SU1073028A1 - Устройство дл дуговой сварки с короткими замыкани ми дугового промежутка - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ С KOPOTKH/V M ЗАМЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА, содержащее сварочный выпр митель, сварочный дроссель, силовой тиристор, коммутирующие тиристоры, соединенные по мостовой схеме, коммутируюш.ий конденсатор, два, резистора, сопротивление, соединенное с одним из входов датчика контрол  состо ни  перемычки жидкого металла, выход которого подключен к входу блока управлени  тиристорами, подсоединенного выходами соответственно к катоду и управл ющему электроду силового тиристора и к катодам коммутирующих тиристоров, при этом к одной из обкладок коммутирующего конденсатора подключены один из выводов первого резистора, анод первого коммутирующего тиристора и катод второго коммутирующего тиристора, анод которого соединен с анодами силового тиристора и третьего коммутирующего тиристора и с одним из выводов сварочного дроссел , соединенного другим выводом с одним из зажимов сварочного выпр мител  и с другим выводом сопротивлени , при этом катод силового тиристора подключен к одному из выводов сопротивлени , причем к другой обкладке коммутирующего конденсатора подсоединены катод третьего коммутирующего тиристора , анод четвертого коммутирующего тиристора и один из выводов второго резистора , другой выЕкхч которого подк,:1ючен к другому входу датчика контрол  состо ни  перемычки жидкого металла, к другому зажиму сварочного вынр .митс,1Я и катодам первого и четвертого коммутирующих тиристоров, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества сварки за счет уменьшени  разбрызгивани  электродио1Ч) металла и улучп1ен11Я фор.мировани  сварного шва, в него введены разв зыиаюпии диод и два б:1ока заии1ты, первый вход каждого из которых подк.чючеи к одной обкладке коммутирующего конденсатора, BTopoii и третий входы блоков за1цит1 1 соединены соответственно с выходами блока управлени  тиристорами, четвертый вход первого блока защиты подключен к ano.iy силового тиристора, а четвертый вход второго блока защиты подключен к катоду первого (Л тируюпаего тиристора, при этом первый выход первого блока запигП) соединен с управл ющи .м электродом первого коммутирующего тиристора, а второй выход - с управл ющим электродом третьего коммутирующего тиристора, первый выход второго блока защиты подключен к управл ющему электроду второго ком.мутирующего тиристора, а второй выход - к управл юще.му элек троду четвертого коммутирующего тиристосо ра, при этом катод разв зывающего диода о соединен с други.м выводом первого резисN3 тора, а анод - с одпим выводом свароч00 ного дроссел . 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что каждый из блоков защиты выполнен в виде последовательно соединенных диода, балластного резистора и стабилитрона , параллельно которому подключены две цепи, кажда  из которых содержит последовательно соединенные ограничительный резистор и тиристорный оптрон, состо щий из оптически св занных светодиода и фототиристора , причем катоды светодиодов первого блока защиты соединены с четвертым входом этого блока и анодом стаби

Description

литрона, катод которого подключен к одному из выводов балластного резистора, к одному из выводов первого и второго ограничительных резисторов, другие выводы ограничительных резисторов подключены соответственно к анодам светодиодов, при этом аноды двух фототиристоров первого блока защиты соединены соответственно с вторым и третьим входами первого блока защиты, а катоды - соответственно с выходами первого блока защиты, к первому входу которого подключен анод диода, подсоединенного катодом к другому выводу балластного резистора, а катод диода второго блока защиты подключен к первому входу второго блока защиты, а анод через балластный резистор к аноду стабилитропа и одному из выводов первого и второго ограничительных резисторов, подсоединенных другими выводами соответственно к катодам светодиодов второго блока защиты , аноды которых подключены к катоду стабилитрона и четвертому входу второго блока защиты, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к анодам обоих фототиристоров, катоды которых подключены соответственно к выходам второго блока .

