SU1087282A1 - Устройство дл стабилизации сварочного тока при сварке посто нным током с периодическими короткими замыкани ми - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СВАРОЧНОГО ТОКА ПРИ СВАРКЕ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ С ПЕРИОДИЧЕСКИМИ КОРОТКИМИ ЗАМЫКАНИЯМИ, содержащее дроссель, на магнитопроводе которого размещена силова  обмотка, включенна  последовательно в сварочную цепь к одной выходной клемме, вспомогательна  обмотка , включенна  встречно по отношению к силовой, а также дополнительный источник и тиристор с блоком управлени , отличающеес  тем, что, с целью пов1Л1ени  качества сварки путем уменьшени  разбрызгивани  металла при оптимальной форме кри- ; i вой сварочного тока, вспомогательна  обмотка началом подключена к аноду (Л тиристора, катод тиристора соединен с концом силовой обмотки, при этом вспомогательна  обмотка своим концом через дополнительный источник подключена к другой выходной клемме устройства.

Description

6 /

8 1 Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электрообору дованию дл  дуговой сварки. Известны различные сварочные дроссели, примен емые дл  стабилиза ции процесса сварки плав щимс  элек тродом на посто нном токе и обеспечивающие необходимую форму тока в переходньсх процессах, вызываемых переносом электродного металла. Важ ную роль играют дроссели при сварке с периодическими короткими замыкани ми (КЗ) дугового промежутка (на1пример , при сварке в углекислом газе ) . Дл  регулировани  величины индуктивности сварочного дроссел , и тем самым формы и максимального зна чени  тока в процессе КЗ, дроссели, кроме основной силовой обмотки, име ют дополнительную обмотку управлени . Известен сварочный дроссель, име щий кроме основной обмотки, включен ной в силовую цепь, также вспомогательную обмотку, котора  питаетс  посто нным током от постороннего источника. Степень подмагничивани  регулируетс  и может быть так высока , что перед началом сварочного пр цесса магнитный сердечник находитс  в состо нии насыщени . При этом направление подмагничивани  притивоположно направлению намагничивани  сварочным током. В процессе горени  дуги магнитный сердечник дроссел  также не выходит из области насыщени . При КЗ дугового промежутка каплей расплавленного металла происходит резкое нарастание тока в основной обмотке дроссел , магнитны сердечник выходит из области насыщени  и пик тока КЗ снижаетс  на ве личину, определ емую степенью намаг чивани  вспомогательнь м током. Тако устройство позвол ет регулировать в широких пределах пик тока КЗ lj . Однако устройство не обеспечивает управление формой тока в переход ном режиме. Известен источник питани  дл  ду говой сварки, имеющий специальный дроссель, в котором кроме основной силовой обмотки предусмотрены еще две вспомогательные обмотки, включенные парашлельно основной и имеющие малые величины сопротивлени  и индуктивности. Назначение одной из них - уменьшение скорости нарастани тока при замыкании дугового проме2 жутка каплей электродного металла, второй - накапливание энергии в дросселе при размыкании цепи и возрастании тока. Такой дроссель значительно повышает частоту КЗ, улучшает стабильность горени  дуги zj . Однако часть энергии, накопленной в дросселе, бесполезно тратитс  на нагрев обмоток и резисторов в их цеп х, что снижает эксплуатационные характеристики устройства. Известен стабилизирующий сварочный дроссель, имеющий секционированную вспомогательную обмотку, нагруженную на регулируемое сопротивление. Устройство предназначено дл  ступенчатоплавного регулировани  индуктивности дроссел . Фронт тока КЗ зависит от степени магнитной св зи между основной и демпфирующей вспомогательной обмотками . Однако такой дроссель не дает возможности управл ть формой тока КЗ. Известен стабилизирующий сварочный дроссель, включающий вспомогательную обмотку, предназначенную дл  автоматического изменени  индуктивности дроссел  без прерывани  процесса сварки при изменении тока сварки. С этой целью в сварочную цепь включено низкоомное сопротивление. Падение напр жени  на этом сопротивлении снимаетс  и затем подаетс  в цепь управлени  вспомогательной обмоткой. Такое регулирование индуктивности позвол ет регулировать в процессе сварки динамические характеристики 4. Однако наличие в сварочной цепи низкоомного сопротивлени   вл етс  основным недостатком устройства, так как при этом ухудшаетс  саморегулиро вание процесса сварки, часть энергии расходуетс  на нагрев. Известен стабилизирующий сварочный дроссель, содержащий магнитопровод , силовую обмотку, включенную в цепь сварочного тока, вспомогательную обмотку управлени , в магнитном отношении встречно включенную силовой обмотке, иполупроводниковый диод в цепи вспомогательной обмотки, причем начало вспомогательной обмотки подключено через диод к электроду , а конец той же обмотки - к изделию . Принцип работы данного дроссел  основан на  влении электромагнитного демпфировани . Дроссель работает в

