FI89249C - Supplementary device for protective device, such as a TIG welding device, etc. for plasma welding - Google Patents
Supplementary device for protective device, such as a TIG welding device, etc. for plasma welding Download PDFInfo
- Publication number
- FI89249C FI89249C FI921007A FI921007A FI89249C FI 89249 C FI89249 C FI 89249C FI 921007 A FI921007 A FI 921007A FI 921007 A FI921007 A FI 921007A FI 89249 C FI89249 C FI 89249C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- welding
- plasma
- tig
- coil
- pilot
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
3924939249
Suojakaasu- kuten TIG-hitsauslaitteen lisälaite plasmahitsausta vartenAccessory for shielding gas such as TIG welding machine for plasma welding
Tilläggsanordning tili skyddsgasanordning, säsom en TIG-svetsanordning avsedd för plasmasvetsning 5Consolidation of account management, in addition to TIG management, based on plasma exchange 5
Keksinnön kohteena on suojakaasuhitsauslaitteen, kuten TIG-hitsauslaitteen lisälaite plasmahitsausta varten, jonka avulla TIG-hitsauslaitteen 10 virtalähdettä ja mahdollisesti muita komponentteja voidaan käyttää plasmahitsauspolttimen yhteydessä.The invention relates to an accessory for plasma welding of a shielding gas welding device, such as a TIG welding device, by means of which the power supply and possibly other components of the TIG welding device 10 can be used in connection with a plasma welding torch.
Ennestään tunnetussa TIG-hitsauksessa (Tungsten inert Gas) tasa- tai vaihtovirtalähde syöttää valokaarta, joka palaa volframielektrodin ja 15 työkappaleen välissä. Valokaari sytytetään normaalisti ns. suurtaajuus-laitteen tai pulssigeneraattorin avulla. Valokaarta sytytettäessä tuodaan korkeajännitteinen virta työkappaleen ja volframielektrodin välille, jolloin virta saa aikaan kipinöinnin, jolloin valokaari syttyy ilman, että elektrodilla joudutaan koskettamaan työkappaletta. Valokaa-20 ri palaa suojakaasussa, jona käytetään joko argonia tai heliumia. Lisäaine tuodaan käsin tapahtuvassa hitsauksessa suoraan langan muodossa käsin ja koneellisessa hitsauksessa ohjataan lisäainelanka kerältä valokaareen.In the previously known TIG (Tungsten inert Gas) welding, a direct or alternating current source supplies an arc that burns between the tungsten electrode and the 15 workpieces. The arc is normally ignited by the so-called by means of a high-frequency device or a pulse generator. When the arc is ignited, a high voltage current is applied between the workpiece and the tungsten electrode, causing the current to spark, igniting the arc without the electrode having to touch the workpiece. Light-20 ri burns in a shielding gas using either argon or helium. In manual welding, the filler is introduced directly in the form of wire by hand, and in mechanical welding, the filler wire is guided from the ball to the arc.
25 Tunnetusti TIG-hitsauksessa suojakaasu tuodaan paineenalennusventtiilin ja määrämittarin kautta ohjauslaitteen magneettiventtiiliin, joka avautuu painettaessa hitsausvirtalähteen ohjauskytkintä ja sulkeutuu automaattisesti n. 10 sekunnin kuluttua siitä, kun valokaari on sammunut. Tällä tavoin varmistetaan se, ettei ilma pääse hapettamaan hitsisulaa 30 eikä volframielektrodia niiden ollessa korkeassa lämpötilassa. Tunnetusti TIG-hitsauslaitteet rakennetaan joko niin, että virtalähde ja . . ohjauslaitteet on sovitettu samaan koteloon tai niin, että virtalähde voidaan kytkeä erilliseen ohjauslaitteeseen.25 As is well known in TIG welding, the shielding gas is introduced via a pressure relief valve and a flow meter to the solenoid valve of the control unit, which opens when the welding power supply control switch is pressed and closes automatically approx. 10 seconds after the arc is extinguished. In this way, it is ensured that no air can oxidize the weld pool 30 or the tungsten electrode when they are at a high temperature. As is known, TIG welding equipment is constructed either with a power supply and. . the control devices are arranged in the same housing or so that the power supply can be connected to a separate control device.
; 35 Ennestään tunnettu plasmahitsaus on kaarihitsausmenetelmä, jossa plas- makaasua kuten argonia tai sen ja vedyn 2-7 % seosta virtaa hitsaus-·_ polttimen suuttimen läpi kohti työkappaletta. Hitsausvirtalähteen mii nusnapaan yhdistetystä volframelektrodista lähtee suuttimen läpi sen . ______ . τ— 2 39249 supistama valokaari ns. pääkaari työkappaleeseen. Pääkaaressa osa vir-taavasta plasmakaasusta virittyy plasmaksi, joka työkappaleen kohdatessaan luovuttaa suuren energiansa keskitetysti hitsattavaan kohtaan. Atmosfäärissä plasman elinikä on hyvin lyhyt, yleensä pienempi kuin 5 1 ms, joten pääkaaren plasmaa ylläpitävä vaikutus on plasmahitsauksen perusedellytys.; 35 The prior art plasma welding is an arc welding method in which a plasma gas such as argon or a 2-7% mixture thereof and hydrogen flows through a welding torch nozzle toward a workpiece. A tungsten electrode connected to the negative terminal of the welding power source exits the nozzle therethrough. ______. τ— 2 39249 constrict the arc so-called. main arc to the workpiece. In the main arc, a part of the flowing plasma gas is excited into plasma, which, when it encounters the workpiece, transfers its high energy centrally to the place to be welded. In the atmosphere, the plasma lifetime is very short, usually less than 5 1 ms, so the plasma-maintaining effect of the main arc is a basic prerequisite for plasma welding.
