PL192041B1 - Sposób zmniejszania przywierania drutu spawalniczego do końcówki stykowej oraz źródło prądu spawania - Google Patents

Abstract

1. Sposób zmniejszania przywierania drutu spawalniczego do koncówki stykowej przy kon- czeniu lukowego spawania metalu w oslonie gazowej ze zródlem zasilania elektrycznego typu przemiennika, znamienny tym, ze bezposrednio przed wylaczeniem pradu spawalniczego powo- duje sie, ze zespól sterowania natezenia pradu spawania w zródle zasilania zmniejsza natezenie pradu spawania przez czas 0.5-100 ms. tak, ze energia wyzwalana w przeplywie pradu pomiedzy drutem spawalniczym a koncówka stykowa jest niewielka. 6. Zródlo pradu spawania typu przemiennika, przeznaczone do lukowego spawania metalu w gazie ochronnym, zawierajace zespól sterowania i zespól zasilania, gdzie zespól sterowania wysyla do zespolu zasilania polecenia dotyczace natezenia pradu spawania dostarczanego w kaz- dej chwili, znamienne tym, ze zespól sterowania jest skonstruowany tak, ze bezposrednio przed wydaniem polecenia wylaczenia pradu spawania inicjuje zmniejszanie natezenia pradu spawania przez czas 0,5-100 ms tak, ze energia wyzwalana w przeplywie pradu pomiedzy drutem spawalni- czym a koncówka stykowa jest niewielka. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu zmniejszania przywierania drutu spawalniczego do końcówki stykowej oraz źródła prądu spawania typu przemiennika. Przy łukowym spawaniu metalu w osłonie gazowej urządzenie do spawania zawiera pojemnik gazu, szpulę z drutem, podajnik drutu, źródło prądu spawania, przewód spawalniczy i uchwyt spawalniczy, który zawiera pierwszą rurę do doprowadzania gazu ochronnego do jeziorka spawalniczego i drugą rurę usytuowaną wewnątrz pierwszej rury do doprowadzania drutu spawalniczego do jeziorka spawalniczego i przepuszczania prądu elektrycznego do wymienionego drutu spawalniczego. W dalszej części opisu druga rura nazywana jest końcówką stykową.

Zawsze występowała pewna tendencja do klejenia się drutu do końcówki stykowej. Rozwiązania tego problemu koncentrowały się na zmniejszeniu tarcia we wszystkich częściach, które prowadzą drut od podajnika do obrabianego przedmiotu. Prowadnice drutu z teflonu lub podobnego materiału są przykładem takiego rozwiązania. Ponadto dużą wagę przywiązywano do wytwarzania drutu o możliwie gładkiej powierzchni.

Inne rozwiązania za główny problem uważały osady z drutu spawalniczego, albo z jego cienkiej warstwy miedzianej, albo z resztek pochodzących z procesu ciągnienia drutu.

Rozwiązania te były natury mechanicznej - lepsze podajniki, większe tolerancje pomiędzy drutem a otworem w końcówce stykowej lub samoczyszczące końcówki stykowe.

Jednakże szersze tolerancje w końcówce stykowej powodują gorszy styk elektryczny, a więc gorsze przepuszczanie prądu.

Rozwiązano to przez różnorodne końcówki stykowe, takie jak spiralnie ukształtowane końcówki stykowe lub końcówki stykowe mające kształt papuziego dzioba, dzięki którym uzyskano lepsze punkty styku. Rurowym końcówkom stykowym normalnego typu czasami nadawano lepsze właściwości przez lekkie uderzenie mechaniczne, aby utworzyć wyraźny punkt styku. Jednakże rozwiązania takie zwiększały tarcie, co nie jest pożądane dla równego podawania drutu. Ponadto dysze takie szybciej zużywają się mechanicznie, co skraca ich żywotność.

Od lat 80-tych stosuje się źródła prądu spawania typu przemiennika. Od tego ciężar i wymiary takiego źródła prądu uległy zmniejszeniu, co było korzystne. W szczególności jednak źródła prądu tego typu można szybciej regulować, co oznaczało, że nacisk na regulację procesu spawania przesunął się z podajnika drutu na źródła prądu. Podczas ciągłego spawania celem regulacji jest doprowadzanie energii cieplnej z prędkością odpowiadającą prędkości dosuwu elektrody.

Przy takich źródłach prądu obserwowano problemy związane z rozpoczynaniem spawania, zwłaszcza przy spawaniu elektrodami ze stali nierdzewnej. Drut może wtedy kleić się do końcówki stykowej w chwili rozpoczęcia spawania. W ramach prac prowadzących do niniejszego wynalazku zbadano zachowanie się drutu w fazie końcowej, to znaczy tuż przed wyłączeniem prądu spawania.

