Источник питания для дуговой сварки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 К 9/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 3993858/31-27 (22) 23,12,85 (46) 23.10.87. Бюл. Ð 39 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Н.Г.Синельников, С.Н,Коблов и А.И.Ванин (53) 621.791.754 (088.8) (56) Заявка Японии У 55-106682, 1кл. В 23 К 9/09, 1980.

Заявка Японии У 57-19182, кл. В 23 К 9/12, 1982. (54)(57) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ

СВАРКИ, содержащий блок импульсного тока, блок постоянного тока, включенные параллельно дуговой промежуток, блок сравнения, задающий блок, отличаю щ,и и с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет регулирования соотношения выходных мощностей блоков импульсного и постоянного токов при стабилизации мощности дуги, в. него введены датчик напряжения дуги, датчик тока, два интегрируницих блока, перемножитель, блок регулирования

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в качестве источника питания для дуговой сварки в среде аргона неплавящимся электродом.

Цель изобретения — повышение ка-, чества сварного соединения за счет управления процессом сварки путем регулирования соотношения мощностей

„„Я0„„1346367 А 1

2 соотношения вь1ходных мощностей блоков. импульсного и постоянного токов, блок формирования управляющего сигнала для блока постоянного тока, блок формирования управляющего сигнала для блока импульсного тока, при этом вход датчика напряжения дуги подклю-. чен параллельно дуговому промежутку, а его выход соединен с входом первого интегрирующего блока, выход которого подключен к первому входу перемножителя, второй вход перемножителя соединен с выходом второго интегрирующего блока, вход которого соединен с выходом датчика тока, выход же перемножителя подключен к первому входу блока сравнения, выход блока сравнения соединен с входом блока регулирования соотношения мощностей блоков импульсного и постоянного токов, первый выход которого подключен к входу блока формирования управляющего сигнала для блока импульсного тока, а второй выход соединен с входом блока формирования управляющего сигнала для блока постоянного

1 . тока.

1 блоков импульсного и постоянного токов при стабилизации мощности дуги.

На фиг.1 изображена функциональнпя схема источника питания для дуговой сварки; на фиг.2 — блок регулнрования соотношения между величинами импульсной и постоянной составляющими электрической мощности, подводнмой к дуге. цианальный напряжению холостого хода на межэлектродном промежутке 3. На выходе датчика 5 така сигнал равен нулю. Вследствие этого.на выходе перемножителя 8 устанавливается нулевой сигнал, на выходе блока 10 сравнения устанавливается сигнал, который проходит через блоки 11-13 и настраивает блок импульсного тока и блок 2 постоянного тока на максимальную мощность. После возбуждения дуги, которое может производиться осциллятором (не. показан) или путем короткого замыкания электродов, сигналы обратной связи па напряжению (пропорциональный напряжению дуги) и па току (пропорциональный.сварочному току), снимаемые с выходов датчиков 4 и 5, поступают на входы первого 6 и второго 7 интегрирующих блоков соответственно, где преобразуются в медленно меняющиеся напряжения, пропорциональные действующим значениям напряжения дуги и сварочного тока. Эти напряжения поступают на входы перемножителя 8, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный текущему значению электрической мощности, годводимай к дуге, Полученный сигнал поступает на вход блока 10 сравнения, выполненного на операционном усилителе, на другой вход которого поступает сигнал уставки в виде напряжения от задающего блока 9. Значение сигнала определяет требуемое значение электрической мощности, подводимой к дуге, Усиленный.сигнал рассогласования поступает на вход блока ll регулирования соотношения мощностей блоков импульсного и постоянного таксв, где распределяется на два его выхода в зависимости от требуемого соотношения составляющих мощность дуги. Далее сигналы с выходов блока ll поступают на входы блока 1? формирова.ния управляющего сигнала для блока 1 импульсного тока и блока 13 формирсвания управляющего сигнала для блока 2 постоянного тока и корректируют их работу таким образом, что после окончания переходного процесса, определяемого динамическими свойствами контура регулирования, достигаетск равенство между текущим значением электрической мощности, подводимай к дуге, и ее заданным значением, установленным задающим блоком 9, 50

1346367

Источник питания для дуговой сварки фиг.l ) содержит блок 1 импульсного тока, блок 2 настоянного тока, дуговой промежуток 3, датчик 4 напряжения дуги, датчик 5 тока, первый интегрирующий блок 6, второй интегрирующий блок 7, перемнажитель

8, задающий блок 9, блок 10 сравнения, блок 11 регулирования соотношения мощностей блоков импульсного и постоянного источников таков, блок

12 формирования управляющего сигнала для блока импульсного тока„ блок

13 формирования управляющего сигнала для блока постоянного тока.