Ennestään tunnetusti pääkaaren sytyttämiseen käytetään tavallisimmin apuvalokaarta eli pilottikaarta, jota ylläpidetään erillisen apuvirta-10 lähteen miinus-napaan yhdistetyn voiframelektrodin ja sen plus-napaan yhdistetyn plasmapolttimen suuttimen välillä. Mikro- ja medium-plasma-polttimissa pilottikaaren virta on alueella 1-10 A.As is already known, an auxiliary arc, i.e. a pilot arc, is maintained to ignite the main arc, which is maintained between a voifrome electrode connected to the negative terminal of a separate auxiliary current-source 10 and a plasma torch nozzle connected to its positive terminal. In micro and medium plasma torches, the pilot arc current is in the range 1-10 A.
Pilottikaaren sytyttämiseksi suuttimen ja keskielektrodin välille on 15 käytössä monia ennestään tunnettuja keinoja. Tavallisin näistä on suur-jännitteinen suurtaajuussytytyspiiri (-3 kV, -2 MHz), jossa elektrodin ja suuttimen välille tuotettu suurjännite sytyttää pilottikaaren ilma-välin yli. Suurta taajuutta käytetään, jotta järjestelmä olisi turvallinen. Jos plasmapolttimen rakenne sallii, voidaan pilottikaari sytyt-20 tää ilman suurjännitettä aikaansaamalla kontakti suuttimen ja elektrodin välille. Erityisesti tällaisessa tapauksessa esillä olevan keksinnön tarkoituksena on helpottaa kaaren syttymistä.There are many means known in the art for igniting a pilot arc between a nozzle and a center electrode. The most common of these is the High Voltage High Frequency Ignition Circuit (-3 kV, -2 MHz), where the high voltage generated between the electrode and the nozzle ignites the pilot arc over the air gap. The high frequency is used to keep the system safe. If the design of the plasma torch allows, the pilot arc can be ignited without high voltage by making contact between the nozzle and the electrode. Particularly in such a case, the object of the present invention is to facilitate the ignition of the arc.
Pilottikaaren synnyttämä plasma tekee volframelektrodin ja työkappaleen 25 välin sähköäjohtavaksi ja pääkaari syttyy kun hitsauksen pääjännite kytketään. Hitsauksen aikana pilottikaari on tarpeellinen vain hyvin pientä yleensä alle 5 A:n hitsausvirtaa käytettäessä.The plasma generated by the pilot arc makes the gap between the tungsten electrode and the workpiece 25 electrically conductive and the main arc ignites when the main welding voltage is applied. During welding, a pilot arc is only required when using a very small welding current, usually less than 5 A.
Plasman luonteen vuoksi pilottikaarta ei liitoshitsauksessa yleensä 30 käytetä. Mikroplasmahitsauksessa pilottikaari on välttämätön pääkaaren vakauttamisessa, mutta sen virta pyritään rajoittamaan mahdollisimman pieneksi, koska turhan suuri pilottivirta tarpeettomasti kuumentaa ja kuluttaa pientä suutinta tai pakottaa käyttämään muutoin hitsauksen kannalta liian suurta suutinta ja koska hitsin ympäristö kuumenee liian 35 korkeaan lämpötilaan vetelyä aiheuttaen.Due to the nature of the plasma, the pilot arc is not generally used in butt welding. In microplasma welding, a pilot arc is necessary to stabilize the main arc, but its current is kept to a minimum because unnecessarily high pilot current unnecessarily heats and consumes a small nozzle or forces an otherwise too large nozzle for welding and because the weld environment heats up to too high a temperature.
3 392493 39249
Plasmasuuttimen virrankestoikä on kääntäen verrannollinen pilotti- ja pääkaaren yhteisvirtaan. Myös volframelektrodin teroitetun kärjen kestävyys on riippuvainen käytettävästä virrasta. Pilottikaaren vakavuus vuorostaan riippuu pilottikaaren virrasta, jota pienennettäessä pilot-5 tikaari käy epävakaaksi ja lopulta sammuu ja se saadaan vain vaivoin syttymään uudelleen.The current life of the plasma nozzle is inversely proportional to the combined current of the pilot and main arc. The durability of the sharpened tip of the tungsten electrode also depends on the current used. The severity of the pilot arc, in turn, depends on the current in the pilot arc, which, when reduced, makes the pilot-5 dagger unstable and eventually shuts off and can hardly be re-ignited.
