SU1192918A1 - Устройство дл дуговой сварки - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ содержащее источник питани  дуги, балластный резистор и токоподводы , один из которых соединен с источником питани  дуги, а другой - с первым вьшодом балластного резистора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества сварного соединени  за счет стабильного формировани  наплавленного валика и автоматического регулировани  температуры нагрева электрода, в устройство введены два фильтра и последовательно соединенные блок сравнени , блок управлени , регулирующий блок и дополнительный источник питани , первый выход которого соединен с одним токоподводом и входом первого фильтра , а второй выход - с вторым выво.дом балластного резистора и входом второго фильтра, выход которого сое (Л динен с первьм входом блока сравнени , второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом С первого фильтра и первым выводом балластного резистора. со tsD QD ОО

Description

Изобретение относитс  к области сварочного производства, а именно к. сйарке (наплавке) плав щимс  электродом с обеспечением управлен подогрева его выпета, и может быть использовано в различных област х машиностроени . Целью изобретени   вл етс  повы шение качества сварного соединени  за счет стабильного формировани  наплавленного валика и автоматичес кого регулировани  температуры нагр ва электрода, На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема устройства-, на фиг. 2 - упрощенна  электрическа  схема устройства. Дл  возможности раздельного независимого управлени  током дуги и током подогрева вьшета в устройство введен дополнительный источник питани . Бапластньш резистор и филь ры установлены дл  вьщелени  полез ного сигнала. Дл  поддержани  температуры вылета на требуемом уровне в устройство введены блок сравнени , регулирующий блок и блок уп равлени  . Устройство дл  дуговой сварки состоит из источника 1 питани  дуги токоподводов 2, дополнительного источника 3 питани , подогрева вылета электрода с балластным резистором 4 регулирующего блока 5, двух фильтров 6 и 7, настроенных на рабочую частоту дополнительного источника 3 питани , блока 8 сравнени  и блока управлени . источник питани  дуги подключен одним выводом к верхнему токоподводу 2, а вторым к изделию 10. Первый вьшод источника 3 подключен к верхнему токопод воду 2 и к входу фильтра 6, второй вьшод через балластный резистор 4 к нижнему токоподводу 2, установлен ному на вылете электрода 11 на рассто нии Н от верхнего токоподвода, и к входу фильтра 7. Выходы фильтров 6 и 7 соединены с информационными входами блока В сравнени , об ,щий провод которого подключен к нижнему токоподводу 2. Выход блока 8 сравнени  через блок 9 управлени  подключен к регулирующему бло ку 5, выход которого подключен к дополнительному источнику 3 питани  В качестве дополнительного источ ника 3 питани  может быть использо18 ван любой достаточно мощный источник , например сварочный трансформатор , выпр митель, инвертор. Фильтры 6 и 7 могут быть изготовлены на основе RC- или LC-цепей, или дискретных (цифровых) устройств. Блок сравнени  и блок управлени  могут быть изготовлены на основе полупроводниковых элементов (транзисторов ) , микросхем (например, операционных усилителей) и т.п. Регулирующий блок может быть выполнен с использованием мощных силовых контакторов, тиристоров, транзисторов , магнитньк усилителей и других аналогичных элементов. Устройство работает следующим образом. При прохождении тока от источника 3 на балластном резисторе 4 и вьшете электрода Н, включенньос последовательно, напр жение- распределитс  пропорционально величине сопротивлени  этих элементов. Если сопротивление резистора 4 будет намного меньше сопротивлени  выпета электрода, то и мощность, рассеиваема  на этом резисторе, будет мала и не будет заметно снижатьс  КПД системы подогрева вьшета электрода. В прГоцессе нагрева вьшета электрода падение напр жени  на нем будет также расти из-за увеличени  его сопротивлени .. Если теперь измер ть падение напр жени  на резисторе 4 и вьшете электрода J прин в за общую точку нижний токоподвод, то эти напр жени  будут иметь противоположную пол рность , а соотношение их будет определ тьс  только соотношением величин сопротивлений резистора 4 и вьшета электрода Н и не будет зависеть от тока подогрева, протекающего через вьшет электрода, и напр жени  дополнительного источника 3 питани . Сравнива  эти напр жени , можно судить об изменении сопротивлени  выпета электрода при изменении его температуры. С этой целью указанные напр жени  поданы на информационные входы блока 8 сравнени , отрегулированного таким образом, что при оптимальной температуре вьшета электрода 11 выходной сигнал на его выходе отсутствует. При изменении температуры в ту или иную сторону от 6п- тимальной измен етс  также соотношение указанных напр жений на входе

.3

блока 8 сравнени  и последний формирует выходной сигнал, пол рность которого соответствует знаку рассогла совани  температуры вылета электрода от требуемой, а величина зависит от величины этого рассогласовани . Этот сигнал, поступа  в блок 9 управлени  управл ет работой регулирующего блока 5, который измен ет выходную мощ кость источника 3 таким образом, чтобы устранить отклонение температуры вьтетаот оптимального значени .

