Устройство для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка

Устройство для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.03.80 (21) 2894317/25-27 (51) M. Кл.з

В 23 К 9/00

В 23 К 9/09 с присоединением заявки №вЂ”

Гееударстеенный квинтет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 28.08.8! (53) УДК 621.791..75 (088.8) IIo делан нэебретеннй н еткрмтий (72) Авторы изобретения

А Л. Хейфец, И. С. Пинчук и А. 1т Худяков

Челябинский политехнический институ им". Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ С КОРОТКИМИ

ЗАМЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА

Изобретение относится к дуговой электрической сварке плавлением, а именно к устройствам управления переносом металла и снижения его разбрызгивания при сварке в защитных газах, когда необходимо с высоким быстродействием осуществлять периодическое кратковременное снижение тока через дуговой промежуток.

Известно устройство для дуговой сварки, обеспечивающее коммутацию сварочного тока, содержащее силовой тиристор, который подключает сварочный источник питаf ния к дуговому промежутку, коммутирующую емкость, вспомогательные тиристоры, систему управления тиристорами цепь заряда емкости; при этом цепь заряда обеспечивает заряд емкости в исходное состояние после окончания коммутации сварочт5 ного тока, а заряд осуществляется посредством колебательного контура (1).

Однако необходимость к началу каждой коммутации обеспечивать заряд емкости ограничивает частоту возможных срабатываний такого устройства и не позволяет осуществлять последовательные коммутации тока, интервалы времени между которыми меньше времени заряда, что особенно необходимо при управлении нестабильным процессом сварки. Кроме того, наличие цепей заряда увеличивает габариты, повышает сложность и снижает экономичность устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и результату яв яется устройство, содержащее. силовой тиристор, подключающий источник питания к дуговому промежутку, коммутирующую емкость, датчик момента коммутации и систему управления тиристорами, причем коммутирующая емкость периодически заряжается от специального источника через ограничивающее балластное сопротивление (2).

Однако необходимость заряда емкости также ограничивает частотный диапазон известного устройства. При этом требуемая мощность источника заряда и балластного сопротивления (в зависимости от режима сварки и условий коммутации) может достигать 1 кВт, что вызывает необходимость дополнительного охлаждения элементов конструкции устройства, увеличивает его слож856705 ность и габариты, приводит к потерям энергии.

Цель изобретения — повышение быстродействия коммутации тока.

Г!оставленная дель достигается тем, что в устройство для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка, содержащем силовой тиристор, включенный между источником питания и дуговым промежутком, коммутирующие тиристоры, сопротивления и коммутирующий конденсатор, а также подключенные параллельно дуговому промежутку последовательно сое чиненные датчик момента коммутации и с.истему управления тиристорами, введен пороговый элемент, а коммутирующие тиристоры соединены по мостовой схеме и включены параллельно дуговому промежутку и силовому тиристору, причем коммутирующий конденсатор включен в диагональ тиристорного моста, тиристоры одной из диагональных ветвей которого зашунтированы сопротивлениями, а параллельно коммутирующему конденсатору через пороговый элемент подключена система управления тиристорами.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит силовой тиристор

1, подключенный к сварочному источнику 2 и дуговому промежутку 3. Коммутирующий конденсатор 4 (обычно батарея бумажных конденсаторов емкостью (0,8 — 2210з мкф), включен в диагональ тиристорного моста, составленного из вспомогательных тиристоров 5 — 8. Тиристоры одной из диагональных ветвей моста, например 5 и 7, зашунтированы сопротивлениями 9 и 10, величина каждого из которых не менеее 300..., 500 Ом.

Датчик 11 момента коммутации представляет собой логическое устройство, которое осуществляет непрерывный контроль за изменением мгновенных значений параметров режима сварки (падения напряжения на дуговом промежутке, величины тока и др.) и по заданному алгоритму формирует команду на начало коммутации сварочного тока.

Система 12 управления тиристорами формирует управляющие импульсы на открывание тиристоров. Для тиристоров 5--8 длительность управляющих импульсов не должна превышать 10..., 15 мкс. Необходимость открывания конкретной диагонали моста целесообразно определять по полярности заряда емкости к началу коммутации. Например, если полярность соответствует указанной на схеме, то необходимо открывать тиристоры 6 и 8.

