Сварочный полуавтомат

Сварочный полуавтомат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в сварочном оборудовании для сварки плавящимся электродом в защитном газе. Сущность изобретения: первичная обмотка силового трансформатора выполнена с отводами, которые коммутируются симисторами. Выпрямитель собран по полумостовой схеме на диодах. Вторичная обмотка трансформатора выполнена с отводами , которые вместе с диодами и конденсатором образуют дополнительный источник питания сварочной дуги. Это обеспечивает устойчивое горение дуги и стабильный перенос электродного металла. 3 з.п ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Йфф l

4. в,1 ЦСУЬ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880746/08 (22) 11.11.90 (46) 15.08.92. Бюл. М 30 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) В.А.Лебедев, А.И,Семенов, В.Ф.Мошкин, P.È.Ãàðêàëþê, В.М.Мозок, B.Ã.Ïè÷àê, И.С.Углев, Б.А.Вет чинкин и В,B,Карасев (56) Оборудование для дуговой сварки.

Справочное пособие/ Под ред. В.В.Смирнова. Энергоатомиэдат, 1986, с.656, Авторское свидетельство СССР

М 893442, кл. В 23 К 9/00, опубли к, 30,12.81.

Посунько И.В., Карачунский П,Ш. Повышение надежности полуавтомата А-825, Сварочное производство 1973, М 10, с.43—

44.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к сварочному оборудованию; и предназначенодля реализации полуавтома-. тической сварки плавящимся электродом металлов малых толщин на токах до 160 А с питанием от осветительной сети однофазного тока.

Известны устройства для полуавтоматической сварки плавящимся электродом, содержащие источник сварочного тока, механизм подачи электродной проволоки, элементы управления широко известны. Так известен полуавтомат А 547 для сварки тонколистовых конструкций. В качестве источника сварочного тока в этом полуавтомате используется неуправляемый трехфазный выпрямитель BC 300 Б, который имеет большие габариты и массу, сложную систему силовых переключателей уровня сварочного напряжения.

5U «1754362 А1

2 (54) СВАРОЧНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ (57) Использование: в сварочном оборудовании для сварки плавящимся электродом в защитном газе. Сущность изобретения: первичная обмотка силового трансформатора выполнена с отводами, которые коммутируются симисторами. Выпрямитель собран по полумостовой схеме на диодах. Вторичная обмотка трансформатора выполнена с отводами, которые вместе с диодами и конденсатором образуют дополнительный источник питания сварочной дуги. Это обеспечивает устойчивое горение дуги и стабильный перенос электродного металла. 3 з,п, ф-лы, 1 ил.

Такой полуавтомат имеет малую маневренность и непригоден для применения в условиях, где отсутствует трехфазная силовая сеть. Кроме того, недостатком такого полуавтомата является наличие силового контактора в сварочной цепи, который вносит элементы надежности.

Известен также источник сварочного тока, выполненный в виде однофазного выпрямителя по двухполупериодной схеме выпрямления с нулевой точкой и со сглаживающим дросселем.

Такой источник не может обеспечить непрерывность сварочного тока и стабильность горения дуги на малых токах (ниже

70 А);

Наиболее близким к предлагаемому является полуавтомат, содержащий в качестце источника сварочного тока нерегулируемый трехфазный выпрямитель, а также механизм подачи электродной проволоки, схему

1754362 управления и коммутатор источника сварочного тока. Полуавтомат отличаетса тем, что включение источника сварочного тока осуществляется коммутатором-пускателем по первичной стороне выпрямителя, схема управления подключена через дополнительный трансформатор к сети трехфазного напряжения, а электродвигатель механизма подачи связан со сварочной цепью, К недостаткам этого устройства можно отнести большие массогабаритйые показатели полуавтомата, сложность настройки режимов и низкую надежность.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения, надежности сварочного полуавтомата, снижение массогабаритных показателей, упрощение настройки.