переходных режимах, возникающих при замыкании дугового промежутка капл ми расплавленного металла. При этом наличие вспомогательной обмотки управлени  с отпайками позвол ет активно регулировать крутизну фронтов тока при КЗ и тем самым оптимизировать максимальное значение тока, длительность и частоту КЗ. Резкий спад тока после КЗ за счет гашени  электромагнитной энергии дроссел  позвол ет снизить интенсивность расплавлени  торца электрода, а зна|чит сохранить минимальный дуговой промежуток, определ ющий размер капли расплавленного металла электрода. Следует также отметить, что в данном случае энерги  магнитного пол  дроссел  не тратитс  бесполезно з .

Недостатком данного устройства  вл етс  резкий рост тока в начальный момент КЗ, что плохо сказываетс  на сли ни  капли расплавленного металла с жидкой ванной. Кроме того, экспоненциальное уменьшение тока вспомогательной обмотки к моменту разрыва жидкой перемычки, соедин ю щей торец электрода и жидкую ванну расплавленного металла, снижает эффективность гашени  энергии магнитного пол  дроссел  после окончани  КЗ, т.е. при повторном возбуждении дуги величина резкого спада тока уменьшаетс . Увеличение числа витков вспомогательной обмотки управлени  позвол ет несколько улучшить эффективность гашени  энергии магнитного пол  дроссел  после КЗ. Однако при этом напр жение на концах обмотки управлени  может возрасти на столько , что электрическа  прочность устройства резко снизитс .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  стабилизирующий сварочный дроссель, содержащий вспомогательную обмотку, включенную встречно основной и питаемую от постороннего источника питани . Такой дроссель должен обеспечить стабилизацию амплитуды тока КЗ на заданном уровне независимо от длительности КЗ 6j .

Недостатком дроссел   вл етс  отсутствие автоматического регулировани  амплитуды тока КЗ в зависимости от изменени  процесса сварки. Кр%ме того, энерги , накопленна  в цепи вспомогательной обмотки, используетс  только на нагрев элементов этой цепи. Отсутствие необходимой формы

кривой сварочного тока, обеспечивающей медленное нарастание в начале КЗ резкое возрастание его в момен КЗ и резкий спад в конце КЗ, способствуют увеличенному разбрызгиванию металла и дополнительной потери мощности .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварки путем уменьшени  разбрызгивани  металла при оптимальной форме кривой сварочного тока

Цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  стабилизации сварочного тока при сварке посто нным током с периодическими КЗ, содержащем дрос сель, на магнитопроводе которого размещены силова  обмотка, включенна  последовательно в сварочную цепь к одной выходной клемме, вспомогательна  обмотка, включенна  встречно по отношению к силовой, а также дополнительный источник и тиристор с блоком управлени , вспомогательна  обмотка началом подключена к аноду тиристора , катод тиристора соединен с концом силовой обмотки, при этом вспомогательна  обмотка своим концом через дополнительный источник подключена к другой выходной клемме устройства .

