Устройство уменьшения разбрызгивания

Изобретение относится к устройству уменьшения разбрызгивания металла электрода и сварочной ванны при электродуговой сварке плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка. Устройство содержит датчик тока и выполненные с возможностью подключения параллельно сварочной дуге полупроводниковый ключ (1), схему (2) управления ключом и датчик напряжения (3). Датчик напряжения (3) выполнен с возможностью определения момента начала и окончания короткого замыкания и подачи сигнала на схему (2) управления ключом. Датчик тока (4) выполнен с возможностью определения момента разрыва жидкой перемычки электродного металла и подачи сигнала на схему (2) управления ключом. Техническим результатом изобретения является значительное уменьшение массогабаритных характеристик устройства и повышенный КПД, расширение и улучшение технологических свойств электродуговой сварки металлов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области электродуговой сварки, в частности к устройству, результатом применения которого является расширение и улучшение технологических свойств электродуговой сварки металлов. Устройство призвано уменьшить разбрызгивание металла электрода и сварочной ванны, уменьшить расход сварочных материалов, повысить однородность и качество сварного шва. Устройство применимо для тех сварочных процессов, где перенос электродного металла происходит периодически в моменты коротких замыканий дугового промежутка металлом плавящегося электрода.

Известен принцип уменьшения разбрызгивания электродного металла и повышения стабильности сварочного процесса за счет резкого ступенчатого уменьшения сварочного тока в начальный момент короткого замыкания дугового промежутка расплавленным электродным металлом и в конце короткого замыкания, непосредственно перед окончанием перетекания электродного металла (разрыва жидкой перемычки) до повторного возбуждения сварочной дуги. Сам принцип и варианты устройств для его реализации раскрыты в патентах, принадлежащих фирме «The Lincoln Electric Company»: US 4866247 A1, US 5148001 A1, US 6051810 A1, RU 2217274 C2, а также в авторских свидетельствах СССР № 579112, № 1058171, № 1064555, которые являются ближайшим аналогом настоящего изобретения.

Недостатком этих устройств является то, что в них сварочный ток постоянно протекает через полупроводниковый ключ, выделяя значительную тепловую мощность, что снижает общий КПД сварочного оборудования. В их конструкции применены габаритные теплоотводы, реактивные и активные компоненты. Это приводит к значительным габаритам и массе устройств.

Предлагаемое устройство реализует тот же принцип ступенчатого уменьшения сварочного тока, но другим способом в отличие от аналогов. Оно не прерывает ток сварочного источника, а шунтирует его в требуемые моменты сварочного микроцикла. Такое шунтирование оставляет сварочную зону без сварочного тока. Сварочный ток отводится полупроводниковым ключом, подключенным параллельно сварочной дуге. Время требуемых бестоковых интервалов, следовательно, и время работы силового транзистора, составляет не более 5% от времени сварки. Тепловая мощность, выделяемая на полупроводниковом ключе, более чем в 10 раз меньше, чем у аналогов. В этом заключается новизна настоящего изобретения.

Техническим результатом настоящего изобретения является значительно уменьшенные массогабаритные характеристики и повышенный КПД устройства по сравнению с аналогами.

Устройство уменьшения разбрызгивания состоит из полупроводникового ключа 1, подключенного параллельно сварочной дуге, схемы управления ключом 2, в которую поступают сигналы от датчика напряжения сварочной дуги 3 и датчика сварочного тока 4.

Устройство уменьшения разбрызгивания работает следующим образом. При возникновении короткого замыкания дугового промежутка датчик напряжения 3 фиксирует падение напряжения ниже заданного порога и подает сигнал схеме управления 2, которая формирует сигнал для открытия ключа 1, который открывается и шунтирует сварочный ток на время от 100 до 700 микросекунд. В конце короткого замыкания при образовании жидкой перемычки датчик напряжения 3 фиксирует лавинообразный рост напряжения на дуговом промежутке и подает сигнал системе управления 2, которая открывает ключ 1, который шунтирует сварочный ток, часть сварочного тока протекает через жидкую перемычку до момента ее разрыва, факт разрыва жидкой перемычки фиксирует датчик тока 4 по факту полного прекращения сварочного тока и подает сигнал схеме управления 2, которая через 300 микросекунд закрывает ключ 1 для последующего возбуждения дуги.