Изобретение относитс  к сварочному производству , а именно к устройствам дл  дуговой сварки с короткими замыкани ми, и может быть использовано в мащиностроении , приборостроении и других област х техники. Известно устройство дл  дуговой сварки с короткими замыкани ми дугового промежутка , содержащее сварочный выпр митель , коммутирующие тиристоры, соединенные по мостовой схеме, к диагонали которой подключен коммутирующий конденсатор , регулируемое сопротивление, сварочную головку, блок управлени  тиристорами, один из входов которого подключен к одному из зажимов сварочного выпр мител , сварочной головке и к одному из выводов регулируемого сопротивлени , а другой вход блока управлени  тиристорами подключен к другому зажиму сварочного выпр мител  и к катодам первого и второго коммутирующих тиристоров, а выходы блока управлени  тиристорами подключены соответственно к катодам и управл ющим электродам коммутирующих тиристоров, причем одна из обкладок коммутирующего конденсатора подсоединена к аноду первого коммутирующего тиристора и к катоду третьего коммутирующего тиристора, а друга  обкладка коммутирующего конденсатора - к аноду второго коммутирующего тиристора и к катоду четвертого коммутирующего тиристора , анод которого подсоединен к аноду третьего коммутирующего тиристора и к другому выводу регулируемого сопротивлени  1. Недостатками известного устройства  вл етс  невысока  надежность работы устройства и невысокое качество сварки за счет значительного разбрызгивани  электродного металла. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  дуговой сварки с короткими замыкани ми дугового промежутка, содержащее сварочный выпр митель, сварочный дроссель, силовой тиристор, коммутирующ.ие тиристоры , соединенные по мостовой схеме, коммутирующий конденсатор, сопротивление, два резистора, датчик контрол  состо ни  перемычки жидкого металла, блок управлени  тиристорами, пороговый элемент и сварочную головку, соединенную с одним из входов датчика контрол  состо ни  перемычки жидкого металла, выход которого подключен к одному из входов блока управлени  тиристорами, другой вход которого подключен к выходу порогового элемента, подсоединенного входами параллельно коммутирующему конденсатору, к одной из обкладок которого подключены един из выводов первого резистора, анод первого коммутируюнлего тиристора и катод второго коммутирующего тиристора анод которого соединен с другим выводом первого резистора , с анодами третьего коммутирующего тиристора и силового тиристора, подключенного катодом к сварочной головке и через сопротивление к другому выводу первого резистора и к одному из выводов сварочного дроссел , другой вывод которого соединен с одним из зажимов сварочного выпр мител , другой зажим которого подключен к другому входу датчика контрол  состо ни  перемычки жидкого металла, к катодам первого и четвертого коммутирующего тиристоров. При этом один из выводов второго резистора соединен с другой обкладкой коммутирующего конденсатора, с катодом третьего коммутирующего тиристора и анодом четвертого коммутирующего тиристора, а другой вывод которого резистора подключен к другому зажиму сварочного выпр мител . Причем выходы блока управлени  тиристорами подсоединены соответственно к катодам и управл юпги.м электродам силового и коммутирующих тиристоровС .

Недостатками известного устройства  вл ютс  невысокие надежность работы устройства и качество сварки за счет значительного разбрызгивани  электродного металла и ухудшени  формировани  сварочного шва.

В этих устройствах не осуществл етс  контроль состо ни  коммутирующих тиристоров . Поскольку в результате нестабильности процесса сварки возникают существенные колебани  максимальной величины тока в конце короткого замыкани , определ ющего величину конечного напр жени  зар да коммутирующего конденсатора, то это напр жение может оказатьс  меньще напр жени  на дуговом промежутке. Поэтому при открывании силового тиристора пара коммутирующих тиристорбв, наход щихс  в одной диагонали моста в открытом состо нии , не закрываетс  до тех пор, пока напр жение на коммутирующем конденсаторе не превысит величину напр жени  на дуговом промежутке.

В то же врем  процесс сварки характеризуетс  нестабильным чередованием коротких замыка.ний и горени  дуги, в результате чего после окончани  очередной коммутаци  сварочного тока может сразу произойти следующее короткое замыкание. При этом блок управлени  тиристорами подает отпирающие импульсы на управл ющие электроды и катоды пары коммутирующих тиристоров, наход щихс  в другой диагонали моста в закрытом состо нии. Если предыдуща  пара коммутирующих тиристоров не закрылась (при напр жении на конденсаторе меньшем напр жени  на дуговом про.межутке), то возникает «сквозна  цепь, состо ща  из двух открытых смежных коммутирующих тиристоров, относ щихс  к разным диагонал м. Эта цепь шунтирует дуговой промежуток, что приводит к повыщенному разбрызгиванию электродного металла вплоть до срыва процесса сварки, в результате чего сварочный шов получаетс  прерывистым.

Таким образом, понижаютс  качество сварки и надежность работы устройства.

Целью изобретени   вл етс  повьипение качества сварки за счет уменьшени  разбрызгивани  электродного металла и улучшени  формировани  сварочного щва.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  дуговой сварки с короткими замыкани ми дугового промежутка, содержащее сварочный выпр митель, сварочный дроссель, силовой тиристор, коммутирующие тиристоры, соединенные по мостовой схеме, коммутирующий конденсатор, два резистора, сопротивление, соединенное с одним из входов датчика контрол  состо ни  перемычки жидкого металла, выход которого подключен к входу блока управлени  тиристорами, подсоединенного выходами соответственно к катоду и иравл ющо му электроду СИЛОВ01Ч) тиристора и к ка годам коммутирующих тиристоров, при -JTOM к

одной из обкладок коммутирующего KOiiденсатора подключены один из выводов первого резистора, анод iiepaoio коммутирующего тиристора и катод второ1Ч) коммутиpyioiiidO тиристора, анод которого соедиис.ч с анодами си.ювого тпристо)а и третьего коммутируюпаего тир 1стора и с одним из выводов сварочного дроссел , соединенного другим выводом с одним из зажп.моп сварочного выпр мител  и с другим выводом сопротив.чени ; при этом катод сн.ювого тиристора подключен к одному из выводов сопротивлени , причем к другой обкладке ко.ммутируюпгего конденсатора подсоединены катод третьего коммутируюи1,ег() тиристора, анод четвертого коммутируюпюго тиристора и один из выводов BTOpOio резистора , другой В1г1ВОД которого ПОДК,11Очен к другому входу датчика контрол  состо ни  неремычки жидкого мета.ьча, к другому зажиму сварочного выпр мите.ч  и катодам первого и четвертого коммутирук щих тиристоров, в него введены разв зьиилощий диодом и два блока заии1ты, иервый вход каждого из которых подключен к одной обкладке коммутирующего конденсатора , второй и третий входы блоков защиты соединены соответственно с выходами блока управлени  тиристорами, четвсртьи вход первого блока защиты подключен к аноду силово1О тиристора, а четвертый вход второго блока защиты подключен к катоду первого кол мутируюп1его тиристора, при эгом иервый выход перво1Ч) блока зап1иты соединен с управл ющим электродом первого коммутируюп1его тиристора, а второй выход с управл ющим э.пектродом третьего коммутирующего тиристора, первый выход второго блока зап1иты иодключеп к управл ющему электроду второго коммутирующего тиристора, а BTOpoii в|)1ход к управ.чнк)щем} электроду четвертого коммчтируюпхего тиристора, при этом катод разв зывающе|-о диода соедипен с другим выводом первого резистора, а анод - с одним Bi iводом сварочного дроссел .

