SU1738524A1 - Apparatus for electric arc welding with forced short circuiting - Google Patents

Apparatus for electric arc welding with forced short circuiting Download PDF

Info

Publication number
SU1738524A1
SU1738524A1 SU904837266A SU4837266A SU1738524A1 SU 1738524 A1 SU1738524 A1 SU 1738524A1 SU 904837266 A SU904837266 A SU 904837266A SU 4837266 A SU4837266 A SU 4837266A SU 1738524 A1 SU1738524 A1 SU 1738524A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
welding
voltage
power regulator
electric arc
control circuit
Prior art date
Application number
SU904837266A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ильич Папулов
Original Assignee
Челябинский конструкторско-технологический институт автоматизации и механизации в автомобилестроении
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Челябинский конструкторско-технологический институт автоматизации и механизации в автомобилестроении filed Critical Челябинский конструкторско-технологический институт автоматизации и механизации в автомобилестроении
Priority to SU904837266A priority Critical patent/SU1738524A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1738524A1 publication Critical patent/SU1738524A1/en

Links

Abstract

Использование: к области электродуговой сварки плав щимс  электродом в среде защитного газа, преимущественно в среде углекислого газа. Сущность изобретени : устройство дл  электродуговой сварки с принудительными короткими замыкани ми содержит источник сварочного напр жени  и силовой регул тор со схемой управлени . Источник сварочного напр жени  выполнен с модул цией напр жени , что позвол ет получить близкий к оптимальному алгоритм модул ции сварочного тока при небольших потер х в силовом регул торе и более простой схеме управлени . 4 ил. ёUse: to the field of electric arc welding with a fusible electrode in a protective gas environment, mainly in a carbon dioxide environment. SUMMARY OF THE INVENTION: A forced short circuit electric arc welding device comprises a source of welding voltage and a power regulator with a control circuit. The welding voltage source is made with voltage modulation, which makes it possible to obtain a near-optimal algorithm for welding current modulation with small losses in the power regulator and a simpler control circuit. 4 il. yo

Description

Изобретение относитс  к электродуговой сварке плав щимс  электродом в среде защитного газа, преимущественно в среде углекислого газа.The invention relates to electric arc welding with a fusion electrode in a protective gas environment, preferably in a carbon dioxide environment.

Одним из основных недостатков сварки в среде углекислого газа  вл етс  разбрызгивание металла.One of the main disadvantages of carbon dioxide welding is metal spraying.

Известен способ дуговой сварки плав щимс  электродом, при котором короткое замыкание осуществл етс  принудительно путем периодического снижени  напр жени  источника питани  с заданной частотой.There is a known method of arc welding with a melting electrode, in which a short circuit is forced by periodically lowering the voltage of the power source at a predetermined frequency.

При снижении напр жени  капл  расплавленного металла стремитс  зан ть соос- ное с электродом положение, что обеспечивает благопри тные услови  дл  развити  контакта капли и сварочной ванны.When the voltage drops, the molten metal droplets tend to occupy a position coaxial with the electrode, which provides favorable conditions for the development of the contact of the droplet and the weld pool.

Данный способ лишь частично решает задачи уменьшени  разбрызгивани  металла , так как не обеспечивает уменьшени This method only partially solves the problem of reducing the splashing of metal, because it does not provide a reduction in

энергии взрыва перемычки, кроме того, работа по жесткой программе обуславливает высокую чувствительность к различного рода возмущени м и требует длительной настройки на необходимый режим.blast jumper energy, in addition, the work on a rigid program causes a high sensitivity to various kinds of disturbances and requires a long adjustment to the desired mode.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство,состо щее из источника питани  посто нного напр жени , транзисторного регул тора, включенного в сварочную цепь последовательно с дугой, датчика контрол  тока, устройства контрол  напр жени  на дуге и схемы управлени .Closest to the present invention is a device consisting of a DC power source, a transistor regulator connected in a welding circuit in series with an arc, a current control sensor, a arc voltage control device and a control circuit.

