RU2070489C1

RU2070489C1 - Semiautomatic squirt arc welder

Info

Publication number: RU2070489C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Сурай; Всеволод Викторович Нуйкин; Виталий Анатольевич Ефанов
Original assignee: Валерий Михайлович Сурай; Всеволод Викторович Нуйкин; Виталий Анатольевич Ефанов
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1996-12-20

Abstract

FIELD: welding; equipment for conduit feeding of wire with feeder supplied from arc supply source. SUBSTANCE: device has electrode wire deeding mechanism 1 with electric motor 2, welding arc supply source 3, current sensor 4, controlled switch 5, diode 6, choke 7, pulse shaper 8, feedback unit 9, speed control 10 and matching unit 11. EFFECT: enhanced stability of arc within wide range of wire feeding speed. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для полуавтоматической дуговой и ванной сварки и может быть использовано в оборудовании для шланговой подачи электродной проволоки. The invention relates to devices for semi-automatic arc and bath welding and can be used in equipment for hose feed of electrode wire.

Целью изобретения является повышение стабильности горения дуги в широком диапазоне регулирования скорости подачи проволоки. The aim of the invention is to increase the stability of arc burning in a wide range of control of the wire feed speed.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для дуговой полуавтоматической сварки; на фиг.2 схемы блоков обратной связи и согласования; на фиг. 3а эпюра напряжения на выходе формирователя импульсов; на фиг.3б эпюры напряжений на входах блока обратной связи; на фиг.3в эпюра напряжения на входе ключа. Figure 1 shows a functional diagram of a device for arc semi-automatic welding; figure 2 circuit blocks feedback and coordination; in FIG. 3a plot voltage at the output of the pulse shaper; on figb diagrams of the voltages at the inputs of the feedback block; on figv diagram of the voltage at the input of the key.

Устройство для дуговой полуавтоматической сварки содержит механизм 1 подачи электродной проволоки с электродвигателем 2, подключенным к источнику 3 питания сварочной дуги через последовательно соединенные датчик 4 тока, управляемый ключ 5 и диод 6. Вход ключа 5, соединенный с анодом диода 6, связан с одним из выводов дросселя 7, другой вывод которого подключен к положительной шине источника 3 питания. Управляющий вход ключа 5 соединен с выходом формирователя 8 импульсов, вход которого соединен с выходом блока 9 обратной связи. Первый вход блока 9 обратной связи соединен с выходом регулятора 10 скорости, второй его вход соединен с управляющим выходом датчика 4 тока, а третий вход соединен с выходом блока согласования, вход которого соединен с положительной шиной источника 3 питания. A device for semi-automatic arc welding includes a mechanism for supplying electrode wire with an electric motor 2 connected to a power source 3 of the welding arc through series-connected current sensor 4, a controlled key 5 and diode 6. The input of the key 5 connected to the anode of the diode 6 is connected to one of the outputs of the inductor 7, the other output of which is connected to the positive bus of the power supply 3. The control input of the key 5 is connected to the output of the pulse shaper 8, the input of which is connected to the output of the feedback unit 9. The first input of the feedback unit 9 is connected to the output of the speed controller 10, its second input is connected to the control output of the current sensor 4, and the third input is connected to the output of the matching unit, the input of which is connected to the positive bus of the power supply 3.

Формирователь 8 импульсов управления может быть выполнен на микросхеме К554СА3, в цепь обратной связи которой включена линия задержки. Shaper 8 control pulses can be performed on the chip K554CA3, in the feedback circuit of which a delay line is included.

Блок 9 обратной связи представляет собой компаратор 12, к одному из входов которого подключены объединенные первые выводы резисторов 13, 14, 15. К другому входу компаратора 12 подключены выводы резистора 16 и конденсатора 17, образующие интегрирующую цепь. The feedback unit 9 is a comparator 12, to one of the inputs of which the combined first leads of the resistors 13, 14, 15 are connected. The terminals of the resistor 16 and the capacitor 17 are connected to the other input of the comparator 12, forming an integrating circuit.

