Способ регулирования процесса контактной сварки

Союз Советскид Социалистическид РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл,2 с присоединением заявки Ио В 2 Э К 11/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(53) УДК 021. 791, . 75 (088,8) Опубликовано 1508.79 Боллетень М ЭОДата опубликования описания 1508.79 В. Б, Никулин н В, С. Катин 1 8 Г 111 И м(72) Авторы изобретения Московский институт электронной техники Министерства высшего и среднего специального о 1 разования.(71) Заявитель 154) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОНГАКТНОИ СВАРКИ 10 20 25 Изобретение относится к контактной шовной электросварке и можетбыть использовано преимущественнопри создании источников питания установок герметизации корпусов полупроводниковых приборов контактнойроликовой сваркой током повышеннойчастоты,Известны способы компенсационнойстабилизации выходного напряженияна электродах сварочной машины, основанные на сравнении значения напряжения на выходе источника сварочного тока с эталонным напряжением, получении сигнала согласования, усиления этого сигнала и осу -ществлении регулирования значениянапряжения на выходе источника сварочного тока 1.Однако известные способы сложныдля реализации,Известен способ регулированияпроцесса контактной сварки с использованием импульсов повышенной частоты 2, Однако известный способтакже сложен в реализации, трс.буетвведения мостовых схем инверторов,что усложняет устройства, реализующяе этот метод, и снижает надежностьрегулирования. Цель изобретения - упрощение реализации способа регулирования напряжения на сварочных электродах.Поставленная цель достигаетсятем, что изменяют соотношение величин активного и индуктивного сопротивлений сварочного контура путемизменения частоты импульсов, причем при напряжении на электродахвыше номинального частоту увеличивают, а при напряжении ниже номинального частоту уменьшают.Сущность предлагаемого способарегулирования иллюстрируется чертежами, где на фиг, 1 показана эквивалентная схема вторичного контура;на фиг, 2 - векторная диаграмма,поясняющая принцип регулирования путем изменения соэ Ч контура свароч -ной цепи; на фиг. 3 - один иэ вариантов реализации предлагаемогоспособа,Из эквивалентной схемы, представленной на фиг. 1, видно, что при нитанин сварочного контура импульсами определенной частоты е амппитудн.п 1 напряжением О полное сопротивпевыхние контура складывается нэ активн .й 30 составляющей сопротнвпения В , вз)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 сварочного контура (Х= Ж: 27 (, ), гд е ж - круговая частота; Ь - 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 питанияравно сумме величины падения найряжения на участках цепи=О +Оалых ээ хь где- вектор напряжения, соответствующий падению напряжения на активном сопротвлении между электродами;П- вектор, напряжения, соответствующий падению напряжения на реактивном сопротивлении.Действующее значение напряжения, подводимого к сварочному контуру равно: :др д % - ",:/я, ТТ где 2 Я ( И(.) -полное сопротивЭэ ление вторичного контураВз ээ ээсовПринцип автоматического регулирования напряжения на сварочных электродах путем изменения величинысовЮследует рассмотреть из векторной диаграммы, представленной на Фиг. 2, где приняты следующие обозначения:напряжения, соответээ номствующий йадению напряжения на активном сопротивлении между электродами при номинальном режиме рабоц 1 - вектор напряжения, соотвехтстомвующий падению напряжения на реактивном сопротивления пря номинальном режиме работы.При воздействии на параметры сварочного контура каких-либо возмущений происходит изменение величины общего вектора напряжения бвых Допустим, вектор О уменьшился (например, вследствие уменьшения активной составляющей сопротивления сварочного контура при уменьшении напряжения сети). При этом вектор б также уменьшится (фиг.2) . Дляээвосстановления величины этого вектора следует изменить соотношениевеличин векторов И и , для чеээ хьго необходимо величинусоэЧ увеличить (угол 9 при этом уменьшаетсядовеличины ), что достигается путем уменьшения реактивной составляющей вектора У . При этом величинах(,векторавосстанавливается доээноминального значения, т.е. напря 1 жение на сварочных электродах ос 10 тается стабильным.В случае увеличения вектора 6в силу действия различных возмущающих Факторов величину созе увеличивают, для чего вектор реактивной15составляющейтакже увеличиваютхЬдо значения, при котором величинавектора 6 соответствует номинальной величине падения напряжения на20 электродах сварочной машины.Один из вариантов устройства,реализующего предложенный способуправления и стабилизации напряжения на сварочных электродах, показан25 на Фиг. 3. Устройство включает всебя источник сварочных импульсовв виде инвертора 1, сварочный контур 2, преобразователь напряжение-частота 3, блок управленияЗ 0 иннертором 4,Работает устройство следующимобразом. Со сварочных электродовснимается Напряжение, величина которого должна поддерживаться пос 35 тоянной, Это напряжение подается впреобразователь напряжение-частота, 3, в котором осуществляетсядевиация частоты задающего генератора инвертора в зависимости от величинц и знака изменения номинальногонапряжения, снимаемого с электродовПри уменьшении напряжения на сварочных электродах с выхода преобразователя 3 на вход блока управленияинзертором поступает частота нижедноминальной частоты,а при увеличен 1 дя напряжения на сварочных элехтрод-.: частота преобразователя должнабт, увеличена.дан макет устройства на ко сройбыл реализован предлагае =-1 й способ.Испытания лабораторного макета проводдлись пря номдндтьнойимпульсов 1 ООО Гц. Девиация :асто 55 ты составляла + 5 ОО Гц. Величинастабилизируемого напряжения на выходе сварочного трансформатора находилась в пределах 1,9 - 2 3 в.Стабильность выходного напряженияв процессе проведения сварки н испытаний макета составила О,3 чтосоздает гарантии в получении высокого качества сварного соединения.,Испытания предлагаемого способа на макете показали перспективность способа регулирования и стабиФормула изобретения Составитель Г. Чайковскийедактор И. Острова Техред И, АсталоыКорректор .В. Синицкая акаэ 4687/1 0 Тираж 1222 ЦНИИПИ Государственног по делам иэобретени 113035, Москва, Ж, РаПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4 роектная, 4 Филиал ППППатент , г, Ужг од 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 повиаенной частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения реализацииспособа, изменяют соотношение величин активного и индуктивного сопротивлений сварочного контура путем изменения частоты импульсоь,.причем при напряжении на злектро 5 дах выше номинального частоту увеличивают, а при напряжении на злек"тродах ниже номинального частотууменьшают.Источники информации, принятые10 во внимание при экспертизе1. Технология и оборудованиеконтактной сварки. Под.ред,Орлова Б.Д., - М., фМашиностроениеф1975, с, 504-507,2. Патон Б.Е., Лебедев В.К.Электрооборудование для контактнойсварки. - М., Машиностроение,1969, с. 166-169.