Кро.ме того, каждый из блоков защиты выполнен в виде последовательно соединенных диода, ба.м.частного резистора и стабилитрона , параллельно которому подключены две цепи, кажда  из которых содержит последовательно соединенные О1раничите.1ьный резистор и тирнсторный оптрон, состо щий из оптически св занных светодиода и фототиристора, причем катоды светодиодов первого блока защиты соединены с четвертым входом этого блока и анодом стабилитрона , катод которого нодключен к одному из выводов балластного резистора, к одному из выводов первого и второго ограничительных резисторов, другие выводы ограничительных резисторов подключены

соответственно к анодам светодиодов, при этом аноды двух фототиристоров nepBoio блока защиты соединены соответственно с вторым и третьим входами первого блока защиты, а катоды - соответственно с выходами первого блока защиты, к первому входу которого подключен анод диода, подсоединенного катодом к другому выводу балластного резистора, а катод диода второго блока защиты подключен к первому входу второго блока защиты, а анод через балластный резистор к аноду стабилитрона и одному из выводов первого и второго ограничительных резисторов, подсоединенных другими выводами соответственно к катодам светодиодов второго блока защиты, аноды которых подключены к катоду стабилитрона и четвертому входу второго блока защиты, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к анодам обоих фототиристоров, катоды которых подключены соответственно к выходам второго блока защиты.

На фиг. 1 приведена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого устройства дл  дуговой сварки с короткими замыкани ми дугового промежутка; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства ,

где UA -напр жение на дуговом промежутке; ICE, -сварочный ток; Uc -напр жение на коммутирующем конденсаторе;

24 -управл юи1,ее напр жение на входе стабилитрона первого блока защиты;

-управл ющее напр жение на входе стабилитрона второго блока защиты;

-напр жение на выходах формировател  импульсов; Ugy -напр жение на выходах первого блока защиты;

UBUX 55-напр жение на выходах второго блока защиты.

Устройство дл  дуговой сварки с короткими замыкани ми содержит сварочный выпр митель 1, сварочный дроссель 2, силовой тиристор 3, коммутирующие тиристоры 4-7, соединенные по мостовой схеме коммутирующий конденсатор 8, резисторы 9 и 10, сопротивление 11, состо щее из индуктивности 12 и резистора 13, сварочную головку 14, датчик 15 контрол  состо ни  перемычки жидкого металла, блок 16 управлени  тиристорами, состо щий из одновибратора 17 и формирователей 18, 19 импульсов , разв зывающий диод 20, первый блок 21 защиты, содержащий диод 22, балластный резистор 23, стабилитрон 24, ограничительные резисторы 25 и 26, тиристорный оптрон 27, состо щий из оптически св занных светодиода 28 и фототиристора 29, тиристорный оптрон 30, состо щий из оптически св занных светодиода 3 и фототиристора 32, второй блок 33 защиты, содержащий диод 34, балластный резистор 35, стабилитрон 36, ограничительные резисторы 37 и 38, тиристорный оптрон 39, состо щий из оптически св занных светодиода 40 и фототиристора 41, тиристорный оптрон 42, состо щий из оптически св занных светодиода 43 и фототиристора 44, автомат 45 защиты.

О Плюсовой зажим сварочного выпр мител  1 через сварочный дроссель 2 подключен к катодам светодиодов 28 и 31, к анодам стабилитрона 24 и разв зывающего диода 20, к анодам коммутирующих тиристоров 5 и 6 силового тиристора 3, катод которого подсоединен через сопротивление 11 к плюсовому зажиму сварочного выпр мител  1.

Минусовой зажим сварочного выпр мител  1 через авто.мат 45 защиты подклю0 чен к катодам стабилитрона 36 и коммутирующих тиристоров 4 и 7, а также к анодам светодиодов 40 и 43. Кроме того, минусовой зажим сварочного выпр мител  1 подключен через резистор 10 к катоду коммутирующего тиристора 6 и к аноду комму тирующего тиристора 7.

Одна из обкладок коммутирующего конденсатора 8 соединена с анодом диода 22, который  вл етс  первым входом первого блока 21 защиты, и с катодом диода 34,

- который  вл етс  первым входо.м второго блока 33 защигы, а также с анодо.м коммутирующего тиристора 4, с катодом коммутирующего тиристора 5 и с одним из выводов резистора 9, другим выводом подсоединенного к катоду разв зывающего диода 20.

Друга  обкладка коммутирующего конденсатора 8 подключена к катоду коммутирующего тиристора 6.

