Устройство для дуговой сварки

Устройство для дуговой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ содержащее источник питания дуги, балластный резистор и токоподводы , один из которых соединен с источником питания дуги, а другой - с первым вьшодом балластного резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет стабильного формирования наплавленного валика и автоматического регулирования температуры нагрева электрода, в устройство введены два фильтра и последовательно соединенные блок сравнения, блок управления, регулирующий блок и дополнительный источник питания, первый выход которого соединен с одним токоподводом и входом первого фильтра , а второй выход - с вторым выво.дом балластного резистора и входом второго фильтра, выход которого сое (Л динен с первьм входом блока сравнения , второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом С первого фильтра и первым выводом балластного резистора. со tsD QD ОО

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН с °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьий

Oaak

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3737643/25-27 (22) 10.05.84 (46) 23. 11.85. Бюл. N 43 (71) Ждановский металлургический институт (72).С.В.Гулаков, В.АсМуратов и А.Н.Серенко (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 395200, кл. В 23 К 9/16, 1971.

Ющенко К.А. Скоростная газоэлектрическая сварка нержавеющих сталей дополнительно подогреваемой проволокой. — Автоматическая сварка, 1969, ¹ 1, с. 45-47.

Авторское свидетельство СССР № 574287, кл. В 23 К 9/00, 1974. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОИ

СВАРКИ, содержащее источник питания дуги, балластный резистор и токоподводы, один из которых соединен с ис„„SU„„1 I 92918 А (5и 4 В 23 К 9 00 точником питания дуги, а другой — с первым выводом балластного резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет стабильного формирования наплавленного валика и ав томатического регулирования температуры нагрева электрода, в устройство введены два фильтра и последовательно соединенные блок сравнения, блок управления, регулирующий блок и дополнительный источник питания, первый выход которого соединен с одним токоподводом и входом первого фильтра, а второй выход - с вторым выводом балластного резистора и входом,@ второго фкдьтрв, вЫход которого сов- (/) динен с первьч входом блока сравнения, второй и третий входы которого С„ соединены соответственно с выходом

O первого фильтра и первым выводом с балластного резистора.

1192918

15

25

35

55

Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к сварке (наплавке) плавящимся электродом с обеспечением управления подогрева его вылета, и может быть использовано в различных областях машиностроения.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет стабильного формирования наплавленного валика и автоматического регулирования температуры нагре— ва электрода.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — упрощенная электрическая схема устройства.

Для возможности раздельного независимого управления током дуги и током подогрева вылета в устройст— во введен дополнительный источник питания. Балластный резистор и фильтры установлены для выделения полезного сигнала. Для поддержания температуры вьшета на требуемом уровне в устройство введены блок сравнения, регулирующий блок и блок управления.

Устройство для дуговой сварки состоит из источника 1 питания дуги, токоподводов 2, дополнительного источника 3 питания, подогрева выпета электрода с балластным резистором 4, регулирующего блока 5, двух фильтров 6 и 7, настроенных на рабочую частоту дополнительного источника 3 питаниз, блока 8 сравнения и блока 9 управления. При этом источник питания дуги подключен одним выводом к верхнему токоподводу 2, а вторым— к изделию 10. Первый вывод источ— ника 3 подключен к верхнему токоподводу 2 и к входу фильтра 6, второй вывод через балластный резистор 4— к нижнему токоподводу 2, установленному на вьшете электрода 11 на расстоянии Н от верхнего токоподвода, и к входу фильтра ?. Выходы фильтров 6 и 7 соединены с информационными входами блока 8 сравнения, об- . . щий провод которого подключен к нижнему токоподводу 2. Выход блока 8 сравнения через блок 9 управления подключен к регулирующему блоку 5, выход которого подключен к дополнительному источнику 3 питания

В качестве дополнительного источ. ника 3 питания может быть использован любой достаточно мощный источник, например сварочный трансформатор, выпрямитель, инвертор. Фильтры 6 и 7 могут быть изготовлены на основе RC- или LC-цепей, или дискретных (цифровых) устройств.

Блок сравнения и блок управления могут быть изготовлены на основе полупроводниковых элементов (транзисторов), микросхем (например, операционных усилителей) и т.п. Регулирующий блок может быть выполнен с использованием мощных силовых контакторов, тиристоров, транзисторов, магнитных усилителей и других аналогичных элементов.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении тока от источника 3 на балластном резисторе 4 и вылете электрода Н, включенных последовательно, напряжение распределится пропорционально величине сопротивления этих элементов. Если сопротивление резистора 4 будет намного меньше сопротивления вылета электрода, то и мощность, рассеиваемая на этом резисторе, будет мала . и не будет заметно снижаться КПД

cHcTeMbI подогрева вьшета электрода.