В данном устройстве реализован оптимальный алгоритм модул ции сварочного тока, что позвол ет уменьшить потери металла на разбрызгивание в несколько раз по сравнению с питанием дуги от обычного источника сварочного напр жени .This device implements an optimal algorithm for modulating the welding current, which makes it possible to reduce the loss of metal by spraying several times as compared to the power supply of the arc from a common welding voltage source.

Недостатком данного устройства  вл етс  сложность транзисторного регул тора,The disadvantage of this device is the complexity of the transistor controller,

VJ CJVJ CJ

соwith

СП Ю JV Yu

котора  обусловлена необходимостью высокой скорости коммутации сварочного тока , а также относительно большими тепловыми потер ми на транзисторном регул торе .which is due to the need for a high switching speed of the welding current, as well as the relatively high heat losses at the transistor regulator.

Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства и уменьшение разбрызгивани  металла при сварке.The aim of the invention is to simplify the device and reduce the splashing of the metal during welding.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что источник сварочного напр жени  выполнен с модул цией напр жени , а силовой регул тор подключен к выходам источника сварочного напр жени .The goal is achieved by the fact that the welding voltage source is made with voltage modulation, and the power regulator is connected to the outputs of the welding voltage source.

Совместное использование сварочного источника модулированного напр жени  и силового регул тора, подключенного к выходам сварочного источника (параллельно дуге),  вл етс  существенным отличием изобретени  от известного.The combined use of a modulated voltage welding source and a power regulator connected to the outputs of the welding source (parallel to the arc) is a significant difference between the invention and the known one.

Совместное использование источника модулированного напр жени  и силового регул тора, подключенного к выходам источника сварочного напр жени , позвол ет получать близкий к оптимальному алгоритм модул ции сварочного тока при небольших потер х в силовом регул торе и более простой схеме управлени .The combined use of a modulated voltage source and a power regulator connected to the outputs of the welding voltage source allows one to obtain a near-optimal algorithm for modulating the welding current with small losses in the power regulator and a simpler control circuit.

Этот эффект обусловлен тем, что сварочный ток через силовой регул тор протекает значительно более короткое врем , чем через силовой регул тор, включенный последовательно с дугой, а также тем, что силовой регул тор действует на сварочный процесс в основном только на стадии разрыва перемычки, а благопри тные услови  дл  развити  контакта капли металла и сварочной ванны обеспечиваютс  за счет модул ции напр жени  источника питани .This effect is due to the fact that the welding current passes through the power regulator for a much shorter time than through the power regulator connected in series with the arc, and also because the power regulator acts on the welding process mainly only at the jumper break stage, and Favorable conditions for the development of metal drop contact and weld pool are provided by modulating the voltage of the power supply.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - схема силового регул тора и вариант выполнени  источника модулированного напр жени ; на фиг. 3 - вариант выполнени  схемы управлени ; на фиг. 4 - временные диаграммы.FIG. 1 shows a diagram of the device; in fig. 2 is a diagram of a power regulator and an embodiment of a modulated voltage source; in fig. 3 shows an embodiment of the control circuit; in fig. 4 - time diagrams.

Устройство состоит из источника 1 модулированного напр жени , силового регул тора 2, схемы 3 управлени . Устройство подключено к сварочному электроду 4 и изделию 5. В предлагаемом устройстве силовой регул тор 2 подключен к выходу источника модулированного сварочного напр жени , схема 3 управлени  подключена к источнику 1 модулированного напр жени  и к силовому регул тору 2.The device consists of a modulated voltage source 1, a power regulator 2, a control circuit 3. The device is connected to the welding electrode 4 and product 5. In the proposed device, the power regulator 2 is connected to the output of the source of modulated welding voltage, the control circuit 3 is connected to the source 1 of the modulated voltage and to the power regulator 2.

Силовой регул тор 2 (фиг. 2) состоит из симметрично тиристорного ключа VD1 и VD2 и последовательно соединенного с ним конденсатора С1. Тиристорный ключ состоит из двух включенных встречно-параллельно тиристоров VD1 и VD2. Через симметричный тиристорный ключ обеспечиваетс  зар д и разр д конденсатора С1.Power regulator 2 (Fig. 2) consists of a symmetrically thyristor switch VD1 and VD2 and a capacitor C1 connected in series with it. Thyristor key consists of two included anti-parallel thyristors VD1 and VD2. A symmetric thyristor switch is used to charge and discharge capacitor C1.