Поставленная цель достигается тем, что в сварочном полуавтомате, содержащем источник сварочного тока, выполненный из однофазного трансформатора, силового выпрямителя, дросселя и накопительной емкости, а также электропривод механизма и подачи электродной проволоки, блок управления циклом сварки - выпрямитель источника сварочного тока выполней по схеме с нулевым выводом, а накопительная емкость с одной стороны подключена к дополнительному второму введенному выпрямителю с нулевым выводом, связанного с дополнительными отводами однофазного трансформатора, а с другой стороны — через диод к точке соединения силового выпрямителя и дросселя, при этом напряжение питания второго выпрямителя составляет 607ь — 70 Д напряжения питания силового выпрямителя. Первичная обмотка однофазного выпрямителя связана с отводами, причем каждый из отводов подключен к одной стороне, дополнительно введенных двухсторонних безконтактных ключей, другие стороны этих ключей подключены к общей шине, связанной с сетью, при этом каждая из цепей управления ключей связана через элементы гальванической развязки с выходом каждого компаратора. Первый из входов каждого компаратора связан с общим для них задающим резистором, а вторые входы компараторов связаны с регулируемыми источниками опорного напряжения.

Первые входы компараторов через переключатель и регулируемый делитель напряжения связан с цепью якорной обмотки электродвигателя привода механизма подачи электродной проволоки. Первые входы компараторов через переключатель и усилитель постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления связан с измерителем сварочного тока. В качестве элемен45 механизма подачи и задается электроприводом 20 с задатчиком 21, Общая нулевая точка 22 первого и второго выпрямителей источника сварочного тока через измеритель 23 сварочного тока связана со сварива50 емым изделием 24. Сварочный полуавтомат содержит дополнительный источник 25 пи-. тания элементов схемы управления. От источника 25 получают питание электропривод 20, через пусковой коммутирующий

55 элемент 26 — блок 27 управления циклом сварки и также контакторы 28а, 286, 28п, Первые входы компараторов 28а, 286...„28n через развязывающие диоды 29а, 296,...,29n связаны с задающим резистором 30 через переключатель 31. Вторые входы этих

40 тов гальванической развязки установлены реле с замыкающими и размыкающими контактами, причем замыкающие контакты включены в цепи управления бесконтактных ключей, а размыкающие — в цепи самих реле, при этом размыкающие контакты, подключенные к выходу компаратора с более высоким уровнем напряжения срабатывания, находятся в цепях реле, подключенных к выходу компаратора с более низким уровнем напряжения срабатывания, а разница в этих уровнях напряжений составляет одну ступень напряжения источника сварочного тока

На чертеже представлена схема электрическая принципиальная сварочного полуавтоматата.

Первичная обмотка однофазного трансформатора 1 источника сварочного тока через коммутирующий элемент 2 и автоматический выключатель 3 подключена к сети переменного тока 220 B 50 Гц и содержит ряд отводов а, б„,.п, которые через ключи (симисторы) 4а, 46,...,4n (no числу ступеней-отводов трансформатора) также подключены к сети переменного тока через упомянутые элементы 2 и 3, Вторичная обмотка трансформатора 1 выполнена со средней точкой и содержит дополнительные отводы 5, 6, и 7, 8, которые через переключатель 9 подключена ко второму выпрямителю, выполненному на диодах 10, 11, выход этого выпрямителя связан с накопительной емкостью 12 и через диод 13 с выходом первого выпрямителя, выполненного на диодах 14 и 15 и подключенного к концам вторичной обмотки трансформатора 1. Точка соединения диода 13 и выхода,.первого выпрямителя,на диодах, 14, 15 соедийена со входом дросселя 16, выход которого связан с токоподводом 17, через который роликами

18 подается электродная проволока. Скорость подачи проволоки определяется частотой вращения вала электродвигателя 19

1754362 компараторов подключены к соответствующим источникам 32а. 326,...,32n опорного напряжения; причем величины опорного прямленного напряжения с первого выпрямителя не станет меньше величины напряжения заряда конденсатора 12. Таким образом обеспечивается уровень напряжения сварки, не спадающий до нуля. Пре>кнапряжения находятся в соответствии

Ua < U6.„< Un. Выходы компараторов 28а, .286„..28п через элементы гальванической развязки, в качестве которых выбраны реле

33а, 336,..;33п, связаны с цепями управления соответствующих ключей 4а, 46,...,4п.

