовывания. Если пороговый элемент сработает, его выходное напряжение поступает на блок 3 задания длительности стартового режима, состоящий из одновибратора и ключа.

Как только в сварочной цепи протечет ток и на второй вход блока 4 поступит сигнал, пропорциональный этому току ?,, на входе блока 3 появится команда для запуска схемы, формирующей длительность стартового ре.има t ь (фиг.2). По истечении времени < с выхода блока 3 на вход блока 2 поступает iигнал, который переводит источник питания в требуемый рабочий режим. Блок 4 снабжен пороговым элементом, рассчитанным на определенное время срабатывания („, ) . Если произойдет случайный обрыв дуги и время бестоковой паузы

1 . Т б удет меньше «.„ю, то при повторном возбуждении дуги установится, нормальный рабочий режим I< предшествующий случайному погасанию дуги, При более длительном отсутствии дуги «7 i блок 4 отработает на

О Аор выходе команду на переключение источника на стартовый режим и повто. рится процесс зажигания дуги. На фиг.2 обозначено: U z — напряжение стартового режима, Up — рабочее напряжение, UzÄ„- задающее напряжение.

Длительность стартового режима ь регулируется и выбирается из расчета обеспечения надежного зажигания дуги, переплавления металла кратера предыдущего шва и удаления иэ pasдепки шлаковых включений. В зависимости от марки электрода, толщины металла, геометрических размеров разделки кромки свариваемого изделия, величины, устанавливается в

Ст пределах 2 -10 с, Время срабатывания порогового элементаГю блока селекции длительности случайных погасаний дуги зависит от Марки и диаметра электрода, физико-химических свойств свариваемык металлов, пространственного положения шва и объема ванны жидкого

1143544 металла. Для широко применяемых режимов ручной сварки .(90-250 Л) д, составляет 3-6 с. Введение порогового элемента в блок селекции длительности случайных погасаний дуги ловы- 5 шает качество. сварки, обеспечивает ведение сварки на оптимальном тепловом режиме, так как стартовый режим применяется только при возобновлении сварки после кристаллизации

1О металла кратера предыдущего шва, исключая при этом возможность перегрева сварочной ванны. устройство позволяЕт надежно уста-1 навливать процесс сварки, уменьшает вероятность образования трещин.и пор, улучшает формирование шва на начальной стадии, обеспечтвает переплавление кратера предыдущего шва, улучшает структуру металла в начальной части шва.

Предлагаемое изобретение может быть использовано во всех отраслях промышленности, особенно в тех, где

25 предъявляются повышенные требования к качеству сварного соединения, надежности начального возбуждения дуги и установлению процесса сварки.

При испытании предлагаемого уст-. ройства при совместной работе с источником питания ВДУ-504, оно показало свои высокие технологические свойства. Испытания также проводились при сварке на керамических под1 кладках. При этом устройство обеспечивает надежное установление процесса, полное переплавление кратера предыдущего шва, шлаковая пробка успевала всплыть из разделки. В месте возобновления сварки при работе указанного устройства формирование обратного валика хорошее, структура металла в начальной части шва аналогична структуре в середине шва, Устройство простое в наладке и эксплуатации.

Экономический эффект; по сравнению с базовым объектом — источником

ВДУ-504, от внедрения изобретения в народное хозяйство составит 630 руб. на каждое устройство. Указанный эф фект достигается за счет повышения качества и производительности сварки, облегчения производства работ.

1143544

Составитель И.Лурье

Техред С.Мигунова Корректор М.Роэман

Р едак тор Н. Тупица

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 815/>2 Тираж 1086 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретейий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау пская наб., д. 4/5