Plasmahitsauksen kiistattomista eduista huolimatta plasraahitsauslait-teistot ovat verraten harvinaisia, mikä pääasiallisesti johtuu plasrna-10 hitsauslaitteiden suuresta hinnasta.Despite the undeniable advantages of plasma welding, plasma welding equipment is relatively rare, mainly due to the high cost of plasma welding equipment.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin saada suhteellisen halpa lisälaite, joka on liitettävissä yleiseen TIG-hitsausvirtalähteeseen tai vastaavaan niin, että tämän lisälaitteen avulla saadaan aikaan plasmahit-15 sausvirtalähde, jossa voidaan hyödyntää TIG-hitsauslaitteiston investointia ja ottaa entistä edullisemmin käyttöön plasmahitsauksen kiistattomat edut.It is therefore an object of the present invention to provide a relatively inexpensive accessory that can be connected to a common TIG welding power source or the like so that this accessory provides a plasma welding power supply that utilizes the investment of TIG welding equipment and more advantageously enjoys the undeniable advantages of plasma welding.
Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi 20 keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että lisälaite on sinänsä tunnetun plasmapolttimen ja TIG-hitsauslaitteen välille kytkettävä sovitusyksikkö, joka käsittää sähköisen välikytkennän, jonka kautta TIG-hitsauslaitteen HF-sytytysyksikkö ja hitsausvirtalähde on liitettävissä plasmapolttimen sähkökohtioihin ja että lisälaite on varustettu 25 plasmahitsaukseen soveltuvalla sinänsä tunnetulla pilottivirtalähteellä, joka on kytkettävissä plasmapolttimen keskielektrodin ja suuttimen välille.In order to achieve the above and later objects, the invention is mainly characterized in that the accessory is a matching unit to be connected between a plasma torch and a TIG welding device known per se, comprising an electrical intermediate connection through which the HF ignition unit and is provided with a pilot power supply known per se suitable for plasma welding, which can be connected between the central electrode of the plasma torch and the nozzle.
Keksinnön mukaisella lisälaitteella voidaan edullisesti hyödyntää suo-30 jakaasuhitsauslaitteen, yleensä TIG-hitsauslaitteen hitsausvirtalähdettä ja HF-sytytysyksikköä plasmahitsauksessa, myös mikroplasmahitsauksessa.The accessory according to the invention can advantageously utilize the welding power source of the shielded gas welding device, generally the TIG welding device, and the HF ignition unit in plasma welding, also in microplasma welding.
• : Keksinnön mukainen lisälaite on varustettava omalla pilottivirtalähteel- lään, joka on edullisesti hakijan FI-patenttihakemuksessa 920282 esitetyn kaltainen niin, että lisälaitteella varustettu TIG-hitsauslaite soveltuu 35 myös mikroplasmahitsaukseen.•: The accessory according to the invention must be provided with its own pilot power supply, which is preferably as described in the applicant's FI patent application 920282, so that the TIG welding device provided with the accessory is also suitable for microplasma welding.
________ -. τ~ 4 89249________ -. τ ~ 4 89249
Muutettaessa TIG-hitsauslalte tai vastaava keksinnön mukaisella lisälaitteella plasmahitsaukseen sopivaksi plasmapolttimen vesijäähdytys voidaan ottaa TIG-laitteen vesijäähdytysyhteestä. Vaihtoehtoisesti lisälaite varustetaan omalla vesijäähdytysjärjestelmällä tai välijär-5 jestelmällä, joka muuttaa TIG-laitteen vesijäähdytysjärjestelmän plas-mapolttimelle sopivaksi. Keksinnön mukainen lisälaite sisältää suoja-kaasu- ja plasmakaasujärjestelmän, joka hyödyntää TIG-laitteissa yleisesti käytettyä Ar-suojakaasua. Lisäksi lisälaite voidaan varustaa erillisellä plasmakaasuyhteellä. Tällöin plasmakaasuna käytetään esim.When modifying the TIG welding plate or the like with an accessory according to the invention to suit plasma welding, the water cooling of the plasma torch can be taken from the water cooling connection of the TIG device. Alternatively, the accessory is equipped with its own water cooling system or intermediate system, which makes the water cooling system of the TIG device suitable for a plasma torch. The accessory according to the invention includes a shielding gas and plasma gas system which utilizes the Ar shielding gas commonly used in TIG devices. In addition, the accessory can be equipped with a separate plasma gas connection. In this case, e.g.
10 kaasua Ar + 5 % H2. Tämä plasmakaasujärjestelmä voidaan liittää venttii-lilaitteella laitteen suojakaasujärjestelmään niin, että plasmakaasun vetypitoisuutta voidaan säätää esim. alueella 0...7 % H2.10 gases Ar + 5% H2. This plasma gas system can be connected to the shielding gas system of the device by means of a valve device so that the hydrogen content of the plasma gas can be adjusted, for example, in the range 0 ... 7% H2.
Keksinnön mukaisen lisälaitteen tarvitsema sähköteho voidaan ottaa joko 15 vaihtosähköverkosta tai TIG-hitsauslaitteeseen yleisesti kuuluvasta apumuuntajasta. Viimemainittu järjestely on esim. sähköturvallisuusmääräysten suhteen edellistä edullisempi. Lisäksi lisälaitteeseen kuuluvat erilaiset ohjauslaitteet kuten kytkimet ja releet, joilla voidaan ohjata suojakaasuvirtauksia ja pääkaaren sytytystä ja sammutusta sinänsä 20 tunnetusti.The electrical power required by the accessory according to the invention can be taken either from an alternating current network or from an auxiliary transformer generally included in the TIG welding device. The latter arrangement is, for example, more advantageous than the former in terms of electrical safety regulations. In addition, the accessory includes various control devices, such as switches and relays, with which the shielding gas flows and the ignition and deactivation of the main arc can be controlled, as is known per se.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön lähtökohtana olevaan tekniikan tasoon ja keksinnön eräisiin sovellusesimerkkeihin, 25 joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.In the following, the invention will be described in detail with reference to the prior art of the invention shown in the figures of the accompanying drawing and to some application examples of the invention, to the details of which the invention is in no way narrowly limited.
