Генератор импульсов сварочного тока

(19) 111 7 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ГОСУД А ПО ДЕЛ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ второйвления,чес повыашин ия партока,ертый СССР1982.ССР983,иду к"ф смеж яемы однуточки диагоналпит аниявыходны которой включен иа в другую диагоналклеммы,(21) 3804465/25-27(56) Авторское свидетельствЯр 10730253 кл, В 23 К 9/ОоуАвторское свидетельствоМ" 1147531 кл . В 23 К 9/00,(54) (57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ СВАРОЧНОГО ТОКА, содержащий источникпитания, двухсекционный индуктивный накопитель энергии, первый управляемые ключи, блок упр две выходные клеммы, о т л щ и й с я тем, что, с цель шения качества сварного шва р асшир ения ди апаэон а измене метров импульсов сварочного в него введены третий и чет управляемые ключи, а секции тивного накопителя включены ные плечи образованной упра ключами мостовой схемы, в111 зобретение относится к источникам питания для дуговой сваркии может быть использовано для аргоно-дуговой сварки неплавящимсяэлектродом алюминия и его сплаве,а также в других областях техникидля питания нагрузки разноамплитудными импульсами регулируемойдлительности,Целью изобретения является повышение качества сварного шва засчет расширения диапазона измененияпараметров импульсов сварочноготока.На фиг,1 изображена принципиальная схема генератора импульсов сварочного тока при включении секцийиндуктивного накопителя в смежныеплечи мостовой схемы, прилежащиек дуговому промежутку; на фиг.2график тока через дуговой промежуток; на фиг. 3 - принципиальнаясхема генератора импульсов сварочного тока при включении секцийиндуктивного накопителя в смежныеплечи мостовой схемы, прилежащиек источнику питания,Генератор импульсов сварочноготока состоит из источника 1 питания,двухсекционного индуктивного накопителя 2 энергии, первого и второгоуправляемых ключей 3 и 4, присоединенных к блоку 5 управления, двухвыходных клемм 6 и 7 между которыми включен дуговой промежуток 8,третьего и четвертого управляемыхключей 9 и 10, присоединенных кблоку 5 управления, причем секции11 и 12 индуктивного накопителя 2энергии включены в смежные цепиобразованной управляемыми ключами3,4, 9 и 10 мостовой схемы, в однудиагональ которой включен дуговойпромежуток 8.Секции 11 и 12 включены в смежные плечи мостовой схемы, прилежащие к дуговому промежутку 8, Полюсаисточника питания обозначены позициями 13 и 14,Блок 5 управления осуществляет поочередное включение и выключение управляемых ключей 3,4, 9 и 10 таким образом, чтобы включенному состоянию ключей 3 и 10 всегда соответст овало выключенное состояние ключей 4 и 9, а включенному состоянию ключей 4 и 9 - выключенное состояние ключей 3 и 10, Дпи 20 76 73 2 510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тельность и частота включенногосостояния ключей регулируется.В качестве управляемых .ключеймогут быть использованы различныеустройства, например транзисторы,однооперационные и комбинированновыключаемые тиристоры с узлами искусственной коммутации, двухоперационные тиристоры, запираемые тиристоры, оптоэлектронные приборыи т,п,Источник питания может быть какрекуперативным, например электро- машинный генератор, аккумулятор, так и нерекуперативным, например выпрямитель.Генератор импульсов сварочного тока, изображенный на Фиг,1, работает следующим образом.Дуговой промежуток 8 приводится в проводящее состояние в момент Это можно сделать с помощью, например, осцилляторов или касанием электрода поверхности изделия, При подаче сигнала управления с блока 5 на управляемые ключи 3 и 10 они включаются, При этом секция 11 индуктивного накопителя 2 через включенные ключи 3 и 10 и дуговой промежуток 8 заряжается от источника питания 1. Ток протекает по цепи; полюс 13 источника 1 питания - ключ 3 - секция 11 индуктивного накопителя 2 - выходная клемма 6 - дуговой промежуток 8 - клемма 7 - ключ 10 полюс 14 источника 1 питания, Происходит заряд индуктивного накопителя 2 энергии от источника питания 1, Ток через дуговой промежуток 8 увеличивается и протекает от клеммы 6 к клемме 7, примем это направление эа положительное. В момент блоком 5 управления ключи 3 и 10 выключаются, а ключи 9 и 4 включаются, За счет взаимной индукции между секциями 11 и 12 индуктивного накопителя 2 ток перехватывается в секцию 12 и протекает по цепи: 13- 9-7-8-6-12-14. В течение времени 1:- 1 происходит заряд индуктивного накопителя 2 через секцию 12, Ток через дуговой промежуток 