Устроство для дуговой сварки

Устроство для дуговой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11) 468722

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал истимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 05.08.71 (21) 1680989/25-27 (51) Ч Кл В 23k 9 00 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 30.04.75. Бюллетень № 16

Дага опубликования описания 29.12.75

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.75,037 (088.8) (72) Авторы изобретения Б, Е. Патон, В. К. Лебедев, И. В. Пентегов, И. И. Заруба, В. А. Легостаев, E. П. Стемковский, Д. А. Шейковский, С. Н. Мещеряк и В. В. Дыменко

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. E. О. Патона (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к сварочным источникам питания.

Известно устройство для дуговой сварки, в котором напряжение источника постоянного тока преобразуется в переменное с помощью четырехтиристорного моста. Дуга включена в диагональ моста и шунтирована батареей конденсаторов. Такое устройство позволяет раздельно регулировать длительность и ам плитуду тока положительной и отрицательной части периода.

Однако включение батареи конденсаторов параллельно дуге отрицательно влияет на качество сварного шва, так как устойчивость дуги резко падает, повторное возбуждение дуги затруднено.

Известно также устройство для импульсной дуговой сварки, в котором в качестве генератора импульсов,;накладываемых на дугу, служит батарея конденсаторов.

В этом устройстве в импульсах, развиваемых батареей конденсаторов, стабилизирована энергия импульса, а ток не стабилизирован и его величина в значительной мере зависит or состояния дугового промежутка.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, ITD содержит индуктивный накопитель энергии, подсоединенный к выходу источника постоянного напряжения через бесконтактный ключ, а дуговой промежуток включен параллельно индуктивному накопителю. Кроме того, дуговой промежуток подключен через разделительные диоды одновременно к индуктивному накопителю энергии и

5 источнику основной (де>курной) дуги.

Наличие индуктивного накопителя энергии улучшает условия повторного возбуждения дуги и обеспечивает крутой переход сварочного тока через нулевое значение, в резуль1р тате чего устойчивость сварочной дуги значительно возрастает. Это позволяет осуществить сварку алюминиевых сплавов па переменном токе, так как стабильные импульсы, поступающие в дугу от индуктивного някоц пителя, позволяют полностью разрушить оки сную пленку.

Применение индуктивного накопителя энергии позволяет выполнить источник нап ряжения с малым значением напряжения хо2р лостого хода, что сокращает его габариты и вес, позволяет осуществить сварку ня повышенных частотах и выорать оптимальную для заданных условий частоту, а также регулировать величину постояннои составляющей сварочного тока в широких пределах (в с,ч чае применения:!aкопнтеля дроссельного типа).

В случае использования предлагаемого устройства для импульсно-дуговой сварки наЗр личие индуктивного, накопителя обеспечивает

468722

3 наложение на дугу стабилизированных им пульсов тока, не зависящих от состояния дугового промежутка.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства для дуговой сварки переменным током; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема устройства для дуговой сварки с раздельной регулировкой величины тока прямой и обратной поляргн сти; на фиг. 3 — принципиальная электрическая схема устройства для импульсно-дуговой сварки с дополнительным источником постоянного напря>кения; на фиг. 4 — индуктивный накопитель энергии трансформаторного и дроссельного типа; на фиг. 5 — кривые напряжения дуги, тока дуги и тока в индуктивном накопителе в случае выполнения устройства по схемам, приведенным на фиг. 1 и на фиг. 2; па фиг. б — кривые тока дуги и тока в индуктивном накопителе в случае выполнения устройства по схеме, приведенной на фиг. 3.

Схема устройства для дуговой сварки переменным током (фиг. 1) содержит источник 1 постоянного напряжения, который мо>кет иметь жесткую либо падающую внешнюю характеристику. Выход источника 1 через бесконтактный электронный ключ 2, имеющий блок 3 управления, подключен ко входным клеммам а н о индуктивного накопителя 4 энергии.

K клеммам а и б индуктивного накопителя подключена также цепочка, состоящая из резистора 5 и тиристора 6, служащая для защиты бесконтактного электронного ключа 2 от опасных перенапря>кений, которые возникают при обрыве дуги. Управляющий электрод тиристора 6 через последовательно соединенные разделительный диод 7, резистор 8 и стабиловольт 9 подсоединен к аноду тиристора 6. К выходным клеммам в и г индуктивного накопителя 4 энергии подсоединен дуговой нроме>куток 10 со сварочным электродом 11 и изделием 12.

Схема устройства для дуговой сварки с раздельной регулировкой величины тока прямой и обратной полярности (фиг. 2) содержит включенный последовательно с дугой резистор 13, с помощью которого можно регулировать ток дуги. Резистор 13 шунтирован диодом 14 в направлении, обратном действию источника 1 постоянного напряжения.

Схема устройства (фиг. 3) используется для импульсно-дуговой сварки и содержит дополнительный источник 15 постоянного напряжения, подсоединенный параллельно дуге, который в зависимости от технологических требований может возбуждать в дуговом промежутке 10 дежурную или основную дуI у. Для исключения взаимного влияния исто IHHKOB 1 и 15 опи подключены к дутовому проме>кутку 10 через разделительные диоды

1б и 17.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

50 д0

6о

4

В исходном положении бесконтактный электронный ключ 2 разомкнут. При пода ie сигнала с блока 3 управления ключ 2 замыкается и подключает источник 1 к клеммам а и б индуктивного накопителя 4 энергии. На- чинается процесс зарядки накопителя. Одновременно с этим возбуждается дуга .между электродом 11 и изделием 12. Индуктивный накопитель 4 аккумулирует энергию в интервале ti — 4 (фиг. 5). В момент 4, когда накопленная энергия достигает заданного значения, ключ 2 отключает источник 1, и накопитель 4 разря>кается на ионизированный дуговой промежуток 10.

