Устройство для разогрева и сварки деталей тлеющим разрядом

Устройство для разогрева и сварки деталей тлеющим разрядом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

SU„, m4 В 23.К 90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3826480/25-27 (22) 19.12.84 (46) 15.05.86. Бюл. У 18 (72) А.Л.Сиваков, В.Е.Плюта, В.И.Чернецов н Д.И.Котельников (53) 621.791.72.03(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 846181, кл. В 23 К 28/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1156875, 1984. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА И

СВАРКИ. ДЕТАЛЕЙ ТЛЕЮЩИМ РАЗРЯДОИ, содержащее рабочую камеру с анодом и заземленным катодом, а также источник питания с трехфазным повышающим трансформатором, вторичная обмотка которого соединена в звезду, каждая фаза которой последовательно соединена с силовыми элементами диодного однополупернодного выпрямительного моста и тнристорного регулятора рабочего напряжения, оснащенного схемой управления, включающей формирователь управляющего сигнала с блоками обнаружения дуги и защиты от короткого замыкания и перегрузки, а также сопротивление обратной связи, d тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации тока тлеющего раз.ряда по поверхности изделия, использована камера с секцнонированным анодом, а повышающий трансформатор оснащен дополнительной группой вторичных обмоток, также соединенных в звезду, каждая фаза которой включена в проти-. вофазе к соответствующим обмоткам первой звезды, а общие точки обеих звезд соединены между собой и заземлены через сопротивление обратной связи, диодный мост и тиристорный регулятор снабжены дополнительной группой силовых элементов, включенных последовательно с каждой фазой второй звезды по аналогии с первой звездой, при этом каждый рабочий элемент тиристорного регулятора последовательно соединен с одной as секций анода.

1 1230771 .2

Изобретение относится к сварочному оборудованию и предназначено для использования в установках для сварки и пайки в тлекнцем разряде.

Целью изобретения является стабилизация тока тлеющего разряда по поверхности изделия.

При сварке крупногабаритных деталей и деталей сложной формы возникает опасность нарушения условий поддержания нормального тлеющего разряда за счет неравномерного расстояния анода от свариваемого изделия, перегрева отдельных участков, что может привести к стягиванию тлеющего разряда в точку и к переходу его в дуговой разРяд

Согласно изобретению для стабилизации тока тлеющего разряда по поверхности изделия в устройстве использована камера с секционированным анодом, каждая секция которого соединена с самостоятельной обмоткой исВремя изменения напряжение Б н определяются экспериментально, так как быстрое уменьшение приводит к частому возникновению дуг и ухудшению стабилизации тлеющего разряда, что сни жает качество сварного соединения, а черезмерное увеличение приводит к затягиванию времени разогрева свариваемых иэделий, которое обычно сос,10 тавляет 30 — 120 с.

Генератор 23 пилообразного напряжения преобразует синусоидальное нап,ряжение f=50 Гц в пилообразное с f= . =100 Гц (фиг.2).

Напряжение U и 0, подают на устройство 25 сравнения. В момент, когда U > U, устройство 25 выдает импульс U, который поступает на усилитель 26 мощности. Сигнал с уси50.лителя 26 мощности устройства 20 управления тиристорами поступает на управляющие электроды регулирукнцих тиристоров 4 и 7. Устройство 21 и 22 управления тиристорами управляет работой регулирующих тиристоров 5 и 8 и соответственно 6 и 9. Порядок последовательности включения тиристоров

4 — 9 может быть самым разнообразным; точника питания.

На фиг.1 показана блок-схема, предлагаемого устройства; на фиг.2 диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Источник питания состоит из повышающего трансформатора 1, у которого средние точки двух вторичных обмоток соединены между собой встречно и через сопротивление 2 обратной связи с землей, а выход каждой вторичной обмотки последовательно соединен с соответствующими диодами выпрямителя