В предлагаемом источнике питания для дуговой сварки блоки импульсного и постоянного токов включены параллельно. Вход датчика 4 напряжения 20 дуги подключен параллельно дуговому промежутку 3., а его выход соединен с входом первого интегрирующего блока 6, выход которого подключен к первому входу перемножителя 8. Выход датчика тока подключен к входу вто-. рого интегрирующего блока 7, выход которого соединен с вторым входом перемножителя 8. Выход перемножителя подключен к первому входу блока 10 30 сравнения, второй вход которого соединен с задающим блоком 9, Выход блока 10 сравнения соединен с входом блока 11 регулирования соотношения мощностей блоков импульсного и постоянного токов, первый выход которого подключен к входу блока 12 формирования управляющего сигнала для блока 1 импульсного тока, а второй выход соединен с входом блока, 40

13 формирования управляющего сигнала для блока 2 постоянного тока, Источник питания для дуговой сварки работает следующим образом.

Перед началом работы предварительно выбирают значение мощности дуги и соотношение между импульсной и постоянной составляющей электрической мощности, падвадимой к дуге, После включения электропитания выбранное значение мощности дуги

; устанавливают с помощью блока 9.

Требуемое соотношение между импульсной и постоянной составляющими электрической мощности, падводимай к 55 дуге, обеспечивая путем регулировки блока 11. В едуча», когда дуга не горит, на выходе датчика 4 напряжения дуги появляется сигнал, пропор5

13463

Блок 11 регулирования соотношения мощностей блоков импульсного и постоянного токов позволяет управлять формой проплавления шва, одновременно исключая отклонение площади проплавления шва от заданного значения из-за изменяющегося напряжения дуги.

Кроме того, регулирования по программе стабилизированной мощности, 10 подводимой к дуге, и величины соотношения между импульсной и постоянной составляющей указанной мощности обеспечивает благоприятное воздействие на производительность процесса 5 сварки, на ход металлургических реакций в другом пространстве и сварочной ванне, на термические циклы в зоне термического влияния и т.д.

Все блоки, использованные для 20 построения предлагаемого источника питания, могут быть реализованы на базе стандартных элементов. Например, в качестве блока I импульсного тока может быть использовано устройство, 25 собранное по схеме сильноточной части установки для высокочастотной ,дуговой сварки. Блок 2 постоянного тока может состоять из силового понижающего трансформатора необходи- 30 мой мощности, выпрямителя и электронного регулятора, выполненного на силовых транзисторах, работающих в аналоговом режиме, Датчик 4 напряжения дуги может быть легко изготовлен .из стандартных резисторов типа MJIT, В качестве датчика 5 тока может быть использован шунт. Интегрирующие блоки .б-и 7 в простейшем случае могут быть реализованы по схеме интегрирую- 40 щей КС-цепочки, дополненной масштабным усилителем на операционном усилителе, например, К 551 УД IA, Перемножитель 8, блок 10 сравнения вы67

Полняются на базе аналоговых микросхем, Задающий блок реализуется в виде источника опорного напряжения постоянного тока с регулируемым вручную выходом °

Блок 11 регулирования соотношения мощностей блоков импульсного и постоянного токов может быть выполнен по схеме, показанной на фиг.2, где

14 и 15 — постоянные резисторы одинакового номинала, 16 — переменный резистор, номинал которого, Например, может быть равен удвоенному номиналу резисторов 14 и 15. Блок

Ф

1 2 формирования управляюще го сигнала для блока импульсного тока может быть построен по схеме широ "íî-импульсного модулятора, применяющегося в схеме управления установки для высокочастотной дуговой сварки. Блок

13 формирования управляющего сигнала для источника постоянного тока может быть выполнен по схеме усилителя постоянного тока с обратной связью по выходному параметру источника постояного тока.

В источнике появляется возможность регулировать величину соотношения между импульсной и постоянной составляющей электрической мощности, подводимой к дуге. и тем самым управлять формой проплавления BIBB> одновременно исключая отклонение площади проплавления шва от заданного значения из-за изменяющегося напряжения дуги. В результате этого обеспечивается возможность устранения отрицательного влияния на процесс ряда технологических и конструктивных возмущений, возникающих при дуговой сварке тонколистовых конструкций (например, изменение длины межэлектродного промежутка, зазора в стыке и т.д,).

1346367

Составитель В,Пучинский

Техред N,Моргентал Корректор Н.Король

Редактор Н,Тупица

Заказ 5089 Тираж 894 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101