Устройство для питания сварочной дуги

Союз Ссзетскик Социалистических Республик(43) Опубликовано 05.08.79, Бюллетень (45) Дата опубликования описания 05.0 Государственный комите СССР по делам изобретений и открытий) Заявител ордена Трудового Красного Знамени институтектросварки имени Е, О, Патона ена ина 4) УСТРОЙСТВО ДЛ НИ РОЧНОЙ ДУГИ Изобретение относится к области дуговойсварки металлов и сплавов и может бытьприменено для автоматизации плазменнодуговой сварки в судостроении, приборостроении и т. п,5В 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 которыхсвязаны с датчиками, сигнализирующими охарактере протекания процесса.Известны устройства для питания сварочной дуги, состоящие из источников питания,блоков управления, схемы обратной связис усилителем 11.Известно также устройство для питаниясварочной дуги, состоящее из источника питания с управляемым выпрямителем, блокавыправления со схемой обратной связи 2).Однако известные источники питания сварочной дуги с подключенными к ним системами слежения и управления процессом 30 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 вы. читающий вход подключен к датчику со. стояния 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 1 О 20 25 зо 35 4 О бо г3версивным счетчиком 3, Счетчик 3, в свою очередь, связан с задающим мультивибратором 4 и преобразователем число - вре. мя 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 частотана выходе преобразователя 2 равна частоте , задающего мультивибратора 4, в реверсивном счетчике 3 записано постоянное число, которое уменьшается или увеличивается при увеличении или уменьшении соответственно частоты 1. По синхронизирующему импуль. су 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,110= - , где 1, - частота сети.УсИмпульс 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 - 1 1 сительно запускающего на , гдеи Л К - 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 нержа 4веющих 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 годовой 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 экспертизе1. Патент США3298250, кл. 219 в 1,1970.2, Авторское свидетельство СССР471172, кл, В 23 К 9/00, 1975.Составитель Г. Чайковскийдактор С. Байкова Техред Н. Строганова Корректор Л. Тарааз 2005/10 Изд.5 Тираж 1222 Подписное ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2