Kuvio A esittää ennestään tunnetun plasmahitsauspolttimen ja sen virtalähteiden kytkennän periaatetta.Figure A shows the principle of connection of a previously known plasma welding torch and its power supplies.
30 Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista lisälaitetta kytkettynä sinänsä tunnetun plasmapolttimen ja sinänsä tunnetun TIG-hitsauslaitteen välille.Figure 1 shows an accessory according to the invention connected between a plasma torch known per se and a TIG welding device known per se.
Kuvio 2A esittää keksinnön mukaisen lisälaitteen sähkösovituskytkennän 35 ensimmäistä toteutusmuotoa.Figure 2A shows a first embodiment of the electrical matching circuit 35 of the accessory according to the invention.
5 o92495 o9249
Kuvio 2B esittää kuviota 2A vastaavalla tavalla keksinnön mukaisen lisälaitteen sovituskytkennän toista toteutusmuotoa.Fig. 2B shows, in a manner similar to Fig. 2A, another embodiment of the adapter connection of the accessory according to the invention.
Kuvio 2C esittää kuvioita 2A ja 2B vastaavalla tavalla sovituskytkennän 5 kolmatta toteutusmuotoa.Fig. 2C shows a third embodiment of the matching circuit 5 in a manner similar to Figs. 2A and 2B.
Kuvio 2D esittää kuvioita 2A, 2B ja 2C vastaavalla tavalla sovituskytkennän neljättä toteutusmuotoa.Fig. 2D shows a fourth embodiment of the matching circuit in a manner similar to Figs. 2A, 2B and 2C.
10 Kuvio 3 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen lisälaitteen yhteydessä sovellettavan kaasujärjestelmän periaatetta.Figure 3 schematically shows the principle of a gas system applicable in connection with an accessory according to the invention.
Kuvion A mukaisesti plasmahitsauksessa käytettävä ennestään tunnettu virtalähde 10 käsittää pääkaaren virtalähteen 9A, jonka plusnapa C 15 kytketään työkappaleeseen 2. Virtalähteen 9A miinusnapa kytketään suurtaajuuspiirin 9B välityksellä plasmapolttimen volframelektrodin 1 napaan A. Pilottivirtalähteen 10A miinusnapaan kytketään pääkaasun virtalähteen 9A miinusnapaan ja plusnapa plasmapolttimen suuttimen 5 napaan B.As shown in Fig. A, the prior art power supply 10 used in plasma welding comprises a main arc power supply 9A, the positive terminal C 15 of which is connected to the workpiece 2. The negative terminal of the current source 9A is .
2020
Kuvion A mukaisesti plasmakaaripolttimessa hitsaukseen käytettävä ns. päävalokaari 3 palaa polttimen volframelektrodin 1 ja työkappaleen 2 välillä. Polttimen suutinosa koostuu kahdesta sisäkkäin olevasta kammiosta 4 ja 6, joista sisemmän kammion 6 keskellä on volframelektrodi 1 25 ja sen kärjen kohdalla reikä 8. Plasmakaasua syötetään sisempään kammioon 6, jonka ympärillä on toinen kammio 4, jonka suojakupu 4a avautuu sisemmän kammion reiän 8 ympärille. Ulompaan kammioon 4 syötetään valokaarta 3 ympäröivää suojakaasua.According to Figure A, the so-called welding arc used in a plasma arc torch the main arc 3 illuminates between the tungsten electrode 1 of the torch and the workpiece 2. The nozzle part of the torch consists of two nested chambers 4 and 6, of which the inner chamber 6 has a tungsten electrode 125 in the middle and a hole 8 at its tip. Plasma gas is fed to the inner chamber 6 A shielding gas surrounding the arc 3 is supplied to the outer chamber 4.