На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого устройства (дл  случа  сварки гна обратной пол рности); на фиг. 2 крива  сварочного тока при выполнени сварки с предлагаемым устройством. В случае сварки на пр мой пол рности соответственно измен лись пол рности дополнительного источника пи .тани  и тиристора.

Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит дроссель с силовой обмоткой 1, включенной последовательно в сварочную цепь, вспомогательной обмоткой 2, в магнитном отношении встречно включенной силовой собмотке , общий магнитопровод 3, тиристор 4, блок 5 управлени . Начало вспомогательной обмотки подключаетс  через тиристор к электроду 6, а конец - к положительному полюсу дополнительного источника 7 питани . Отрицательный полюс дополнительного источника .питани  подключен к изделию 8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При КЗ дугового промежутка, вызванном переносом металла, в начальный момент t, (фиг. 2) тиристор 4 закрыт и нарастание тока в силовой обмотке определ етс  только парамет рами первичного контура. Медленное нарастание тока обеспечивает надежное сли ние капли с ванной. В момен времени ty блок 5 управлени  выдает импульс на открывание тиристора 4. Тиристор 4 открываетс  и скорость нарастани  тока КЗ резко увеличиваетс , что способствует интенсивному сжатию перемычки и ее разрушению, т.е. переходу капли расплавленного металла в ванну. Начина  с момента времени t во вспомогательной обмотке 2 управлени  протекает ток, определенный суммарным действием ЭДС дополнительного источника питани  и ЭДС взаимоиндукции. На личие дополнительного источника питани  компенсирует уменьшение тока во вспомогательной обмотке, наведен ного магнитным полем взаимоиндукции которыр к моменту времени t окончани  КЗ значительно затухает. Посл разрыва жидкой перемычки и зажигани дуги (в момент t3) токи вспомогательной и силовой обмоток резко умен шаютс , причем уменьшение одного из них вызывает уменьшение другого, т.е. происходит лавинообразный спад тока дуги. Этот спад тока продолжаетс  до тех пор, пока ток вспомогательной обмотки не уменьшитс  до нул  И тиристор 4 не закроетс . Скоррсть уменьшени  тока в момент t определ етс  коэффициентом магнитной св зи между обмотками и их параметра ми , Основным достоинством предлагаемого дроссел   вл етс  более гибкое управление формой сварочного тока в процессе КЗ при экономичном использовании энергии магнитного пол  дроссел . Регулиру  величину ЭДС Едд, дополнительного источника и момент зажигани  тиристора можно получить наиболее оптимальный режим сварки: уменьшить разбрызгивание металла, облегчить наложение вертикальных и потолочных швов и т.д. При этом отпадает необходимость в увеличении числа витков вспомогательной обмотки, а сАедовательно, уменьшаютс  и возникающие перенапр жени  в ней. Предлагаемое устройство может быть использовано во всех отрасл х промышленности, где примен етс  дугова  сварка плав щимс  электродом на посто нном токе. Экономический эффект достигаетс  за счет повышени  качества металла шва, снижени  нерациональньш потерь энергии, уменьшени  потерь электродного металла, уменьшени  времени на очистку свариваемых изделий от брызг и т.д.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СВАРОЧНОГО ТОКА ПРИ СВАРКЕ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ С ПЕРИОДИЧЕСКИМИ КОРОТКИМИ ЗАМЫКАНИЯМИ, содержащее дроссель, на магнитопроводе которого размещена силовая обмотка, включенная последовательно в сварочную цепь к одной выходной клемме, вспомогательная обмотка, включенная встречно по отношению к силовой, а также дополнительный источник и тиристор с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью повьтения качества сварки путем уменьшения разбрызгивания металла при оптимальной форме кривой сварочного тока, вспомогательная g обмотка началом подключена к аноду тиристора, катод тиристора соединен с концом силовой обмотки, при этом вспомогательная обмотка своим концом через дополнительный источник подключена к другой выходной клемме устройства.

   Фиг.1