Устройство для управления процессом дуговой точечной сварки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

„„80„„1222454 (1)4 В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ГИЙ (21) 3583393/25-27 (22) 26.01.83 (46) 07.04.86. Бюл. Ф 13 (71} Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е.О. Патона (72) Б.Е ° Патон, В.П. Лозовский, В.И. Терещенко, А.Н. Тимошенко, Л.С. Тютюн, А.Ф. Ефимов и Л.В. Осветимский (53) 621.791.75(088.8) (56) Патент США Ф 3449543, кл. 219-108, опублик. 1969.

Авторское свидетельство СССР

У 303836, кл. В 23 К 9/10, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Ф 572045, кл. В 23 К 9/ 10, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ДУГОВОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ, содержащее силовой и коммутирующий тиристоры, между анодами которых включен коммутирующий конденсатор, а управляющие электроды силового и коммутирующего тиристоров соединены через блок формирования управляющих импульсов с блоком выдержек времени, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем ббеспечения ступенчатого изменения тока, в него введены последовательно соединенные блок контактного возбуждения дуги, включающий тиристор, коммутирующий ключ, тиристор дежурной дуги, дополнительный тиристор и два резистора, при этом параллельно силовому тиристору подключены цепи из последовательно соединенных тиристора дежурной дуги, первого резистора, дополнительного тиристора и второго резистора; управляющий электрод включающего тиристора через коммутирующий ключ соединен с управляющим электродом тиристора дежурной дуги и блоком формирования управляющих импульсов, управ.ляющий электрод дополнительного тиристора подключен к блоку форми.рования управляющих импульсов.

1 1

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к электродуговой точечной сварке преимущественно наплавящимся электродом в среде инертных газов, и предназначено для управления последовательностью и длительностью включений импульсов сварочного тока, электромагнита контактного возбуждения дуги и электромагнитного клапана защитного газа в сварочных машинах и полуавтоматах, выполняющих дуговую точечную сварку ,... тонколистового металла.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений путем обеспечения ступенчатого изменения тока.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства, на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из сварочного выпрямителя 1, быстродействующего тиристорного прерывателя 2 сварочного тока, блока 3 выцержек времени, блока 4 формирования управляющих импульсов, а также блоков контактного возбуждения дуги 5 и включения электроклапана защитного газа 6.

Прерыватель 2 содержит силовой

7 и коммутирующий 8 тиристоры, а также тиристор 9 включения дополнительной цепи сварочного тока и тиристор 10 включения цепи дежурной дуги. Последовательно тиристорам 9 и 10 включены резисторы 11 и 12, ограничивающие ток в цепи сварки. Отключение тиристоров 7, 9 и 10 осуществляется энергией, накопленной в коммутирующем конденсаторе 13.

Возбуждение дежурной дуги в начальный момент сварки происходит

-при .замкнутом ключе 14 и одновременной подаче импульса управления на тиристор 10 и тиристор 15, включающий схему контактного возбуждения дуги. При этом на обмотку электромагнита 16 сварочной головки 17 подается ток от сварочной цепи. Электрод 18 опускается на свариваемое изделие 19 и после образования электрического контакта между электродом и изделием ток в обмотке 16 автоматически отключается блоком 5, электрод 18 возвращается в исходное положение, возбуждая электрик

222454 2

5

40 ческую дугу. Ключ 14 включается только на время возбуждения малоамперной дуги, устраняя тем самым опасность контактного возбуждения дуги на повышенных значениях сварочного тока.

Изменение величины тока в процессе сварки выполняется поочередным включением тирисгоров 7-10.

Уменьшение сварочного тока выполняется с предварительным отклю1 чением тиристора высшей ступени тока, например тиристора 7, и последующим включением тиристора более низкой ступени, например тиристора

10. Отключение тиристоров 7, 9 и 10 в предложенной схеме выполняется одним, общим для всех силовых тиристоров, коммутирующим тиристором 8.

При подаче импульса управления на этот тиристор последний открывается и предварительно заряженный от блока 20 питания конденсатор 13 создает на катодах тиристоров 7, 9 и 10 положительный потенциал по отношению к их анодам, благодаря чему они запираются. Конденсатор

13 перезаряжается. При последующем открытии opíáãî из тиристоров

7, 9 или 10 происходит очередной перезаряд конденсатора 13 по цепи дросселя 21 и диода 22 от сварочной цепи (полярность указана на фиг. 1).

При этом диод 22 блокирует заряд на конденсаторе 13, а цепь подзаряда конденсатора от блока 20 питания подзаряжает его до требуемого уровня напряжения. В этом случае повышается надежность работы прерывателя особенно в режиме формирования импульсного тока с постоянной составляющей тока малоамперной дуги.

Управление очередностью и длительностью включений тиристоров прерывателя 2 осуществляется сигналами, поступающими на управляющие электроды этих тиристоров от блоков выдержки времени 3 и формирования управляющих импульсов 4.

В зависимости от физических свойств свариваемого металла условий сварки и требуемых размеров сварных соединений устройство позволяет вь .полнять сварку по любой из программ о приведенных на фиг. 2, где т., — 1„ — длительность отдельных позиций сварочного цикла; 1, 1,I — уровни тока, протекающего в цепи сварки и обмотки газового электроклапана.

Выбор программы осуществляется исключением из общего цикла сварки одной или обеих позиций (и и заменой импульсного потока постоянным в позиции

В предлагаемом устройстве использовано реле времени, представляющее линию задержек, выполненную на микросхемах серии К 5l1, и форми рователь импульсов, содержащий семь оптронных ключей и два генератора прямоугольных импульсов для . формирования импульсного тока в позициях 1 . и 1, (фиг. 2) .

Реализация предлагаемого устройства позволяет начинать сварку с контактного возбуждения дежурной (малоамперной) дуги, при которой рабочий торец электрода не разрчшается, а катодная и анодная области дуги формируются без проплавления свариваемых деталей. Это обеспечивается за счет последовательного введения в устройство цепи дежурной дуги, включаемой в начале сварки одновременно се схемой контактного

1222454 возбуждения дуги. В данном случае отпадает необходимость применения схемы совпадения и пороговых устройств, так как на этой стадии процесса сварки. при горении дежурной, дуги металл не плавится и регистрации момента начала горения дуги не требуется. Кроме того, осуществить ступенчатое нарастание тока в нача10 ле сварки и его снижение в конце сварочного цикла за счет последовательного включения введенных в устройство дополнительных цепей сварочного тока, значительно расширить эксплуатационные характеристики за счет полученной возможности формирования импульсного тока, изменяемого по частоте и амплитуде, что позволяет осуществить дуговую точечную сварку сталей и сплавов, обладающих плохой свариваемостью, а также управлять процессом дуговой точечной сварки при питании сварочной цепи от одного обычного неуправляемого сварочного выпрямителя, предназначенного для дуговой электросварки без каких-дибо изменений его конструкции.

1222454 (Риг. 1

Составитель Г.Чайковский

Редактор Н.Бобкова Техред Л.Олейник . Корректор Е.Сирохман

Заказ 1649/13

Ур

yg

//

Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР на делам изобретений и открытии

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4