Устройство для дуговой сварки

(59 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТ ЕЛЬСТВУ ВТОРСК есКииов о СССР 1971(54) СВАР дуги воды ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельстВ 395200, кл. В 23 К 9/16,Ющенко К,А. Скоростнаярическая сварка нержавеющидополнительно подогреваемокой. - Автоматическая свар0 1 ф с. 45-47.Авторское свидетельствоУ 574287, кл. В 23 К 9/00,7) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙсодержащее источник питания балластный резистор и токопододин из которых соединен с источником питания дуги, а другой - спервым выводом балластного резисторао т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения качества сварногосоединения за счет стабильного формирования наплавленного валика и автоматического регулирования температуры нагрева электрода, в устройствовведены два фильтра и последовательно соединенные блок сравнения, блокуправления, регулирующий блок и дополнительный источник питания, первый выход которого соединен с однимтокоподводом и входом первого фильтра, а второй выход - с вторым выводом балластного резистора и входомвторого фильтра, выход которого соединен с первьч входом блока сравнения, второй и третий входы которогосоединены соответственно с выходомпервого фильтра и первым выводомбалластного резистора.1192918 10 15 20 25 30 50 Изобретение относится к областисварочного производства, а именнок сварке (наплавке) плавящимсяэлектродом с обеспечением управленияподогрева его вылета, и может бытьиспользовано в различных областяхмашиностроения,Целью изобретения является повышение качества сварного соединенияза счет стабильного формированиянаплавленного валика и автоматического регулирования температуры нагре -ва электрода.На фиг. 1 приведена структурнаяэлектрическая схема устройства; нафиг. 2 - упрощенная электрическаясхема устройства.Для возможности раздельного независимого управления током дуги итоком подогрева выпета в устройство введен дополнительный источникпитания. Балластный резистор и фильтры установлены для выделения полезного сигнала. Для поддержания температуры вьшета на требуемом уровне в устройство введены блок сравнения, регулирующий блок и блок управления,Устройство для дуговой сварки состоит из источника 1 питания дуги, токоподводов 2, дополнительного источника 3 питания, подогрева выпета электрода с балластным резистором 4, регулирующего блока 5, двух фильтров 6 и 7, настроенных на рабочую частоту дополнительного источника 3 питание, блока 8 сравнения и блока 9 управления. При этом источник питания дуги подключен одним выводом к верхнему токоподводу 2, а вторым - к изделию 10. Первый вывод источ - ника 3 подключен к верхнему токоподводу 2 и к входу Фильтра 6, второй вывод через балластный резистор 4 - к нижнему токоподводу 2, установленному на вьшете электрода 11 на расстоянии Н от верхнего токоподвода, и к входу фильтра . Выходы фильтров 6 и 7 соединены с информационными входами блока 8 сравнения, об- . . щий провод которого подключен к нижнему токоподводу 2. Выход блока 8 сравнения через блок 9 управления подключен к регулирующему блоку 5, выход которого подключен к дополнительному источнику 3 питанияВ качестве дополнительного источ ника 3 питания может быть использован любой достаточно мощный источник, например сварочный трансформатор, выпрямитель, инвертор. фильтры 6 и 7 могут быть изготовлены на основе КС- или ,С-цепей, или дискретных (цифровых) устройств. Блок сравнения и блок управления могут быть изготовлены на основе полупроводниковых элементов (транзисторон), микросхем (например, операционных усилителей) и т.п. Регулирующий блок может быть выполнен с использованием мощных силовых контакторов, тиристоров, транзисторов, магнитных усилителей и других аналогичных элементов.Устройство работает следующим образом.При прохождении тока от источника 3 на балластном резисторе 4 и вылете электрода Н, включенных последовательно, напряжение распределится пропорционально величине сопротивления этих элементов. Еслисопротивление резистора 4 будетнамного меньше сопротивления вылетаэлектрода, то и мощность, рассеиваемая на этом резисторе, будет малаи не будет заметно снижаться КПД системы подогрева вьшета электрода,В процессе нагрева вьшета электрода падение напряжения на нем будет также расти из-за увеличения его сопротивленияЕсли теперь измерять падение напряжения на резисторе 4 и вылете электрода, приняв эа общую точку нижний токоподвод, то эти напряжения будут иметь противоположную полярность, а соотношение их будет определяться только соотношением величин сопротивлений резистора 4 и выпета электрода Н и не будет зави сеть от тока подогрева, протекающего через вылет электрода, и напряжениядополнительного источника 3 питания.