30 Koska plasmapolttimen valokaari 3 palaa työkappaleen 2 ja volframelektrodin 1 välillä olevassa kaasussa, on sitä ionisoitava ennen pää-valokaaren 3 sytyttämistä, jotta kaasu johtaisi sähköä. Ionisointi tapahtuu sisemmän kammion 6 muodostaman suuttimen 5 ja volframelektrodin 1 välillä palavan pilottivalokaaren 7 avulla, joka saadaan aikaan 35 pilottivirtalähteen 10A avulla. Pilottivalokaari 7 ionisoi plasma- kaasua, jolloin työkappaleen 2 ja volframelektrodin 1 välille muodostuu 6 '09249 sähköä johtava ionisilta ja päävalokaari 3 voi syttyä. Päävalokaari 3 saa palaa ainoastaan elektrodin 1 ja työkappaleen 2 välillä, koska elektrodin 1 ja suuttimen 5 välillä palava suuritehoinen valokaari tuhoaisi nopeasti suuttimen 5. Suuttimen 5 jäähdytys ja polttimessa 5 vallitsevat sähköiset ja magneettiset voimat estävät päävalokaaren 3 syttymisen elektrodin 1 ja suuttimen 5 välille.Since the arc 3 of the plasma torch burns in the gas between the workpiece 2 and the tungsten electrode 1, it must be ionized before igniting the main arc 3 in order for the gas to conduct electricity. The ionization takes place between the nozzle 5 formed by the inner chamber 6 and the tungsten electrode 1 by means of a burning pilot arc 7, which is provided by a pilot current source 10A. The pilot arc 7 ionizes the plasma gas, whereby an electrically conductive ion bridge 6 '09249 is formed between the workpiece 2 and the tungsten electrode 1, and the main arc 3 can ignite. The main arc 3 may burn only between the electrode 1 and the workpiece 2, because a high-power arc burning between the electrode 1 and the nozzle 5 would quickly destroy the nozzle 5. The cooling of the nozzle 5 and the electric and magnetic forces in the burner 5 prevent the main arc 3 from igniting between the electrode 1 and the nozzle 5.
Seuraavassa selityksessä ja patenttivaatimuksissa puhutaan lyhyyden vuoksi TIG-hitsauslaitteesta 30, jolla kuitenkin tarkoitetaan kaikkia 10 sinänsä tunnettuja suojakaasuhitsauslaitteita, jotka ovat hyödynnettävissä keksinnön mukaisen lisälaitteen 20 avulla myös plasmahitsauksessa.In the following description and claims, for the sake of brevity, reference is made to a TIG welding device 30, which, however, means all 10 shielding gas welding devices known per se, which can also be utilized by means of the accessory 20 according to the invention in plasma welding.
Kun plasmapolttimen pääkaaren virtaa yritettäisiin ottaa kuviossa 1 15 esitetystä sinänsä tunnetusta TIG-hitsausvirtalähteestä 30, ei vir-ranotto ole mahdollinen ilman, että TIG-hitsauslaitteen sisäisiä kytkentöjä muutetaan. Siksi keksinnön mukaiseen lisälaitteeseen 20 on rakennettu kuvion 1 mukainen sähköinen sovituskytkentä, jossa plasma-suutin 5 on suurtaajuudella (HF) maadoitettu kondensaattorin 22 kapasi-20 tanssin kautta ja kelan 23 induktanssi L kuormittaa TIG-virtalähteen 30 jännitelähdettä 33 rajoittaen sekä virtaa Ik että jännitettä Uk HF-keskielektrodin 1 ja plasmasuuttimen 5 välille synnytettävässä kipinässä. Säätövastuksen 21 resistanssi Re toimii kelan 23 rinnalla lisä-kuormana, jotta kipinän voimakkuus voidaan säätää sopivaksi eri lait-25 teille, koska esim. hitsauskaapelien pituudet ja HF-virtalähteen jännite, virta ja aaltomuoto vaikuttavat kipinän voimakkuuteen. Kipinän voimakkuutta on tarpeen rajoittaa, koska TIG-hitsauksessa käytettävän sytytyskipinän teho on tarpeettoman suuri plasmapolttimessa, mikä saattaa aiheuttaa läpilyöntejä ja jopa vaurioita plasmapolttimien sisällä.When attempting to draw current from the main arc of the plasma torch from the TIG welding power source 30 known per se shown in Fig. 1 15, current collection is not possible without changing the internal connections of the TIG welding device. Therefore, the auxiliary device 20 according to the invention has an electrical matching circuit according to Fig. 1, in which the plasma nozzle 5 is grounded at a high frequency (HF) through a capacitor 20 dance of the capacitor 22 and the inductance L of the coil 23 loads the voltage source 33 of the TIG current source 30. In the spark generated between the HF center electrode 1 and the plasma nozzle 5. The resistance Re of the control resistor 21 acts as an additional load alongside the coil 23 so that the spark strength can be adjusted to suit different devices, because e.g. the lengths of the welding cables and the voltage, current and waveform of the HF power supply affect the spark strength. It is necessary to limit the intensity of the spark because the power of the ignition spark used in TIG welding is unnecessarily high in a plasma torch, which can cause breakthroughs and even damage inside the plasma torches.
30 Säätövastus 21 voidaan korvata vaihtoehtoisesti säädettävällä induktanssilla .The control resistor 21 can alternatively be replaced by an adjustable inductance.
Kuvioissa 2A,2B,2C ja 2D on esitetty sijaiskytkentöinä keskenään olennaisesti samanarvoisia toteutuksia TIG-virtalähteiden, lisälaitteen 20 35 pilottivirtalähteen 10A ja plasmapolttimen välisiksi sovituskytkennöik-si. Kuvion 2A sijaiskytkentä vastaa kuvion 1 sovituskytkentää.Figures 2A, 2B, 2C and 2D show, as substitute connections, substantially equivalent implementations for matching connections between the TIG power supplies, the accessory pilot power supply 10A, and the plasma torch. The surrogate connection of Figure 2A corresponds to the fitting connection of Figure 1.
li 7 89249li 7 89249
Sijaiskytkennöissä UT tarkoittaa TIG-hitsauslaitteen virtalähteen jännitettä, jolla aikaansaadaan päävirta, joka on joko tasavirtaa tai verk-kotaajuista vaihtovirtaa, jossa on mukana HF-komponentti. Jännite UP tarkoittaa pilottivirtalähteen 10A napajännitettä ja kapasitanssit Cc 5 tarkoittavat hitsausvirtakaapelin kapasitansseja, jotka ovat jakautuneet kaapelin koko pituudelle.In surrogate circuits, UT refers to the voltage of the power supply of the TIG welding machine, which provides the main current, which is either direct current or mains AC alternating current with a headset component. Voltage UP means the terminal voltage of pilot current source 10A, and capacitances Cc 5 refer to the capacitances of a welding current cable distributed over the entire length of the cable.
