Генератор импульсов сварочного тока

 

Изобретение относится к источникам питания для дуговой сварки и может быть использовано для аргонодуговой сварки. Цель изобретения - повьшение качества сварного шва з а счет расширения диапазона изменения параметров импульсов сварочного тока . Генератор -содержит источник питания , управляемые ключи, блок управления , индуктивный накопитель энергии . Индуктивный накопитель выполнен в виде двух магнитно не связанных секций. При последовательном включении ключей в нагрузке формируются положительные и отрицательные импульсы тока. Изменяя моменты времени переключения ключей, можно регулировать частоту импульсов тока и соотношение длительностей токов прямой и обратной полярностей. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. § (Л с к -xj 00 UnA NMl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (511 4 В 23 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3832172/25-27 (22) 30.12.84 (46) 23.12.86. Бюл. N- 47 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) Н.И.Чернявский и В.В.Ивашин (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 202400, кл. В 23 К 9/00, 1965.

Авторское свидетельство СССР

N 1073025, кл. В 23 К 9/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

1(1147531, кл. В 23 К 9/00, 1985. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ СВАРОЧНОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к источникам питания для дуговой сварки и может быть использовано для аргонодуговой сварки. Цель изобретения повышение качества сварного шва эа счет расширения диапазона изменения параметров импульсов сварочного тока. Генератор .содержит источник питания, управляемые ключи, блок управления, индуктивный накопитель энергии. Индуктивный накопитель выполнен в виде двух магнитно не связанных секций. При последовательном включении ключей в нагрузке формируются положительные и отрицательные импульсы тока. Изменяя моменты времени переключения ключей, можно регулировать частоту импульсов тока и соотношение длительностей токов прямой и обратной полярностей. 2 э п ° ф-лы, 5 ил.

127814 I

Изобретение относится к источникам питания для дуговой сварки и может быть использовано для аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом алюминия и его сплавов, а также в других областях техники для питания нагрузки разноамплитудными импульсами регулируемой,цлительности.

Целью изобретения является повышение качества сварного шва за счет 1О расширения диапазона изменения параметров импульсов сварочного тока„

Па фиг. I изображена принц<пищальная схема генератора импульс ов сва, рочного тока; на фиг.2 — графики то- 15 ков через дуговой промежуток и секции индуктивного накопителя энергии; на фиг.3 — принципиальная схема генера.тора импульсов сварочного тока при выполнении второго, ключа неуправляе- ?О мым; на фиг.4 — принципиальная схема генератора с введенным третьим ключом; на фиг.5 — графики токов через дуговой промежуток и секции индуктивного накопителя энергии в схеме на фиг,4.

Генератор импульсов сварочного тока (фиг. 1) состоит из исто тика 1 питания, двухсекционпого индуктивного накопителя 2 энергии, первого 3 и второго 4 ключеи, блока 5 управления ключами 3 и 4, дугового промежут<<а б, причем источник 1 питания через пер.— вый ключ 3 и перву<о секци<о 7 индук- . тивного накопителя 2 присоединен к дуговому промежу<псу б, второй ключ 4

35 присоединен параллельно первой секции 7 индуктивного накопителя 2, вторая секция 8 которого нключеца параллельно цепи из последовательно соеди4О ненных первой секции 7 и дугового промежутка б, На фиг,2 кривая 9 — график тока через первую секци<о 7, кривая 10 графи<с тока через вторую секцгпо 8, 45 кривая 11 — график тока через, дуговой промежуток б.

Второй ключ 4 может быть выполнен неуправляемым (фиг.3), например в ви-, де диода или динистора.

Параллельно второй секции 8 индук50 тинного накопителя 2 может быть присоединен третий ключ 12 (фиг.4).

На фиг.5 кривая l3 — график тока через секцию 7, кривая 14 — график тока через секцию 8; кривая, 15 — график тока через дуговой промежуток 6 (по схеме на фиг.4).

Генератор импульсов сварочного то. ка (фиг..1) работает следующим образом.

В установившемся режиме дуговой промежуток 6 находится в проводящем состоянии, а через секции 7 и 8 протекают токи, направление которых показано стрелками (фиг.1). В момент

t< (фиг.2) блоком 5 управления включается кл<оч. При этом секция 7 подключается к источнику 1 питания через дуговой промежуток 6, а секция

8 -- непосредственно. Ток через дуговой промежуток б равен току секции

7 и увеличивается. Ток секции 8 также увеличивается. Зто приводит к увеличению энергии секций 7 и 8, которые при этом заряжаются. Через дуговой промежуток б формируется положительный импульс тока.

