Устройство для дуговой и контактной сварки

 

Использование: при питании сварочных установок от сетей малой мощности при невысоком темпе сварки и большом разнообразии форм, размеров и материалов свариваемых деталей. Сущность изобретения: универсальная установка для дуговой и контактной сварки содержит дуговой источник питания 3, состоящий из дугового выпрямителя 9, дугового трансформатора 4, а также клещи 12 со встроенным трансформатором 11. Выпрямитель 1 и инвертор 2 повышенной частоты последовательно соединены с первичной обмоткой трансформатора. Секционированная вторичная обмотка 6 трансформатора подключается через переключатель 10 к клещам 12 или к дуговому выпрямителю 9, при этом одна из секций 7 вторичной обмотки расположена концентрично первичной 5. 2 ил.

Изобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при питании сварочных установок от сетей малой мощности, при невысоком темпе сварки и большом разнообразии форм, размеров и материалов свариваемых деталей. Такие условия характерны для сварочных работ, проводимых, например, в ремонтных мастерских и в быту.

Известны установки для дуговой сварки, установки с клещами для контактной сварки и устройства, содержащие обе указанные установки, работающие независимо друг от друга. К ним относятся сварочные выпрямители ВД-0801 [1] сварочные установки фирмы ARO, клещи для контактной сварки [2] Недостатками перечисленных устройств являются повышенные массогабаритные показатели, а для установок [2, 3] и повышенная электроопасность при непосредственном питании клещей для контактной сварки от сети.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является установка для дуговой и контактной сварки фирмы КЕМРРI [3] принятая за прототип. В этой установке устройства для дуговой и контактной сварки работают независимо друг от друга. Устройство для дуговой сварки состоит из трансформатора и выпрямителя (в дальнейшем для удобства изложения будем называть их дуговым трансформатором и дуговым выпрямителем). Дуговой трансформатор, также как и клещи со встроенным трансформатором подключаются к сети. Корпус клещей должен быть заземлен при работе с ними.

Недостатком этой установки является повышенная масса дугового трансформатора и клещей, затрудняющая работу сварщика. Пробой электрической изоляции между обмотками встроенного в клещи трансформатора и между его первичной обмоткой и корпусом клещей приводят к появлению на корпусе напряжения сети. В отдельных случаях, например при выполнении ремонтных работ в гаражах, качественное выполнение заземления вызывает значительные трудности. В связи с этим серьезным недостатком клещей является их повышенная электропасность.

В основу изобретения положена задача создания универсальной установки для дуговой и контактной сварки, в которой рабочие органы (электроды для дуговой сварки и клещи для контактной сварки) питались бы от единого блока, при этом входящие в установку трансформаторы имели бы минимальные массогабаритные показатели.

Решение поставленной задачи достигается тем, что установка для дуговой и контактной сварки, содержащая дуговой выпрямитель, дуговой трансформатор с первичной и секционированной вторичной обмотками и клещи со встроенным трансформатором, согласно изобретению дополнительно содержит переключатель с нормально закрытым и нормально открытым контактами и последовательно соединенные сетевой выпрямитель и инвертор повышенной частоты, соединенный с первичной обмоткой дугового трансформатора, первая секция вторичной обмотки которого через нормально закрытый контакт переключателя подключена к клещам со встроенным трансформатором, а вторая секция вторичной обмотки через нормально открытый контакт переключателя к дуговому выпрямителю, причем первая секция вторичной обмотки трансформатора расположена концентрически с его первичной обмоткой.

Применение питаемого через выпрямитель инвертоpа повышенной частоты позволяет снизить массогабаритные показатели как дугового трансформатора, так и трансформатора, встроенного в корпус клещей, за счет снижения площади поперечного сечения магнитопроводов указанных трансформаторов.

Повышение электробезопасности при работе с клещами для контактной сварки связано с тем, что благодаря дуговому трансформатору клещи отделены от сети.

На фиг. 1 представлена электрическая схема установки для дуговой и контактной сварки; на фиг. 2 дуговой трансформатор.

Установка содержит выпрямитель 1, инвертор 2 повышенной частоты, дуговой трансформатор 3 с первичной обмоткой 4 и вторичной обмоткой 5, включающей секцию 6, используемую при контактной сварке, и секцию 7, используемую при дуговой сварке, дуговой выпрямитель 8, переключатель 9 с нормально замкнутым контактом 10 и нормально разомкнутым контактом 11, клещи 12 для контактной сварки, свариваемые детали 13, электроды 14 для дуговой сварки.

Дуговой трансформатор 3 состоит из стержневого магнитопровода 15, первичной обмотки 4 и секций вторичной обмотки 6 и 7. Для обеспечения большой индуктивности рассеяния при дуговой сварке первичная обмотка 4 и секция 7 вторичной обмотки располагаются на разных стержнях магнитопровода. При контактной сварке нагрузка 13 подключается к секции 6 вторичной обмотки 5, расположенной концентрично первичной обмотке 4, что обеспечивает малую индуктивность рассеяния.

Установка работает следующим образом. Дуговой трансформатор 3 подключают к сети через выпрямитель 1 и инвертор 2. При выполнении дуговой сварки замыкается нормально разомкнутый контакт 11 переключателя 9, а контакт 10 размыкается, что обеспечивает подачу напряжения на дуговой выпрямитель 8 и протекание сварочного тока через дуговые электроды 14. При размыкании контакта 11 нормально замкнутый контакт 10 обеспечивает подачу напряжения на первичную обмотку трансформатора 12, встроенного в клещи. При этом ток протекает через детали 13 и производится их контактная сварка.

П р и м е р. Разработана установка для дуговой и контактной сварки, содержащая источник питания для дуговой сварки, выполненный на базе серийного дугового источника ВД-0801, инвертор с рабочей частотой 200 Гц и клещи для контактной сварки. Заявляемое решение позволило приблизительно в 2 раза сократить массу дугового трансформатора и на 20-30% массу клещей по сравнению с клещами установки, принятой за прототип. Индуктивность рассеяния дугового трансформатора при дуговой сварке составляет до 15˙10^-4 Гн, а при контактной около 1,1˙10^-4 Гн. Активное сопротивление обмоток дугового трансформатора снижено приблизительно на 30% при сохранении внешней характеристики за счет уменьшения средней длины витков вследствие уменьшения поперечного сечения магнитопровода.

Таким образом, создана универсальная установка дуговой и контактной сварки, позволяющая повысить электробезопасность при работе с клещами и снизить массогабаритные показатели установки.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ И КОНТАКТНОЙ СВАРКИ, содержащее дуговой выпрямитель, дуговой трансформатор с первичной и секционированной вторичными обмотками и клещи с встроенным трансформатором, отличающееся тем, что она дополнительно содержит переключатель с нормально закрытым и нормально открытым контактами и последовательно соединенные сетевой выпрямитель и инвертор повышенной частоты, соединенный с первичной обмоткой дугового трансформатора, первая секция вторичной обмотки которого через нормально закрытый контакт переключателя подключена к клещам с встроенным трансформаторам, а вторая секция вторичной обмотки через нормально открытый контакт переключателя - к дуговому выпрямителю, причем первая секция вторичной обмотки трансформатора расположена концентрически с его первичной обмоткой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2