Источник модулированного напр жени  выполнен на основе стандартного управл емого сварочного выпр мител  типа ВДУ-506, в котором сделаны следующие изменени  в схеме: электрод тиристора VS3 отключен от схемы управлени  сварочногоThe modulated voltage source is made on the basis of a standard controlled welding rectifier of the type VDU-506, in which the following changes are made in the circuit: the VS3 thyristor electrode is disconnected from the welding control circuit

0 выпр мител  и подключен к схеме к управлению предлагаемого устройства;0 rectifier and connected to the circuit to control the proposed device;

электрод тиристора VS4 отключен от схемы управлени  сварочного выпр мител  и подключен к катоду, при этом тиристорThe VS4 thyristor electrode is disconnected from the control circuit of the welding rectifier and connected to the cathode, while the thyristor

5 VS4 посто нно закрыт.5 VS4 is permanently closed.

Схема управлени  (фиг. 3) состоит из компараторов 6 и 14 напр жени , входы которых подключены к сварочному напр жению , выход компаратора 6 подключен кThe control circuit (Fig. 3) consists of voltage comparators 6 and 14, the inputs of which are connected to the welding voltage, the output of the comparator 6 is connected to

0 элементам 7 и 11 временных задержек, выходы которых подключены соответственно к формировател м 8 и 12 импульсов, выходы формирователей 8 и 12 импульсов подключены к элементам 9 и 13 гальванической0 elements 7 and 11 of the time delays, the outputs of which are connected respectively to the driver 8 and 12 pulses, the outputs of the drivers 8 and 12 pulses are connected to the elements 9 and 13 galvanic

5 разв зки, выход компаратора 14 подключен к формирователю 15 импульса по переднему фронту, выход которого подключен к элементу 16 гальванической разв зки; минус блока 10 питани  подключен к минусу сва0 рочного напр жени , а плюс блока 10 питани  через диод V1 подключен к плюсу сварочного напр жени .5, the output of the comparator 14 is connected to the pulse shaper 15 on a leading edge, the output of which is connected to the galvanically isolated element 16; the minus of the power supply unit 10 is connected to the minus of the welding voltage, and the power supply unit 10 is connected via the diode V1 to the plus of the welding voltage.

Устройство дл  электродуговой сварки с принудительными короткими замыкани миDevice for electric arc welding with forced short circuits

5 работает следующим образом.5 works as follows.

После зажигани  дуги через несколько сварочных микроциклов наступает рабочий режим работы устройства, который характеризуетс  относительно стабильной длитель0 ностью сварочных микроциклов.After the arc is ignited after several welding microcycles, the device operates in an operating mode, which is characterized by a relatively stable duration of the welding micro cycles.

За начало микроцикла условно прин то врем  to (фиг. 4). В этот момент рремени начинаетс  снижатьс  напр жение на дуге, так как тиристор VS 4 в источнике 1 питани For the beginning of the microcycle, conditionally accepted time is to (Fig. 4). At this time, the voltage on the arc begins to decrease as the VS 4 thyristor in power supply 1

5 закрыт, конденсатор С1 в силовом регул торе 2 к этому моменту времени зар жен до напр жени  UCB.5 is closed, the capacitor C1 in the power regulator 2 is charged at this time point before the voltage UCB.

В момент времени ti дуга гаснет, напр жение на дуговом промежутке становитс At time ti, the arc extinguishes, the voltage across the arc gap becomes

0 равным Uo, это напр жение поступаете блока 10 питани . После погасани  дуги рассто ние между электродом, движущимс  с посто нной скоростью, и сварочной ванной быстро уменьшаетс  и к моменту времени t20 equal to Uo, this voltage is supplied to power supply unit 10. After the arc extinguishes, the distance between the electrode moving at a constant speed and the welding bath quickly decreases and by the time t2