Вместо напряжения с задающего резистора

30 может быть использовано напряжение девременный разряд конденсатора 12 предотвращается диодом 13. Введение второго выпрямителя на пониженное напряжение заряда вызвано тем, что максимальное

10 значение полуволны напряжения первого

= л выпрямителя 0мак = — Ucp. Сварка ведет2 ся на среднем напряжении Ucp, следовательно на конденсаторе должно быть напряжение не ниже этого уровня. Более на обмотке якоря электродвигателя 19, которое снимается с регулируемого делителя

34 напряжения и через контактор P переключателя 31 и подается на входы компарэторов 28а, 286,...,28n. В качестве задающего

15 высокий е"o уровень ведет к повышению общего напряженйя сварки, а следовательно, к большим емкостям конденсатора и расчету его на большее напряжение, Величина напряжения сварки задается ст.пенможет быть использовано напряжение с выхода усилителя 35 постоянного тока с регулируемым резистором 36 коэффициентам усиления, На вход усилителя 35 поступает

20 обратной связи усилителя 35, цифрами 38а, 386...„38п обозначены защитные диоды.

Цифрами 39а, 396„...39n обозначены ограничивающие резисторы на выходах компараторов 28а, 286,...,28n, Цифрами 40, 41 обозначены ограничивающие резисторы в цепях задатчика 30, Цифрами 42а, . 426„.„42п обозначены ограничивающие резисторы в цепях управления ключей 4а, 46...„4n. Цифрой 43 обозначен разрядйый ров 28 устанавливает необходимый для срэбатывания определенного компаратора уровень напряжения. Сработает тот компаратор (на его выходе появляется сигнал нуля), у которого уровень напряжения на входе будет равей или превышать опорное напряжение с резисторов 32. При этом при появлении на выходе компаратора сигнал

30 нуля срабатывает соответствующее реле 33 и замыкает свой контакт в цепи управления резисторов 42. Включается соответствуюрезистор.

Сварочный полуавтомат работает следующим образом, Замыкается автоматический выключатель 3. При нажатии пусковой кнопки 26 щий симистор и коммутирует определенный

35 отвод первичной обмотки трансформатора

1. Для исключения одновременного включения двух и более симисторов, что ведет к образованию короткозамкнутых витков включается цикл сварки, который определяется блоком 27, При этом включается контакт 2 от блока и контакт 27 от этого же блока в цепи электропривода 20, на выходе первичной обмотки трансформатора 1. раз40 мыкающий контакт каждого последующего реле по восходящей величине напряжения срабатывания компаратора включен в цепь источника сварочного тока появляется сварочное напряжение и при подаче электродной проволоки начинается процесс сварки изделия 24, Источник сварочного тока обеспечивает средний уровень напряжения на выходе в зависимости от того, какой из ключей включен, при этом с целью обеспечения непрерывного горения дуги выпрямленное напряжение не падает до нуля, как это 6brвает в двухполупериодных выпрямителях предыдущего реле. Так, например контакт реле 336 находится в цепи реле ЗЗа.