В момент t блоком 5 управления откгпочается ключ 3 и вкл<очается ключ

4. При этом ток секции 7 замыкается в короткозамкнутом контуре, образованном секцией 7 и ключом 4, а ток секции 8 замыкается через дуговой промежуток б и ключ 4, При этом секпии 7 и 8 разряжаются. Знергия секции 8 диссипирует на дуговом промежутке б и активных сопротивлениях ковтура 8-6-4-8„ а энергия секции 7 диссипирует на активных сопротивлениях короткозамкнутого контура 7-47. Ток через дуговой промежуток 6 определяется током секции 8 и протекает в противоположном направлении.

При этом формируется отрицательный импульс тока.

В момент t блоком 5 управления снова вкл<очается кл<оч 3, а ключ 4 вьпслючается. При этом ток через дуговой промежуток 6 скачком изменяется на противоположный, формируя в дуге положительный импульс, секция 7 подключается к источнику I питания через дуговой промежуток 6, а секция 8 непосредственно, и далее генератор работает аналогично.

Изменяя моменты времени t u гереключения кл<очей 3 и 4, можно регулировать частоту импульсов тока и соотношение длительнссти токов прямой и обратной полярностей. Соотношение амплитуд токов прямой и обратной полярностей можно регулировать, изменяя соотношение индуктивностей секций 7 и 8, например, за счет изменения количества их ьитков.

1278141

Для упрощения блока управления и уменьшения мощности управляющих сигналов второй ключ 4 может быть выполнен неуправляемым, например в виде диска или динистора (фиг.3). 5

Генератор импульсов сварочного тока (фиг.3) работает следующим образом.

В установившемся режиме дуговой промежуток 6 находится в проводящем состоянии, а через секции 7 и 8 протекают токи, направление которых показано стрелками (фиг.3). B момент (фиг.2) блоком 5 управления включается ключ 3. Ключ 4, выполненный 15 в виде диода, выключается, так как к нему в обратном направлении приложе— на разность напряжений источника i питания и дугового промежутка 6. Секция 7 подключается к источнику 1 пи- 20 тания через дуговой промежуток 6, а секция 8 — непосредственно. Ток через дуговой промежуток 6 равен току секции 7 и увеличивается. Ток секции

8 также увеличивается. При этом секции 7 и 8 заряжаются, а через дуговой промежуток 6 формируется положительный импульс тока.

В момент t блоком 5 управления ключ 3 выключается. При этом за счет 30

ЭДС самоиндукции секций 7 и 8 включается ключ 4, выполненный в виде диода. Ток секции 7 замыкается в короткозамкнутом контуре 7-4-7, а ток секции 8 — в контуре 8-6-4-8. При этом ток через дуговой промежуток 6 скачком изменяется на противоположный, формируя в нем отрицательный импульс тока. Секции 7 и 8 разряжаются, причем энергия секции 8 дисси- 4О пирует на дуговом промежутке 6 и активных сопротивлениях контура 5-6—

4-8, а энергия секции 7 диссипирует на активных сопротивлениях контура

7 — 4-7. 45

В момент t> блоком 5 управления снова включается ключ 3, а ключ 4, выполненный в виде диода, запирается обратным напряжением. При этом ток .через дуговой промежуток 6 скачком изменяется на противоположный, формируя в дуге положительный импульс тока, секция 7 подключается к источнику 1 питания через дуговой промежуток 6, а секция 8 — непосредственно. Далее генератор работает аналогично.

Для регулирования сварочного тока при питании от нерегулируемого источпика питания в генератор л|ожет быть введен третий ключ 12, присоединенный параллельно второй секции индуктивного накопителя (фиг.4).

Генератор импульсов сварочного тока (фиг.4) работает следующил образом.

В установившемся режиме дуговой промежуток 6 находится в проводящем состоянии, а через секции 7 и 8 протекают токи, направление которых показано стрелками (фиг.4). В момент (фиг.5) блоком 5 управления включается ключ 3. Ключи 4 и 12 разомкнуты; Секция 7 подключается к источнику 1 питания через дуговой промежуток 6, а секция 8 — непосредственно. Ток через- дуговой промежуток 6 равен току секции 7 и увеличивается.