Сварочна  головка 14 подключена к катоду силового тиристора 3 и к одно.чу из входов датчика 15 контрол  состо ни  перемычки жидкого металла, другой вход которого соединен с минусовым зажимом сварочного выпр мител  1, а выход датчика 15 - с входом одновибратора 17 блока 16 управлени  тиристорами, выход которого юдключен к входам формирователей 18 и 19

импульсов.

Выходы а, Ь формировател  18 импульсов соединены соответственно с катодом и управл ющим электродом силового тиристора 3. Выходы с, d, е f формировател  9 импульсов подключены соответственно к катодам коммутирующих тиристоров 4, 5, 6, 7, выходы g, h - к анодам соответствующих фототиристоров 29 и 32 (которые  вл ютс  соответственно вторым и третьим входами первого блока 21 защиты), а выходы h , m - к анодам соответствующих фототиристоров 41 и 44 (которые  вл ютс  соответственно вторым и третьим входами второго блока 33 защиты). При этом катод фототиристора 29, который  вл етс  первым выходом первого блока 21 защиты, соединен с управл ющим электродом коммутирующего тиристора 4, а катод фототиристора 32, который  вл етс  вторым вы.ходом первого блока 21 защиты, соединен с управл ющим электродом коммутирующего тиристора 6. Катод фототиристора 41, который  вл етс  первым выходом второго блока 33 защиты , соединен с управл ющим электродом коммутирующего тиристора 5, а катод фототиристора 44, который  вл етс  вторым выходом второго блока 33 защиты, соединен с управл ющим электродом коммутирующего тиристора 7. При этом анод стабилитрона 24 и катоды светодиодов 28 и 31  вл ютс  четвертым входом первого блока 21 защиты, а катод стабилитрона 36 и аноды светодиодов 40 и 43 - четвертым входом второго блока 33 защиты. Параллельно стабилитрону 24 первого блока 21 защиты подключены две цепи: последовательно соединенные ограничительный резистор 25 и тиристорный оптрон 27, а также последовательно соединенные ограничительный резистор 26 и тиристорный оптрон 30. Причем катод стабилитрона 24 подсоединен через ограничительный резистор 25 к аноду светодиода 28, через ограничительный резистор 26 к аноду светодиода 31 и через балластный резистор 23 к катоду диода 22. Анод диода 34 второго блока 33 защиты подсоединен через балластный резистор 35 к аноду стабилитрона 36, к которому через ограничительный резистор 37 подключен катод светодиода 40 и через ограничительный резистор 38 - катод светодиода 43. Параллельно стабилитрону 36 второго блока 33 защиты подключены две цепи: последовательно соединенные ограничительный резистор 37 и тиристорный оптрон .39, а также последовательно соединенные ограничительный резистор 38 и тиристорный оптрон 42. Сварочный выпр митель 1 используетс  как источник сварочного тока. Сварочный дроссель 2 служит дл  ограничени  скорости нарастани  сварочного тока во врем  коротких замыканий и дл  поддержани ус ойчивого горени  сварочной дуги. Силовой тиристор 3 предназначен дл  отключени  сварочного тока через перемычку жидкого металла, когда она достигает критических размеров. Коммутирующие тиристоры 4-7, соединенные по мостовой схеме, служат дл  коммутации сварочного тока, протекающего от плюсового зажима сварочного выпр мител  1 по цепи сварочный дроссель 2 - силовой тиристор 3 ClUiponiicHl i(j.i. ;;К,; 14 свариваема  ко11стр чЦ11Я 46 - минусовой зажим сварочного выир митсм  1 в одну из цепей зар да коммутирующего конденсатора 8. При этом коммутирующие тир сторы 4 и 6 коммутируют сварочный ток в цепь илюсовой зажим сварочн()1о :,1 | р м 1тел  1 -- сварочный дроссемь 2коммутирующий тиристор () коммутирующий конденсатор 8 - коммчтирхюпип гиг)1;ого) 4 - автомат 45 защиты - минусовой .чажим сварочного В1 и1р митс.1  I. Коммутирующие тиристоры 5 и 7 коммутируют сварочный ток в другую цепь и.1юсовой зажим сварочного выпр мител  1 - сварочный дроссель 2 - коммутирующий тиристор 5 коммутирующий конденсатор 8 коммутирующий тиристор 7 автомат 45 защиты - минусовой зажим сварочного выпр мител  1. Причем коммутаци  сварочиого тока осуществл етс  через сосггветствчютую иару коммутирующих тиристоров 4 и 6 или 5 и 7 в зависимости от по.п риости зар да коммутирующего конденсатора 8 к началу коммутации тока. Коммутирующий конденсатор 8 иредназначен дл  накоплени  энергии за период коммутации сварочно о тока. Резисторы 9 и 10 служат дл  образовани  цепи зар да коммутирующего конденсатора 8 от сварочного выпр мител  1 при разомкнутой сварочной цепи, г. е. дл  первого или повторного зар да конденсатора 8 во врем  коммутации тока по цепи плюсовой зажим сварочного выпр мител  1 - сварочный дроссель 2 - разв зывающий диод 20 - резистор 9 - конденсатор 8 - резистор 10 - минусовой зажим сварочного выпр мител  1. Сопротивление 11, состо щее из индуктивности 12 и резистора 13, служит дл  ограничени  тока дежурной дуги, т. е. дуги, возбуждающейс  при разрущении перемычки жидкого металла в интервале коммутации сварочного тока. Сварочна  головка 14 предназначена д,1  автоматической подачи сварочной проволоки в зону дуги. Датчик 15 контрол  состо ни  перемычки жидкого металла осуществл ет непрерывный контроль за изменением мгновенного значени  падени  напр жени  на дуговом промежутке и формирует выходной сигнал при .достижении падени  напр жени  ид на перемычке жидкого металла определенного порогового напр жени  Unop. Датчик 15 выполнен в виде порогового элемента на триггере Шмидта . Блок 16 управлени  тиристорами формирует управл ющие импульсы на открывание силового тиристора 3, пар коммутирующих тиристоров моста 4 и 6 или 5 и 7. Блок 16 управлени  тиристорами содержит одновибратор 17 и формирователи

18 и 19 импульсов, выполненные на импульсных полупроводннковых усилител х.