Zadziwiającym wynikiem tych badań było to, że drut nie klinował się w końcówce stykowej w związku z zatrzymaniem się silnika podajnika drutu. Przeciwnie, w chwili wyłączenia prądu spawania drut ulegał natychmiastowemu zatrzymaniu w końcówce stykowej, podczas gdy podajnik wyprowadzał dalej drut, który był przejmowany przez luz w prowadnicy drutu, łączącej podajnik i końcówkę stykową.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu lub źródła prądu spawania typu przemiennika, które zapewnia rozwiązanie problemu klejenia się elektrod w końcówce stykowej podczas łukowego spawania metalu w osłonie gazowej bez niedogodności stanu techniki.

Sposób zmniejszania przywierania drutu spawalniczego do końcówki stykowej przy kończeniu łukowego spawania metalu w osłonie gazowej ze źródłem zasilania elektrycznego typu przemiennika, charakteryzujący się tym, że bezpośrednio przed wyłączeniem prądu spawalniczego powoduje się, że zespół sterowania natężenia prądu spawania w źródle zasilania zmniejsza natężenie prądu spawania przez czas 0,5-100 ms, tak że energia wyzwalana w przepływie prądu pomiędzy drutem spawalniczym a końcówką stykową jest niewielka.

Korzystnie, czas zmniejszania natężenia prądu wynosi 1-15 ms.

Korzystnie, zmniejszanie natężenia prądu przeprowadza się, co najmniej w dwóch etapach.

Korzystnie, zmniejszanie natężenia prądu przeprowadza się w zasadniczo jednakowo długich etapach.

W innym aspekcie przedmiotem wynalazku jest źródło prądu spawania typu przemiennika, przeznaczone do łukowego spawania metalu w gazie ochronnym, zawierające zespół sterowania

PL 192 041 B1 i zespół zasilania, gdzie zespół sterowania wysyła do zespołu zasilania polecenia dotyczące natężenia prądu spawania dostarczanego w każdej chwili, charakteryzujące się tym, że zespół sterowania jest skonstruowany tak, że bezpośrednio przed wydaniem polecenia wyłączenia prądu spawania inicjuje zmniejszanie natężenia prądu spawania przez czas 0,5-100 ms tak, że energia wyzwalana w przepływie prądu pomiędzy drutem spawalniczym a końcówką stykową jest niewielka.

Korzystnie, zespół sterowania jest skonstruowany tak. by inicjował zmniejszanie natężenia prądu trwające 1-15 ms.

Korzystnie, zespół sterowania jest skonstruowany tak, by inicjował zmniejszanie natężenia prądu w zasadniczo jednakowo długich etapach, przy czym liczba etapów wynosi co najmniej dwa.

Przedmiot wynalazku został poniżej opisany w przykładach realizacji.

Źródło prądu spawania typu przemiennika, według wynalazku, posiada zespół sterowania, który wysyła polecenia do zespołu zasilania dotyczące prądu spawania, który w każdej chwili ma być przesyłany do przewodu spawalniczego, który łączy końcówkę stykową ze źródłem energii. W końcówce stykowej prąd przechodzi do drutu spawalniczego, który następnie przepuszcza prąd do obrabianego przedmiotu poprzez łuk spawalniczy, a stąd prąd płynie z powrotem do źródła przewodem powrotnym. Przewód spawalniczy jest ciągle dosuwany do przodu z pewną prędkością przez podajnik drutu, a równocześnie przez zespół sterowania przeprowadzana jest regulacja procesu tak, że wystarczający prąd jest doprowadzany do łuku spawalniczego, by dosunięty drut był roztapiany z taką samą prędkością, z jaką jest dosuwany.

Przy końcu spawania najpierw zostaje zatrzymany podajnik, natomiast sterowanie źródła zasilającego jest kontynuowane w czasie dopalania ustawionym tak. że drut nie zostanie unieruchomiony w jeziorku spawalniczym na obrabianym przedmiocie, ani nie zostanie wypalony w końcówce stykowej, co spowodowałoby jej uszkodzenie.

Czasami stosuje się stopniowe zmniejszanie mocy, aby wypełnić kratery w roztopionym jeziorku na obrabianym przedmiocie. Czas wypełnienia kraterów wynosi 0,2-3 s.

Zespół sterowania w źródle prądu spawania przeprowadza zmniejszanie natężeni, prądu spawania tuż przed wyłączeniem prądu.

W wyniku zastosowania sposobu oraz źródła prądu, według wynalazku, energia wyzwalana w przepływie prądu pomiędzy drutem spawalniczym a końcówką stykową jest tak niewielka, że roztopiona masa utworzona pomiędzy drutem spawalniczym a końcówką stykową jest tak mała, że kiedy krzepnie przy wyłączeniu prądu, nie może unieruchomić drutu wobec siły wypychającej, którą na drut spawalniczy wywiera podajnik dochodzący do zatrzymania.