Ток секции 8 также увеличивается.

При этом секции 7 и 8 заряжаются, а через дуговой промежуток формируется положительный импульс тока.

В момент t блоком 5 управления ключ 3 выключается и включается ключ

12. Ток секции 7 замыкается по контуру 7-6 — 12-7, а ток секции 8 — по контуру 8-12-8. При этом ток.через дуговой промежуток протекает в том же направлении„ но уменьшается, так как он определяется током секции 7, энергия которой уменьшается из-за диссипации на дуговом промежутке 6.

Ток секции 8 также уменьшается изза диссипации на активных сопротивлениях контура 8-12-8.

В момент t блоком 5 управления снова включается ключ 3, а ключ 12 размыкается. При этом снова секции

8 и 7 заряжаются, а ток в дуговом промежутке 6 увеличивается.

В момент t4 блоком 5 управления выключается ключ 3 и включается ключ

12. Секции 7 и 8 снова разряжаются.

В момент t ключ 12 блоком 5 уп-, 5 равления выключается, а ключ 4 включается. При этом ток через дуговой промежуток 6 скачком изменяется на противоположный, формируя в дуговом промежутке 6 отрицательный импульс тока. Секции ? и 8 разряжаются, причем энергия секции 8 диссипирует на дуговом промежутке 6, а энергия секции 7 диссипирует на активных сопротивлениях контура 7-4-.7.

В момент t блоком 5 управления снова включается ключ 3, а ключи 4 и 12 выключаются. При этом ток через

S 12781 дуговой промежуток 6 скачком изменяется на противоположный. формируя в дуге положительный импульс тока. Секция 7 подключается к источнику 1 питания через дуговой промежуток 6, а секция 8 — непосредственно. Далее генератор работает аналогично.

Изменяя моменты времени переключения ключей 3 и 12, можно изменять соотношение времени заряда 10 секций и их разряда и за счет этого регулировать среднее значение энергии в секциях 7 и 8, а значит, zz величину сварочного тока при питании от нерегулируемого источника 1 пита- 15 ния. Изменяя моменты времени t<, можно регулировать соотношение длительйостей токов прямой и обратной полярностей..

По сравнению с известным генерато— ром при одинаковых с ним величинах напряжений источника питания и дугового промежутка, а также при одинаковых индуктивностях секций индуктивного накопителя энергии, разряд в предлагаемом генераторе происходит дольше, так как заряд секции 8 осуществляется на полное напряжение источника питания (в известном генера — N торе — на разность напряжепий источ— ника питания и дугового промежутка), поэтому за одно и то же время в секции 8 предлагаемого генератора запасается энергии больше. Следовательно,3g дольше происходит разряд, а значит, и шире диапазон длительностей импульсов тока, который позволяет повысить качество сварного шва за счет возможности выбора оптимального свароч- 4О ного режима для более широкой нбменклатуры свариваемых материалов и их свойств. 1(роме этого, при выполнении второго ключа неуправляемым упрощается блок управления и уменьшается необходимая мощность управляющих сигналов.

Секции индуктивного накопителя в предлагаемом генераторе магнитно не связаны, поэтому крутизна фронтов импульсов тока значительно выше, так как определяется в основном временем переключения ключей. Это способствует меньшей деионизации дугового проме>кутка и EIQBbIlUeHzzlo стабильности горения дуги, что также улучшает качество сварного шва.

Формула и з обретения

1. Генератор импульсов сварочного тока, содержащий источник питания, двухсекционньтй индуктивный накопитель, первый и второй ключи, блок управления, дуговой промежуток, причем источник питания через первый ключ и первую секцию индуктивного накопителя присоединен к дуговому промежутку, отличающийся тем, что, с. целью повышения качества сварного шва за счет расширения диапазона изменения параметров импульсов сварочного тока, второй ключ присоединен параллельно первой секции индуктивного накопителя, вторая секция которого включена параллельно цепи из последовательно соединенных первой секции и дугового промежутка.

2. Генератор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что второй ключ выполнен неуправляемым.

3. Генератор по п.1, о т л и ч а-. ю шийся тем, что в него введен третий ключ, присоединенный параллепьно второй секции индуктивного накопителя. (278)4i

1278141

Составитель В.Ганюшин

Техред Н.Глущенко Корректор С.Шекмар

Редактор И.Николайчук

Заказ 6792/12 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4