Устройство для управления процессом сварки и питания сварочной дуги током повышенной частоты

(51)4 В 23 К 9/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудАРствееый номитет сссРПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(53) 621.791.75(088.8)56) Источник питания МАКС 500 Ы с осцилляторами 1 НР 3,4 фирмы КЕМРР 7 (Финляндия), Инструкции по эксплуатации и обслуживанию, 1981.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СВАРКИ И ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ ТОКОМ ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЫ, содержащеесварочный трансформатор, устройство стабилизации горения дуги, управляемый выпрямитель, датчик, сварочного тока, формирователь управ ляющих импульсов, фазовращатель, высокочастотйый стартовый возбуди.тель дуги, переключатель рода тока, электромагнитный газовый клапан и кнопку управления, при этом вторич.ная обмотка сварочного трансформатора и выход устройства стабилизации горе ния дуги черезуправляемый выпрямитель, датчик сварочного тока, пере-. ключатель рода тока и высокочастотный стартовый возбудитель дуги соединены с клеммами нагрузки, а первый вход и выход Фазовращателя соответственно соединены с первичной обмоткой сварочного трансформатора и первым входом формирователя управляющих ,импульсов, первый и второй выходы которого соединены с управляемым выпрямителем и устройством стабилизации горения дуги, о т л и ц а ю ;: щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества сварки путем получения сварочного тока частотой 300, 200, .150, 100 и 50 Гц, в .него введены датчик касания, задатчик частоты импульсов сварочного тока, задатчик.режима работы, блок программного управления, логический блок, эадатчиквременных интервалов, формировательвременных интервалов, струйное релеи формирователь режима работы, причем сварочный трансформатор выполненв виде трех сварочных трансформаторов, а управляемый выпрямитель - ввиде диодно-тиристорного преобразо-.вателя, при этом вход датчика каса-.ния соединен с выходом переключателя,рода тока, а первый и второй выходыдатчика касания соединены соответственно с первым входом высокочастотного стартового возбудителя дуги ипервым входом блока программного управления, причем второй, третий, четвертый и пятый входы последнего соединены соответственно со струйным реле, кнопкой управления, выходом логического блока и выходом формирователявременных интервалов,. при этом первый вход последнего соединен с задатчиком временных интервалов, авторой вход - с первым выходом блокапрограммного управления, второй, тре.тий, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с электромагнитным газовым клапаном, вторым входом Фазовращателя,первым входом формирователя режимаработы, первым входом логическогоблока и вторым входом формирователяуправляющих импульсов, а третий входи третий выход последнего соединеныс эадатчиком частоты импульсов сварочного тока и вторым входом высокочастотного стартового возбудителя ду"9 ги, причем задатчик режима работы соединен со вторым входом формирователя тежима работы , выход которого соединен с третьим вхо 29дом фазовращателя при этом вы-ход датчика сварочного токасоединен со вторым входом логического блока.Изобретение относится к сварке и может быть применено при сварке легких, цветных и черных металлов неплавящимся электродом, импульаными токами переменной и постоянной полярно 5 сти, а также глубоко амплитудно-импульсно модулированными импульснымитоками,Целью изобретения является повышение качества сварки путем получения сварочного тока частотой 300,200, 150, 00 и 50 Гц.