Пороговое устройство 13 выполнено на известных пороговых элементах. Оно сра5

Зо

40 батывает, когда напряжение заряда комму.тирующей емкости 4 по абсолютной величине превышает уровень 10..., 15 В, величина которого определяется экспериментально. Для предотвращения выхода из строя тиристоров мостовой схемы при их аварийном сквозном открывании, например

5 и 8 или 6 и 7, в устройство введен токовый автомат 14 защиты.

При закрытом силовом тиристоре l через дуговой промежуток протекает малый вспомогательный -.ок, определяемый цепочкой 15 и 16.

Предлагаемое устройство работает следующим образом

В исходном состоянии тиристор 1 открыт, тиристоры 5 — 8 закрыты. Конденсатор заряжается по цепи 2 — 9 — 4 — 10 -2 до напряжения источника 2, превышающего порог срабатывания устройства 13. Идет процесс сварки без коммутации. Сварочный ток протекат по цепи 2 — 1 — 3 — -2.

Г!ри срабатывании датчика 11 момента коммутации система 12 управления открывает тиристоры 6 и 8. Напряжение на конденсаrope 4 через дуговой промежуток прикладывается встречно к силовому тиристору !, по цепи 4 — 8 — 14 — 3-1 — 6 — 4, приводя к его закрыванию. Г1од действием энергии индуктинности сварочного источника 2 происходит перезаряд конденсатора 4 по цепи 2 — 6 4 †8 †-14- — 2. Полярность становится противоположна той, что указана на чертеже. Для того, чтобы через дуговой промежуток вновь включить сварочный ток, осу шествляют открывание тиристора 1 rro у пра вляющему электроду. При этом тиристоры 6 и 8 закрываются.

Величина емкости конденсатора 4 в зависимости от условий коммутации (прежде всего, от сварочного тока и индуктивности сварочного источника) подоирается таким образом, чтобы к окончанию иерезаряда напряжение на конденсаторе по абсолютной величине превышало порог срабатывания порогового устройства 13. Тогда при следующей коммутации открываются тиристоры 5 и 7, затем — вновь 6 и 8 и т. д.

Если в отдельных циклах вследствие нестабильности процесса сварки напряжение на конденсаторе по абсолютной величине ниже порога срабатывания устройства 13, то для повышения помехозащишенности схемы и предотвращения сквозного открывания тиристоров очередная коммутация не будет разрешена до тех пор, пока в цепи

2 — 9 — 4 — -10 — 2 не произойдет дозаряд конденсатора 4 выше порога срабатывания устройства 13. В реальных условиях сварки доля подобных циклов обычно не превышает

2--5О/o от общего числа коммутаций.

Включение коммутирующего конденсатора по мостовой схеме позволяет значитель85б705

Формула изобретения

Составитель Г. Чайковский

Редактор С. Родикова Техред Л. Бойкас Корректор М. немчик

Заказ 7082/16 Тираж 1! 48 !1олписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но повысить быстродействие устройства. Так, допустимый интервал времени между окончанием одной и началом последующей коммутации снижается практически до нескольких мкс (против 1..., 3 мс при наличии цепей перезаряда),габариты устройства уменьшают- 5 ся в 1,5 — 2 раза, устраняются потери энергии, возникавшие в цепях перезаряда емкости.

Кроме того, предлагаемое устроиство позволяет уменьшить разбрызгивание, повысить быстродействие при сварке в углекис10 лом газе короткой дугой, импульсно-дуговой сварке, а также устранить потери энергии в цепях перезаряда емкости.

Устройство для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка, содержащее силовой тиристор, включенный между источником питаниг дуговым промежутком, коммутирующи иристоры, сопротивления и коммутирующий конденсатор, а также подключенные параллельно дуговому промежутку последовательно соединенные датчик момента коммутации и систему управления тиристорами, отличаюи4ееся тем, что, с целью повышения быстродействия коммутации тока, в устройство введен пороговый элемент, а йоммутирующие тиристоры соединены по мостовой схеме и включены параллельно дуговому промежутку и силовому тиристору, причем коммутирующий конденсатор включен в диагональ тиристорного моста, тиристоры одной из диагональных ветвей моста зашунтироьаны сопротивлениями, а параллельно коммутирующему конденсатору через пороговый элемент подключена система управления тиристорами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 5791! 2, кл. В 23 К 9 10, 24.03.76.

2. Авторское свидетельство C(.CP № 484055. кл. В 23 К 9/ОО, 25.07.73.