Устройство питания для дуговой сварки

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для плазменной сварки алюминиевых сплавов прямоуго. ТЙными импульсами тока. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем улучп ения стабильности горения дуги. Устройство содержит цепь сварочной дуги, к которой подключен первый выпрямитель через первый дроссель, датчик сварочного тока и второй выпрямитель лерез второй дроссель, датчик уравнительного тока,, два суммируюш,их усилителя, интегратор, нелинейный элемент, пропорционально-интегрирующий регулятор уравнительного тока, блок задания тока, корректируюш.ий элемент и два усилителя-формирователя. Блок задания тока задает величину уравнительного тока, амплитуду сварочного тока, которая устанавливается раздельно для каждой полярност.и, и время горения дуги на прямой и обратной полярности. ,ие усилители, интегратор и нелинейный элемент 13 образуют г;ропорциона.пьно-интегрирующий регулятор сзарочногс тока , компенсирующий нелинейные свойства дуги. При изменении поляркости напряжения на выходе блока задания тпка од1-:;; из выпрямителей переходит s инверторнык режим, а другой - в выпрямительный. Устройство позволяет формировать прямоугольный двухполярный сварочный ток без пауз при перемене поляркости. 1 ил. (

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИД=ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4253700/25-27 (22) 20.04.87 (4з) 23.12:88. Бюл. № 47 (71) Центральный научно-исследовательский институт металлургии и материалов и Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова (72) A. М. Вейнгер, И. М. Серый, 1О. Г. Силуков, В. К. 1-1икунов, Д. Д. Остров и Н. Г. Силукова (53) 621.79! .65.03 (088.8) (56) Чижечко И. М., Руденко В. С., Сенько В. И. Основь; преобразовательной техники. — М.: Высшая школа, 1974. с. 279. (54) УСТРОЙСТВО 1. ИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для плазменной сварки алюминиевых сплавов прямоугольными импульсами тока. Цель изобретения— повышение качества сварного соединения путем улучшения стабильности горения дуги.

Устройство содержит цепь сварочной дуги, к которой подключен первый выпрямитель

„„SU„„3 445882 A 1 через первый дроссель, датчик сварочного тока и втор 1й выпрямитель .через второй дроссель, датчик уравнительного тока, два суммирующих усилителя, интегратор, нелинейный элемент, пропорционально-интегрирующий регулятор уравнительного тока. блок задания тока, корректирующий элемент и два усилителя-формирователя. Блок задания тока задает величину уравнительного тока, амплитуду сварочного тока, которая устанавливается раздельно для каждой полярности, и время горения дуги на прямой и обратной полярн:. сги.

Суммирующие усилители, интегратор и нелинейный элемент 13 образуют пропорционально-интегрирующий регулятор сварочного тока, компенсиру1сщий нелинейные свойства дуги. При изменении полярности 11апря+ ения на вь1ходе блока задания т тка оди . из выпрямителей переходит в инверторный режим, а другой — в выпрямительный.

Устрочство позволяет 1рорм нровать прямоугольныи двухполярныи сна роч11ыи ток без пауз при перемене полярности. 1 ил.

1445882

Изобретение относится к сварочной технике и предназначено для плазменной сварки алюминиевых сплавов прямоугольными двухполярными импульсами тока.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений путем улучшения устойчивости горения дуги.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство питания для сварочной дуги прямоугольными импульсами тока содержит цепь сварочной дуги 1, к которой подключен первый выпрямитель 2 через первый дроссель 3 и первый датчик 4 тока, второй выпрямитель 5 через второй дроссель

6 и второй датчик 7 тока.

Выход первого датчика 4 « .а соеди: ен с первым входом датчика 8 свароч.ого тока и первым входом датчика 9 уравнительного тока.

Выход второго датчика 7 тока соединен вторыми входами датчиков сварочного ока 8 и уравнительного тока 9, Выход датчика 8 сварочного тока подключен к первому входу первого суммирующего усилителя 10, выход которого соединен с первым и вторым входами второго суммирующего усилителя 11, причем с первым вхо.,ом соединен через последовательно соединенные интегратор !2 и нелинейный элемент !3. Выход датчика 9 уравни: льного

loK3 соединен с первым входом .;ропорционально-интегрирующего регулятора 14 уравнительного тока. Выходы блока !5 задания тока соединены с вторым входом суммирующего усилителя 10 и с вторым н:одом ре улятора 14 уравнительного тока через коррь-..,чующий элемент 16. Выход суммирующего усилителя 11 соединен с перBhtMH входами усилителей-формирователей

17 и 1", а выход регулятоà 14 уравнительного тока соединен с вторыми выходами этих усилителей. Выход суммирующего,-силителя-формирователя 17 соединен с входом управления первого выпрямителя 2, а выход усилителя-формирователя 18 соединен с входом управления второго выпрямителя 5.

Устройство питания для сварочной дуги прямоу,ольными импульсами тока работает следующим образом.

При пуске блок 15 задания тока формирует сигнал задания уравнительног тока.

Регулятор 14 уравнительного тока поддерживает уравнительный ток, протекающий по цепи первый выпрямитель 2, первый дроссель 3, первый датчик 4 тока, второй выпрямитель 5, второй дроссель 6, второй датчик 7 тока, на таком уровне, что первый и второй 5 выпрямители не попа.;лют в зону прерывистых токов. Благодаря это». у обеспечивается высокая степень линейности характеристик источника.

