Устройство для электромагнитного перемешивания расплава сварочной ванны

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявленоl 1,02.75 (21) 2104364/27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,12 76.Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 19.01.77

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 537772 (51) М. Кл.

В 23 К 9/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изаоретений и открытий (53) УДК 62 1,79 1,75 (088.8) М. И. Гение, Б. В. Умаров, N. А. Абралов, У. Т. Султанов и О. К. Алексеев (72) Авторы изобретения

Ташкентский политехнический институт им. А. P. Беруни (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

РАСПЛАВА СВАРОЧНОЙ ВАННЫ

Уетройство относится к сварочному производству и может быть применено при сварке черных и цветных металлов и сплавов постоянным и переменным током.

Известны устройства для реверсивного 5 перемешивания расплава сварочной ванны (1, 2), как правило, содержащие соленоид, устанавливаемый в непосредственной близости от сварочной ванны, и систему питания соленоида. Эти устройства позволяют 10 управлять процессами кристаллизации в сварочной ванне, в результате чего количество металла швг улучшается. Электромагнитное перемешивание сварочной ванны, кроме, того, позволяет производить сварку с удер- 15 жанием металла на весу.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство для реверсивного электромагнитного перемешивания расплава сварочной ванны (31. 20

Устройство содержит последовательно соединенные с электрической сетью трансформатор, фазорегулятор, ключевой элемент, коммутирующее устройство и два соленоида. Управляющий электрод элемента нагружает одно плечо симметричного триггера, счетный вход которого подключен к выходу фазорегулятора. Коммутирующее устройство подключено управляющими электродами через электромеханические реле к автономному генератору.

Однако известное устройство малонадежно в работе, имеет ограниченные функциональные возможности и, кроме того, плотность магнитного потока в зоне сварки относительно низкая.

Управление коммутирующим устройством осуществляется с помощью электромагнитных реле, контакты которых разрывают цепи управления активных элементов — тиристоров коммутирующего устройства. Наличие же контактов снижает надежность устройства в работе.

Для реализации относительно простого алгоритма управления магнитным потоком в известной схеме используется большое количество элементов, что, кроме снижения ее надежности, приводит к удорожанию схемы.

537772

Основной эффект, для реализации которого предназначается известное устройство,— получение групп импульсов повышенной скважности магнитного потока - достигается лишь отчасти. 5

Для увеличения скважности необходимо перестроение схемы, например введение дополнительных триггерных ячеек. Однако это позволяет увеличивать скважность лишь дискретно и только в четное число раз. 10

Плавное изменение скважности известная схема не допускает. В то же время для сварки в различных режимах металлов различных толшин требуется плавное регулирование скважности в широких диапазонах.

Соленоид в известном устройстве содержит две обмотки, через каждую из которых ток протекает лишь в течение половины рабочего цикла. Это приводит к тому, 20 что для обеспечения заданной плотности магнитного потока расход материала и объем устройства увеличивается.

Е1ель изобретения - создание надежного

25 устройства для реверсивного электромаг нитного перемешивания расплава сварочной ванны, позволяющего дискретно и плавно в широком диапазоне регулировать скважность групп импульсов магнитного потока, а также пэлучать бэльшую плотность магнитнэгэ пэтэка в зоне сварки при тэм же расходе активного материала на соленоид в тех же объемах соленоида.

Эта цель достигается за счет того, что Зб вместо триггера использован для управления ключевым элементом автономный генератор, например мультивибратор с регулируемой длительностью импульсов и скважностью, а в качестве коммутирующе- 40 го элемента — однофазный мостовой инвертор без диодов возвратного тока, симметрично управляемый от автоколебательного генератора, например мультивибратора с регулируемой частотой автоколебаний, в 45 то время как в известной схеме управление коммутатором от генератора было принципиально необходимо через контакты электромеханических реле. Обмотка соленоида в предлагаемом устройстве использует- 60 ся лишь одна и включается в нагрузочную диагональ схемь1.

На фиг. 1 схематично показаны стандартные узлы, используемые в устройстве, коммутирующее устройство и подключенные обмотки соленоида; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений в характерных точках

К зажимам источника питания 1 через ключевой элемент 2 подключен коммутирую- 60 ший элемент 3, выходные зажимы которого нагружены обмоткой 4 соленоида.

Управляющий электрод ключевого элемента 2 подключен к блоку 5 управления этим элементом. Коммутирующий элемент содержит четыре управляемых диода, соединенных по схеме однофазного мостового инвертора. Управляющие электроды противолежащих в схеме диодов попарно подключены к двум противофазным выходам блока управления 6.

B качестве блока 5 и блока 6 использованы автономные генераторы (например, мультивибраторы) с регулируемой частотой автоколебаний и регулируемой скважностью импульсных последовательностей.

Блок питания 1 может быть источником как постоянного, так и переменного тока.

В первом случае через обмотку соленоида протекают прямоугольные импульсы тока, длительность которых зависит от соотношения частот генераторов 5 и 6. Во втором случае через соленоид протекают группы импульсов (показаны пунктиром на фиг. 2) той же длительности.

Блок 5, прерывая на разное время цепь питания коммутирующего элемента 3, обеспечивает регулирование скважности импульсов тока через соленоид. Блок 6 определяет смену полярности импульсов тока через соленоид и, следовательно, направление магнитного потока в зоне сварки.

Принцип работы устройства поясняется фиг. 2, где приведены временные диаграммы напряжений в характерных точках для некоторой фиксированной частоты и скважности блока 6 и для той же частоты, но различной скважности блока 5.

Предлагаемое устройство может быть применено без деформации схемы при сварке различных металлов и сплавов в широком диапазоне режимов электромагнитной обработки.

Формула изобретения

Устройство для электромагнитного перемешивания расплава сварочной ванны, содержащее источник питания, соленоид, ключевой и коммутирующий элемент и блоки управления ключевым и коммутирующим элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и повышения пределов регулирования режимов работы, а также увеличения удельной мощности электромагнитного излучения соле ноида, коммутирующий элемент выполнен .в виде однофазного мостового инвертора

537772

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: на управляемых диодах, вход которого через ключевой элемент подключен к источнику питания, а выход соединен с обмоткой соленоида, при этом блоки управления ключевым и коммутируюшим элементами выполнены в виде автономных генераторов с узлами регулирования частоты автоколебаний и скважности импульсных последовательностей.

1. Авт.

5 30.12.692. Авт.

02. 04. 7 3.

3. Авт.

30.10.69 св. № 300269, кл. В23к 9/08, св. № 46267 9, кл. В 23 к 9/08, св. № 288192, кл. В 23 к 9/08, — прототип.

Фиг. 2

Заказ 5608/6 Тираж 1 1 7 8 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4