Устройство для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ С КОРОТКИМИ ЗАМЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА, содержащее сварочную го ловку, подключенную к источнику питания через индуктивное сопротивление , тиристорный ключ с принудительной кбймутацией и шунтирующее его переменное активное сопротивление, включенные последовательно в свароч-. ную цепь, а также схему управления датчиком непрерывного контроля размеров перемычки, линией задержки, определяющей паузу в протекании сварочного тока, и линией задержки, дози- . рующей энергию, идздчую на расплавление электродного металла, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварки и уменьшения разбрызгивания за счет автоматического регулирования длительности импульса горения дуги в зависимости от интегрирующей во время паузы величины напряжения на дугр, в устройство введены интегратор с входным и выходным ключами, выход выходного ключа подключен к линии задержки, дозирующей энергию, идущую на расплавление электродного металла, вход выходного ключа подключен к линии задержки, дозирующей энергию, идущую на расплавление электродного метал (Л ла, вход выходного ключа через интегратор и входной ключ подключен с параллельно дуговому промежутку, управляющие входы выходного ключа подключены к управляющим выходам входного ключа, включенного в противофазе с выходным ключом, при этом выход схемы управления, определяющий конец коротких замыканий, подключен СП 00 к одному из управляющих вхо/рв входного ключа, к управлякмцему входу юл. интегратора и к одному из выходов ч| линии задержки, определяющей паузу в протекан1Ш сварочного тока, а другой управляющий вход входного ключа подключен к упомянутому выходу схемы управления.
- СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
- И=СГВБЛИН
4(51) В 23 К 9/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И ABTQPC} ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР fl9 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2687810/25-27 (22) 22.11.78 (46) 23.06.85, Бюл. Р 23 (72) А.Ф.Князьков, IO.Í.Ñàðàåâ и А.К.Тимошенко (71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С М,Кирова (53) 621. 791. 75.037 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР У 408726, кл. В 23 К 9/00, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР У 484055, кл. В 23 К 9/00, 1973. 3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2397331/25-27, 20 02.78 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ С КОРОТКИМИ ЗАМЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА, содержащее сварочную го ловку, подключенную к источнику питания через индуктивное сопрбтивление, тиристорный ключ с принудительной коммутацией и шунтирующее его переменное активное сопротивление, включенные последовательно в сварочную цепь, а также схему управления датчиком непрерывного контроля размеров перемычки, линией задержки, определяющей паузу в протекании сварочного тока, и линией задержки, дози- . рующей энергию, идущую на расплавлеÄÄSUÄÄ 1058170 А ние электродного металла, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварки и уменьшения разбрызгивания за счет автоматического регулирования длительности импульса горения дуги в зависимости от интегрирующей во время паузы величины напряжения на дуг, в устройство введены интегратор с входным и выходным ключами, выход выходного ключа подключен к линии задержки, дозирующей энергию, идущую на расплавление электродного металла, вход выходного ключа подключен к линии задержки, дозирующей энергию, идущую на расплавление электродного металла, вход выходного ключа через интегратор и входной ключ подключен параллельно дуговому промежутку, управляющие входы выходного ключа подключены к управляющим выходам входного ключа, включенного в противофазе с выходным ключом, при этом . и Ы выход схемы управления, определяющий конец корот .их замыканий, подключен Яд к одному из управляющих вхогов вход- (р ного ключа, к управляющему входу интегратора и к одному из выходов 3 линии задержки, определяющей паузу в протекании сварочного тока, а другой управляющий вход входного ключа подключен к упомянутому выходу схемы управления. 1 1058170 2 Изобретение относится к области ,сварки и может быть использовано для сварки постоянным током с короткими замыканиями дугового промежутка. Известно устройство, которое содер.