Компаратор 12 может быть выполнен, например, на микросхеме К554СА3. The comparator 12 can be performed, for example, on the chip K554CA3.

Блок согласования 11 может, например, содержать резисторы 18, 19, первые выводы которых объединены и подключены к входу схемы токового зеркала, выполненной на транзисторах 20,21. Нагрузкой схемы токового зеркала является резистор 22, подключенный одним выводом к источнику опорного напряжения U_опорн., а другим выводом к коллектору транзистора 21, являющемуся выходом блока 11. Второй вывод резистора 18, являющийся входом блока 11, подключен к положительной шине источника 3 питания.The matching unit 11 may, for example, contain resistors 18, 19, the first conclusions of which are combined and connected to the input of the current mirror circuit made on transistors 20,21. The load of the current mirror circuit is a resistor 22 connected by one output to the reference voltage source U of the _reference. and another output to the collector of transistor 21, which is the output of block 11. The second output of the resistor 18, which is the input of block 11, is connected to the positive bus of the power supply 3.

Устройство работает следующим образом. После включения источника 3 по команде "Пуск" в момент времени t₁ происходит запуск формирователя 8, который начинает вырабатывать последовательность управляющих импульсов (фиг.3а) с постоянным периодом Т, длительность которого определяет чистоту преобразования напряжения. По переднему фронту первого импульса происходит отпирание ключа 5 и по цепи источник 3 питания, дроссель 7, ключ 5, датчик 4 начинает протекать линейно нарастающий ток. Пропорциональное этому току пилообразное напряжение (фиг.3б) поступает с датчика 4 на один из входов компаратора 12. В зависимости от используемой технологии сварки с помощью регулятора 10 выставляют необходимую величину скорости подачи проволоки. Напряжение U_порог. (фиг.3б), пропорциональное заданной скорости подачи, поступает через резистор 13 на другой вход компаратора 12. В момент времени t₂, когда пилообразное напряжение дорастает до уровня U_порог., состояние на выходе компаратора 12 изменяется на противоположное, и по этому сигналу формирователь 8 выключает импульс управления (фиг.3а). Ключ 5 выключается и к якорной цепи двигателя 2 прикладывается ЭДС самоиндукции Е_др дросселя 7 (фиг.3в), под воздействием которой в якорной цепи начинает протекать ток I_др. Запасенная в дросселе 7 энергия, пропорциональная площади, заштрихованной на фиг.3в, передается при этом двигателю 2. Напряжение, прикладываемое к якорной обмотке двигателя 2, а следовательно, и диапазон регулирования скорости подачи лимитируется не величиной напряжения U_пит источника 3, а величиной запасенной в дросселе 7 энергии, которую можно регулировать в широких пределах. Параметры дросселя 7 выбираются исходя из частоты преобразования напряжения и мощности двигателя. Ток I_др протекает через диод 6 до тех пор, пока Е_др превышает U_пит. В момент времени t₃ E_др, нагруженная на противо-ЭДС двигателя 2, становится равной U_пит. и диод 6 запирается. Далее двигатель 2 продолжает работать под воздействием энергии, полученной от дросселя 7, до момента времени t₄, когда на ключ 5 поступит следующий отпирающий импульс и вышеописанные процессы повторятся. В зависимости от величины напряжения U_пит. источника 3 изменяется наклон пилообразного напряжения (фиг.3б), что приводит к изменению длительности интервала t₁-t₂ и, следовательно, к саморегулированию скорости подачи проволоки относительно заданного значения, а значит к повышению стабильности горения дуги. При работе со сварочными источниками питания с большой кратностью напряжений холостого и рабочего хода саморегулирование скорости подачи обеспечивается еще и за счет использования блока 11, который позволяет варьировать заданное регулятором 1, значение U_порог. в зависимости от изменений напряжения U_пит. источника 3 путем суммирования на резисторах 13, 14, 15 выходного сигнала регулятора 10 и сигнала, поступающего с коллектора транзистора 21, образующего совместно с транзистором 22 токовое зеркало.The device operates as follows. After turning on the source 3 by the "Start" command at time t ₁ , the driver 8 starts up, which starts to generate a sequence of control pulses (Fig. 3a) with a constant