Способ регулирования процесса дуговой сварки плавящимся электродом и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в автоматах и полуавтоматах, а также в технологии для сварки в защитных газах плавящимся электродом. Цель - улучшение качества сварных соединений путем повышения стабильности процесса переноса электродного металла и снижения потерь на разбрызгивание. В способе регулирования измеряют и поддерживают неизменным заданное отношение длительности отдельных частей цикла образования и переноса капли электродного металла путем регулирования напряжения источника сварочного тока. Одновременно измеряют и поддерживают неизменным заданное значение скорости нарастания тока короткого замыкания путем регулирования величины индуктивности сварочной цепи. Устройство содержит сварочную цепь с дросселем регулируемой индуктивности и регулятором скорости нарастания тока короткого замыкания, подключенным к регулятору индуктивности дросселя. Блок регулирования величины отношения длительности короткого замыкания и длительности цикла переноса капли электродного металла подключен входом параллельно дуговому промежутку, а выходом - к регулятору напряжения источника сварочного тока. Режим сварки задается в виде скорости подачи электродной проволоки, определяющей величину сварочного тока, объем наплавленного металла и т.д. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ф (19) (11) А1 (б)) 4 B 23 К 9/12, 9/10

34ГЗИаИ3

П41йий ) 1-:,л 1Eь843

E,--«;;Б ИО Е; —.А, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4315840/25-27 (22) 12. 10. 87 (46) 30.06. 89. Бюл. 1 - 24 (72) P .10. Воронин, А.Е. Беляев, С.А.Мургин и К.Н.Радионов (53) 621.791.75.037 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 565787, кл. В 23 К 9/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР

)N- 327013, кл. В 23 К 9/12, 1972. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЦИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ . (57) Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в автоматах и полуавтоматах, а также в технологии для,сварки в защитных газах плавящимся электродом. Цель— улучшение качества сварных соединений путем повьппения стабильности процесса переноса электродного металла и снижения потерь на разбрызгивание. В способе регулирования измеряют и поддерживают неизменным заданное отношеИзобретение относится к автоматическому регулированию процесса дуговой сварки и может быть использовано при автоматической и полуавтоматической сварке тонкой электродной проволокой в защитных газах с систематическими короткими замыканиями дугового промежутка.

2 ние длительности отдельных частей цикла образования и переноса капли электродного металла путем регулирования напряжения источника сварочного тока. Одновременно измеряют и поддерживают неизменным заданное значение скорости нарастания тока короткого замыкания путем регулирования величины индуктивности сварочной цепи. Устройство содержит сварочную цепь с дросселем регулируемой индуктивности и регулятором скорости нарастания тока короткого замыкания, подключенным к регулятору индуктивности дросселя.

Блок регулирования величины отношения длительности короткого замыкания и длительности цикла переноса капли электродного металла подключен входом параллельно дуговому промежутку, а выходом — к регулятору напряжения источника сварочного тока. Режим сварки задается в виде скорости пода-. чи электродной .проволоки, определяю. щей величину сварочного тока, обьем наплавленного металла и т.д. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Цель изобретения — улучшение качества сварки путем повьппения стабильности процесса переноса электродного металла и снижения потерь на разбрыз- гивание, Сущность способа регулирования процесса дуговой сварки заключается в следующе м.

148994

Для каждого диаметра электродной проволоки существует оптимальная скорость нарастания тока короткого замыкания дугового промежутка, при которой имеет место наименьшее разбрызгивание и наибольшая стабильность процесса переноса капель электродного металла. При скорости нарастания тока короткого замыкания больше оптималь- 10 ной ток короткого замыкания в момент разрушения жидкой перемычки, отделяющей каплю от электрода, может достигнуть больших значений И приводить к сильным взрывам и выбросам эначитель- 15 ных масс электродного металла.

