Способ регулирования процесса контактной сварки

 

-) 1.

Союз Советскид

Социалистическид

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. сеид-ву (22) Заявлено 1 30176 (21) 2312893/25-? 7 (! 1э 679354 (51) М. Кл. с присоединением заявки Ио

B 23 К 11/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 791 . 75 (088. 8) Опубликовано1 5.08.79 Б оллетень М 30

Дата опубликования описания 1508.79

В. Б. Никулин и В. С. Катин (72) Авторы изобретения

Московский институт электронной техники Министерства. высшего и среднего специального образования(71) Заявитель

Ф-. (54) CIIOCOB РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА KOII ÃÀÊÒIIÎÉ СВАРКИ

20

Изобретение относится к контактной шовной электросварке и может быть использовано преимущественно при создании источников питания установок герметизации корпусов полупроводниковых приборов контактной роликовой сваркой током повышенной частоты.

Известны способы компенсационной стабилизации выходного напряжения на электродах сварочной машины, основанные на сравнении значения напряжения на выходе источника сварочного тока с эталонным напряжением, получении сигнала согласования, усиления этого сигнала и ocy— ществлении регулирования значения напряжения на выходе источника сварочного тока (1).

Однако известные способы сложны для реализации.

Известен способ регулирования процесса контактной сварки с использованием импульсов повышенной частоты (2). Однако известный способ также сложен в реализации, трс.бует введения мостовых схем инверторов, что усложняет устройства, реализующие этот метод, и снижает надежность регулирования.

Цель изобретения — упрощение реа лизации способа регулирования напря жения на сварочных электродах.

Поставленная цель достигается тем, что изменяют соотношение величин активного и индуктивного сопротивлений сварочного контура путем изменения частоты импульсов, причем при напряжении на электродах выше номинального частоту увеличива ют, а при напряжении ниже номинального частоту уменьшают.

Сущность предлагаемого способа регулирования иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана эквивалентная схема вторичного контура; на фиг. 2 — векторная диаграмма, поясняющая принцип регулирования пу тем изменения cc s 4 контура свароч— ной цепи; на фиг. 3 — олин иэ вариантов реализации предпагaeMoro способа.

Из эквивалентной схемы, представ ленной на фиг. 1, видно, что при ни танин сварочного контура импульсами определенной частоты е амппитудн.ам напряжением 0 полное сопротивпевых ние контура складывается нэ активн..чэ составляющей сопротнвпения R в з э

679 354 состав которого входят активные сопротивления свариваемых деталей, сварочных контактов и сопротивления токопроводов,и из реактивной составляющей Х(, величина которой зависит от частоты используемых при сварке импульсов и величины индуктивности

, варочного контура (Х„=Ж = 2a L ), гд е w — круговая частота;

L — индуктивность;

Р— частота питающей сети.

Поскольку величину иядуктивности при неизменных длине и площади сварочного контура можно считать величиной постоянной, то реактивное сопротивление будет определяться величиной частоты импульсов, питающих сварочный контур.

Рассматривая контур, показанный на фиг, 1, имеем: напряжение питания U „ равно сумме величины падения напряжения на участках цепи

U =U +О вых ээ х где (1 — вектор напряжения, соответствующий падению напряжения на активном солротвлении между электродами;

U — вектор, напряжения, соответствующий падению напряжения на реактивном сопротивлении.

Действующее значение напряжения, подводимого к сварочному контуру равно:

U3blx= ээ+" „= (vR, )+(3%4 = г 2 г

° з /я*, Т Т где Z**ì М +(И(.) - полное сопротив1 р. z ээ ление вторичного контура ээ ээ соз g з2 7

Принцип автоматического регулирования напряжения на сварочных электродах путем изменения величинысоэЮсле дует рассмотреть из векторной диаграммы, представленной на Фиг. 2, где приняты следующие обозначения:

U напряжения, соответээ ном ствующий йадению напряжения на активном сопротивлении между электродами при номинальном режиме рабо= ты;

U < - вектор напряжения, соответствующий падению напряжения на реактивном сопротивления пря номинальном режиме работы.

