Устройство для дуговой сварки прямоугольными разнополярными импульсами тока

(51)5 В 23 9 00 У му ля В за- ачальГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Челябинский политехнический институим. Ленинского ко мсо мол а(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПРЯМОУГОЛЬНЫМИ РАЗНОПОЛЯРНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ ТОКА(57) Изобретение относится к сварочнопроизводству, а именно к устройствам дсварки модулированным током, формирую Изобретение относится к сварочному про. изводству, а именно к устройствам для сварки модулированным током, формирующим прямоугольные разнополярные импульсы сварочного тока.Целью изобретения является повышение качества сварки за счет увеличения устойчивости горения дуги при питании ее разнополярными импульсами тока для сварки в углекислом газе,На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы работы устройства.Устройство содержит источник 1 сварочного тока, тиристорный инвертор 2, дуговой промежуток 3, дополнительный инвертор 4, конденсатор 5, первый дроссель 6, второй дроссель 7, тиристор 8, дополнительный источник 9, систему 10 управления тиристорами.Инвертор 2 содержит тиристоры 11 - 14, блок 15 выключения тиристоров, схема которого может быть различной, но преиму 801551484 А 1 щим прямоугольные разнополярные импульсы сварочного тока. Цель изобретения - повышение качества сварки за счет увеличения устойчивости горения дуги при питании ее разнополярными импульсами тока для сварки в углекислом газе. Устройство содержит основной тиристорный инвертор, вход которого соединен со сварочным источником, а выход - с дуговым промежутком, Повышение устойчивости дуги достигается за счет устранения пауз сварочного тока при переключении основного инвертора. Для этого в устройство введены дополнительный инвертор, конденсатор, два дросселя, тиристор и дополнительный источник. Во время переключения основного инвертора дуга поддерживается в результате разряда конденсатора на дуговой промежуток через дополнительный инвертор. 2 ил. щественно схемои конденсаторнои коммутаии. Инвертор 4 содержит тиристоры 16 - 19.Система 10 управления тиристорами содержит необходимые элементы для задания момента начала переключения тока, формирования управляющих сигналов на открывание тиристоров. Вход системы соединен с блоком 15 и конденсатором 5 для контроля их состояния к моменту начала переключения сварочного тока. Выход системы соединен с управляющими электродами тиристоров.Устройство работает следующим образом.До начала сварки источник 1 включен. Поданы управляющие сигналы на тиристоры одной из ветвей инвертора 2, например на тиристоры 11 и 13. При закорачивании или пробое дугового промежутка возникает сварочный ток по цепи 1 - 11 - 3 - 13 - 1 Возникает дуга обратной полярности.висимости от конкретного процесса нная полярность может быть прямой, но для этого в начале должны открываться и тиристоры 12 и 14.Рассмотрим работу устройства в установившемся процессе сварки. В исходном состоянии тиристоры 11 и 13 открыты, остальные закрыты, горит дуга обратной полярности. Источник 9 включен, конденсатор 5 заряжен указанной на фиг. 1 полярностью в результате предварительного открывания тиристора 8. Блок 15 находится в состоя нии готовности к выключению тиристоров инвертора (коммутирующая емкость этого блока заряжена до требуемого напряжения необходимой полярности) . В момент 1 (фиг. 2) начинается переходной процесс переключения полярности сварочного тока,В этот момент открываются тиристоры17 и 19 дополнительного инвертора 4. Происходит разряд конденсатора 5 по цепи 5 -17 - 3 - 19 - 6 - 5, приводящий к возникноению импульса тока прямой полярности через дуговой промежуток.В момент 1 срабатывает блок 15 и происходит выключение тиристоров 11 и 13 поцепи 15 - 13 - 3 - 11 - 15.В интервале 1 - Ь после включения тиристоров 11 и 13 горит дуга прямой полярности,поддерживаемая разрядом конденсатора 5.Происходит восстановление запирающихсвойств тиристоров 11 и 13. Ток от сварочного источника протекает по цепи 1 в 5 - 1,приводя к перезаряду коммутирующей емкости блока 15.В момент 1 з осуществляется открываниетиристоров 12 и 14 через дуговой промежуток возникает ток прямой полярности поцепи 1 - 12 - 3 - 14 - 1,В момент 14 в результате колебательного процесса в контуре 5 - 17 - 3 - 19 - б - 5происходит выключение тиристоров 17 и 19.