Устройство для питания сварочной дуги

 

(i i) 677842

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Ссзетскик

Социалистических

Республик

Г

II (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.07.77 (21) 2506398/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.08.79. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 05.08.79 (51) М. Кл.в

В 23 К 9/00

В 23 К 9/10

Государственный комитет (53) УДК 621.791.75..037 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Д. А. Дудко, А. Н. Корниенко, А. А. Москаленко (71) Заявитель Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки имени Е. О. Патона (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ

Изобретение относится к области дуговой сварки металлов и сплавов и может быть применено для автоматизации плазменнодуговой сварки в судостроении, приборостроении и т. п.

В настоящее время механизация и автоматизация процессов дуговой сварки заключаются в управлении перемещением источника нагрева (дуги), в управлении подачей электродной или присадочной проволоки, в поддержании или изменении по определенной предварительно заданной программе электрических параметров режима (тока и напряжения дуги). Для автоматического управления процессом сварки разрабатываются и проходят проверку источники питания дуги, регуляторы которых связаны с датчиками, сигнализирующими о характере протекания процесса.

Известны устройства для питания свароч- 20 ной дуги, состоящие из источников питания, блоков управления, схемы обратной связи с усилителем (1).

Известно также устройство для питания сварочной дуги, состоящее из источника пи- 25 тания с управляемым выпрямителем, блока выправления со схемой обратной связи (2).

Однако известные источники питания сварочной дуги с подключенными к ним системами слежения и управления процессом 3о сварки не обеспечивают стабильного плавления, надежного и автоматического поддержания параметров ванны (глубины, ширины, развара корня шва), особенно при сварке жидкотекущих сплавов (алюминиевых и др.) .

Целью изобретения является автоматическое поддержание контролируемых параметров ванны и увеличение скорости отработки возмущений.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит реверсивный счетчик, генератор эталонной частоты, преобразователи напряжение — частота и число — время, датчик состояния сварочной ванны и распределитель. При этом суммирующий вход реверсивного счетчика подключен к выходу генератора эталонной частоты, а вычитающий вход подключен к датчику состояния сварочной ванны, в то время, как выход реверсивного счетчика через преобразователь число — время подключен к распределителю, выходы которого соединены с управляющими электродами вентилей силового выпрямителя.

На чертеже изображена принципиальная схема описываемого устройства.

Устройство состоит из датчика состояния сварочной ванны 1, связанного через преобразователь напряжение — частота 2 с ре677842

15

25

Зо

45

3 версивным счетчиком 3, Счетчик 3, в свою очередь, связан с задающим мультивибратором 4 и преобразователем число — время 5. Выход преобразователя 5 соединен с распределителем б, выходы которого подключены к управляющим электродам вентилей управляемого выпрямителя 7.

Устройство работает следующим образом.

Информация в виде напряжения с датчика состояния сварочной ванны 1 через преобразователь напряжение — частота 2 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 3. На суммирующий вход реверсивного счетчика 3 поступают импульсы с задающего мультивибратора 4.

Таким образом, если частота f на выходе преобразователя 2 равна частоте fo задающего мультивибратора 4, в реверсивном счетчике 3 записано постоянное число, которое уменьшается или увеличивается при увеличении или уменьшении соответственно частоты f. По синхронизирующему импульсу от сети число из реверсивного счетчика 3 передается в преобразователь число — время 5, вырабатывающему импульс, задержанный относительно синхронизирующего, причем время задержки тем больше, чем меньше число в реверсивном счетчике 3.

Следовательно, время отработки изменения состояния сварочной ванны не превышает величины, обратной частоте сети, т. е.

1 о= —, где /, — частота сети.

fc

Импульс с выхода преобразователя число — время 5 запускает распределитель б на выработку и импульсов поджига соответствующих вентилей (выходы 1 — и), где и— число управляемых вентилей в управляемом выпрямителе 7, причем импульс на

К-ом выходе распределителя сдвинут отноК вЂ” 1 1 сительно запускающего на, где

fc

К вЂ” номер выхода распределителя б.

Бремя задержки поджига вентиля тем меньше, а соответственно, напряжение на выходе управляемого вентиля, а вместе с ним напряжение на выходе датчика тем больше, чем число в реверсивном счетчике 3. Но увеличение напряжения на выходе датчика 1 вызывает уменьшение числа в реверсивном счетчике 3.

Таким образом, устройство обеспечивает стабильность состояния сварочной ванны.

Устройство, собранное из трех блоков (силового трансформатора управляемого выпрямителя и блока управления), было применено для плазменной сварки стыковых соединений толщиной 2 — 10 мм нержа4 веющих сталей. Сигналом состояния сварочной ванны служило напряжение факела дуги, проходящего сквозь ванну, снимаемое между изделием и чувствительным элементом датчика.

Управляющее воздействие на ванну оказывали изменением напряжения источника питания дуги, в среднем в пределах 30—

5 В (для приведенной толщины соединения 5 мм). Сварка проводилась в режиме автоматического управления на скоростях

100 и 150 м/ч. Скорость отработки возмущения при частоте питающей сети 50 Гц, не превысила 20 млс. За этот период дуга успевала переместиться вдоль линии сварки приблизительно на 0,5 мм, что, учитывая инерционность процессов, протекающих в ванне, гарантирует достаточно высокую чувствительность устройства при повышенных скоростях сварки. Предполагаемый roдовой экономический эффект от внедрения устройства для автоматической плазменнодуговой сварки на потоке, в частности, при производстве сварных труб (3 установки) и непрерывного листового проката (1 установка) за счет увеличения скорости в десять раз составит около 829 тыс. руб.

Формула изобретения

Устройство для питания сварочной дуги, преимущественно плазменной, состоящее из источника питания с управляемым выпрямителем, блока управления со схемой обратной связи, отличающееся тем, что, с целью автоматического поддержания контролируемых параметров ванны и увеличения скорости отработки возмущений, блок управления содержит реверсивный счетчик, генератор эталонной частоты, преобразователи напряжение — частота и число — время, датчик состояния сварочной ванны и распределитель, при этом суммирующий вход реверсивного счетчика подключен к выходу генератора эталонной частоты, а вычитающий вход через преобразователь напряжение — частота соединен с датчиком состояния сварочной ванны, выход реверсивного счетчика через преобразователь число — время подключен к распределителю, выходы которого подключены к управляющим электродам вентилей управляемого выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3298250, кл. 219 — 131, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 471172, кл, В 23 К 9/00, 1975.

677842

Составитель Г. Чайковский

Редактор С. Байкова

Техред Н. Строганова Корректор Л. Тарасова

Заказ 2005/10 Изд. № 5 Тираж 1222 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2