Формирователь 18 импульсов имеет два выхода, подключенных соответственно к катоду- и управл ющему электроду силового тиристора 3. Формирователь 19 импульсов имеет на выходе имнульсный трансформатор (не показан) с четырьм  выходными обмотками, кажда  из которых имеет по два выхода, причем выходы формировател  19 импульсов подключены соответственно к катодам коммутирующих тиристоров 4 7 и к анодам фототиристоров 29 и 32, 41 и 44 соответствующих блоков 21 и 33 защиты.

Разв зывающий диод 20 предназначен дл  исключени  щунтирующего действи  резистора 9 нервого и четвертого входов первого блока 21 защиты при его включении , когда коммутирующий тиристор 5 закрыт .

Первый блок 21 защиты служит дл  размыкани  управл ющих цепей коммутирующих тиристоров 4 и б до тех пор, пока коммутирующие тиристоры 5 и 7 контролируемой диагонали моста открыты.

Второй блок 33 защиты служит дл  размыкани  управл ющих цепей коммутируюHUix тиристоров 5 и 7 до тех пор, пока коммутирующие тиристоры 4 и 6 контролируемой диагонали моста открыты.

Диоды 22 и 34 предназначены дл  защиты соответствующих стабилитронов 24 и 36 от нол рности напр жени  на коммутируюпгем конденсаторе 8, прикладываемом к стабнли.тронам в пр мо.м направлеТ ИИ .

Балластные резисторы 23 и 35 служат дл  ограничени  токов соответствующих стабилшронов 24 и 36.

Стабилитроны 24 и 36 предназначены дл  ограничени  напр жени  унравлени  (снимаемое с соответствующих коммутиpyioHuix тиристоров 5 и 4) тиристорными оптронами 27, 30 и 39, 42 соответственно первого 21 и второго 33 блоков защиты.

Ограничительные резисторы 25, 26 блока 21 защиты служат дл  ограничени  тока, нротекающего через соответствуюп1ие тиристорные оптроны 27 и 30 первого блока 21 за1ниты. Ограничительные резисторы 37, 38 второго блока 33 защиты предназначены дл  ограничени  тока, про окаюн1его чер.ез соответствующие тирисoirrpoHbi 39 и 42 второго блока 33

оптроны 27, 30 нервого

и тиристорные О11Т)оны 39,

33 зани-ггы предназначены

управ.ч ющих цепей пар

тиристоров 4 и 6 или

ы служит дл  нредотстро  сварочного выпр мител  1, коммутирующих тиристоров 4-7 при их аварийно.м «сквозном открывании смежных коммутирующих тиристоров из разных диагоналей моста (например, «сквозные цепи из коммутирующих тиристоров 4 и 5 или 6 и 7) в случае отказа блоков 21 и/или 33 защиты. В качестве автомата 45 защиты использован быстродействующий автоматический выключатель с электромагнитной токовой защитой.

Перед началом сварочных работ свариваема  конструкци  46 должна быть подсоединена к минусовому зажиму сварочного выпр мител  1.

Устройство работает следующим образом .

5В исходном состо нии силового тиристор 3 открыт, и к дуговому промежутку прикладываетс  напр жение UA, подаваемое от сварочного выпр мител  1. При этом коммутирующие тиристоры 4-7 закрыты. Коммутирующий конденсатор 8 зар жен по цепи плюсовой зажим сварочного выпр мител  1 - сварочный дроссель 2 - разв зывающий диод 20 - резистор 9 - коммутирующий конденсатор 8 - резистор 10 - минусовой зажим сварочного выпр мите5 л  1, причем на его обкладке, подключенной к нервым входа.м блоков 21 и 33 защиты (аноду диода 22 и катоду диода 34), имеетс  положительный потенциал (пор дка 70--90В).

При включении нодачи сварочной про0 волоки зажигаетс  основна  дуга, проволока начинает плавитьс , формируетс  капл . Процесс дуговой сварки с коротки.ми замыкани .ми сопровождаетс  периодическими замыкани ми дугового промежутка каплей электродного металла. В момент времени i; (фиг. 2) капл  металла касаетс  свариваемой конструкции 46, при этом образуютс  перемычка жидкого металла, напр жение на дуговом промежутке Цд резко падает почти до нул , а сварочный ток Jcb начинает нарастать с посто нной времени , определ емой электрическими параметра .ми сварочной цепи, т. е. ее. индуктивным и активным сопротивлением.

