Устроство для дуговой сварки

(1) 46872 р ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬС 7 ВУ Союз Советских Социал истицеских Республик, Кл. В 231( 9/О Государственныи комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(088,8) га опубликован описания 29.12.75 72) Авторы изобретен Б, Е, Патон, В. К, Лебентегов, И, И, ЗаРУШейковский, С. Н. М дев, И, В ский, Д, В. Дыме а Трудо осварки як го Красного Знамем. Е. О. Патона(71) Заявитель на Ленина и орде институт элект ЛЯ ДУГОВОЙ СВАРК 1 54) УСТ РО Й Изобретение относится к сварочным источникам питания,Известно устройство для дуговой сварки, в котором напряжение источника постоянного тока преобразуется в переменное с помощью четырехтиристорного моста, Дуга включена в диагональ моста и шунтирована батареей конденсаторов. Такое устройство позволяет раздельно регулировать длительность и амплитуду тока положительной и отрицательной части периода.Однако включение батареи конденсаторов параллельно дуге отрицательно влияет на качество сварного шва, так как устойчивость дуги резко падает, повторное возбуждение дуги затруднено.Известно также устройство для импульсной дуговой сварки, в котором в качестве генератора импульсовнакладываемых на дугу, служит батарея конденсаторов.В этом устройстве в импульсах, развиваемых батареей конденсаторов, стабилизирована энергия импульса, а ток це стабилизирован и его величина в значительной мере зависит от состояния дугового ггромежутка.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что содержит индуктивный накопитель энергии, подсоединецный к выходу источника постоянного напряжения через бесконтактный ключ, а дуговой промежуток 2включен параллельно индуктивному накопителю. Кроме того, дуговой промежуток под ключец через разделительные диоды одновременно к индуктивному накопителю энергии и 5 источнику основной (декурной) дуги.Наличие индуктивного накопителя энергииулучшает условия повторного возбуждения дуги и обеспечивает крутой переход сварочного тока через нулевое значение, в резуль тате чего устойчивость сварочной дуги значительно возрастает. Это позволяет осуществить сварку алюминиевых сплавов ца переменном токе, так как стабильные импульсы, поступающие в дугу от индуктивного някоб пителя, позволяют полностью разрушитьокисную пленку.Применение индуктивного накопителяэнергии позволяет выполнить источник нап ряжения с малым значением напряжения хо лостого хода, что сокращает его габариты ивес, позволяет осуществить сварку ця повышенных частотах и выорать оптимальную для заданных условий частоту, а также регулировать величину постояццои составляющей я сварочного тока в широких пределах (в сючае применения накопителя дроссель.гого типа). В случае использования предлагаемого устройства для импульсно-дуговой сварки наличие индуктивного, накопителя обеспечивает3наложение иа дугу стабилизированных им. пульсов тока, не зависящих от состояния дугового промежутка.На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства для дуговой сварки переменным током; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства для дуговой сварки с раздельной регулировкой величины тока прямой и обратной поляргн сти; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема устройства для импульсно-дуговой сварки с дополнительным источником постоянного напряжения; на фиг, 4 - индуктивный накопитель энергии трансформаторного и дроссельного типа; на фиг, 5 - кривые напряжения дуги, тока дуги и тока в индуктивном накопителе в случае выполнения устройства по схемам, приведенным на фиг. 1 и на фиг. 2; па фиг. 6 - кривые тока дуги и тока в индуктивном накопителе в случае выполнения устройства по схеме, приведенной на фиг. 3.Схема устройства для дуговой сварки переменным током (фиг. 1) содержит источник 1 постоянного напряжения, который может иметь жесткую либо падающую внешнюю характеристику. Выход источника 1 через бесконтактный электронный ключ 2, имеющий блок 3 управления, подключен ко входным клеммам а н б индуктивного накопителя 4 энергии,К клеммам а и б индуктивного накопителя подключена также цепочка, состоящая из резистора 5 и тиристора 6, служащая для защиты бесконтактного электронного ключа 2 от опасных перенапряжений, которые возникают при обрыве дуги. Управляющий электрод тиристора 6 через последовательно соединенные разделительный диод 7, резистор 8 и стабиловольт 9 подсоединен к аноду тиристора 6, К выходным клеммам в и г индуктивного накопителя 4 энергии подсоединен дуговой промежуток 10 со сварочным электродом 11 и изделием 12.Схема устройства для дуговой сварки с раздельной регулировкой величины тока прямой и обратной полярности (фиг. 2) содержит включенный последовательно с дугой резистор 13, с помощью которого можно регулировать ток дуги. Резистор 13 шунтирован диодом 14 в направлении, обратном действию источника 1 постоянного напряжения.Схема устройства (фиг. 3) используется для импульсно-дуговой сварки и содержит дополнительный источник 15 постоянного напржения, подсоединенный параллельно дуге, который в зависимости от технологических требований может возбуждать в луговом промежутке 10 дежурную или основную дуу. Для исключения взаимного влияния источников 1 и 15 оии подключены к дутовому проме)кутку 10 через разделительные диоды 16 и 17.