Kuvion 2A mukaisen kytkennän kelan 23 induktanssin L jännitettä alentava vaikutus perustuu TIG-laitteen 30 HF-jännitelähteen 33 ominaisuuk-10 siin. Koska HF-jännitelähteen 33 sisäinen vastus on erittäin suuri, ei sen tuottama virta juurikaan vaihtele oikosulusta tilanteeseen, jossa kuorma on muutamia kilo-ohmeja. Plasmasuuttimen 8 ja keskielektrodin 1 välisestä etäisyydestä, muodoista ja puhtaudesta tai vastaavista seikoista riippuen, niiden välillä on oltava vähintään jännite Uk min -15 0,5-1,0 kV ennen kuin kipinä voi syntyä (eli IK > 0). Koska Ix on vakio, kelan 23 yli vaikuttava jännite UL * UT ja UL - ZLIL - UK + kaapeli-häviöt. Sopivimmin L = 5...50 μΗ, joka vastaa impedanssia ZL = 60...600 Ω, (Z - 2*fL), 2 MHz:n taajuudella. Säätövastuksen 21 resistanssi on sopivimmin alueella 60 Ω...10 kQ.The voltage-reducing effect of the inductance L of the inductance L of the circuit 23 of Fig. 2A is based on the characteristics of the HF voltage source 33 of the TIG device 30. Because the internal resistance of the HF voltage source 33 is very high, the current it produces does not vary much from a short circuit to a situation where the load is a few kiloohms. Depending on the distance, shapes and purity or the like between the plasma nozzle 8 and the central electrode 1, there must be at least a voltage Uk min -15 of 0.5-1.0 kV between them before a spark can be generated (i.e. IK> 0). Since Ix is constant, the voltage across the coil 23 is UL * UT and UL - ZLIL - UK + cable losses. Preferably L = 5 ... 50 μΗ, which corresponds to an impedance ZL = 60 ... 600 Ω, (Z - 2 * fL), at a frequency of 2 MHz. The resistance of the control resistor 21 is preferably in the range of 60 Ω ... 10 kQ.
2020
Kuvioissa 2B ja 2C on esitetty eräitä vaihtoehtokytkentöjä kuvioiden 1 ja 2A kytkennöille. Kuvioiden 2B ja 2C kytkentöjen tarkoituksena on pitää elektrodin 1 ja työkappaleen 2 välinen jännite suurempana kuin kuvion 2A mukaisessa kytkennässä, jotta suurtaajuuskipinä voisi syttyä 25 myös työkappaleen 2 ja keskielektrodin 1 välille, mikä on joissakin hitsaustilanteissa toivottavaa.Figures 2B and 2C show some alternative connections to the connections of Figures 1 and 2A. The purpose of the connections of Figures 2B and 2C is to keep the voltage between the electrode 1 and the workpiece 2 higher than in the connection of Figure 2A, so that a high frequency spark can also ignite between the workpiece 2 and the center electrode 1, which is desirable in some welding situations.
Kuvioiden 2A ja 2B mukaisissa välikytkennöissä kondensaattorin 22 kapa-sistanssi Cj maadoittaa suurtaajuusvirran, mutta katkaisee pilottivirta-30 lähteen 10A ja pääkaaren virran yhteyden maahan. Samoin kondensaattorin - · kapasitanssi C2 päästää suurtaajuuden pilottivirtalähteen 10A ohi. Kelan 23 induktanssi L edustaa huomattavaa impedanssia suurtaajuusvirralle, mutta päästää pilottivirran olennaisesti esteettä lävitseen. Osa tai koko induktanssi L voitaisiin sijoittaa keskielektrodille menevään 35 johtimeen, mutta silloin kelan 23 johtimen poikkipinnan olisi oltava huomattavan suuri, koska päävirta kulkisi kelan läpi.In the intermediate circuits of Figures 2A and 2B, the capacitance Cj of the capacitor 22 grounds the high frequency current, but disconnects the pilot current source 30A and the main arc current from ground. Likewise, the capacitor C2 of the capacitor passes the high-frequency pilot current source 10A. The inductance L of the coil 23 represents a considerable impedance for the high frequency current, but allows the pilot current to pass through substantially unobstructed. Some or all of the inductance L could be placed in the conductor 35 going to the center electrode, but then the cross-section of the conductor of the coil 23 would have to be considerably large because the main current would pass through the coil.