При коротком замыкании дугового промежутка образуетс  управл юща  цепь, по которой протекает ток (обкладка конденсатора 8 - диод 22 - балластный резистор 23 - стабилитрон 24 - силовой тиристор 1 сварочна  головка 14 - свариваема  конструкци  46 - резистор 10 - обкладка конденсатора 8). При этом унравл юнлее напр жение UBxz4 со стабилитрона 24 поступает на светодиодь 28 и 31, которые воздействуют с помощью светового излучени  на соотвествуюп ие фототиристоры 29 и 32. При этом цепи управлени  ком.мутирующих тиристоров 4 и 6 за.мыкаютс .

В то же врем  диод 34 второго блока 33 запи-ггы закрыт, а уг1равл юц;ее напр же11

ние UBX 36 на стабилитроне 36 равно нулю. При этом тиристорные оптроны 39, 42 закрыты , а цепи управлени  коммутирующих тиристоров 5, 7 разомкнуты.

По мере роста тока короткого замыкани  перемычка жидкого металла сжимаетс  .под действием электромагнитных сил, ее сопротивление растет и соответственно увеличиваетс  напр жение на перемычке Уд. Причем ток короткого замыкани  через перемычку протекает по осн.овной цепи (от плюсового зажима сварочного выпр мител  1 через сварочный дроссель 2, силовой тиристор 3, сварочную головку 14, свариваемую конструкцию 46, минусовой зажим сварочного выпр мител  1) и по вспомогательной цепи (от плюсового зажима сварочного выпр мител  1 через сопротивление 11, сварочную головку 14, свариваемую конструкцию 46, минусовой зажим сварочного выпр мител  1).

При достижении критических размеров перемычки жидкого металла на последней стадии ее разрушени  (при сварочном токе JCB пор дка 300-500А) напр жение на перемычке в момент времени ta достигает определенного значени  Ыд, которое поступает на вход датчика 15 контрол  состо ни  перемычки жидкого металла (порогового элемента ).

В момент времени tg (фиг. 2) при достижении падением напр жени  Uftj на перемычке величины порогового напр жени  Utiop датчика 15 запускаетс  одновибратор 17, формирующий сигнал, соответствующий интервалу коммутации сварочного тока

Одновременно с выходов формировател  19 импульсов поступает управл ющий импульс ивыу 19 на катод коммутирующего тиристора 6 и на его управл ющий электрсд через фототиристор 32, а с выходов формировател  19 импульсов поступает управл ющий импульс Овых 19 на катод коммутирующего тиристора 4 и его управл ющий электрод через фоторезистор 29.

При этом с выходов формировател  18 импульсов не поступает управл ющий импульс на управл ющий электрод и катод силового тиристора 3 на врем  коммутации сварочного тока сь, определ емое одновибратором 17. В результате коммутирующие тиристоры 4 и 6 открываютс , а силовой тиристор 3 закрываетс . С момента закрывани  силового тиристора 3 ток коммутируетс  в цепь плюсовой зажим сварочного выпр мител  1 - сварочный дроссель 2 - коммутирующий тиристор 6 - коммутирующий конденсатор 8 - коммутирующий тиристор 4 - автомат 45 защиты - минусовой зажим сварочного выпр мител  1 и перезар жает коммутирующий конденсатор 8 таким образом, что на его обкладке , соединенной с анодом диода 22 и катодом диода 34, по вл етс  отрицательный потенциал 70-90В (фиг. 2). При перезар де

12

коммутирующего конденсатора 8 в момент времени i .чапр жение Li{ на конденсаторе 8 дост пает величины напр жени  стаби .шзацип IJcracJ ста6и;п(трона 24. При этом напр жение управлени  UBX 24 на стабплптропе 24 начинает уменьшатьс  и спадает до нул  в момент времени t, когда напр жение Uc на конденсаторе 8 равно нулю. Далее коммутирующий конденсатор 8 продолжает перезар жатьс  через откры0 тые коммутирующие тиристоры 4 и 6. При этом через перемычку протекает вспомогательный ток (пор дка 15-20А) по вспомогательной lenii плюсовой зажим сварочного выпр мител  1 -- сопротивление 1 I -сварочна  головка 14 -- свариваема  коп струкци  46 - М1 нусовой зажим сварочного выпр мител  1.

В момент времени ts перемычка жидкого металла под действием сил поверхностного нат жени  п инершшпных си.ч разруQ щаетс . Одновременно возбуждаетс  вспомогательна  дуга, а по окончании интервала коммутации в момепт времени tg с выходов формировател  18 импульсов поступает сигнал на управл ющий электрод п катод силового тиристора 3 и открывает

5 его. При этом загораетс  основна  дуга. При величине напр жени  DC на коммутирующем конденсаторе 8 больщей величип1 1 напр жени  LJq на дуговом промежутке ком мутирующие тиристоры 4 и 6 закрываютсн под действием напр жени  U на конденсаторе 8, прикладывае.мого к тиристорам 4 п 6 в обратном направлении по цепи обкладка коммутирующего конденсатора 8 - коммутирующий тиристор 4 - автомат 45 защиты - свариваема  конструкци  46 -сварочна  головка 14 - силовой тиристор 3 - коммутирующий тиристор 6 - друга  обкладка коммутирующего конденсатора 8.

При закрывании коммутирующего тпрпстора 4 в момент времени tj напр жение Uc конденсатора 8 прикладываетс  к стабилитрону 36 второго блока 33 второго блока 33 защиты по цепп обкладка коммутирующего конденсатора 8 - диод 34 - балластный резистор 35 - стабилитрон 36 - автомат 45 защиты - резистор 10 - друга  обкладка коммутирующего конденсатора 8.