Схема управления ключом 2 может быть реализована с применением цифрового микроконтроллера для получения большей функциональности.

Устройство уменьшения разбрызгивания может быть реализовано в составе источника питания сварочной дуги.

Устройство уменьшения разбрызгивания может быть реализовано в виде функционально и конструктивно законченного блока или модуля и подключаться к сварочной цепи независимо от источника питания сварочной дуги. Внутренние схемы устройства могут быть запитаны непосредственно от сварочного напряжения.

1. Устройство уменьшения разбрызгивания металла электрода и сварочной ванны при электродуговой сварке плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка, содержащее датчик тока и выполненные с возможностью подключения параллельно сварочной дуге полупроводниковый ключ, схему управления ключом и датчик напряжения, при этом датчик напряжения выполнен с возможностью определения момента начала и окончания короткого замыкания и подачи сигнала на схему управления ключом, а датчик тока выполнен с возможностью определения момента разрыва жидкой перемычки электродного металла и подачи сигнала на схему управления ключом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что схема управления содержит цифровой микроконтроллер.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде модуля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу определения параметров движения сварочной дуги при тренаже или тестировании сварщика на дуговых тренажерных системах. .

Изобретение относится к тренажеру для обучения сварщика ручной дуговой сварке плавящимся и неплавящимся электродом. .

Изобретение относится к сварке, в частности к источнику питания сварочной дуги, и может найти применение для сварки изделий в полевых условиях. .

Изобретение относится к генератору для дуговой сварки с высоким коэффициентом мощности и может найти применение в дуговых сварочных аппаратах. .

Изобретение относится к области сварки, в частности к системе сварки короткой дугой между перемещающимся проволочным электродом и заготовкой, способу управления импульсом тока и электроду с сердечником для флюса, и может найти применение в машиностроении.

Изобретение относится к области сварки, в частности к плазменно-дуговой установке для нагрева углеродсодержащего материала, и может быть использовано в цветной металлургии для электролитического получения магния.

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к устройству для автоматического управления электросварочным аппаратом, и может быть использовано в сварочных источниках питания постоянного и переменного тока для ручной и полуавтоматической сварки.

Изобретение относится к автономному источнику питания сварочной дуги для ручной дуговой сварки плавящимися электродами. .

Изобретение относится к сварке, в частности к способу формирования внешней характеристики источника питания для дуговой электросварки плавящимся электродом, и может найти применение при управлении процессами дуговой сварки.

Изобретение относится к устройству для электродуговой сварки металлов плавящимся электродом и предназначено для сварки различных металлов переменным током повышенной частоты в производственных и бытовых условиях

Изобретение относится к сварочным выпрямителям и может быть использовано в качестве источника постоянного тока, обеспечивающего режимы механизированной сварки в среде защитных газов

Изобретение относится к дистанционному регулятору для сварочного устройства

Изобретение относится к области сварки, а именно к аппарату для электродуговой сварки черных и цветных металлов

Изобретение относится к устройству и способу измерения используемого в процессе дуговой сварки защитного газа (8) посредством его анализа после выхода из газового сопла (27) горелки (10)

Изобретение относится к устройству для электродуговой резки металла и может быть использовано в машиностроении

Изобретение относится к способу и устройству автоматического управления положением электросварочной горелки относительно стыка в процессе сварки с колебательными перемещениями электрода поперек

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для наплавки трехфазной дугой износостойких, коррозионостойких и других упрочняющих покрытий

Изобретение относится к устройствам для электродуговой сварки в среде защитных газов на открытых площадках и может быть использовано в отраслях промышленности, где имеется производственная необходимость выполнять сварку конструкций из различных материалов, в том числе и активных на ветру
Наверх