Устройство для разогрева и сварки деталей тлеющим разрядом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80 4 В 23. К 9 0 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(2 ) (22) (46) (72) В.И. (53) ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ 3826480/25-2719.12.8415.05.86, Бюл. У 18А.Л.Сиваков, В.Е.Плюта,Чернецов н Д.И.Котельников621.791.72,03(088.8)Авторское свидетельство СССР6181, кл. В 23 К 28/02, 1979.вторское свидетельство СССР56875, 1984. 4) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА ИАРКИ ДЕТАЛЕЙ ТЛЕЮЩИМ РАЗРЯДОИ, соржащее рабочую камеру с анодом иземленным катодом, а также источк питания с трехфаэным повышающим трансформатором, вторичная обмотка которого соединена в звезду, каждая фаза которой последовательно соединена с силовыми элементами диодного однополупернодного выпрямительного моста и тнристорного регулятора рабочего напряжения, оснащенного схемой управления, включающей формирователь управляющего сигнала с блоками обнаружения дуги и защиты от короткого замыкания и перегрузки, а также сопротивление обратной связи, б тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации тока тлеющего раз.ряда по поверхности изделия, исполь" зована камера с секцнонированным анодом, а повышающий трансформатор оснащен дополнительной группой вторичных обмоток, также соединенных в звезду, каждая фаза которой включена в проти-. вофазе к соответствующим обмоткам первой звезды, а общие точки обеих звезд соединены между собой и заземлены через сопротивление обратной . Е связи, диодный мост и тиристорный регулятор снабжены дополнительной группой силовых элементов, включенных последовательно с каждой фазой второй звезды по аналогии с первой звездой, при этом каждый рабочий элемент тиристорного регулятора последовательно соединен с одной из секций анода.1 1230771 . ЭИзобретение относится к сварочному оборудованию и предназначено дляиспользования в установках для сварки и пайки в тлекнцем разряде.Целью изобретения является стабилизация тока тлеющего разряда по поверхности изделия.При сварке крупногабаритных деталей и деталей сложной формы возникаетопасность нарушения условий поддержания нормального тлеющего разряда засчет неравномерного расстояния анодаот свариваемого изделия, перегреваотдельных участков, что может привести к стягиванию тлеющего разряда вточку и к переходу его в дуговой разРяд.Согласно изобретению для стабилизации тока тлеющего разряда по поверхности изделия в устройстве использована камера с секционированныманодом, каждая секция которого соединена с самостоятельной обмоткой исВремя изменения напряжение Он определяются экспериментально, так какбыстрое уменьшение приводит к частому возникновению дуг и ухудшению стабилизации тлеющего разряда, что сиижает качество сварного соединения,а чрезмерное увеличение приводит кзатягиванию времени разогрева свариваемых иэделий, которое обычно сос 40 тавляет 30 - 120 с.Генератор 23 пилообразного напряжения преобразует синусоидальное нап,ряжение 1=50 Гц в пилообразное с й==100 Гц (фиг,2),Напряжение 11 и Он подают наустройство 25 сравнения. В момент,когда Б ъ У , устройство 25 выдаетимпульс Б , который поступает наусилитель 26 мощности. Сигнал с уси 50.лителя 26 мощности устройства 20 управления тиристорами поступает науправляющие электроды регулирукнцихтиристоров 4 и 7. Устройство 21 и 22управления тиристорами управляет работой регулирующих тиристоров 5 и 8и соответственно 6 и 9, Порядок последовательности включения тиристоров4 - 9 может быть самым разнообразным; точника питания.На Фиг.1 показана блок-схема, предлагаемого устройства; на Фиг.2 диаграммы, поясняющие принцип его работы. Источник питания состоит из повышакнцего трансформатора 1, у которого средние точки двух вторичных обмоток соединены между собой встречно и через сопротивление 2 обратной связи с землей, а выход каждой вторичной обмотки последовательно соединен с соответствующими диодами выпрямителя 3, которые последовательно соединены с регулирующими тиристорами 4-9, где параллельно каждому из них включено гасящее сопротивление 10-15. Катоды регулирующих тиристоров 3 - 8 соединены с соответствующими секциями анода в рабочей камере 16 и .