В процессе нагрева вылета электрода падение напряжения на нем будет также расти из-за увеличения его сопротивления..

Если теперь измерять падение напряжения на резисторе 4 и вылете электрода, приняв эа общую точку нижний токоподвод, то эти напряжения будут иметь противоположную полярность, а соотношение их будет определяться только соотношением величин сопротивлений резистора 4 и выпета электрода Н и не будет зави сеть от тока подогрева, протекающего через вылет электрода, и напряжения дополнительного источника 3 питания.

Сравнивая эти напряжения, можно судить об изменении сопротивления вьшета электрода при изменении его температуры. C этой целью указанные напряжения поданы на информационные входы блока 8 сравнения, отрегулированного таким образом, что при оптимальной температуре вылета электрода .11 выходной сигнал на его выходе отсутствует. При изменении температуры в ту или иную сторону от оптимальной изменяется также соотношение укаэанных напряжений на входе

192918

40

3 1 блока 8 сравнения и последний формирует выходной сигнал, полярность которого соответствует знаку рассогласования температуры вылета электрода от требуемой, а величина зависит от величины этого рассогласования. Этот сигнал, поступая в блок 9 управления, управляет работой регулирующего блока 5, который изменяет выходную мощность источника 3 таким образом, что. I бы устранить отклонение температуры вылета от оптимального значения.

По вылету Н, электрода 11 кроме тока подогрева от источника 3 может протекать сварочный ток от источника 1. Протекание по вылету электрода сварочного тока. приводит к дополнительному падению напряжения на нем, что не позволяет выделить полезный сигнал — падение напряжения только от протекания тока подогрева.

Для выделения полезного сигнала в ! предложенном устройстве выходные напряжения источника питания дуги и источника подогрева вылета электрода отличаются частотой.

Выделение полезного сигнала осуществляется путем включения режекторных фильтров, пропускающих на входы блока 7 сравнения сигналы с. частотой, на которой работаЕт источник подогрева вылета электрода, и отфильтровывают сигналы с частотой источника питания напряжения дуги.

Наиболее оптимальным является применение источника питания дуги постоянного тока и источника подогрева переменного тока промышленной частоты.

Тогда постоянную составляющую сварочного тока можно отфильтровать с помощью простого RC-фильтра (фиг ° 2).

На упрощенной электрической схеме предложенного устройства (фиг. 2) источником питания дуги является выпрямитель 1, а дополнительным. источником 3 — трансформатор Т, вторичная обмотка которого через балластный резистор подключена к токоподводам 2, а первичная через симистор (регулирующий блок 5) — к сети.

Работой симистора управляет блок управления. В качестве фильтров использованы RC-цепи (К1С„ и R С<), подключенные к инвертирующему входу операционного усилителя А (блок 8 сравнен1 я), выход которого подклю-, чен к блоку 9 управления,а общий провод - к левому (фиг. 2) выводу балластного резистора 4.

В процессе наплавки (сварки) вторичное напряжение трансформатора Т распределено пропорционально величинам сопротивлений резистора 4 и выпета электрода. Причем сопротивI ление вылета электрода пропорционально его температуре.

Поскольку общий провод операционного усилителя А подключен к точ1 ке D, то сигналы в точках В и С относительно точкй D находятся в противофазе, а амплитуды их пропорциональны сопротивлениям участков CD и DB (т.е. сопротивлениям вылета электрода и балластного резистора R ).

Чувствительность (коэффициент усиления) усилителя по входу С

R3 равна соотношению — —,а по входу В—

R3 R1 — Таким образом, регулируя вели2 чину резистора R или R можно до1 „2 биться IIpH HoMHHBJIbHQH температуре вылета нулевого. потенциала на выходе усилителя А. Причем внешние возмущения никак не повлияют на характер этого сигнала. Его величина и знак будут однозначно зависеть только от температуры вылета электрода.

Подав этот выходной сигнал в блок 8 управления, можно регулировать угол открытия симистора, поддерживая тем самым постоянной температуру вылета электрода, а следовательно, и качество процесса наплавки (сварки).

Снижение температуры подогрева на вылете от оптимального значения при наплавке вызывает увеличение глубины проплавления, появление несплошности в наплавленном слое.

При увеличении значений температуры подогрева от оптимальной имеет место ухудшение качества формирования, появляются грубая чешуйчатость, неравномерность наплавленного валика по ширине и высоте вследствие нарушения стабильности плавле-. ния электрода.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит повысить качество наплавленного метапла .за счет возможности регулирования подогревом вылета электрода.

1192918

Составитель Г.Чайковский

Редактор Л.Гратилло Техред A.Бойко ." Корректор С.Шекмар

Заказ 7207/14 Тираж 1085 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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