При скорости нарастания меньше оптимальной ток короткого замыкания возрастает медленно, жидкая перемычка между каплей и электродом не успевает разрушиться к моменту ее минимального размера, в результате разбрызгивание также увеличивается, а стабильность процесса переноса снижается.

В процессе сварки, особенно в различных пространственных положениях, имеет место изменение различных параметров сварочной цепи. омического со- 30 противления за счет изменения величины вылета электродной проволоки, длины дуги, контактного сопротивления в токосъемных наконечниках и т.п. и на, пряжения источника тока за счет коле-,35 бання питающей сети и его регулирования по параметрам переноса, что приводит к изменениям скорости нараста. ния тока коротких замыканий дуги.Поддержание оптимального значения ско- 40 рости нарастания тока к.з...как видно иэ рассматриваемого выражения, можно осуществлять изменением индуктивности сварочной цепи.

Отношение длительности отдельных g5 частей цикла образования и отрыва . капли связано с отношением рабочего (среднего) напряжения процесса сварки 11 к дуговому напряжению U зависимостью

50 к tg Up

Т вЂ” — —. т т

Поддержи в ая з аданно е о тнош ение к)

Т путем регулирования среднего напряжения пр о це с с а св арки, об е спечи- вается достижение оптимального дугового напряжения U отражающего опти( мальную длину дуги, Длина дуги, в свою очередь, определяет размер капель электродного металла, до которого она может вырасти перед замыканием дугового промежутка, а размер капель электродного металла при постоянной подаче элеКтродной проволоки определяет частоту коротких замыканий.

Следовательно, регулирование процесса сварки по отношению длительности отдельных частей цикла образования и переноса капель электродного металла оптимизирует средние общие параметры процесса сварки, такие как час— тота переноса капель, размер капель электродного металла, проплавляющая способность дуги и др., а регулирование по скорости нарастания тока короткого замыкания оптимизирует условия переноса каждой отдельной капли электродного металла. Одновременное регулирование по этим параметрам создает качественно новые свойства сис-темы регулирования.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ регу— лирования процесса дуговой сварки.

Устройство содержит регулируемый источник 1 сварочного тока, подключенный к сварочной цепи, состоящей из последовательно включенного дросселя 2 регулируемой индуктивности, свариваемого иэделия 3 и электродной проволоки 4, которая подается приводом 5 подачи. Блок 6 регулировки от— ношения длительности короткого замы— кания к длительности цикла (-----) кз

Т подключен параллельно дуговому проме— жутку и содержит измеритель 7 отноше—

tvs ния (- — --), выход которого подключен к выходу схемы 8 сравнения действительного и заданного значений кз (— — -) . На вход схемы 8 сравнения

Т подключен и задатчик 9 величины отно"м шенин (— -" -) . Выход схемы 8 сравне—

Т ния подключен к регулятору 10 напря— жения источника сварочного тока. Блок

11 регулировки скорости нарастания

hI ъ тока короткого замыкания (-- — — — ) соЬ tgg держит датчик 12, выход которого подключен к измерителю 13 скорости на-. растания тока к.з. Выход измерителя

13 подключен на вход схемы 14 сравне5 14899

O ния действительной и заданной величин (†----). К выходу схемы 14 сравнения а? къ

Ь кз подключен также выход задатчика 15.

Выход схемы 14 сравнения подключен к регулятору 16 индуктивности дросселя.

Устройство работает следующим образом.

До начала процесса сварки задатчиком 9 устанавливается заданное значе кз ние отношения (-----), а задатчиком

15 устанавливается заданное значение )6 (†††-). Включается регулируемьж ис;

hI

t yy шение (-- †-) измеряет среднюю деистТ вительную величину этого отношения, а в схеме 8 сравнения осуществляется 25 сравнение действительной и заданной

t к«з величин (†---).

