Устройство для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка

 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано преимущественно для механизированной сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. Изобретение позволяет повысить качество сварных соединений за счет уменьшения разбрызгивания металла. Для этого устройство содержит сварочный источник питания, анализатор состояния дугового промежутка,задатчик импульсов управления. Анализатор состояния дугового промежутка соединен последо- .вательно с задатчиком импульсов, подключенным к блоку задания тока сварочного вьшрямителя. При этом анализатор состояния дугового промежутка содержит датчик тока и датчик напряжения , выходы которых соединены с входами дифференциального каскада. Такое, выполнение позволяет регулировать в процессе дуговой сварки с коротким замыканием дугового промежутка амплитуду и длительность импульсов управления и тем самым точно дозировать энергию сварочной дуги. I з.п.. ф-лы, 1 ил. i (Л оо со со 4 о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ.

РЕСПУБЛИН (5l )4 В 23 К 9/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4057792/31-27 (22) 16.04.86 (46) 30.08.87. Бюл. Ф 32 (71) Ждановский металлургический институт (72) Г.Г.Псарас и А.Д.Размьппляев (53) 621.791.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1058170, кл. В 23 К 9/00, 1978.

Авторское .свидетельство СССР

У 327013, кл. В 23 К 9/00. !968.

Авторское свидетельство СССР

N - 1087282, кл. В 23 К 9/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ С

КОРОТКИИИ ЗАМЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА (57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано преимущественно для механизированной сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. Изобре-!

„„SU„„1333497 тение позволяет повысить качество сварных соединений за счет уменьшения разбрызгивания металла. Для этого устройство содержит сварочный источник питания, анализатор состояния дугового промежутка,задатчик импульсов управления. Анализатор состояния дугового промежутка соединен последо.вательно с задатчиком импульсов, подключенным к блоку задания тока сварочного выпрямителя. При этом анализатор состояния дугового промежутка содержит датчик тока и датчик напряжения, выходы которых соединены с входами дифференциального каскада.

Такое, выполнение позволяет регулировать в процессе дуговой сварки с коротким замыканием дугового промежутка амплитуду и длительность импульсов управления и тем самым точно дозировать энергию сварочной дуги. 1 з.п.. ф-лы, 1 ил.

13

Изобретение относится к сварочному производству и может быть исполь33497 2 представляет собой усилитель мощности, выполненный на составном транзисзовано преимущественно для сварки плавящимся электродом короткой дугой в различных областях народного хозяйства °

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет уменьшения разбрызгивания. . На чертеже представлена блок-схема устройства для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка.

Устройство содержит сварочный источник 1 питания, например, типа

ВДУ 504, анализатор 2 состояния дуго— вого промежутка и задатчик 3 импульсов. Анализатор состояния дугового промежутка собран на транзисторах

Vl-V7 и содержит датчик тока Vl-V3 датчик напряжения 75-7б и дифференциальный каскад 74, 77, работающий как узел суммирования. Датчик тока посредством резистора Rl связан с положительной шиной управляемого выпрямителя сварочного источника питания.

Первый каскад датчика тока содержит транзистор 71, включенный по схеме с общим эмиттером, Коллектор транзистора Vl соединен с базой транзистора.

V2. Второй каскад датчика тока содержит транзисторы V2 и V3 включенные в составной транзистор. Датчик напря— жения подключен параллельно дуговому промежутку посредством делителя R2R3 напряжения. Первый каскад датчика напряжения содержит транзистор V5, включенный по схеме эмиттерного повторителя, и имеет непосредственную связь с последующими,.выполненными по схеме с общим эмиттером на транзисторе 7б. Датчики тока и напряжения развязаны по питанию посредством RCфильтров относительно узла суммирования, который представляет собой дифференциальный каскад с противофазными входными сигналами. Нагрузкой дифференциального каскада является резистор. Выход анализатора состояния дугового промежутка подключен к входу задатчика импульсов через диод 8..

Первый каскад задатчика импульсов содержит транзистор V9 включенный по схеме эмиттерного повторителя. К выходу первого каскада подключены два последующих, представляющих собой спусковое устройство 710-711. Последний крскад задатчика импульсов

55 торе V12-V13. Нагрузкой задатчика импульсов служит резистор, с которого снимаются управляющие импульсы. Управляющие импульсы подаются на резистор, включенный в блок задания тока сварочного источника питания.