Ь Фиг, 1 приведена структурнаясхема устройстла; на фиг, 2 - временные диаграммы работы: а - сварочного трансформатора, б - формирователя управляющих импульсов, в - управляемого выпрямителя, г - устройства стабилизации горения дуги,и я - устройства пЗтания сварочной 20дуги, Ж - высокочастотного сварочного возбудителя дуги; нафиг, 3 - временные диаграммы огибающих импульсов сварочного тока, получаемые в результате амплитудноимпульсной модуляции импульсовУстройство состоит (фиг, 1) изсварочного трансформатора 1, выполненного в виде трех однофазных сварочных трансформаторов, управляемого ЗОвыпрямителя 2, выполненного в видедиодно-тиристорного преобразователя,датчика 3 сварочного тока, переключателя 4 рода тока, датчика касания5, высокочастотного стартового возбудителя 6 дуги, устройства 7 стабилизации горения дуги, задатчика 8частоты импульсов сварочного тока,формирователя 9 управляющих импульсов, логического блока 10, фазовращателя 11, блока 12 программногоуправления, электромагнитного газового клапана 13, струйного реле ч,кнопки 15 управления, Формирователя16 режима работы, формировател.; 17временных интервалов, задатчика 18 2режима работы, задатчика 19 временных интервалов,. Вторичные обмоткисварочного трансформатора 1 и устройство стабилизации горения, дугичерез управляемый выпрямитель 2,.датчик 3 сварочного тока, переключатель 4 рода тока, датчик 5 касания,высокочастотный стартовый возбудитель 6 дуги соединен с дуговым промежутком, Блок 12 программного управления соединен выходами с формирователем 9 управляющих импульсов,логическим блоком 10, электромагнитным газовым клапаном 13, формирователем 17 временных интервалов, формирователем 16 режима работы, фазовращателем 11, а входами - с датчиком 5 касания, струйным реле 1 ч,кнопкой 15 управления, через формирователь временных интервалов 17с задатчиком 19 временных интервалови через логический блок 10 - с датчиком 3 сварочного тока. Выход задатчика 18 режима работы через формирователь 16 режима работы соединен сфазовращателем 11, входы которогосоединены с первичными обмоткамисварочного трансформатора 1, а выход - с формирователем 9 управляющих импульсов, Формирователь 9 управляющих импульсов входами соединен с задатчиком 8 частоты импульсов сварочного тока, выходами - суправляемым выпрямителем 2 высокочастотным стартовым возбудителем6 дуги, устройством 7 стабилизациигорения дуги,Рассмотрим работу устройствана примере сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов неамплитудно-импульсно модулированнымимпульсным током переменной полярностиФиг. 2 д),Для этого переключателем ч родатока установим требуемый род тока,задатчиком 8 частоты импульсов4 3 сварочного тока, через логический блок 10, блок программного управления 12 снимает разрешение отсчета выдержки времени зажигание дуги", а также блокирует подачу импульсов управления в формирователе 9 управляю-, щих импульсов на высокочастотный стартовый возбудитель 6 дуги, При необходимости прерывания процесса сварки с заваркой кратера. необходимо нажать на кнопку 15 управления иудерживать . ее в нажатом состоянии до тех пор, пока не прекратится процесс заварки кратера. В этом случае включается отсчет выдержки времени "заварка1кРатеРа , формирователя 16 режима ра боты, а при отпускании кнопки 15 управления включается отсчет выдержки времени "газ после сварки". После окончания данной выдержки времени цикл заканчивается и устройство устанавливается в исходное состояние, В том случае, когда прерывание процесса сварки происходит кнопкой 15 управления, путем ее нажатия и.отпускания, процесс заварки кратера отсутствует. В блоке программного уп-. Равления 12 формируется сигнал коЭ торый блокирует работу фазовращате-. ля и включает отсчет выдержки време 1 11ни гаэ.после сварки, В том случае, когда отключается в формирователе 16 режима работы задатчиком 18 режима работы отсчет выдержек времени 1 11нарастание тока , заварка кратера"Ф сварочный ток включается и отключается скачком. Нри прерывании процесса сварки отводом электрода от изделия разблокируется канал управления высокочастотным стартовым возбудителем 6 дуги в формирователе управляющих импульсов и отсчет выдержки времени "зажигание дуги", после окончания которой включается отсчет выдержки времени "газ после сварки, блокируется работа фазовращателя 11, В случае отсутствия сварочного тока в момент прохождения выдержки време 11ни, зажигание дуги, программа работы устройства происходит по сокращенному циклу, т,е, блокируется отсчет выдержки времени" газ после сварки , и после отсчета выдержки време-11 11ни . зажигание дуги , .