По вьшету Н.электрода 11 кроме тока подогрева от источника 3 может протекать сварочный ток от источника 1. Протекание по вылету электрода сварочного тока приводит к дополнительному падению напр жени  на нем, что не позвол ет вьщелить полезный сигнал - падение напр жени  только от протекани  тока подогрева. Дл  вьщелени  полезного сигнала в предложенном устройстве-выходные напр жени  источника питани  дуги и источника подогрева выпета электрода отличаютс  частотой.

Выделение полезного сигнала осу .ществл етс  путем включени  режекторных фильтров, пропускающих на входы блока 7 сравнени  сигналы с частотой, на которой работает источник подогрева вьшета электрода, и отфильтровывают сигналы с частотой источника питани  напр жени  дуги.

Наиболее оптимальным  вл етс  применение источника питани  дуги посто нного тока и источника подогрева переменного тока промышленной частоты.

Тогда посто нную составл ющую сварочного тока можно отфильтровать с помощью простого RC-фильтра (фиг. 2).

На упрощенной электрической схеме предложенного устройства (фиг. 2) источником питани  дуги  вл етс  вьшр митель 1, а дополнительным источником 3 - трансформатор Т, вторична  обмотка которого через балластный резистор подключена к токоподводам 2, а первична  через симистор (регулирующий блок 5) - к сети. Работой симистора управл ет блок управлени . В качестве фильтров использованы RC-цепи ( и kjC2), подключенные к инвертирующему входу операционного усилител  А (блок 8 сравнеш  ) , выход которого подклю.

92918

чен к блоку 9 управлени ,а общий провод - к левому (фиг. 2) вьшоду балластного резистора 4.

В процессе наплавки (сварки) вторичное напр жение трансформато5 ра Т распределено пропорционально величинам сопротивлений резистора 4 и выпета электрода. Причем сопротивление выпета электрода пропорш юJQ нально его температуре.

Поскольку общий провод операционного усилител  А подключен к точке D, то сигналыв .точках В и С относительно D наход тс  в

|г противофазе, а амплитуды их пропорциональны сопротивлени м участков CD и DB (т.е. сопротивлени м вьтета электрода и балластного .резистора R).

Чувствительность (коэффициент

20

усилени ) усилител  по входу С

Rj

,а по входу В равна соотношению

R,

R3 1 .

--. Таким образом, регулиру  вели2

5 чину резистора R или R, ,можно добитьс  при номинальной температуре вылета нулевого потенциала на выходе усилител  А. Причем внешние возмущени  никак не повли ют на характер этого сигнала. Его величина и знак будут однозначно зависеть только от температуры вылета электрода. Подав этот выходной сигнал в блок В управлени , можно регулировать угол

5 открыти  симистора, поддержива  тем самым посто нной температуру выпета электрода, а следовательно, и качество процесса наплавки (сварки).

- Снижение температуры подогрева на вылете от оптимал-ьного значени . при наплавке вызывает увеличение глубины проштавленн , по вление несплошности в наплавленном слое.

При увеличении значений температуры подогрева от оптимальной имеет место ухудшение качества формировани , по вл ютс  груба  чешуйчатость , неравномерность наплавленного валика по ширине и высоте вследствие нарушени  стабильности плавлени  электрода.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит повысить качество наплавленного металла .за счет возможности регулиро .вани  подогревом вылета электрода.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ , содержащее источник питания дуги, балластный резистор и токоподводы, один из которых соединен с ис- точником питания дуги, а другой - с первым выводом балластного резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет стабильного формирования наплавленного валика и автоматического регулирования температуры нагрева электрода, в устройство введены два фильтра и последовательно соединенные блок сравнения, блок управления, регулирующий блок и дополнительный источник питания, первый выход которого соединен с одним токоподводом и входом первого фильтра, а второй выход - с вторым выво.дом балластного резистора и входом второго фильтра, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом первого фильтра и первым выводом балластного резистора.

SU „„-1192918 >

rf