8 392498 39249
Kuvioiden 1 ja 2A kytkennässä Cj « C2 « 0,1 μΈ ja L - 5...50 raH ja R, - 60 Ω...10 kfl. Kuvion 2B kytkennässä kelan 23b induktanssin L: kierrosluku Nx * N2, joka viimemainittu on kelan L2 kierrosluku. Kuvion 2B kytkennässä Uee > Ueg ja Lx + 1¾ - L. Kuvion 2C kytkennässä 5 ZL1 + Ζς3 — ZL j a C3 — 100 pF . . . 500 pF.In the coupling Cj «C2« 0.1 μΈ of Figures 1 and 2A and L - 5 ... 50 raH and R, - 60 Ω ... 10 kfl. In the circuit of Fig. 2B, the inductance L: speed Nx * N2 of the coil 23b, the latter being the speed of the coil L2. In the circuit of Figure 2B Uee> Ueg and Lx + 1¾ - L. In the circuit of Figure 2C 5 ZL1 + Ζς3 - ZL and C3 - 100 pF. . . 500 pF.
Kuviossa 2D pilottivirtalähde toimii taajajaksokipinän kuormana. Resistanssi R2 toimii lisäkuormana kipinän voimakkuuden säätämiseksi. Kuvion 2D kytkennässä R2 = 60 Ω...10 kΩ, L » 6 mH (1-10 mH), 10 Ci « 5 μι (0,2-20 a*F), C3 = C2 » 0,1 /jF (10-100 μΈ). Ensin on esitetty komponentin arvioitu sopivin arvo ja sulkeissa vaihtelualue.In Figure 2D, the pilot power supply acts as a spark period spark load. Resistance R2 acts as an additional load to adjust the intensity of the spark. In the circuit of Figure 2D, R2 = 60 Ω ... 10 kΩ, L »6 mH (1-10 mH), 10 Ci« 5 μι (0.2-20 a * F), C3 = C2 »0.1 / jF ( 10-100 μΈ). First, the estimated most suitable value of the component and the range in parentheses are shown.
Pilottivirtalähteenä 10A voidaan käyttää joko hakijan FI-hakemuksen 920282 (jätetty 22.1.1992) mukaista virtalähdettä tai muuta vastaavaa, 15 jossa edullisesti pilottivirtalähteen 10A jännitteenä käytetään sykkivää tasajännitettä, jonka taajuus valitaan audiotaajuusalueelta 800 Hz - 6 kHz ja jonka pilottivirtalähteen aikaansaama kaarivirta ja kaarijännite valitaan niin alhaisiksi, että lisälaite 20 soveltuu myös mikroplasmahitsaukseen. Pilottivirtalähteen 10A tyhjäkäyntijännite 20 valitaan sopivimmin alueelta 50-90 V ja kaarivirta järjestetään säädettäväksi alueella 0,5-10 A (DC) kaarijännitteen ollessa tällöin 10-30 V, sopivimmin 13-20 V.As the pilot power supply 10A, either the power supply according to the applicant's FI application 920282 (filed January 22, 1992) or the like can be used, in which a pulsating DC voltage is preferably used as the pilot power supply 10A. low that the accessory 20 is also suitable for microplasma welding. The no-load voltage 20 of the pilot power supply 10A is preferably selected in the range of 50-90 V and the arc current is arranged to be adjustable in the range of 0.5-10 A (DC) with an arc voltage of 10-30 V, preferably 13-20 V.
Pilottivirtalähteen 10A osalta oleellista on, ettei sillä tuoteta ra-25 diohäiriöitä eikä melua ja että virta on säädettävissä, sopivimmin välillä 1-10 A, ja tyhjäkäyntijännitteen tulee olla alueella 50-90 V.For the pilot power supply 10A, it is essential that it does not produce radio interference or noise and that the current is adjustable, preferably between 1-10 A, and the idle voltage should be in the range of 50-90 V.
Keksinnön mukaisella lisälaitteella 20 voidaan hyödyntää TIG-hitsaus-laitteen hitsausvirtalähdettä 31 plasmapolttimen pääkaaren 3 virtaläh-30 teenä sekä HF-sytytysyksikköä 33 pääkaaren 3 sytytykseen. Lisäksi jos TIG-hitsauslaite 30 on varustettu 220 V:n apumuuntajalla 32, voidaan lisälaitteen 20 pilottivirtalähdettä 10A syöttää sähköliitännän 11 välityksellä apumuuntajasta 32, mikä on edullinen ratkaisu etenkin sähköturvallisuuden kannalta.The auxiliary device 20 according to the invention can utilize the welding power source 31 of the TIG welding device as a power source 30 for the main arc 3 of the plasma torch and the HF ignition unit 33 for the ignition of the main arc 3. In addition, if the TIG welding device 30 is equipped with a 220 V auxiliary transformer 32, the pilot power supply 10A of the auxiliary 20 can be supplied via the electrical connection 11 from the auxiliary transformer 32, which is a preferred solution especially for electrical safety.
35 li 9 8 9 2 4 935 li 9 8 9 2 4 9
Keksinnön mukaisessa lisälaitteessa 20 on myös kuvion 3 mukainen kaasu-virtausten järjestely. Rotametrit 15,16 ja 17 tai muut suojakaasuvir-tauksen Gj ja plasmakaasuvirtauksen GP säätöön käytetyt komponentit on sijoitettu siten, että plasmakaasuna voidaan käyttää joko puhdasta 5 argonia Ar, vahvasti vedyllä seostettua argonia Ar + 5 % H2 tai näiden seosta Ar + 0...5 % H2.The auxiliary device 20 according to the invention also has a gas flow arrangement according to Fig. 3. Rotameters 15, 16 and 17 or other components used to control the shielding gas flow Gj and the plasma gas flow GP are positioned so that either pure 5 argon Ar, strongly hydrogen doped argon Ar + 5% H2 or a mixture of these Ar + 0 ... can be used as the plasma gas. 5% H2.