Со стабилитрона 36 снимаетс  управл ющее напр жение UenSe, которое прикладываетс  к светоциодам 40 и 43 соответQ ствующих тиристорных оптронов 39 и 42. При этом цепи управлени  коммутирующих тиристоров 5 и 7 замкнуты.

Одновременно диод 22 первого блока 21 защиты закрываетс , а управл ющее напр жение U6x24 на стабилитроне 24 рав5 но нулю. При этом тиристорные оптроны 27 и 30 первого блока 21 защиты закрыты , а цепи управлени  коммутирующих тиристоров 4 и 6 разомкнуты. В интервале времени горит основна  дуга, плавитс  электрод и формируетс  кайл  жидкого металла. В момент времени t капл  металла касаетс  свариваемой конструкции 46. При этом образуетс  перемычка жидкого металла, напр жение на дуговом промежутке Цд .резко падает почти до нул , а сварочный ток Jce .начинает нарастать с посто нной времени, определ емой электрическими параметрами сварочной цепи, т. е. ее индуктивным и активным сопротивлением. По мере роста тока короткого замыкани  перемычка жидкого .металла сжимаетс , ее сопротивление растет и увеличиваетс  напр жение йа перемычке. Аналогично предыдущему циклу ток короткого замыкани  через перемычку протекает по основной и вспомогательным цеп м. В момент времени tg при достижении критических размеров перемычки жидкого металла на последней стадии ее разрушени  напр жение ЦцВ на перемычке достигает порогового напр жени  Unop датчика 15 контрол  состо ни  перемычки жидкого металла (порогового элемента), выходной сигнал которого запускает одновибратор 17, формирующий сигнал, соотвествующий коммутации сварочного тока. интервалу Одновременно с выходов формировател  19 импульсов поступает управл ющий импульс ивых 19 на катод коммутирующего тиристора 5 и на его управл ющий электрод через фототиристор 41, а с выходов фор.мировател  19 импульсов управл ющий импульс Uubix 19 на катод ко.ммутирующе о тиристора 7 и eio управл ющий электрод через фототиристор 44. Одновременно с выходов формирова тел  18 импульсов снимаетс  управл ющее напр жение с управл ющего электрода и катода силового тиристора 3 в интервале коммутации сварочного тока Цв- При это.м коммутирующие тиристоры 5 и 7 открываютс , а силовой тиристор 3 закрываетс . С момента закрывани  силового тиристора 3 ток коммутируетс  в цепь плюсовой зажим сварочного выпр мител  1 - сварочный дроссель 2 - коммутирующий тиристор 5 - коммутирующий конденсатор 8 - коммутирующий тиристор 7 - автомат 45 защиты - минусовой зажим сварочного выпр .мител  1 и перезар жает коммутирующий конденсатор 8 таким образом, что на его обкладке , соединенной с анодом диода 22 и катодом диода 34, по вл етс  положительный потенциал (70-90В). При перезар дке коммутирующего конденсатора 8 в момент времени t напр жение Uc на конденсаторе 8 достигаетс  величины напр жени  стабилизации UoT56 стабилитрона 36. При этом напр жение управлени  Uf,i36 на стабилитроне 36 начинает уменьшатьс  и спадает до нул  в момент времени t, когда напр жение Ьс на конденсаторе 8 равно нулю. Далее коммутирующий конденсатор 8 продолжает перезар жатьс  через открытые коммутируюндие тиристоры 5 и 7. При это.м через перемычку протекает вспомогательный ток (пор дка 15-20А) по вспомогательной цепи аналогично предыдущему циклу сварки. В момент времени tj, перемычка жидкого металла под действием сил поверхностного напр жени  и инерционных сил разрушаетс . Одновременно возбуждаетс  вспомогательна  дуга, а по окончании интервала ком .мутации в момент времени ti2 с выходов формировател  18 импульсов поступает сигнал на управл ющий электрод и катод силового тиристора 3 и открывает его. При этом зажигаетс  основна  дуга. При величине напр жени  Uj на коммутирующем конденсаторе 8 больщей величины напр жени  ид на дуговом промежутке коммутирующие тиристоры 5 и 7 закрываютс  под действием напр жени  U .на конденсаторе 8, прикладывае .мого к тиристорам 5 и 7 в обратном направлении по цепи обкладка конденсатора - коммутирующий тиристор 7 - авто; ,,ау 45 зац.1иты - свариваема  конструкци  46 - сварочна  головка 14 - силовой тцристор 3 - коммутирующий тиристор 5 - друга  обкладка конденсатора 8. При закрывании коммутирующе10 тиристора 5 в момент времени tj напр жение L( конденсатора 8 прикладываетс  к стабилитрону 24 первого блока 21 защиты и поступает на светодиоды 28, 31 соответствующих тиристорных оптронов 27, 30. При этом цепи управлени  коммутирующих тиристоров 4 и 6 замыкаютс . Одновременно диод 34 второго блока 33 закрываетс , а управл ющее напр жение ивх56..,на стабилитроне 36 равно нулю. При этом тиристорные оптроны 39 и 42 второго блока 33 защиты закрыты, а цепи управлени  коммутирующих тиристоров 5 и 7 разомкнуты. В таком состо нии устройство подготовлено к следующему циклу, сварки. В критическом случае, когда в результате нестабильности процесса сварки величина напр жени  U,., на коммутирующем конденсаторе 8 оказываетс  меньще величины напр жени  ид .на дуговом промежутке после открывани  силового тиристора 3 в .момент времени i (момент окончани  интервала коммутации) коммутирующие тиристоры 5 и 7 не закрываютс , так как к ним приложена разность напр жений Од и Uc в пр мом направлении по цепи сварочна  головка 14 - силовой тиристор 3 - коммутирующий тиристор 5 - ком.мутирующий конденсатор 8 - коммутирующий тиристор 7 - авто.мат 45 защиты - свариваема  конструкци  46. При этом управл ющее напр жение ивк24 снимаемое с коммутирующего тиристора 5