При воздействии на параметры сварочного контура каких-либо возмущений происходит изменение величины общего вектора напряжения U вых

Допустим, вектор U „уменьшился (например, вследствие уменьшения активной составляющей сопротивления сварочного контура при уменьшении напряжения сети). При этом вектор

U также уменьшится (фиг.2) . Для ээ восстановления величины этого вектоРа следует изменить соотношение величин векторов О и (), для чеээ хь го необходимо величинусоэ Ч увеличить (угол 9 при этом уменьшается до величины ), что достигается путем уменьшения реактивной составляющей вектора U . При этом величина х(, вектора U восстанавливается до ээ номинального значения, т.е. напря1жение на сварочных электродах ос10 тается стабильным.

В случае увеличения вектора U вых в силу действия различных возмущающих Факторов величину cats% увеличивают, для чего вектор реактивной

15 составляющей U также увеличивают

xl, до значения, при котором величина вектора U соответствует номинальээ ной величине падения напряжения на

2(1 электродах сварочной машины.

Один из вариантов устройства, реализующего предложенный способ управления и стабилизации напряжения на сварочных электродах, показан на Фиг. 3. Устройство включает в себя источник сварочных импульсов в виде инвертора 1, сварочный контур 2, преобразователь напряжение-частота 3, блок управления

3() иннертором 4.

Работает устройство следующим образом. Со сварочных электродов снимается Напряжение, величина которого должна поддерживаться пос35 тоянной. Это напряжение подается в преобразователь напряжение-частота, 3, в котором осуществляется девиация частоты задающего генератора инвертора в зависимости от величинц и знака изменения номинального напряжения, снимаемого с электродов„

При уменьшении напряжения на сварочных электродах с выхода преобразователя 3 на вход блока управления инзертором поступает частота ниже

) Ю номинальной частоты, а при увеличения напряжения на сварочных элехтрод.=. ::астота преобразователя должна б--т; увеличена.

Б лабор торных услоы -.ях б ч соз— дан макет устройства на ко "ором был реализован предлагае=-й способ.

Испытания лабораторного макета проводились прн номинальной частот« импульсов 1ООО гц, Девиация асто55 ты составляла + 5ОО Гц. Величина стабилизируемого напряжения на выходе сварочного трансФорматора находилась в пределах 1,9 — 2,, 3 в.

Стабильность выходного напряжения в процессе проведения сверк. испытаний макета составила О,. ЗЪ ."то создает гарантии в получении высокого качества сварного соединения, .Испытания предлагаемого способа на макете показали перспективность способа регулирования и стаби679 354

Формула изобретения

Составитель Г. Чайковский

Редактор И. Острова Техред И. Асталош Корректор:В. Синицкая

Заказ 4687/10 Тираж 1222 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 лизации напряжения на сварочных электродах.

Предлагаемый способ позволяет создать простые и надежные регуляторы заданного режима сварки при использовании импульсов повышенной .частоты и применить его в целом ряде технологических установок для сварки (тонких деталей радиоаппаратуры, герметизации корпусов микро;схем контактной роликовой сваркой и др).

Способ регулирования процесса контактной сварки с использованием импульсов напряжения поваленной частоты, отличающийся тем, что, с целью упрощения реализации способа, изменяют соотношение величин активного и индуктивного сопротивлений сварочного контура путем изменения частоты импульсоь,. причем при напряжении на злектро5 дах выше номинального частоту увеличивают, а при напряжении на электродах ниже номинального частоту уменьшают.

Источники инФормации, принятые

j0 во внимание при экспертизе

1. Технология и оборудование контактной сварки. Под.ред.

Орлова Б.Д., — М., Машиностроение

1975, с. 504-507.

2. Патон Б.Е., Лебедев В.К.

Электрооборудование для контактной сварки. — М., Машиностроение, 1969, с. 166-169.