Устройство для управления процессом сварки переменным током неплавящимся электродом

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ гг 1 4чно-исследоватериалов и теранспортного 6, Бюл. ьный на титут м соеди чного тоВ,К.Чикунов,Мамыкин, В.Н.Лапи сва посл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Централтельский инснологии тяжелого ишиностроения(54)(57) УСТРОЙСПРОЦЕССОМ СВАРКИНЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕсварочный трансфобмотке котороговательно соединечик тока, выходчерез блок выдел 088.8)В 2504870,опублик. 19.08.7699152, кл, В 23 К 9/б8,детельство СССР23 К 9/00,30.12.81ТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМКТРОДОМ, содержащееорматор, к вторичнойподключены последонные тиристор и даткоторого подсоединенения постоянной сос 801224117 тавляющеи и пропорционально интегральный реГулятор к первому входу блока управления тиристором, о т л ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварного ния за счет расширения диап плавного регулирования свар ка и плавного нарастания и рочного тока, в него введен довательно соединенные реле задатчик тока, задатчик интенсивности, блок компенсации фазового сдвига, блок управления дополнительного тиристора и дополнительный тиристор, а также последовательно соединенные конденсатор и дроссель, включенные параллельно тиристору, а дополнительный тиристор включен. встречно-параллельно тиристору, вход реле тока соединен с выходом датчика тока, выход задатчика интенсивности соединен со сварочным трансформатором, а выход блока компенсации фазового сдвига соединен с вторым входом блока управления тиристором.8Изобретение относится к сварочному производству, а именно к оборудованию для сварки неплавящимся электро. - дом в среде защитных газов, в том числе для плазменной сварки алюминие вых сплавов.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет расширения диапазона плавного регулирования сварочного тока и плавного нарастания и спада сварочного тока,На фиг, 1 представлена структурная схема устройства на фиг 2 . - осциллограмма сварочного тока послевозбуждениядуги; на фиг, 3 - то же,в установившемся рабочем режиме.Устройство для управления процессом сварки переменным током неплавящимся электродоМ содержит сварочный трансформатор 1 с шунтом подмагничивания, Последовательно с вторичной обмоткой трансформатора 1 включен тиристор 2 с блоком 3 управленияи датчик 4 тока. Блок 5 выделенияпостоянной составляющей соединен своим входом с датчиком 4 тока, а выходом через ПИ-регулятор 6 подключенк схеме 3 управления тиристором, Последовательно соединенные конденсатор7 и дроссель 8 включены параллельнотиристору 2. Дополнительный тиристор9 включен встречно-параллельно тиристору 2, а управляющий вход. дополнительного тиристора 9 включен на выход блока 19 управления дополнительным тиристором.4Вход блока 10 управления,цополнительного тиристора и вход схемы 3управления тиристора подключены к 40выходу блока 11 компенсаций фазового сдвига, вход которого соединен свыходом задатчика 12 интенсивности,.который подключен к входу управлениясварочным трансформатором 1. Вход 45задатчика 12 интенсивности подключенчерез блок 13 задания тока и релетока 14 к датчику 4 тока. Выход стабилизатора 15 дуги подключен к дуговому промежутку, вход через блок 16 5 Озадержки также подключен к дуговомупромежутку.Устройство для сварки переменнймтоком работает следующим образом.При пуске блок 13 задания тока55формирует сигнал управления, соот-.ветствующий сварочному току, В соответствии с этим сигналом задатчпк 12 интенсивности подает напряжение управления через блок 11 компенсации фазового сдвига на блоки 3 и 10 управления тиристорами, и тиристоры 2 и 9 открываются с некоторым углом, обеспечивающим протекание начапьного сварочного тока, Одновременно стабит 1 изатор 15 дуги начинает генерировать импульсы повышенного напряжения в моменты перехода через нуль напряжения на дуге. Синхронизация работы стабилизатора осуществляется от напряжения на дуговом промежутке, которое через блок задержки 16 подается с запаздыванием (0,5-0,75) относительно момента перехода напряжения через нуль на вход стабилизатора 15 дуги, обеспечивая стабильное горение дуги, Как только появляется сварочный ток, срабатывает реле тока 14 и блок 13 задания тока меняет сигнал управления на сигнал, соответствующий рабочему току, Задатчик 12 интенсивности плавно изменяет напряжение управления. Темп изменения напряжения выбирается сварщиком в зависимости от рабочего тока и толщинь свариваемых изделий. В соответствии с изменяющимся напряжением на выхоце задатчика 12 интенсивности измтняется угол открытия тиристоров 2 и 9. Блок 11 фазового сдвига обеспечивает плавное изменение сварочного тока при измененин управляющего напряжения с задатчика. 