3, которые последовательно соединены с регулирующими тиристорами 4-9, где параллельно каждому из них включено гасящее сопротивление !0-15. Катоды регулирующих тиристоров 3 — 8 соединены с соответствующими секциями анода в рабочей камере 16 и .с детектором 17 напряжения, где выход детектора 17 напряжения соединен с входом устройства 18 защиты от короткого замыкания и перегрузок. Сигнал с сопротивления обратной связи 2 поступает на вход устройства 19 обнаружения импульсов дуги и устройства 18 защиты от короткого замыкания и перегрузок, с выхода которого также поступает иа устройство 19 обнаружения импульсов дуги, которое s свою очередь соединено с устройствами 20-22 управления тиристорами, связанными с управляющими электродами соответствующих регулирующих тиристоров 4 — 9. Каждое уст5

I0

30 ройство управления тиристорами состоит из генератора 23 пилообразного напряжения и генератора 24 опорного напряжения, которые подключены к входу устройства 25 сравнения. Выход устройства 25 сравнения соединен с входом усилителя 26 мощности, сигнал с которого поступает на управляющий электрод соответствующих регулирующих тиристоров 4 — 9, а импульс дуги из устройства 19 обнаружения импульсов дуги поступает на генератор 24 опорного напряжения и усилитель 26 мощности.

Источник питания работает следующим образом.

Рассмотрим принцип работы управления тиристорами 4 — 9 в режимах разогрева и сварки (соответственно а и

8 на фиг.2).

Генератор 24 опорного напряжения построен по принципу заряда и разряда конденсатора таким образом, что напряжение U пропорционально напряжению на конденсаторе. В исходном состоянии конденсатор заряжен, U имеет максимальное значение и с заданной постоянной времени медленно уменьшается до нуля (фиг.2). з 123О

Так как 3-фазный 2-полупериодный выпрямитель 3 соединен последовательно с регулирующими тиристорами 4 — 9, то тиристор, например 4, включается, если напряжение между анодом и като- 5 дом тиристора 4 больше нуля и на управляющий электрод его с усилителя

26 мощности приходит положительный импульс, а выключается, если напряжение между анодом и катодом тиристора 1ð

4 меньше нуля или включается любой из тиристоров 5 — 9. Схема построена таким образом, что два тиристора одновременно включены быть не могут.

Таким образом, при уменьшении опорного напряжения UI до О напряже- . ние Ua» увеличивается от Ua» до

U . Но если деталь не разогрелась, а анодное напряжение U „ увеличивается, то тлеющий разряд переходит в ду. 2р говой и через сопротивление 2 обратной связи скачком увеличивается ток, срабатывает устройство 19 обнаружения импульсов дуги, которое вырабатывает импульс дуги 01, и Ugq g длительностью я5 ь (фиг.2). Йа время, равное Р сигналом U закрывается усилитель

2б.мощности, а генератор 24 опорного напряжения увеличивает напряжение

U

Длительность импульса дуги < эст. должна быть минимальна и такой, чтобы обеспечить надежное выключение ду35 гового разряда. Увеличение напряжения Uqq за время о,, . определяют

771 4 экспериментально, так как черезмерное увеличение приводит к затягиванию разогрева свариваемых изделий, а малое — приводит к нарушению стабилизации тлеющего разряда, т.е. к частому возникновению дуг.

Таким образом, по окончании импульса дуги анодное напряжение U уменьшается на заданную величину, так как 11 :увеличилось и затем медленно (с постоянной времени разряда конденсатора) начинает уменьшаться.

Процесс продолжается до тех пор, пока деталь не разогреется до температуры разогрева (Т „ ).

В режиме сварки в устройство 18 защиты от короткого замыкания и перегрузок включают резистор, величину

его сопротивления устанавливают такой, чтобы ток тлеющего разряда, протекающий через сопротивление обратной связи 2, поддерживал температуру свариваемых иэделий равной Т . Соса. противление 2 обратной связи равно

1 Ом.

Детектор напряжения предназначен для контроля средневыпрямленного напряжения между сегментами анода и свариваемой деталью и на работу схемы влияния не оказывает.

Детектор напряжения выполнен для удобства работы с установкой, так как по показаниям PV можно судить о функциональной работе схемы, а также о давлении рабочего газа в камере, температуре свариваемых изделий и т.д.!

230771

Составитель Е.Сомова

Редактор А.Недолуженко Техред М.Ходанич Корректор Е.Рошко

Заказ 2480/15 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4