period T, the duration of which determines the purity of the voltage conversion. On the leading edge of the first pulse, the key 5 is unlocked and the power supply 3, inductor 7, key 5, sensor 4 begins to flow along a linearly increasing current. The sawtooth voltage proportional to this current (Fig.3b) is supplied from the sensor 4 to one of the inputs of the comparator 12. Depending on the welding technology used, the necessary value of the wire feed speed is set using the regulator 10. Voltage U _threshold. (figb), proportional to the specified feed rate, enters through the resistor 13 to another input of the comparator 12. At time t ₂ , when the sawtooth voltage reaches the _threshold level U. , the state at the output of the comparator 12 is reversed, and by this signal, the driver 8 turns off the control pulse (figa). Switch 5 is turned off and the motor armature circuit 2 is applied a self-induction EMF E _etc. throttle 7 (3B), which acts in the anchor chain begins to flow current I _{et al.} The stored energy in the inductor 7, which is proportional to the area hatched in Figure 3B, is transmitted while the engine 2. The voltage applied to the armature winding of the motor 2, and hence the flow rate control range is limited not by the voltage source U _pit 3, and the value stored in the throttle 7 energy, which can be regulated over a wide range. The parameters of the inductor 7 are selected based on the frequency of voltage conversion and engine power. Current I _dr flows through diode 6 until E _dr exceeds U _pit . At time t ₃ E _dr , loaded on the counter-EMF of engine 2, becomes equal to U _pit. and diode 6 is locked. Next, the engine 2 continues to operate under the influence of energy received from the inductor 7, until time t ₄ , when the next unlocking pulse arrives at key 5 and the above processes are repeated. Depending on the magnitude of the voltage U _pit. source 3 changes the slope of the sawtooth voltage (figb), which leads to a change in the duration of the interval t ₁ -t ₂ and, consequently, to self-regulation of the wire feed speed relative to a given value, and therefore to increase the stability of arc burning. When working with welding power sources with a large multiplicity of open and running voltages, self-regulation of the feed rate is also ensured by the use of block 11, which allows you to vary the U value set by regulator 1 _. depending on changes in voltage U _pit. source 3 by summing on the resistors 13, 14, 15 the output signal of the controller 10 and the signal from the collector of the transistor 21, which together with the transistor 22 forms a current mirror.

Сварочный полуавтомат с механизмом подачи проволоки, питаем от источника сварочной дуги, обеспечивает с помощью простых технических средств синергетический эффект саморегулирования скорости подачи, за счет чего позволяет получать высокое качество сварных соединений, достигаемое только при работе со сварочными мультисистемами, использующими инверторные источники питания и процессорное управление скоростью подачи проволоки. A semi-automatic welding machine with a wire feed mechanism, fed from a source of a welding arc, provides, using simple technical means, a synergistic effect of self-regulation of the feed rate, due to which it allows to obtain high quality welded joints, achieved only when working with welding multisystems using inverter power sources and processor control wire feed speed.

Claims

A device for semi-automatic arc welding, comprising an electrode wire feed mechanism with an electric motor connected to a welding arc power source, a current sensor and a key connected in series, the control input of which is connected to the output of the pulse shaper, and also a speed regulator, characterized in that a choke is inserted into it , a diode, a feedback unit and a matching unit, an input connected to the power source of the welding arc, and an output to the first input of the feedback unit, the second and third inputs of which speed and current sensors respectively connected to the controller, and the output to the input of the pulse shaper, the diode cathode is connected to the armature of the motor, and the anode to the output of the key and the one end of the choke, the other end connected to a source of arc power.