Возбуждается дуга противоположной полярности, которая горит в интервале t — ts.

Причем надежное возбуждение дуги обусловлено тем, что в индуктивном накопителе после размыкания ключа 2 ток не может мгновенно изменить своей величины. В интервале

4 — 4 дуга противоположной полярности горит за счет энергии, накопленной в магнитном поле электромагнитного накопителя, при этом ток дуги i „ постепенно спадает. В момент lg, когда ток дуги сще не спал 10 нуля, вновь включается ключ 2, обеспечивая зажигание дуги первоначальной полярности и накопление новой порции энергии B индуктивном накопителе. Такой цикл повторяется с определенной частотой, задаваемой блоком 3 управления.

При обрыве дуги в процессе разряда ин дуктивното накопителя на его клеммах а и б может возникнуть перенапряжение, величина которого недопустима для нормальной работы бесконтактного электронного ключа 2.

Поэтому в схеме предусмотрена защита ключа от опасных перенапряжений, которая работает следующим образом.

При повышении напряжения на клеммах а и б накопителя, выше допустимого, определяемого порогом срабатывания стабиловольта 9, сигнал через стабиловольт, резистор 8 и диод 7 подается на управляющий электрод тиристора б, который открывается, подключая гасящий резистор 5 к клеммам а и б индуктивного накопителя 4.

Работа схемы, приведенной на фиг. 2, аналогична работе схемы, приведенной,на фиг. 1, с той лишь разницей, что величина тока ду ги i,, горящей в интервале ti — 4 (фиг. 5), при работе источника 1 может независимо ре гулироваться резистором 13. Причем послед ний на разряд индуктивного накопителя 4 пе оказывает никакого влияния, так как во время разряда индуктивного накопителя энергии резистор 13 шунтируется диодом 14.

Процессы, протекающие в схеме, приведс!333ой на фи! . 3, прн зарядке li разряде индуктивного накопителя 4 энергии в основ>ном аналогичны процессам, протекающим в схеме, приведенной на фиг. 1. Разница заключается лишь в том, что за время Т,,„„, когда ключ 2 находится в выключенном состоянии (фиг. 6), индуктивный накопитель 4

468722

Фиг 1

Фиг Z

5 успевает полностью разрядиться (ток накопителя 1„в момент гг равен О). Помимо этого в схеме, приведенной на фиг. 3, импульсы тока индуктивного накопителя 4 проходят через дуговой промежуток 10 в том же направлении, что и ток основной (дежурной) дуги, благодаря чему импульсно- дутовая сварка осуществляется модулированной дугой одной полярности.

Использование в таких схемах индуктивного накопителя 4 энергии трансформаторного или дроссельного типа (фиг. 4) не меняет существа протекающих в них электромагнитных процессов. Каждый из этих типов накопителей обладает своими преимуществами.

Основным достоинством накопителя трансформаторного типа является то, что он позволяет получить большую величину тока в дуге, чем ток, коммутируемый ключом 2.

Но применение накопителя трансформаторного типа,,не трансформирующего постоянной составляющей тока, исключает возможность независимой регулировки тока прямой и обратной дути. Кроме этого, при коммутации ключа 2 на клеммах а и б накопителя трансформаторного типа из-за наличия потока рассеяния, возникает перенапряжение, нежелательное для нормальной работы ключа 2. Накопитель дроссельного типа лишен этих недостатков.

К достоинствам дроссельного накопителя следует отнести также то, что он обладает б ббльшей удельной энергоемкостью, чем накопитель трансформаторного типа при одинаковой величине аккумулируемой ими энергии.

Однако при использовании накопителя дроссельного типа ток, коммутируемый ключом 2, всегда больше или равен току в дуге.

Предмет изобретения

1. Устройство для дуговой сварки, содержаi0 щее источник постоянного напряжения с же сткой или падающей внешней характеристикой и ключ в силовой цепи с блоком управления и системой защиты от перенапряжений, отличающееся тем, что, с целью повышения

15 качества сварного соединения за счет улучшения условий повторного возбуждения дуги и стабилизации импульсов тока, а также использования источника постоянного напряжения с малым значением напряжения хо20 лостого хода, что сокращает его габариты и вес, оно содержит индуктивный накопитель энергии, подключенный через ключ к источ.нику напряжения, а дуговой промежуток подключен параллельно индуктивному нако25 пителю.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства, дуговой промежуток подключен через разделительные диоды одЗ0 повременно к индуктивному накопителю энер гии и источнику основной (дежурной) дуги.

468722 г— а б г! J

ФигХ

Рыг 6

Составитель Г. Тютченкова

Техред Е. Подурушина

Редактор Н. Суханова

Корректор Н. Аук

Подписное

МОТ, Загорский филиал

Заказ 5503 Изд. Хв !41! Тираж 1061

1111ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5