жит сварочный источник питания, ти: ристорный ключ, зашунтированный в направлении течения сварочного тока диодом и балластным сопротивлением, гасящую цепочку иэ индуктивности, тиристора и емкости, заряжаемой от зарядного устройства, сварочную головку, изделие, схему управления, а также дополнительный импульсный источник питания 1). Данное устройство предназначено для обеспечения переноса металла при коротких замыканиях с минимальным разбрызгиванием. Основными недостатками данного устройства. является отсутствие возможности доэирования энергии, идущей на расплавление электродного металла, а также отсутствие возможности осуществлять последующие принудительные короткие замыкания, что не позволяет стабилизировать процесс на стадии микроцикла (периода каплеобразования) и в конечном итоге отрицательно сказывается на качестве процесса сварки. Известно устройство, которое содержит сварочную головку, подключенную к источнику питания через сопротивление, коммутирующий тиристор, с гасящей цепочкой, состоящей из кон35 денсатора, заряжаемого от дополнитель. ного источника питания и вспомогательного тиристора, подключенных к источнику питания через индуктивное сопро- „ тивление, а также схему управления, содержащую датчик непрерывного контроля размеров перемычки, определяющий начало и конец коммутаций тока (21. Недостатки данного устройства та45 кие, как и устройства, описанного выше, что. также ведет к ухудшению процесса сварки. Прототипом изобретения является устройство, содержащее сварочную го50 ловку, подключенную к источнику питания через индуктивное, сопротивление, тиристорный ключ с принудительной коммутацией и шунтирующее его переменное активное сопротивление, включенные последовательно в свароч. иую цепь, а также схему управления, содержащую датчик непрерывного контроля размеров перемычки, линию задержки, определяющую паузу в протекании сварочного тока и линию задержки, дозирующую энергию, идущую н а р а спла влен ие зле к тро дно го ме талла (3). Основным недостатком данного устройства является отсутствие возможности автоматически изменять длительность дозирования энергии, идущей на расплавление электродного металла, в зависимости от величины дугового напряжения во время паузы после разрыва перемычки, что приводит к возникновению случайных коротких замыканий и некоторому ухудшению качества сварки при увеличенном разбрызгивании. Целью изобретения является повышение качества сварки и уменьшение разбрызгивания за счет автоматического регулирования длительности импульса горения дуги в зависимости от интегрирующей во время паузы величины напряжения на дуге. Цель достигается тем, что в устройство введен интегратор и входной и выходной его ключи, выход выходного ключа подключен к линии задержки, дозирующей энергию, идущую на расплавление электродного металла, вход выходного ключа через интегратор и входной ключ подключен параллельно дуговому промежутку, управляющие входы выходного ключа к управляющим выходам входного ключа., включенного в противофазе с выходным ключом. При этом выход схемы управления, определяющей конец коротких замыканий, подключен к одному из управляющих входов входного ключа, к управляющему входу интегратора и к одному из выходов линии задержки, определяющей паузу в протекании сварочного тока, а другой управляющий вход входного ключа подключен к управляющему выходу схемы управления. На фиг. 1 изображены осциллограммы тока и напряжения, получаемые при использовании предлагаемого устройства; на фиг. 2 -блок-схема предлагаемого устройства. Устройство для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка содержит сварочную головку 1, подключенную к источнику постоянного тока 2 через индуктивное сопротивление 3, тиристорный ключ с принудительной коммутацией 4 и шунтирующее его переменное активное сопротивление 5, в сварочную цепь, схему управления, содержащую датчик непрерывного контроля размеров. перемычки 6, линию задержки, определяющую паузу в протекании сварочного тока 7, линию задержки, дозирующую энергию, идущую на расплавление электродного металла 8, и блокинтегратор 9, вход которого через входной ключ интегратора 10 подсоединен параллельно дуговому промежутку, а выход через выходной ключ интегратора 11 