Kuviosta 3 näkyvät TIG-hitsauslaitteen 30 suojakaasusäiliö 18 ja lisälaitteen 20 plasmakaasuyksikön 26 plasmakaasusäiliö 19. Venttiileiden 10 15,16 ja 17 avulla voidaan plasmakaasun vetypitoisuutta säädellä edellä mainituissa rajoissa 0...5 % H2.Figure 3 shows the shielding gas tank 18 of the TIG welding device 30 and the plasma gas tank 19 of the plasma gas unit 26 of the accessory 20. By means of valves 10, 15, 16 and 17, the hydrogen content of the plasma gas can be controlled within the above-mentioned limits of 0 ... 5% H2.
Kuvion 1 mukaisesti lisälaitteeseen 20 kuuluu plasmapolttimen vesijääh-dytysvirtauksen W aikaansaava yksikkö 25, joka sisältää vesipumpun, 15 jäähdytyskennoston ja liitännät plasmapolttimen kaapeliin. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää TIG-hitsauslaitteen 30 omaa tai muuta polttimen jäähdytysjärjestelmää 34. Lisälaitteessa 20 on sopivimmin myös tuuletin kennoston ja pilottivirtalähteen 10A jäähdyttämiseksi. Plasmapolttimen kytkimeltä 12 tulee kaapelilla 12a ohjaussignaali mekaaniselle venttii-20 lille 36 suojakaasuvirtauksen kytkemiseksi sekä polarisoituvan releen 14 kautta signaali pääkaaren kytkevälle kytkimelle 13.According to Figure 1, the accessory 20 comprises a unit 25 for providing the water cooling flow W of the plasma torch, which includes a water pump, a cooling cell 15 and connections to the plasma torch cable. Alternatively, the TIG welding device 30's own or other torch cooling system 34 may be used. The accessory 20 preferably also has a fan to cool the cell and the pilot power supply 10A. The cable 12a of the plasma torch provides a control signal to the mechanical valve 20 for switching the shielding gas flow via the cable 12a and a signal to the main arc switching switch 13 via the polarizing relay 14.
Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaih-25 della ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.The following claims set forth within the scope of the inventive idea as defined by the various details of the invention may vary and differ from those set forth above by way of example only.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI921007A FI89249C (en) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Supplementary device for protective device, such as a TIG welding device, etc. for plasma welding |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI921007 | 1992-03-06 | ||
FI921007A FI89249C (en) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Supplementary device for protective device, such as a TIG welding device, etc. for plasma welding |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI921007A0 FI921007A0 (en) | 1992-03-06 |
FI89249B FI89249B (en) | 1993-05-31 |
FI89249C true FI89249C (en) | 1993-09-10 |
Family
ID=8534876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI921007A FI89249C (en) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Supplementary device for protective device, such as a TIG welding device, etc. for plasma welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI89249C (en) |
-
1992
- 1992-03-06 FI FI921007A patent/FI89249C/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI89249B (en) | 1993-05-31 |
FI921007A0 (en) | 1992-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1115353A (en) | Plasma torch starting circuit | |
US8384274B2 (en) | High-intensity electromagnetic radiation apparatus and methods | |
EP1016484A1 (en) | Method and device for welding egnition for arc welding apparatus | |
JPH09120892A (en) | Circuitry | |
CA2561134A1 (en) | Welding torch with plasma assist | |
RU2094961C1 (en) | Transformer-type plasmatron | |
EP0314791A1 (en) | Electrode structure of a non-transfer-type plasma torch | |
FI89249C (en) | Supplementary device for protective device, such as a TIG welding device, etc. for plasma welding | |
US4493969A (en) | High-frequency arc striking device and auxiliary electrode of an electric welding or cutting arc | |
US6118227A (en) | High frequency electronic drive circuits for fluorescent lamps | |
EP0181666B1 (en) | High-pressure discharge lamp | |
CA2180796C (en) | Method of igniting a welding arc | |
KR100264307B1 (en) | A method and apparatus for starting the arc | |
US4142090A (en) | Method of and device for plasma MIG welding | |
EP0181667B1 (en) | Circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp | |
FI89248B (en) | Method for striking a secondary arc in plasma arc welding and auxiliary power source for use in the method | |
CA1037552A (en) | Low-voltage starting means for arc lamp | |
US3646310A (en) | High-frequency starting device for an electric welding arc | |
SU588666A1 (en) | High-power gas discharge tube | |
KR19990068158A (en) | Ignition apparatus for discharge lamp | |
SU1449269A1 (en) | Apparatus for exciting electric arc in plasmatron | |
CA2350977A1 (en) | A device with a plasma torch | |
RU1839649C (en) | Device for welding with nonconsumable electrode in vacuum | |
RU2036534C1 (en) | Pulsed signaling device | |
SU1662783A1 (en) | Device for firing welding arc |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BB | Publication of examined application |