12 интенсивности, Блок 11 компенсации фазового сдвига,настраивается так, чтобы компенсировать нелинейную зависимость выходного напряжения тиристорного регулятора от угла открытия тиристоров и с учетом Фазового сдвига между напряжением и током. До момента открытия тиристоров сварочный ток течет через конденсатор 7 и дроссель Й, обеспечивая устойчивое горение дуги при малых углах проводимости тиристоров, благодаря отсутствию бестоковых пауз (Фиг. 2), Когда тиристоры 2 и 9 полностьк открыты, дальнейшее изменение напряжения на выходе задатчика 12 интенсивности вызывает изменение тока шунта подмагничивания трансформатора 1, а следовательно и сварочного тока.При появлении постоянной составляющей в сварочном токе на выходе узла 5 выделения постоянной составлякицей появляется напряжение, кото 122411735 рое через ПИ-регулятор подается навторой вход блока 3 управления тиристором, и на тиристоре 2 угол открытияменяется так, что обеспечиваетсяотсутствие постоянной составляющей 5в сварочном токе (фиг, 3)В конце сварки блок 13 задания тока по сигналу реле тока 14 формируетсигнал управления, соответствующийнулевому току, и задатчик 12 интенсив ности изменяет напряжение управления,обеспечивая уменьшение сварочного тока сначала за счет изменения токаподмагничивания шунта трансформатора1, а затем за счет изменения углаоткрытия тиристоров 2 и 9, Темп уменьшения сварочного тока задаетсясварщиком,При апробировании на установкедля плазменной сварки предлагаемое 20устройство функционировало нормальнои показало высокую надежность в работе. При этом при возбуждении дуги1устройство обеспечивало плавное нарастание сварочного тоиа от 30 А дорабочего значения,В момент 1 ( Е) через 0,5 мс относительно момента перехода напряжения на дуге (и тока) через ноль(фиг, 2) стабилизатор 15 дуги гене- ЗОрирует импульсы повьппенного напряжения, обеспечивая стабильное зажигание дуги в каждый полупериод принапряжении холостого хода не выше70 В. С момента 1( 1 ) по момент( 1 ) сварочный ток протекает черезЦконденсатор 7 и дроссель 8, обеспегчивая устойчивую работу .устройствапри малых сварочных токах благодаряотсутствию бестоковых пауз между работой тиристоров. В момент 1 Я)включается тиристор 9 (2), обеспечивая величину начального сварочноготока 30 А, Затем происходчт плавноеизменение угла открытия тиристоров,так как изменение момента 1 (В)включения тиристоров происходит дотех пор, пока тиристоры не будутполностью открыты.После этого сварочный ток меняется за счет изменения тока шунта подмагничивания трансформатора. Такимобразом, обеспечивался диапазон плавного регулирования тока от 30 до630 А. Начальный ток и значение сварочного тока могли быть установленылюбые в этом диапазоне. В установившемся рабочем режиме (фиг. 3) тиристор 9 полностью открыт, а тиристор 2 включается в моментобеспечивая таким образом компенсацию постоянной составляющей сварочно-. го тока. Момент 1, определяется напряжением управления, поступающим с ПИ-регулятора 6 на вход блока управления 3.Диапазон регулирования времени нарастания сварочного тока составлял от 0 до 20 с. Плавное нарастание сварочного тока предотвратило вып.лескивание металла из сварочной ванны в начале сварки и попадание его на вольфрамовый электрод и, следовательно, его интенсивный износ. Практически прекратился режим двойного дугообразования, благодаря чему уменьшился износ электрода и сопла. Все это позволило увеличить ресурс работы вольфрамового электрода до перезаточки до 8 ч, а ресурс работы сопла - до 24 ч. Кроме того, отсутствие режима "двойного дугообразования" исключило попадание вольфрама с электрода в сварочный шов, что улучшило качество сварочного соединения.В конце сварки сварочный ток плавно уменьшается от рабочего значения "до 30 А. Сначала сварочный ток меняется за счет изменения тока шунта подмагничивания трансформатора, а затем - за счет изменения момента включения тиристоров 2 и 9 аналогично нарастанию тока при пуске.Диапазон регулирования времени заварки кратера составлял от 0 до 20 с. Это позволило улучшить формирование шва в конце сварки, благодаря чему отпала необходимость в последующей заварке дефектов, что важно при сварке кольцевых швов. Таким образом, больш й диапазон регулирования тока (от 30 до 630 А), плавное регулирование тока в начале и конце сварки существенно расширили технологические возможности устройст- ва по сравнению с прототипом, а введение стабилизатора дуги позволило повысить устойчивость горения дуги и. стабильность процесса сварки, а также снизить напряжение холостого хода сварочного трансформатора до 70 В, что повышает безопасность работы,Составитель Г.ЧайковскийТехрец А,Алиев Корректор Е,Сирохман Редактор А,Гулько Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 1872/14 Тираж 1001 Подписное ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11303.5, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5