5 происходит короткое замыкание. Напр жение на дуговом промежутке становитс  меньше Ui, при этом срабатывает компаратор 6, выход которого подключен к элементам 7 и 11 временных задержек. Через врем  ri после срабатывани  компаратора5 a short circuit occurs. The voltage across the arc gap becomes less than Ui, and a comparator 6 is triggered, the output of which is connected to the elements 7 and 11 of the time delays. Through time ri after the operation of the comparator

6 на управл ющий электрод тиристора VD1 поступает импульс, тиристор открываетс  (врем  ts) и через него и короткозамкнутый дуговой промежуток разр жаетс  конденсатор С1. С задержкой га относительно момен- та t2 на управл ющий электрод тиристора VS3 поступает импульс, сформированный формирователем 7. Открываетс  тиристор VS3 и ток через перемычку между электродом 4 и изделием 5 начинает увеличиватьс . Напр жение на перемычке увеличиваетс  как из-за увеличени  тока, так и из-за увеличени  сопротивлени  перемычки.6, a pulse arrives at the control electrode of the thyristor VD1, the thyristor opens (time ts) and through it the short-circuited arc gap discharges capacitor C1. With a delay τ relative to the time t2, the impulse generated by shaper 7 is applied to the control electrode of the thyristor VS3. The thyristor VS3 opens and the current through the jumper between electrode 4 and product 5 begins to increase. The voltage across the jumper wire increases, due to both an increase in current and an increase in jumper resistance.

При достижении напр жени  на перемычке величины Ua (врем  t2) срабатывает компаратор 14, формирователь 15 формирует по переднему фронту импульс, который через гальваническую разв зку 16 поступает на электрод тиристора VD2.When the voltage on the jumper reaches the value Ua (time t2), the comparator 14 is triggered, the shaper 15 forms a pulse on the leading edge, which through the galvanic isolation 16 enters the thyristor electrode VD2.

Через открывшийс  тиристор VD2 боль- ша  часть тока от сварочного источника поступает на зар д конденсатора С1. Ток через перемычку резко уменьшаетс  и ее разрыв происходит при небольшом токе, что  вл етс  одним из основных условий уменьшени  брызгообразовани . После разрушени  перемычки зажигаетс  дуга, конденсатор С1 зар жаетс  через тиристор VD2 до напр жени  UCB, тиристор VD2 закрываетс . На этом работа устройства в дан- ном сварочном микроцикле заканчиваетс , в следующих микроциклах работа устройства происходит аналогично описанному.Through the opened thyristor VD2, most of the current from the welding source goes to the charge of capacitor C1. The current through the jumper is sharply reduced and its rupture occurs with a small current, which is one of the main conditions for reducing splash formation. After the jumper is destroyed, the arc is ignited, the capacitor C1 is charged through the thyristor VD2 to the voltage UCB, the thyristor VD2 closes. The operation of the device in this welding microcycle is completed on this; in the following microcycles, the operation of the device proceeds as described.

В предлагаемом устройстве каждый из составных элементов устройства (молулиро- ванный источник питани , силовой регул тор , схема управлени ) может быть выполнен в нескольких вариантах в зависимости от условий эксплуатации и режимов работы.In the proposed device, each of the constituent elements of the device (molded power source, power regulator, control circuit) can be made in several versions, depending on operating conditions and operating modes.

Модулированный источник питани  может быть выполнен на основе тиристорныхThe modulated power supply can be made on the basis of thyristor

сварочных выпр мителей (типа ВДУ-601, ВДУ-506), в которых производитс  модул ци  задающего напр жени ,welding rectifiers (type VDU-601, VDU-506), in which the modulation of the drive voltage is produced,

Силовой регул тор может быть выполнен в виде транзисторного ключа.The power regulator can be made in the form of a transistor switch.

Вариант вып.олнени  схемы управлени  зависит от типа примененного силового регул тора и типа модулированного источника питани .The control circuit variant depends on the type of power controller used and the type of modulated power supply used.