Одноврек< ино при пуске блока 15 зала5

10 !5

50 ния тока формируется сигнал задания сварочного тока, поступающий на вход первого суммирующего усилителя 10. Сигналы с первого 4 и второго 7 датчиков тока поступают на входы датчиков сварочного тока 8 и уравнительного тока 9. Сигнал, пропорциональный сварочному току, с выхода датчика 8 сварочного тока поступает на первый вход первого суммирующего усилителя 10 и является обратной связью по сварочному току. С выхода первого суммирующего усилителя 10 напряжение, пропорциональное разнице заданного и текущего значений сварочного тока, поступает на второй суммирующий усилитель 1 и интегратор 12. С выхода последнего сигнал через нелинейный элемент 13 поступает на второй вход второго суммирующего усилителя 11. Суммирующие усилители 10 и !! и интегратор 12 образуют пропорционально-интегрирующий регулятор сварочного тока. Нелинейный лемент 13 компенсирует нелинейные свойства дуги. На выходе второго суммирующего усилителя 11 формируется напряжение управления выпрямителями 2 или 5 в зависимости от полярности напряжения задания. Сигнал, пропорциональный уравн «тельному току, поступает с датчика 9 у.,авнительного тока на вход пропорционально-интегрального регулятора 14 уравнительного тока и является обратной связью по уравнительному току. На выходе регулятора 14 уравнительного тока формируется напряжение управления вы:рямителями, обеспечивающее постоянство уравнительного тока при. изменениях сварочного тока. Корректирующий элемент 16 компенсирует возмущения, возникающие при измекении полярности сварочного тока.

Напряжения управления поступают на усилители-формирователи 17 и 18 с второго суммирующего усилителя 11 и с регулятора 14 уравнительного тока.

В зависимости от полярности напряжения управления, поступающего с второго суммирующего усилителя 11, один из выпрямителей работает н выпрямительном режиме, а второй — в инверторном. При изменении полярности задания с блока 15 задания тока меняется полярность напряжения а выходе второго суммирующего усили еля 11 и первый выпрямитель персходит в инверторный режим, а второй — в выпрямительный. При этом сварочный ток меняет направление без пауз при перемене полярности. Блок 15 задания тока задает амплитуду сварочного тока. которая устанавливается раздельно для каждой полярности, и время горения дуги на прямой и обратной полярностях.

При испытании на пластинах из сплава

АМà — 6 толщиной 16 мм возбуждают сжатую дугу и перемещают со скоростью

1445882

Формула изобретения

Составитель В. Бродягин

Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 6643/16 Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

8 — 10 м/ч. В процессе сварки ток дуги изменяют в пределах 30 †5 А, длительность импульсов сварочного тока регулируют в пределах 0,06 — 0,5 с как на прямой, так и на обратной полярности. Сжатая дуга при этом горит устойчиво, устройство функционирует нормально. Устройство обеспечивает высокую надежность в работе, в гом числе и при переменной нагрузке (режимы от холостого хода до короткого замыкания). Подбирают режим сварки стыкового шва пластин из алюминиевого сплава толщиной 12 мм без разделки кромок; ток сварки прямой полярности 270 А, ток сварки обратной полярности 340 А, длительность импульсов обратной полярности 0,06 с, длительность импульсов прямой полярности

0,18 с, скорость сварки 9 м/ч, расход плазмообразующего газа аргона 1,5 л/мин, расход защитного газа аргона 12 л/мин.

Формирование шва и качество сварных соединений хорошее. Рентгенопросвечивание показывает отсутствие дефектов в металле шва. Отказов в работе устройства нет.

Осциллографирование показывает, что паузы в кривой сварочного тока при перемене полярности отсутствуют, этим обеспечивается высокая устойчивость горения сжатой дуги при напряжении холостого хода 80 В и при отсутствии стабилизатора дуги.

Таким образом, за счет согласованного управления свароччыми выпрямителями, обеспечивающего перевод выпрямителей из выпрямительного режима в инверторный и наоборот с высоким быстродействием, имеется возможность изменить полярность, амплитуду и регулировать частоту сварочного тока в широких пределах без пауз в кривой сварочного тока при перемене полярности. Отсутствие пауз в кривой сварочного тока обеспечивает высокое качество сварочных соединений и устойчивое горение сжатой дуги без применения стабилизаторов дуги. Управление выпрямителями с учетом нелинейных свойств дуги позволяет повысить надежность работы устройства при широком диапазоне изменения нагрузки от холостого хода до короткого замыкания.

Устройство питания для дуговой сварки, содержащее два выпрямителя, подключенные встречно-параллельно к сварочной цепи и два дросселя, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения —, тем улучшения устойчивости горения .;, г, в него введены первый и второй датчики тока, датчик уравнительного тока, датчик сварочного тока, блок задания тока, корректирующий элемент, интегратор, нелинейный элемент, регулятор уравнительного тока, два суммирующих усилителя и два усилителя-формирователя, при этом первый дроссель и первый датчик тока включены последовательно с первым выпрямителем, а второй дроссель и второй датчик тока включены последовательно с вторым выпрямителем, выход первого датчика тока соединен с первым входом датчика сварочного тока и первым входом датчика уравнительного тока, выход второго датчика тока соединен с вторым входом датчика сварочного тока и вторым входом датчика уравнительного тока, выход датчика сварочного тока подключен к первому входу первого суммирующего усилителя, выход которого соединен с первым и вторым входами второго суммирующего усилителя, причем с первым входом он соединен через последовательно включенные интегратор и нелинейный элемент, выход датчика уравнительного тока соединен с первым входом регулятора уравнительного тока, выходы блока задания тока соединены с вторым входом первого суммирующего усилителя и с вторым входом регулятора уравнительного тока через корректирующий элемент, выход второго суммирующего усилителя соединен с первыми входами первого и второго усилителей-формирователей, а выход регулятора уравнительного тока соединен с вторыми входами этих усилителей, причем выход первого усилителя-формирователя соединен с входом управления nep=n:n выпрямителя, а выход второго усил::"ге...-,-формирователя соединен с входом управления второго выпрямителя.