Устройство для электродуговой сварки с короткими замыканиями

Устройство для электродуговой сварки с короткими замыканиями

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1Ц 551134 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.07.7 5(21) 2159238/27 с присоединением заявки № " (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.77Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания11.04.77 (51) М. Кл.

В 23 К 9/00

Государственный комитет

Совета Мииистрав СССР по делам изооретвиий и открытий (53) УДК 621.791.75 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. М. Горнов и Г. С. Кузьмин (71) Заявитель

Пермский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ

С КОРОТКИМИ ЗАМЫКАНИЯМИ

Изобретение относится к электрооборудованию для сварки в среде активных защитных газов (например, углекислого газа) в режиме с к.ороткими замыканиями межэлектродного промежутка. 5

Известны устройства, ограничивающие ток короткого замыкания в зависимости от амплитуды тока в момент разрыва расплавленной перемычки между электродами и предназначенные для уменьшения разбрызгива- 10 ния при сварке (1).

Такие устройства имеют сварочное оборудование, тиристорный коммутирующий блок, основной тиристор которого зашунтирован цепочкой с ограничительным сопро- 15 тивлением. При коротком замыкании дугового промежутка по сигналу от датчика основной тиристор запирается и ток в момент разрыва перемычки (ток возбуждения дуги) снижается до величины, определяемой огра- 20 ничительным сопротивлением шунтирующей цепочки.

Из- за ограничения тока в пределах всего периода короткого замыкания эти устройства значительно изменяют энергетический баланс процесса, при котором не снижается ток короткого замыкания и не увеличивается разбрызгивание.

В известном устройстве для электродуговой сварки для сохранения энергетического цикла сварки введен блок для подачи дополнительного импульса сварочного тока примерно в середине периода ограничения тока и введена задерживающая цепочка запрета подачи указанного импульса при касании электродов без переноса металла (, Ц .

Метод компенсации такого ограничения приводит к ухудшению устойчивости сварочного процесса.

Недостатком устройства является также то, что по шунтирующей цепочке проходит балластный ток во время короткого замыкания. Коммутирующий конденсатор заряжается в большинстве случаев до избыточного напряжения. Кроме того, в устройстве используются два источника питания.

Цель изобретения — уменьшение разбрызгивания, повышение устойчивости процесса сварки и упрощение конструкции устройства.

Это достигается тем, что вход датчика сигнала ограничения тока подключен к сварочным электродам через параллельно соединенные дифференцирующую и интегрирующую цепи, выход его соединен с формирователем управляющего импульса вспомогательного тиристора, а схема управления силового тиристора подключена к нему параллельно.

Тиристорный коммутирующий блок выпол!

О нен по схеме с автотрансформаторным зарядом коммутирующего конденсатора в функции сварочного тока и подсоединен вместе с цепочкой возбуждения к концу обмотки сварочного дросселя со средним отводом.

На чертеже дана электрическая схема предлагаемого устройства.

Она содержит сварочный источник питания 1, сварочный дроссель 2 со средним отводом, сварочные электроды 3, блок коммутации 4, цепь возбуждения дуги 5, датчик сигнала ограничения тока 6, формирователи управляющих импульсов 7 и 8. Блок коммутации состоит из силового тиристора

9, вспомогательного тиристора 10, диода

11 и коммутирующего конденсатора 12, заряжаемого от сварочного дросселя за счет автотрансформаторного эффекта в функции от тока. Блок 4 предназначен для прерывания сварочного тока, проходящего через ти- ЗО ристор 9. Цепь возбуждения дуги 5 служит для подачи тока в момент прерывания его в основной цепи и в момент возбуждения дуги. Она состоит из диода 13 и ограничительного резистора 14. Роль датчика 35 сигнала ограничения тока выполняет триггер

Шмитта 6 с дифференцирующей цепью 15, 16, интегрирующей цепью 17, 18 и разделительными диодами 19, 20, 21. Триггер Шмитта 6 срабатывает, когда в начале разрыва пере- 40 мычки напряжение на ней резко возрастает.

Инерционность разрыва перемычки состав-4 ляет 10 с. При касании электродов без переноса металла триггер Шмитта 6 не срабатывает, так как напряжение на конденса- 45 торе 17 не успевает уменьшиться за это время до порогового значения отпускания триггера.