Таким образом, плавно регулируется напряжение задания, на резисторе 30 осуществляется ступенчатое перекл ючение обмоток трансформатора 1 и выходного сварочного напряжения с выпрямителей на

50 дисках 14, 15 и 10, 11

В сварочном полуавтомате реализовано еще два вида регулирования выходного сварочного напряжения. В случае перевода переключателя 31 в другое положение может быть к входу компараторов подключен регуоднофазного напряжения. Это обеспечивается введением цепи второго выпрямителя на диодах 10, и 11 и накопительной емкости

12. Напряжение заряда конденсатора 12 выбрано на 30-40% ниже, чем напряжение, снимаемое с первого выпрямителя на дио55 лируемый делитель 34 напряжения, который питается от напряжения на обмотке дах 14 и 15. Конденсатор 12, заряженный до якоря электродвигателя 19 механизма подачи электродной проволоки, При этом в заэтого уровня напряжения, не разряжается до тех пор, пока величина полуволны вывисимости от скорости подачи проволоки, а напряжения с измерителя 23 сварочного то - чато ключами и регулируется при помощи кэ. Цифрой 37 обозначен резистор в цепи резистора 30, который на входах компэрато1754362 следовательно, сварочного тока ступенчато меняется уровень напряжения сварки, таким образом установить необходимый режим сварки можно лишь при помощи одного регулятора-задатчика 21 частоты вращения 5 приводного электродвигателя 19, Положение движка делителя 34 определяет степень зависимости напряжения сварки от ее тока, что характерно для сварки проволоками разных материалов и диаметров. Аналогич- 10 ным образом работает и система, состоящая из измерителя сварочного тока 23 и регулятора 36 и усилителя 35.

Все это в значительной степени облег чает процесс настройки полуавтомата на 15 оптимальный режим сварки, исклачает дефекты сварного соединения.

Согласноданному описанию был разработан полуавтомат для сварки в углекислом газе на токах 20 — 160 А с питанием от 20 осветительной сети перемеййого тока напряжением 220 8, Использовались сварочная проволока CB-088Г2С диаметром 0,8, 1,0 мм. Полуавтомат имеет массу не более

25 кг в однокорпусном исполнении из сети 25 потребляет ток не более f5 А. 8 процессе испытаний осуществлялась сварка металлов толщиной в диапазоне 0,6 — 6 мм. Процесс сварки стабилен без ощутимых потерь металла на угар и разбрызгивание (менее 30

1 5 );.

Формула изобретения

1. Сварочный полуавтомат; содержащий источник сварочного тока, вййолнен- ный йз однофазного трансформатора, 35 силового выпрямителя, дросселя и накопительной. емкости, а также электропривод механизма подачи электродной проволоки, блок управления циклом сварки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения 40 качества сварного соединения, надежнос и сварочного полуавтомата, обеспечения малых массогабаритных показателей, упрощения настройки; вторичная обмотка однофазного трансформатора выполнена с отводами и нулевым выводом, в него введены дополнительный выпрямитель, переключатель и диод, накопительная емкость одной обкладкой подключена к нулевому выводу одйофазного трансформатора, а другой обкладкой через дополнительный выпрямитель и переключатель — к отводам однофазного трансформатора и через диод — к общей точке дросселя и силового выпрямителя, 2. Полуавтомат по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, первичная обмотка однофазного трансформатора выполнена с и отводами, а также введены и двусторонних бесконтактных ключей, ограничительных резисторов, последовательно соединенных задатчика напряжения, переключателя, компаратора и реле и и источников опорного напряжения, подключенных ко второму входу соответствующего компаратора, при этом каждый отвод подключен к шине питания через двусторонний бесконтактный ключ, управляющий вход которого соединен через ограничительный резистор и контакт реле к шине питания, 3. Полуавтомат по п.2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что задатчик напряжения выполнен в виде делителя, подключенного параллельно якорной цепи электродвигателя подачи электродной проволоки.

4. Полуавтомат по п.2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что задатчик напряжения выполнен в виде последовательно соединенных датчика сварочного тока, регулируемого резистора и усилителя.

1754362

Составитель ВЛебедев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор А.Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2849 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/6