устройство устанавливается в исходное состояние, При необходимости включения процесса сварки в момент прохождения выдержки времени "газ после сварки" достаточ 50 3 1191219 сварочного тока задаем необходимую частоту импульсов сварочного тока (150, 100, 50 Гц) Задатчиком 18 режима работы задаем величину сварочного тока, длительность времени .на Растание токаэ "заварка кратера"эадатчиком 19 временных интервалов задаем длительность времени "продув 11 11 1ка , зажигание дуги , газ после1сварки , в систему охлаждения подаем охлаждающую жидкость. При подключении устройства к промышленной электросети трехфазного переменного тока напряжение подается на первичные обмотки сварочного трансформатора 1 и на ,15 фазовращатель 11, При этом все составные узлы устройства устанавливаются в исходное состояние импульсом сбро.са, Напряжение от выводов вторичных обмоток сварочного трансформатора , 20 (фиг. 2 а) подается на управляемый выпрямитель 2 для получения на дуговом промежутке импульсов напряжения переменной полярности (фиг, 2), При касании электрода об изделие или нажатии и отпускании кнопки 15 управления, сигналом с датчика 5 касания или .с кнопки 15 управления включается электромагнитный газовый клапан 13. Одновременно блок 12 программного уп 30 равления снимает запрет с формирователя 17 временных интервалов, где включается отсчет выдержки времени 11 11продувка , по истечении которой блоком программного управления форми руется сигнал разблокировки работы фазовращателя 11, отсчета выдержки времени "зажигание дуги" "нарастание .тока". Фазовращатель 11, получив разрешение, вырабатывает импульсы, фа зовое положение которых относительно фазного напряжения изменяется во времени от 180 до заданного в соответствии с выдержкой времени "нарастание1тока., С формирователя 9 управляющих импульсов импульсы управления (фиг, 2 б) приходят на управляемый выпрямитель 2, устройство стабилизации горения дуги 7, высокочастотный стартовый возбудитель 6 дуги. В результате на дуговом промежутке формируются импульсы напряжения,.приве- . денные на фнг, 2 д, ж. Промежуток между иэделием и электродом пробивается высокочастотными импульсами 55 (фиг, 2 ж), в результате чего дуга возбуждается и проходит сварочный ток. Сигнал, сформированный датчикомно коснуться электродом об изделие или нажать и отпустить кнопку 15 управления. В .этом случае блокируется отсчет выдержки времени "газ после сварки", включается отсчет времечи "зажигание дуги", и разблокируется фаэовращатель 11. При переводе уст-. ройства на программу сварки "короткие швы", .после возбуждения дуги отсчет выдержки времени "зажигание дуги" не блокируется, .а после ееокончания процесс сварки прекращает.- ся и включается отсчет вьдержки времени" гаэ после сварки", В случае незапного прекращения подачи охлаждающей жидкости во время прохождения выдержек времени "продувка" и "зажигание дуги" (ранее дуга не возбуждалась сигналом со струйного реле 14 происходит блокировка работы блока 12 программного управления и установка .устройства в исходное состояние Цри внезапном прекращении подачи охлаждающей жидкости во время прохождения сварочного тока или отсчета вьдержки времени "зажигание дуги" 1,ранее дуга возбуждалась сигналом со струйногореле 14 происходит блокировка фаэовращателя 11 и включение отсчета 5 вьдержки времени газ после сваркиВ случае необходимости сварки амплитудно-импульсным модулированным импульсным током необходимо задатчиком16 режима работы установить необхо димув глубину модуляции, длительностьпереднего и заднего фронта импульса,длительность позиций импульсных последовательностей и перевести устройство в режим амплитудно-импульс ной модуляции импульсов сварочноготока. В этом случае при возникнове 4нии сварочной дуги наблюдается амплитудная модуляция сварочного тока,типы огибающих которого изображены 20 на фиг. 3.. По сравнению с базовым объектомпрототипом предлагаемое устройство . 25 позволяет получать швы более высоко" го качества на малых толщинах метал" ла за счет получения малых значений с тока и повышенной частоты тока,11912 9 г Фие. 3 Составитель В, ГанюшинТехред О,Ващишина Корректор В. Бут Н, .Г едпк каз 7059/1 но ении Раув 4/ ППП "Патент", г, Ужгород, улПроектн Фил Тираж 1085 ВНИИПИ Государств по делам изобре 13035, Москва, ЖПодписное комитета СССР открытий ская наб., д,