Т

При неравенстве значений этих величин сигнал рассогласования усиливает- 30 ся и направляется в регулятор 10 напряжения, который изменяет напряжение на дуге до той величины, при которой действительное значение отношения (-----) станет равным заданному. Од- З къ

Т новременно в датчике 12 и измерителе .13 скорости нарастания тока короткого замыкания образуется сигнал, пропорД кз циональный величине (- — ----), кроме

htk3 того, с измерителя 13 после интегриро— вания и детектирования сигнал поступает в схему 14 сравнения. В схеме 14 сравнения действительное значение ве- 45

ЬТ К3 личины (- — — — ), поступающее из измеh.ti(3 рителя 13, сравнивается с заданным значением, поступающим из з адатчика 15, 50

Сигнал рассогласования усиливается и поступает из схемы 14 сравнения в ч регулятор 16 индуктивности дросселя, изменяющий индуктивность дросселя 2 до величины, при которой действитель- 55 ная величина скорости нарастания тока

Ь к короткого замыкания (†----) станет "къ равной заданной

42

В качестве датчика 12 может быть использован известный воздушный тороидальный трансформатор или пояс Роговского ° Измеритель 13 представляет собой известную интегрирующую резистивно-емкостную цепь с детектором и повторитель напряжения для согласования высокого выходного сопротивления датчика 12 с входным сопротивлением схемы 14 сравнения. Сварочный дроссель 2 регулируемой индуктивности может быть таким, у которого величина индуктивности регулируется подмагничиванием сердечника в функции выходного сигнала регулятора 16.

Величины устанавливаемых эадатчиками 9 и 15 оптимальных значений (— ---) и (— — --) определяются исхо кз «ДТкз

Т 1 с„з дя из требований технологии и исполь-! зуемо го оборудования .

Способ и устройство для регулирования процесса сварки предполагает воэможность задавать режим сварки не в традиционной форме (Т... U ), а в виде скорости подачи электродной проволоки, которая определяет величину сварочного тока и объем наплавляемого

t tкл Ыкз металла, и величин (— ---) и (— — — ), Г Ке„ зависящих в основном от диаметра электродной проволоки и ее марки.

Преимуществом такого способа задания является повышение стабильности процесса и качества сварных соединений.

Формул а из обре т ения

1. Способ регулирования процесса дуговой сварки плавящимся электродом с систематическими короткими замыканиями дугового промежутка, при котором измеряют и поддерживают неизменным заданное отношение длительностей короткого замыкания к длительности цикла образования и переноса капли электродного металла путем регулирования напряжения источника сварочного тока,отличающийся тем,. что, с целью улучшения качества сварного соединения путем повышения .стабильности процесса переноса электродного металла и снижения потерь на разбрызгивание, дополнительно одновременно измеряют и поддерживают не-, изменным заданное значение скорости нарастания тока короткого замыкания

1489942

Составитель В. Грибова

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 3621/18 Тираж 894 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 путем регулирования величины индуктивности сварочной цепи.

2, Устройство для регулирования процесса дуговой сварки плавящимся электродом с систематическими короткими замыканиями дугового промежутка, содержащее источник сварочного тока с регулятором его выходного напряжения, сварочную цепь с дросселем регулируе- 10 мой индуктивности, подключенным к выходу регулятора индуктивности, и блок регулировки величины отношения дли тельности коротких. замыканий к длительности цикла, вход которого под-ключен к мундштуку подачи плавящегося электрода, отличающеес я тем, что, с целью улучшения качества сварных соединений путем повышения стабильности процесса сварки и уменьшения потерь на разбрызгивание, в устройство введен регулятор нарастания скорости тока короткого замыкания. дугового промежутка, состоящий из последовательно соединенных датчика сварочного тока и измерителя скорости нарастания тока короткого замыкания,,задатчик скорости нарастания и схема сравнения, при этом вход регулятора напряжения источника сварочного тока подключен к выходу блока регулировки величины отношения длительности коротких замыканий к длительности цикла, вход регулятора нарастания тока короткого замыкания через датчик сварочного тока включен последовательно в сварочную цепь, а выход схемы сравнения соединен с входом регулятора индуктивности.