подсоединен к входу линии задержки 8; дозирующую энергию, идущую на плавление электродного металла, причем выходной канал датчика 6 по концу коротких замыканий подключен к выключающему входу входного, ключа интегратора, к выключающему входу тиристорного ключа 4 и по входу линии задержки, определяющей паузу в протекании сварочного тока 7, один из выходов которой подсоединен к выключающему входу входного ключа интегратора 10, а другой — к включающему входу тиристорного ключа 4. Устройство работает следующим образом. В процессе. сварки, по началу короткого замыкания схема управления, содержащая датчик непрерывного контроля размеров перемычки 6, выдает импульс на включение тиристорного ключа 4 (см. фаза 2, фиг. 1). При этом в сварочной цепи протекает ток короткого замыкания. В момент, когда перемычка достигает критического состояния (разрыв перемычки необратим), схема управленя.-. 6 выдает импульсы на выключение тиристорного ключа 4 (см. фаза 3, фиг. 1), на включение линии задержки 7 и входно- . го ключа интегратора 10. Ток в этот момент уменьшается до величины, определяемой активным сопротивлением 5 (ток паузы) . Перемычка перегорает при токе паузы. Появившееся дуговое. напряжение, в момент повторного возбуждения, прикладывается через замкнутый ключ 10 к интегратору 9, где происходит интегрирование величины дугового напряжения на интервале паузы (отрезок времени 4-5, фиг. 1), которая определяется длительностью работы линии задержки 7. ,.- Вследствие того, что длительность короткого замыкания — величина czryчайная и зависит от многих факторов (напрнмер диаметра капли электродного металла; расположения капли на торце электрода перед коротким замыканием и т.д), то величина дугового напряжения, в момент повторного возбуждения дуги, будет зависеть от длительности короткого замыкания.. При этом длина дуги в момент повтор.— ного возбуждения будет пропорциональна величине дугового напряжения. При параметрически задаваемой паузе начальные условия дозирования энергии, идущей на расплавление электродного металла, будут различными. Поэтому в момент окончания работы линии задержки 7, одновременно с - включением тиристорного ключа выключается входной ключ интегратора 10, который работает в противофазе с вы20 ходным ключом интегратора 11. А имен. но включение ключа 10 приводит к вы-; ключению ключа 11, а выключение ключа 10 приводит к включению ключа 11 и запуску линии задержки 8. Причем величина интегрируемого интегратором 9 напряжения будет пропорциональна величине дугового напряжения во время паузы, при этом длительность 30 ., работы линии задержки 8 будет авто матически изменяться от интегрируемой величины. После окончания времени работы линии задержки 8 (см, фаза 6 фиг. 1) выдается импульс на выключение тирис. торного ключа 4, ток в цепи уменьшается до тока паузы, давление дуги 35 на сварочную ванну уменьшается и. ванна начинает свое движен ..е в направлении капли электродного металла, 40 находящейся на торце непрерывно подаваемого электрода, причем капля электродного металла стремится за-: нять соосное расположение относительно оси электрода и также участвует во встречном движении к ванне. Происходит принудительное короткое замыкание. Этот момент фиксируется схемой управления 6, ключ 4 замыкается, что приводит к увеличению тока (см.фаза 7, фиг. 1}. Далее весь цикл повторяется. В случае случаййого короткого за45 50 мыкания во время работы линии задержки 7 или 8 по специальному выходному каналу осуществляют возврат блоков 7, 8 и 9 в исходное состсяние, Проведенные испытания показали, что предлагаемое устройство имеет высокую устойчивость в работе, обес55 1 3 1058170 ° 4 1058170 печивает автоматическое изменение длительности импульса горения дуги в зависимости от интегрируемой во время паузы величины дугового напряжения, повышает качество сварки и 5 обеспечивает лучшие технологические и экономические показатели процесса сварки, по сравнению с процессом сварки, получаемым от устройствапрототипа, при этом коэффициент разбрызгивания уменьшается с 3-47. до 1-27, при высокой стабильности процесса сварки и устойчивости процесса при колебаниях сетевого напряжения. 10581 70 Редактор О.Юркова Техред .М.Êóçüìà Корректор И. Эрдейи Заказ 4495/2 Тираж 1.086 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4