Устройство работает следующим образом.

При включении кнопки "Пуск" сварочного источника питания на его выходных клеммах появляется сварочное напряжение холостого хода. Это напряжение с делителя R2-R3 поступает на вход датчика напряжения. Отрицательный потенциал базы транзистора 75 относительно его эмиттера увеличивается, что вызывает увеличение тока коллектора. Одновременно возрастает падение напряжения на резисторе, с которого снимается входной сигнал для последующего каскада. Возрастающий отрицательный потенциал базы транзистора 76 относительно оси эмиттера вызывает увеличение коллекторного тока. При этом напряжение на коллекторе транзистора 76 уменьшается, база транзистора 77 становится более положительной, что вызывает уменьшение тока коллектора последнего. При этом падение напряжения на резисторе R6 от прохождения коллекторного тока уменьшается, Поскольку сварочная цепь разомкнута, ток сварки отсутствует °

На базу входного транзистора Vl датчика тока сигнал из цепи не поступает. Транзистор 71 открыт отрицательным потенциалом базы, который создается делителем R4-R5., При этом сопротивление коллекторно-эмиттерного перехода транзистора Vl мало, напряжение на коллекторе также.незначительно, что обусловливает закрытое состояние транзисторов 72 и V3 на коллекторе которых присутствует отрицательный потенциал„ поступающий на базу транзистора 74. Этот потенциал вызывает ток коллектора транзистора

74, создающий падение напряжения на резисторе R7,.

Таким образом, при включении сварочного источника тока в режиме хо— лостого хода на резисторе R7 присутствует напряжение. В это же время, как было показано выше, падение напряжения на резисторе R6 .уменьшится вследствие закрывания транзистора V7.! 333497 шение падения напряжения на резисторе R7. С другой стороны, уменьшение напряжения на выходе сварочного источника питания от напряжения холостого хода до напряжения дуги приводит к уменьшению отрицательного потенциала базы транзистора Ч5 относительно его эмиттера. При этом база транзистора Уб также становится менее отрицательной, что вызывает уменьшение коллектора тока транзистора V6. Напряжение на его коллекторе возрастает, как и отрицательный потенциал базы транзистора V7, вместе с которым увеличивается величина коллекторного тока .последнего транзистора. Напряжение на резисторе Rá увеличивается.

Если на холостом ходу источника питания напряжение на резисторе R7 превышало напряжение на резисторе Rá, то теперь напряжение на R7 уменьшается, а на Rá — увеличивается. При средних значениях тока сварки и напряжения дуги эти величины становятся примерно равными. Так как напряжение на резисторе RS пропорционально разности напряжений на резисторах R7 и К6 и на холостом ходу источника питания с резистора R8 в схему задатчика импульсов снимается положительный потенциал, возрастание напряжения на резисторе Rá и уменьшение напряжения на резисторе R7 приводит к уменьшению этого потенциала. При горении дуги без коротких замыканий напряжение, поступающее на вход задатчика импульсов, близко к нулю..При возникновении короткого замыкания межэлектродного промежутка сварочный ток начинает увеличиваться, а напряжение на дуговом промежутке начинает уменьшаться. Увеличение сварочного тока приводит к дальнейшему уменьшению напряжения на резисторе R6 по указанному механизму.

Аналогично снижение напряжения дугового промежутка приводит к увеличению напряжения на резисторе R6. Выделяющийся на резисторе RS разностный сигнал приобретает теперь иную полярность, а именно отрицательный потенциал приложен к катоду диода Ч8.