с детектором 17 напряжения, где выход детектора 17 напряжения соединен с входом устройства 18 защиты от короткого замыкания и перегрузок. Сигнал с сопротивления обратной связи 2 поступает на вход устройства 19 обнаружения импульсов дуги и устройства 18 защиты от короткого замыкания и перегрузок, с выхода которого также поступает иа устройство 19 обнаружения импульсов дуги, которое в свою очередь соединено с устройствами 20-22 управления тиристорами, связанными с управляющими электродами соответствующих регулирующих тиристоров 4 - 9. Каждое уст 5 О 15 20 25 30 ройство управления тиристорами состоит из генератора 23 пилообразного напряжения и генератора 24 опорного напряжения, которые подключены к входу устройства 25 сравнения. Выход устройства 25 сравнения соединен с входом усилителя 26 мощности, сигнал с которого поступает на управляющий электрод соответствующих регулирующих тиристоров 4 - 9, а импульс дуги из устройства 19 обнаружения импульсов дуги поступает на генератор 24 опорного напряжения и усилитель 26 мощности.Источник питания работает следующим образом.Рассмотрим принцип работы управления тиристорами 4 - 9 в режимах разогрева и сварки (соответственно а и 3 на Фиг.2).Генератор 24 опорного напряжения построен по принципу заряда и разряда конденсатора таким образом, что напряжение Е пропорционально напряжению на конденсаторе, В исходном состоянии конденсатор заряжен, Нн имеет максимальное значение и с заданной постоянной времени медленно уменьшается до нуля (Фиг.2).з 123 ОТак как 3-фазный 2-полупериодныйвыпрямитель 3 соединен последовательно с регулирующими тиристорами 4 - 9,то тиристор, например 4, включается,если напряжение между анодом и катодом тиристора 4 больше нуля и на управляющий электрод его с усилителя26 мощности приходит положительныйимпульс, а выключается, если напряжение между анодом и катодом тиристора 1 р4 меньше нуля или включается любойиз тиристоров 5 - 9. Схема построенатаким образом, что два тиристора одновременно включены быть не могут.Таким образом, при уменьшении ц 5опорного напряжения Б до О напряже- .ние Юувеличивается от Пдо0 . Но если деталь не разогрелась,а анодное напряжение 0увеличивается, то тлеющий разряд переходит в ду 2 Оговой и через сопротивление 2 обратной связи скачком увеличивается ток,срабатывает устройство 19 обнаруженияимпульсов дуги, которое вырабатываетимпульс дуги У,в, и бщддлительностьйБо (фиг.2). Йа время, равное Рсигналом Ц закрывается усилитель2 б мощности, а генератор 24 опорногонапряжения увеличивает напряжение0 на заданную величину, определяе,мую опытным путем,длительность импульса дугивост. должна быть минимальна и такой, чтобы обеспечить надежное выключение ду 35 гового разряда, Увеличение напряжения О за время от, определяют 771 4экспериментально, так как чрезмерное увеличение приводит к затягиванию разогрева свариваемых изделий, а малое - приводит к нарушению стабилизации тлеющего разряда, т.е. к частому возникновению дуг.Таким образом, по окончании импульса дуги анодное напряжение 0 уменьшается на заданную величину, так как 11 :увеличилось и затем медленно (с постоянной времени разряда конденсатора) начинает уменьшаться. Процесс продолжается до тех пор, пока деталь не разогреется до температуры разогрева (Тр.,).В режиме сварки в устройство 18 защиты от короткого замыкания и перегрузок включают резистор, величину его сопротивления устанавливают такой, чтобы ток тлеющего разряда, протекающий через сопротивление обратной связи 2, поддерживал температуру свариваемых иэделий равной Т . Соса. противление 2 обратной связи равно 1 Ом.Детектор напряжения предназначен для контроля средневыпрямленного напряжения между сегментами анода и свариваемой деталью и на работу схемы влияния не оказывает.Детектор напряжения выполнен для удобства работы с установкой, так как по показаниям РЧ можно судить о функциональной работе схемы, а также о давлении рабочего газа в камере, температуре свариваемых изделий и т.д.