Предлагаемое устройство может использоватьс  при сварке при обратной пол рности на дуге, а также при сварке на пр мой пол рности.The proposed apparatus can be used in welding with reverse polarity on the arc, as well as in welding in the direct polarity.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает уменьшение разбрызгивани  металла при сварке и имеет более простой силовой регул тор с меньшими тепловыми потер ми и более простую схему управлени . Известные устройства по уменьшению разбрызгивани  металла не получали пока широкого распространени  в промышленности ввиду сложности силовых регул торов и схем управлени . Использование предлагаемого устройства обеспечивает возможность более широкого применени  ввиду простоты силового регул тора и схемы управлени .The proposed device, in comparison with the known one, provides a reduction in metal spatter during welding and has a simpler power regulator with less heat losses and a simpler control circuit. The known devices for reducing metal spraying have not yet received widespread use in industry due to the complexity of power controllers and control circuits. The use of the proposed device allows wider use due to the simplicity of the power controller and control circuit.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  электродуговой сварки с принудительными короткими замыкани ми, содержащее источник сварочного напр жени , силовой регул тор, соединенный со схемой управлени , входы которой подключены на выходы источника сварочного напр жени , отличающеес  тем, что, с целью упрощени  конструкции устройства и уменьшени  разбрызгивани  металла при сварке, источник сварочного напр жени  выполнен с модул цией напр жени , а силовой регул тор подключен к выходам источника сварочного напр жени .Claims An apparatus for forced-arc electric arc welding, comprising a welding voltage source, a power regulator connected to a control circuit, the inputs of which are connected to the outputs of the welding voltage source, characterized in that, in order to simplify the design of the device and reduce splashing metal during welding, the welding voltage source is made with voltage modulation, and the power regulator is connected to the outputs of the welding voltage source. ®«/® "/ Риг. 2Rig. 2 ++ UcBUcB
SU904837266A 1990-06-11 1990-06-11 Apparatus for electric arc welding with forced short circuiting SU1738524A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904837266A SU1738524A1 (en) 1990-06-11 1990-06-11 Apparatus for electric arc welding with forced short circuiting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904837266A SU1738524A1 (en) 1990-06-11 1990-06-11 Apparatus for electric arc welding with forced short circuiting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1738524A1 true SU1738524A1 (en) 1992-06-07

Family

ID=21519835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904837266A SU1738524A1 (en) 1990-06-11 1990-06-11 Apparatus for electric arc welding with forced short circuiting

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1738524A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Ms 329970, кл. В 23 К 9/16, 1970. Патон Б. Е., Лебедев А. В. Управление плавлением и переносом электродного металла при сварке в углекислом газе. - Автоматическа сварка, 1988, № 11, с. 1-5. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900003877B1 (en) Method and device for controlling welding power supply to avoid sputtering of the weld material
US4485293A (en) Short circuit transfer arc welding machine
US4877941A (en) Power supply system for consumable electrode arc welding and method of controlling the same
US4758707A (en) Pulsed arc welding
CN105050761B (en) For the apparatus and method welded with AC waveforms
US3330933A (en) Controlled rectifier welding power source
US4459460A (en) Generator of high current pulses
US5338916A (en) Control circuit for alternating current TIG welder
JPS61186172A (en) Hot wire tig welding method
US3528100A (en) Arc establishing circuit
CA1287120C (en) High frequency arc stabilizer
SU1738524A1 (en) Apparatus for electric arc welding with forced short circuiting
US4485292A (en) Arc blowing control method and apparatus for pulse arc welding
JPH0127825B2 (en)
US3350538A (en) Programmed welding with controlled rectifier welding power source
KR880000950B1 (en) Arc welder for short circuiting
RU2726493C2 (en) Device for pulse-arc welding with heating electrode wire
SU1632676A1 (en) Device for consumable electrode arc spot welding
JPS6064763A (en) Method for controlling output of welding power source accompanying short circut transfer
KR880000949B1 (en) Arc welder for short circuiting
SU1283912A1 (en) Control device for thyristor converter
SU930824A1 (en) Method of electric arc welding with short-circuits of arc gap and device for effecting same
SU1061951A1 (en) Apparatus for arc welding with short-circuits of arc gap
SU1393563A1 (en) Power supply unit for mechanized arc welding
SU1098144A2 (en) Device for short-circuit arc welding