По мере развития короткого замыкания величина этого напряжения увеличивается и может регулироваться резистором R8. Диод VS начнет пропускать снимаемое с резистора RS напряжение после того, как его величина превысит приложенное к диоду запирающее

Поскольку резисторы R6 и R7 соединены одними концами с отрицательным проводом коллекторного питания, а другие их концы соединены с резисто5 ром RS, то на последнем возникает падение напряжения вследствие -разности потенциалов на подключенных к нему концах резисторов R7 и Кб, отрицательный потенциал имеет нижний (по lð схеме фиг.l) конец резистора RS.. Ha вход задатчика импульсов подается постоянное положительное напряжение, которое не попадает на базу транзистора Ч9 вследствие того, что оно является запирающим для диода V8. Транзистор V9 закрыт фиксированным напря— жением базы, создаваемым делителем

R9-RI0. Падение напряжения на эмит— терном резисторе незначительно ввиду 2р закрытого состояния транзистора У9.

Транзисторы V10 u Ull включены таким образом, что в исходном состоянии (когда.на базе транзистора У10 отсутствует открывающий отрицательный 25 потенциал) транзистор V10 закрыт, а транзистор Vl открыт вследствие наличия фиксированного тока. базы, создаваемого резисторами Rll .и R12. Напряжение коллектора транзистора Vll ма- Зр ло, что определяет закрытое состояние составного транзистора V12 — УIÇ.

При работе сварочного выпрямителя на холостом ходу импульсы управления с резистора R13 не поступают в систему управления тиристорами ВДУ 504. После касания электродом изделия зажигается сварочная дуга. Во вторичной цепи источника питания появляется сварочный ток. Напряжение холостого хо- 4р да снижается до напряжения дуги. С появлением сварочного тока на базу входного транзистора Vi датчика тока через резистор Rl поступает положительный сигнал, величина которого 45 пропорциональна силе тока. Коллекторный ток транзистора Vl уменьшается, а напряжение на его коллекторе — увеличивается. Возрастание отрицательного потенциала базы составного транзистора V2 -ЧЗ приводит к увеличению силы его коллекторного тока и уменьшению напряжения на его коллекторе.

Вместе с этим уменьшается отрицательный потенциал базы транзистора V4 от,носительно эмиттера, что приводит к уменьшению его коллекторного тока.

Снижение величины тока коллектора транзистора V4 влечет sa собой умень97

6 временем заряда конденсатора С6 и может регулироваться с помощью резистора R16. Амплитуда импульсов управления регулируется резистором

R13.

Таким образом, при возникновении короткого замыкания, управляемый тиристорный выпрямитель будет получать команду на снижение сварочного тока, что позволит снизить энергию взрыва перемычки и уменьшить разбрызгивание.

Формула изобретения яю5

Составитель В. Грибова

Техред B. Кадар

Редактор А.Лежнина

Корректор Л. Бескид

Заказ 3908/13 Тираж 974 Подписное

ВНИИПИ Государственного хомитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно †полиграфическ предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 3334 напряжение с резистора ИО, изменением величины которого можно менять уровень ограничения. Транзистор U9 открывается проходящим через диод VS

5 импульсом отрицательной полярности и остается открытым в течение времени действия этого импульса. Во время открытого состояния транзистора V9 ток, проходящий через егo коллекторно-эмиттерный переход, создает на резисторе R14 падение напряжения, которое служит входным сигналом для спускового узла на транзисторах V10 и

VI1. При поступлении на базу транзис- 15 тора VIO сигнала отрицательной полярности указанный транзистор открывается. При этом напряжение на его коллекторе уменьшается, что приводит к закрыванию транзистора Vl и увеличе- 2р нию напряжения на его коллекторе.

Конденсатор Сб заряжается через резисторы R15 и R16 и открытый эмиттерный переход транзистора 710. По мере заряда конденсатора база транзистора 25 становится все менее отрицательной, вследствие чего транзистор VIO закрывается, à Vll — открывается. На кол— лекторе транзистора Ч11 формируется управляющий импульс, который после З0 усиления по мощности составным транзистором V12-V13 будет подан в блок задания тока сварочного выпрямителя.

Длительность импульса определяется

1. Устройство для дуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка, содержащее источник питания, к которому подключен анализатор состояния дугового промежутка, а также эадатчик импульсов, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет уменьшения разбрызгивания, последовательно с анализатором состояния дугового промежутка подключен задатчик импульсов, выход которого соединен с входом источника питания.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что анализатор состояния дугового промежутка содержит датчики тока и напряжения, выходы которых соединены с входами дифференциального каскада.