и поступающее на стабилитрон 24, равно нулю. Напр жение на тиристорных оптронах 27 и 30 первого блока 21 защиты также равно нулю.

При этом управл ющие цепи коммутирующих тиристоров 4 и 6 разорваны. При приходе управл ющих импульсов с выходов блока 16 управлени  тиристорами на соответствующие входы первого блока 21 защиты в критическом случае коммутирующие тиристоры 4 и 6 не открываютс  до тех пор, пока коммутирующий конденсатор 8 не зар дитс  до величины напр жени  Uc больщей величины напр жени  Ыд на

дуговом промежутке. При этом коммутирующие тиристоры 5 и 7 закрываютс , и цикл сварки повтор етс .

Предлагаемое устройство дл  дуговой сварки с короткими замыкани ми дугового промежутка позвол ет улучшить формирование шва за счет предупреждени  срывов процесса горени  дуги при возникновении сквозных прорывов смежных коммутирующих тиристоров из разных диагоналей моста снизить потери электроэнергии и электродного металла на разбрызгивание на 7%, а производительность сварки уве.щчить на 7% по сравнению с базовым объектом.

.о

/

/77

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ С КОРОТКИМИ ЗАМЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА, содержащее сварочный выпрямитель, сварочный дроссель, силовой тиристор, коммутирующие тиристоры, соединенные по мостовой схеме, коммутирующий конденсатор, два. резистора, сопротивление, соединенное с одним из входов датчика контроля состояния перемычки жидкого металла, выход которого подключен к входу блока управления тиристорами, подсоединенного выходами соответственно к катоду и управляющему электроду силового тиристора и к катодам коммутирующих тиристоров, при этом к одной из обкладок коммутирующего конденсатора подключены один из выводов первого резистора, анод первого коммутирующего тиристора и катод второго коммутирующего тиристора, анод которого соединен с анодами силового тиристора и третьего коммутирующего тиристора и с одним из выводов сварочного дросселя, соединенного другим выводом с одним из зажимов сварочного выпрямителя и с другим выводом сопротивления, при этом катод силового тиристора подключен к одному из выводов сопротивления, причем к другой обкладке коммутирующего конденсатора подсоединены катод третьего коммутирующего тиристора, анод четвертого коммутирующего тиристора и один из выводов второго рези стора, другой вывод которого подключен к другому входу датчика контроля состояния перемычки жидкого металла, к другому зажиму сварочного выпрямителя и катодам первого и четвертого коммутирующих тиристоров, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварки за счет у м е н ь ш е ни я р а збр ы з г и в а ни я эл е кт родного металла и улучшения формирования сварного шва, в него введены развязывающий диод и два блока защиты, первый вход каждого из которых подключен к одной обкладке коммутирующего конденсатора, второй и третий входы блоков защиты соединены соответственно с выходами блока управления тиристорами, четвертый вход первого блока защиты подключен к аноду силового тиристора, а четвертый вход второго блока § защиты подключен к катоду первого комму- “ тирующего тиристора, при этом первый выход первого блока защиты соединен с управляющим электродом первого коммутирующего тиристора, а второй выход - с управляющим электродом третьего коммутирующего тиристора, первый выход второго блока защиты подключен к управляющему электроду второго коммутирующего тиристора, а второй выход — к управляющему электроду четвертого коммутирующего тиристора, при этом катод развязывающего диода соединен с другим выводом первого резистора, а анод — с одним выводом сварочного дросселя.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что каждый из блоков защиты выполнен в виде последовательно соединенных диода, балластного резистора и стабилитрона, параллельно которому подключены две цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные ограничительный резистор и тиристорный оптрон, состоящий из оптически связанных светодиода и фототиристора, причем катоды светодиодов первого блока защиты соединены с четвертым входом этого блока и анодом стаби литрона, катод которого подключен к одному из выводов балластного резистора, к одному из выводов первого и второго ограничительных резисторов, другие выводы ограничительных резисторов подключены соответственно к анодам светодиодов, при этом аноды двух фототиристоров первого блока защиты соединены соответственно с вторым и третьим входами первого блока защиты, а катоды — соответственно с выходами первого блока защиты, к первому входу которого подключен анод диода, подсоединенного катодом к другому выводу балластного резистора, а катод диода вто рого блока защиты подключен к первомувходу второго блока защиты, а анод через балластный резистор к аноду стабилитрона и одному из выводов первого и второго ограничительных резисторов, подсоединенных другими выводами соответственно к катодам светодиодов второго блока защиты, аноды которых подключены к катоду стабилитрона и четвертому входу второго блока защиты, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к анодам обоих фототиристоров, катоды которых подключены соответственно к выходам второго блока защиты.