Wyeliminowało to prawie całkowicie problem przyklejania się drutu do końcówki stykowej przy końcu spawania, a w rzeczywistości prawie całkowicie wyeliminowało przypadki, kiedy drut przykleja się w związku z rozpoczęciem spawania. Po zastosowaniu takiego rozwiązania ta sama końcówka stykowa może być dziesięciokrotnie częściej używana niż w dotychczas znanych urządzeniach. Rozwiązanie to można łatwo przeprowadzić za pomocą mikrokomputera w zespole sterowania. Oczywiście rozwiązania te można również zastosować w oddzielnych elementach sprzętu, zarówno cyfrowego jak i analogowego, przy czym konstrukcja zespołu sterowania określa postać realizacji.

Działanie wynalazku polega na tym, że bardzo mała roztopiona masa tworzy się pomiędzy drutem spawalniczym a końcówką stykową częściowo na skutek grzania oporowego, a częściowo przez powstawanie iskier wewnątrz końcówki stykowej, zwłaszcza gdy jest ona nieco zużyta. Jeżeli przepływ prądu zostanie gwałtownie wstrzymany, drut zostaje unieruchomiony w tej roztopionej masie, a resztkowa siła wypychająca podajnika nie wystarcza do uwolnienia tego drutu. Jeżeli roztopioną masę zmniejszy się przez zmniejszenie natężenia prądu, przywieranie będzie słabsze i siła wypychająca będzie mogła natychmiast uwolnić drut.

Problem związany z przyklejaniem się drutu na początku spawania jest prawdopodobnie związany z pozostałymi z przodu końcówki stykowej resztkami pochodzącymi z przyklejenia się drutu przy zakończeniu spawania. Na początku spawania łuk często zapała się natychmiast, aż do końcówki stykowej. Pozostałości po zakończeniu spawania na przednim otworze końcówki stykowej roztapiają się wtedy, ale krzepną znów, gdy łuk natychmiast powraca do swego normalnego położenia (pomiędzy wystającą elektrodą a obrabianym przedmiotem), tak że nie ma niebezpieczeństwa przyklejenia drutu. Ponieważ resztki po zakończeniu spawania są tak znacznie zmniejszone przy stosowaniu wynalazku, rozwiązanie takie działa również w tym przypadku.

Szczególnie dobre rezultaty osiąga się przy pewnej liczbie równomiernych etapów i przy zmniejszaniu natężenia prądu w sumie przez około 10 ms. Oczywiste zalety uzyskuje się jednak

PL 192 041 B1 nawet wtedy, gdy stosowanych etapów jest mniej i również, jeśli mają one różną długość. Oczywiście można stosować przykład realizacji z czysto analogowym pochyleniem zaniku prądu.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób zmniejszania przywierania drutu spawalniczego do końcówki stykowej przy kończeniu łukowego spawania metalu w osłonie gazowej ze źródłem zasilania elektrycznego typu przemiennika, znamienny tym, że bezpośrednio przed wyłączeniem prądu spawalniczego powoduje się, że zespół sterowania natężenia prądu spawania w źródle zasilania zmniejsza natężenie prądu spawania przez czas 0.5-100 ms. tak, że energia wyzwalana w przepływie prądu pomiędzy drutem spawalniczym a końcówką stykową jest niewielka.
2. 2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że czas zmniejszania natężenia prądu wynosi 1-15 ms.
3. 3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że zmniejszanie natężenia prądu przeprowadza się, co najmniej w dwóch etapach.
4. 4. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że zmniejszanie natężenia prądu przeprowadza się co najmniej w dwóch etapach.
5. 5. Sposób, według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że zmniejszanie natężenia prądu przeprowadza się w zasadniczo jednakowo długich etapach.
6. 6. Źródło prądu spawania typu przemiennika, przeznaczone do łukowego spawania metalu w gazie ochronnym, zawierające zespół sterowania i zespół zasilania, gdzie zespół sterowania wysyła do zespołu zasilania polecenia dotyczące natężenia prądu spawania dostarczanego w każdej chwili, znamienne tym, że zespół sterowania jest skonstruowany tak, że bezpośrednio przed wydaniem polecenia wyłączenia prądu spawania inicjuje zmniejszanie natężenia prądu spawania przez czas 0,5-100 ms tak, że energia wyzwalana w przepływie prądu pomiędzy drutem spawalniczym a końcówką stykową jest niewielka.
7. 7. Źródło, według zastrz. 6, znamienne tym, że zespół sterowania jest skonstruowany tak, by inicjował zmniejszanie natężenia prądu trwające 1-15 ms.
8. 8. Źródło, według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że zespół sterowania jest skonstruowany tak, by inicjował zmniejszanie natężenia prądu w zasadniczo jednakowo długich etapach, przy czym liczba etapów wynosi co najmniej dwa.