Сравнивая эти напряжения, можносудить об изменении сопротивления вьшета электрода при изменении его температуры. С этой целью указанные напряжения поданы на информационные входы блока 8 сравнения, отрегулированного таким образом, что при оптимальной температуре вылета электрода .11 выходной сигнал на его выходе отсутствует, При изменении температуры в ту или иную сторону от оптимальной изменяется также соотношение укаэанных напряжений на входе192918 10 15 20 25 30 35 40 45 55 3 1 блока 8 сравнения и последний формирует выходной сигнал, полярность которого соответствует знаку рассогла. сования температуры вылета электрода от требуемой, а величина зависит от величины этого рассогласования, Этот сигнал, поступая в блок 9 управления, управляет работой регулирующего блока 5, который изменяет выходную мощность источника 3 таким образом, чтобы устранить отклонение температуры вылета от оптимального значения,По вылету Н, электрода 11 кроме тока подогрева от источника 3 может протекать сварочный ток от источника 1. Протекание по вылету электрода сварочного тока. приводит к дополнительному падению напряжения на нем, что не позволяет выделить полезный сигнал - падение напряжения только от протекания тока подогрева. Для выделения полезного сигнала в/предложенном устройстве выходные напряжения источника питания дуги и источника подогрева вылета электрода отличаются частотой.Выделение полезного сигнала осуществляется путем включения режекторных фильтров, пропускающих на входы блока 7 сравнения сигналы с. частотой, на которой работаЕт источник подогрева вылета электрода, и отфильтровывают сигналы с частотой источника питания напряжения дуги,Наиболее оптимальным является применение источника питания дуги постоянного тока и источника подогрева переменного тока промышленной частоты.Тогда постоянную составляющую сварочного тока можно отфильтровать е помощью простого КС-Фильтра (фиг2).На упрощенной электрической схеме предложенного устройства (фиг. 2) источником питания дуги является выпрямитель 1, а дополнительным источником 3 - трансформатор Т, вторичная обмотка которого через балластный резистор подключена к токо- подводам 2, а первичнаячерез сими- стор (регулирующий блок 5) - к сети. Работой симистора управляет блок управления. В качестве фильтров использованы КС-цепи (КС и КС 2), подключенные к инвертирующему входу операционного усилителя А (блок 8 сравнещя), выход которого подклв-,чен к блоку 9 управления,а общий провод - к левому (фиг. 2) выводу балластного резистора 4.В процессе наплавки (сварки) вторичное напряжение трансформатора Т распределено пропорционально величинам сопротивлений резистора 4 и выпета электрода. Причем сопротив 1ление вылета электрода пропорционально его температуре.Поскольку общий провод операционного усилителя А подключен к точ 1ке Р, то сигналыв точках В и С относительно точкй 0 находятся в противофазе, а амплитуды их пропорциональны сопротивлениям участков СО и ОВ (т.е. сопротивлениям вылета электрода и балластного резистора К).Чувствительность (коэффициент усиления) усилителя по входу СКЗравна соотношению -- ,а по входу ВКЗК, ф- Таким образом, регулируя величину резистора К или К можно до 2 фбиться при номинальной температуре вылета нулевого. потенциала на выходе усилителя А. Причем внешние возмущения никак не повлияют на характер этого сигнала. Его величина и знак будут однозначно зависеть только от температуры вылета электрода, Подав этот выходной сигнал в блок 8 управления, можно регулировать угол открытия симистора, подперживая тем самым постоянной температуру вылета электрода, а следовательно, и качество процесса наплавки (сварки). Снижение температуры подогревана вылете от оптимального значения .при наплавке вызывает увеличениеглубины проплавления, появлениенесплошности в наплавленном слое. При увеличении значений температуры подогрева от оптимальной имеет место ухудшение качества формирования, появляются грубая чешуйчатость, неравномерность наплавленного валика по ширине и высоте вследствие нарушения стабильности плавле-. ния электрода.Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит повысить качество наплавленного метапла .за счет возможности регулирования подогревом вылета электрода.1192918 Заказ 7207/14 Тираж 1085 НИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Раушс