В момент 1 ь открывается тиристор 8, ипроисходит лерезаряд конденсатора 5 в исходное состояние по цепи 9 - 7 - 8 - 5 - 9, который заканчивается в момент Ь 6.В момент 1 начинается переходный процесс переключения с прямой полярности наобратную, Происходит открывание тиристоров 16 и 18 дополнительного иивертора 4.Далее процесс протекает аналогично рассмотренному (фиг. 2).В момент 16 схема возвращается в исходное состояние.Моменты времени 1 - 1 и 11 - М формируются системой 10 управления. При этомконтролируется напряжение заряда конденсатора 5 и коммутирующей емкостиблока 15. Если напряжение их заряда несоответствует требуемым значениям, то переключение запрещается, так как. в противном случае возможны или обрыв дуги, илисквозное аварийное открывание тиристоров 5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 инвертора 2. Возможны и другие меры защиты схемы.Моменты времени 6, Д задаютСя такимобразом, чтобы значения тока 1 и 1 былине ниже минимально необходимых для надежного возбуждения дуги. Моменты Ьз и 1 ззадают так, чтобы интервалы 6 - 6 и 6 - з1 1превысили время выключения тиристоровинвертора 2.Для повышения надежности возбуждениядуги при смене полярности необходимо обеспечить максимально возможную крутизнуфронта импульса тока в моменты 1 з и Д.Для этого индуктивность контура выключения тиристоров инвертора 2 должна бытьминимальной (контур 15 - 13 - 3 - 11 - 15 или15 - 14 - 3 - 12 - 15),Параметры элементов 5, б, 7 и 9 схемыдолжны быть такими, чтобы обеспечить надежное поддержание дуги в интервале 1 г -1 з и Д - О. Необходимо, в частности, чтобы уровень тока 1 и Я оказался не ниже минимально допустимого значения.Устройство испытывали при сварке плавящимся электродом в углекислом газе, гдеимеют место наиболее неблагоприятные условия для сварки переменным током ввидувысокой скорости деионизации столба дугии наличия коротких замыканий дугового промежутка. Проволока Св - 08 Г 2 С диаметром1,2 мм, скорость подачи 400 - 600 м/ч. Источник ВС - 500, Частоту переключений изменяли в пределах 50 - 200 в секунду. Длительности импульсов прямой и обратной полярности были равными, Крутизна фронтлв моменты переключений (6 и М) составляла приблизительно 10 А/с. Тиристоры Т -160 Т в 2, Длительность переходных процессов 11 - 14 и 11 - 14 равнялась 400 - 600 мкс.Значения токов /ь 1 и 6, Ц поддерживали не ниже 40 - 60 А.Схема блока 15 выключения тиристоровинвертора 2 представляла собой тиристорный мост, в диагонали которого находитсякоммутирующая емкость.Констатировали устойчивое, без обрывовгорение дуги, питаемой разнополярнымиимпульсами тока, и хорошее формированиешва. Устойчивость процесса не нарушаласьдаже при совпадении переключения с периодом короткого замыкания дугового промежутка каплей,По сравнению с известным данное устройство обеспечивает устойчивое горениедуги переменного тока при сварке в угле.кислом газе плавящимся электродом.Устройство может найти применение присварке плавящимся электродом в углекисломгазе и активных газовых смесях, а также присварке неплавящимся электродом с цельюуменьшения магнитного дутья и дополнительного управления процессом сварки, воздействием на параметры импульсов сварочноготока.формула изобретения Устройство для дуговой сварки прямоугольными разнополярными импульсами тока, содержащее тиристорный инвертор, вход которого подсоединен к источнику сварочного тока, а выход - к дуговому промежутку, а также систему управления тиристорами, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварки за счет увеличения устойчивости горения дуги при питании ее разиополярными импульсами. тока,для сварки в углекислом газе, оно снабжено вторым тиристорным инвертором, двумя дросселями, конденсатором, тиристором и вторым источником сварочного тока, при чем конденсатор и первый дроссель соединены между собой последовательно и подключены параллельно входу второго инвертора, второй источник, второй дроссель и тиристор соединены последовательно и подключены параллельно конденсатору, а выход второго инвертора подключен к дуговому промежутку.1551484 СЬоок от иноетра соаро чаиток Напряженц иа кондеис ерн НТ СССР ина, 101 Ю ток ииЯртра упряжь иа комму ЕМКОСти Редактор Л. ГратиллоЗаказ 296НИИПИ Государственного ком13035, МосквПроизводственно-издательский Составитель В. ПучинскийТехред И. Верес Корректор СТираж 648 Подписноетета по изобретениям и открытиям приа, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5комбинат Патент, г. Ужгород, ул, Га