8 в момент 1 скачкообразно изменяет свое направление и через дугу Формируется отрицательный импульс тока, В момент С блоком 5 управ пения снова включаются ключи 3 и 10, а ключи 9 и 4 выключаются . За счет взаимной индукции между секциями40 Для обоих вариантов выполнениягенератора (фиг,1 и 3) характерноналичие индуктивности с током вцепи дуги при формировании импуль55сов токов обеих полярностей, чтостабилизирует горение дуги привоздействии на дугу возмущающих 11 и 12 ицдуктивного накопителя 2энергии ток перехватывается сновав секцию 11 и протекает по цепи:13-11-6-8-7-10-14. Через дуговойпромежуток 8 снова формируется положительный импульс тока. Заряд индуктивного накопителя 2 энергии иувеличение тока в цепи дуги можетпроисходить как в течение нескольких периодов, так и в течение одного Ополупериода в зависимости от соотношения периода следования импульсови величины постоянной времени секцийиндуктивного накопителя, В установившемся режиме величина тока остается неизменной. Амплитуды импульсовтоков прямой и обратной полярностейопределяются величиной запасеннойв индуктивном накопителе 2 энергиии соотношением индуктивностей егосекций 11 и 12. Длительности импульсов токов и частота их следования определяются моментами переключения ключей 3, 4, 9 и 10, Выбираяразличные соотношения индуктивностей 25секций 11 и 12 эа счет, например,изменения количества их витков,можно регулировать соотношение амплитуд токов прямой и обратной полярностей. А изменяя блоком 5 управления моменты переключения ключей,можно регулировать частоту и соотношение длительностей импульсов токовразных полярностей. Секции индуктивного накопителя могут быть включены35и в другие два смежных плеча мостовой схемы,В генераторе импульсов сварочноготока, изображенном на фиг,3, секции11 и 12 индуктивного накопителя 2энергии включены в смежные плечимостовой схемы, образованной ключами 3, 4, 9 и 10, прилегающие кисточнику 1 питания, Работа этогогенератора происходит аналогично,45При формировании импульсов токаположительной полярности ток протекает по цепи: 13-11-3-6-8-7-10 14,а при формировании импульсов токаотрицательной полярности по цепи:1 3-12-9-7-8-6-4-14 .50 воздействий, направленных на ееразрыв.Для компенсации возмущающих воздействий на дугу и стабилизацииее горения в индуктивном накопителебазового объекта необходим минимальный запас энергии Ап, Крокеэтого, для проведения тока черездугу в течение одного из импульсовнеобходим дополнительный запасэнергии АннаТаким образом, максимальная энергия А, на которуюдолжен быть изготовлен индуктивныйнакопитель прототипа равна А, =комп + АиипЕсли энергии в нем будет запасеноменьше, то или дуга будет горетьнеустойчиво, или не будет обеспечена необходимая длительность протекания импульса тока, что приведетк появлению бестоковой паузы вдуге и прекращению сварочного процесса.По сравнению с базовым объектомв предлагаемом генераторе запасаемая в индуктивном накопителе энергия может быть значительно ниже иограничена только энергией Аю,необходимой для стабильного горениядуги. В этом случае поддержаниенеобходимой длительности протекания импульса тока осуществляетсяне эа счет энергии, запасаемой виндуктивном накопителе, а за счетэнергии, потребляемой от источникапитания. Это позволяет значительноуменьшить индуктивность секцийиндуктивного накопителя, и, следовательно, уменьшить массу, габаритыи расход активных материалов наего изготовление,Длительность протекания токалюбой полярности не зависит от величины запаса энергии в индуктивномнакопителе, а определяется блокомуправления. Поэтому диапазон соотношений длительностей токов различных полярностей в предлагаемом генераторе гораздо больше. Практическион может быть любым, так как привключении только одной пары тирис.торов в противоположных плечах генератор может использоваться для сварки постоянным током любой полярности, что значительно расширяет егофункциональные воэможности. Широкийдиапазон изменения параметров импульсов сварочного тока позволяетповысить качество сварного шва за1207673 между свариваемым иэделием и вольфрамовым электродом, что повышаетего долговечность и снижает расходвольфрама,ООР 3 Составитель В,ГанюшиТя едак Тир аж рственного к бретений и оа, ж, Рау Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул. Проектная,счет возможности установки оптимальных параметров импульсов в каждом конкретном случае, а. также рационально распределить энергию аз 126/14 ВНИИПИ Госуд по делам иэ 113035, Моск