При уменьшении длительности разрыва 50 перемычки триггер Шмитта 6 срабатывает раньше, чем напряжение на межэлектродном промежутке достигнет порогового значения за счет опережающего увеличения напряжения на резисторе 16 дифференцирующей це- 55 почки. Этим обеспечивается слежение за скоростью изменения заднего фронта кривой напряжения на дуговом промежутке.

Формирование управляющего импульса для вспомогательного тиристора 10 происходит 60

4 во время разряда конденсатора 22 через импульсный трансформатор 23 при открывании маломощного тиристора 24 от триггера Шмитта 6.

Задержка открывания основного тиристора 9 основана на шунтировании его конденсатором 25 формирователя импульсов 7.

По мере заряжения конденсатора 25 шунтирование уменьшается и тиристор 9 открывается. Скорость заряда конденсатора регулируется резистором 26.

При включении источника 1 и замыкании электродов 3 заряжается конденсатор 25.

При достижении на конденсаторе 25 определенного уровня напряжения открывается тиристор 9, по сварочной цепи проходит ток, заряжается конденсатор 12, электроды 3 оплавляются, образуется жидкая перемычка.

Напряжение на перемычке в начале разрыва резко возрастает (в результате появления фазы паров металла), заряжаются конденсаторы 15, 17, 22!срабатывает триггер Шмитта 6 и открывает через дифференцирующую цепочку 15, 16 маломощный тиристор 24, конденсатор 22 разряжается через первичную обмотку импульсного трансформатора

23, индуцированный импульс открывает тиристор 10.

При уменьшении длительности разрыва перемычки триггер Шмитта 6 срабатывает раньше, чем напряжение на межэлектродном промежутке достигнет порогового значения за счет опережающего увеличения напряжения на резисторе 16 дифференцирующей цепочки.

Следует отметить, что конденсатор 22 при первом коротком замыкании к приходу сигнала с триггера Шмитта не успевает полностью зарядиться, и поэтому выдается импульс недостаточной амплитуды для открывания тиристора 10.

При открывании тиристора 10 напряжение коммутирующего конденсатора 12 прикладывается встречно напряжению на основном тиристоре 9 и на нагрузке, соединенным последовательно. Тиристор 9 закрывается, ток в основной цепи прерывается, перемычка разрывается под действием накопленной энергии, при силе тока 10-30 А в цепи возбуждения 5 возбуждается слаботочная дуга. По мере разряда коммутирующего конденсатора 12 на основном тиристоре 9 возрастает прямое напряжение, подаваемое через автономную цепь на его управляющий электрод, и он открывается. Развивается сильноточная дуга, электроды оплавляются, что вызывает очередное короткое замыкание, и цикл повторяется.

Если во время горения дуги капля замкнет дуговой промежуток кратковременно без

551134

Составитель Г. Тютченкова

Редактор Н, Разумова Техред М. Левицкая Корректор B. Куприянов

Заказ 59/6 Тираж 1232 Подписное

1ЛНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 переноса металла, то за это время конденсатор 17 не успеет разрядиться через входное сопротивление триггера Шмитта 6, и он не выдает сигнал на прерывание тока.

Ф ормула изобретения

Устройство для электродуговой сварки с короткими замыканиями, содержащее свароч- щ ный источник питания, сварочный дроссель, электроды, тиристорный коммутирующий блок, в который входят силовой и вспомогательный тиристоры, цепь возбуждения дуги, датчик сигнала ограничения тока и формирователи импульсов, управляющие работой тиристоров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, повышения устойчивости процесса и снижения разбрызгивания электродного металла за счет уменьшения тока короткого замыкания на время разрыва перемычки, вход датчика сигнала ограничения тока подключен к сварочным электродам через параллельно соединенные дифференцирующую и интегрирующую цепи, выход его соединен с формирователем управляющего импульса вспомогательного тиристора, а схема управления силового тиристора подключена параллельно этому тиристору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Авторское свидетельство № 339355, М,Кл.В23 К 9/00, 1970.

2. Авторское свидетельство № 408726, М. Кл. В23 К 9/00, 1971.