Устройство (фиг. 1) работает следующим образом,5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 Я) й 60 65 4В исходном положении бесконтактный электронный ключ 2 разомкнут, При подае сигнала с блока 3 управления ключ 2 замыкается и подключает источник 1 к клеммам а и б индуктивного накопителя 4 энергии, На- чинается процесс зарядки накопителя. Одновременно с этим возбуждается дуга между электродом 11 и изделием 12. Индуктивный накопитель 4 аккумулирует энергию в интервале 11 - 1 г (фиг. 5). В момент 1, когда накопленная энергия достигает заданного значения, ключ 2 отключает источник 1, и накопитель 4 разряжается на ионизированный дуговой промежуток 10.Возбуждается дуга противоположной полярности, которая горит в интервале 1 - 1 з Причем надежное возбуждение дуги обусловлено тем, что в индуктивном накопителе после размыкания ключа 2 ток не может мгновенно изменить своей величины. В интервале 1 - 1 з дуга противоположной полярности горит за счет энергии, накопленной в магнитном поле электромагнитного накопителя, при этом ток дугипостепенно спадает. В момент з, когда ток дуги сще не спал до нуля, вновь включается ключ 2, обеспечивая зажигание дуги первоначальной полярности и накопление новой порции энергии в индуктивном накопителе. Такой цикл повторяется с определенной частотой, задаваемой блоком 3 управления.При обрыве дути в процессе разряда ин дуктивното накопителя на его клеммах а и б может возникнуть перенапряжение, величина которого недопустиха для нормальной работы бесконтактного электронного ключа 2. Г 1 оэтому в схеме предусмотрена защита ключа от опасных перенапряжений, которая работает следующим образом.При повышении напряжения на клеммах а и б накопителя, выше допустимого, определяемого порогом срабатывания стабиловольта 9, сигнал через стабиловольт, резистор 8 и диод 7 подается на управляющий электрод тиристора 6, который открывается, подключая гасящий резистор 5 к клеммам а и б индуктивного накопителя 4.Работа схемы, приведенной иа фиг. 2, аналогична работе схемы, приведеиной,на фиг. 1, с той лишь разницей, что величина тока ду- ги 1, горящей в интервале 1 - 1 (фиг. 5), при работе источника 1может независимо ре гулироваться резистором 13. Причем послед. иий на разряд индуктивного накопителя 4 ие оказывает никакого влияния, так как во время разряда индуктивного накопителя энергии резистор 13 шунтируется диодом 14.Процессы, протекающие в схеме, приведеной на фи. 3, 11 р 1 31 ряке и рс 1 зрядс индуктивного накопителя 4 энергии в основнох аналогичны процессам, протекающим в схеме, приведенной иа фиг. 1, Разница заключается лишь в том, что за время Т, когда ключ 2 находится в выключенном состоянии (фиг. 6), индуктивный накопитель 4468722 5успевает полностью разрядиться (ток накопителя св момент Е, равен О). Помимо этого в схеме, приведенной на фиг. 3, импульсы тока индуктивного накопителя 4 проходят через дуговой промежуток 10 в том же направлении, что и ток основной (дежурной) дуги, благодаря чему импульсно-ду 1 говая сварка осуществляется модулированной дугой одной полярности.Использование в таких схемах индуктивного накопителя 4 энергии трансформаторного или дроссельного типа (фиг, 4) не меняет существа протекающих в них электромагнитных процессов. Ка;кдый из этих типов накопителей обладает своими преимуществами. Основным достоинством накопителя трансформаторного типа является то, что он позволяет получить большую величину тока в дуге, чем ток, коммутируемый ключом 2.Но применение накопителя трансформаторного типане трансформирующего постоянной составляющей тока, исключает возможность независимой регулировки тока прямой и обратной дути. Кроме этого, при коммутации ключа 2 на клеммах а и б накопителя трансформаторного типа из-за наличия потока рассеяния, возникает перенапряжение, нежелательное для нормальной работы ключа 2. Накопитель дроссельного типа лишен этих недостатков.К достоинствам дроссельного накопителя следует отнести также то, что он обладает бббльшей удельной энергоемкостью, чем накопитель трансформаторного типа при одинаковой величине аккумулируемой ими энергии, Однако при использовании накопителя дрос сельного типа ток, коммутируемый ключом 2,всегда больше или равен току в дуге. Предмет изобретения1. Устройство для дуговой сварки, содержа. И щее источник постоянного напряжения с же.сткой или падающей внешней характеристикой и ключ в силовой цепи с блоком управления и системой защиты от перенапряжений, отличающееся тем, что, с целью повышения 15 качества сварного соединения за счет улучшения условий повторного возбуждения дуги и стабилизации импульсов тока, а также использования источника постоянного напряжения с малым значением напряжения хо лостого хода, что сокращает его габариты ивес, оно содержит индуктивный накопитель энергии, подключенный через ключ к источнику напряжения, а дуговой промежу"ток подключен параллельно индуктивному нако пителю.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что, с целью расширения технологических возможностей устройства, дуговой промежуток подключен через разделительные диоды од- ЗО повременно к индуктивному накопителю энер.гии и источнику основной (дежурной) дуги.468722 г --а ыг Фиг Рыг 5 ставитель Г, Тютченков Техред Е. Подуруши аказ 550 Тираж 1061Совета Миннстроткрытийнаб., д. 4/5 одписное ИИПИ МОТ, 3 кий филиа Редактор Н, Суха Изд. Хв 411сударственного комитет по делам изобретенийМосква, Ж, Раушска Корректор Н. А