SU44614A1

SU44614A1 - Device for spot electric welding

Info

Publication number: SU44614A1
Application number: SU143393A
Authority: SU
Inventors: Г.И. Бабат
Original assignee: Г.И. Бабат
Filing date: 1934-03-05
Publication date: 1935-10-31

Description

Предметом насто щего изобретени вл етс устройство дл точечной электрической сварки, которое имеет особенно большое значение дл сварки металлов, резко мен ющих свои свойства при перегреве.An object of the present invention is a device for spot electric welding, which is particularly important for welding metals that drastically change their properties when overheated.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство. Сущность его заключаетс в следующем.The drawing schematically shows the proposed device. Its essence is as follows.

От сети переменного тока 1 подводитс напр жение к повышающему трансформатору 2. Концы его вторичной обмотки присоединены к анодам трехэлектродных ламп 3 и 4. В качестве последних могут быть применены, например , модул торные, генераторные и тому подобные лампы. При помощи этих ламп зар жаетс конденсатор 5 с утечкой, включенный по двухполупериодной выпр мительной схеме между средней точкой трансформатора и накалом ламп.AC 1 is supplied with voltage to step-up transformer 2. The ends of its secondary winding are connected to the anodes of three-electrode lamps 3 and 4. As the latter, for example, modulator, generator and the like can be used. Using these lamps, a capacitor 5 with a leakage is charged, connected in a full-wave rectifier circuit between the middle point of the transformer and the heat of the lamps.

В качестве сварочного трансформатора применен трансформатор 6, вторична обмотка которого снабжена электродами 7, зажимающими подлежащие сварке детали.A transformer 6 is used as a welding transformer, the secondary winding of which is equipped with electrodes 7, which clamp the parts to be welded.

Через первичную (высоковольтную) обмотку 19 сварочного трансформатора с помощью ионной лампы 9 может быть разр жен конденсатор 5.A capacitor 5 can be discharged through the primary (high voltage) winding 19 of the welding transformer using an ion lamp 9.

(307)(307)

Работа предлагаемого устройства протекает следующим образом. Посредством ламп 3 и 4 конденсатор 5 зар жаетс до какого-то определенного напр жени и если указанные лампы имеют относительно „бесхвостные характеристики (таковы, например, генераторные лампы) и изол ци конденсатора 5 не слишком высока (в некоторых случа х можно дл этого включить параллельно конденсатору специальное сопротивление утечки), то тогда можно дать следующую приближенную формулу дл величины напр жени , до которого зар дитс конденсаторThe operation of the proposed device proceeds as follows. By means of lamps 3 and 4, the capacitor 5 is charged to a certain voltage and if these lamps have relatively tailless characteristics (such as, for example, generator lamps) and the insulation of the capacitor 5 is not too high (in some cases it is possible to turn on parallel to the capacitor, special leakage resistance), then the following approximate formula can be given for the magnitude of the voltage to which the capacitor is charged

..

В этой формуле Vg-напр жение конденсатора с утечкой, -амплитуда переменного напр жени на каждой из половин высоковольтной обмотки трансформатора 2, А - коэфициент усилени ламп 3 и 4 и Eg - отрицательное смещение на сетках ламп.In this formula, the Vg-voltage of a capacitor with leakage is the amplitude of the alternating voltage on each of the halves of the high-voltage winding of the transformer 2, A is the gain of lamps 3 and 4, and Eg is the negative bias on the grids of the lamps.

Из этой формулы видно, что, мен величину сеточного напр жени смещени , можно регулировать то на. пр жение, от которого будет зар жатьс конденсатор 5.From this formula, it can be seen that, by varying the magnitude of the grid bias voltage, it can be regulated then on. the voltage from which the capacitor 5 will be charged.

Энерги , запасаема в конденсаторе 5, может быть вычислена по формулеThe energy stored in the capacitor 5 can be calculated by the formula

7 V -7 V -

где С-емкость конденсатора в микрофарадах .where C is the capacitance of the condenser in microfarads.

Если, к примеру, вз ть и , то запасенна в конденсаторе энерги будет равн тьс 5000 втсек.If, for example, it is taken and, then the energy stored in the condenser will be 5000 volts.

Напр жение сеточного смешени подаетс на лампы 3 и 4 с помощью двух отдельных источников nocTpfiHного тока (батарей) 16 и 17. Напр жение источника посто нного тока выбрано так, что оно значительно больше The grid mixing voltage is supplied to lamps 3 and 4 using two separate nocTpfiH current sources (batteries) 16 and 17. The voltage of the direct current source is chosen so that it is much higher

-. Поэтому, когда батаре 16 замкнута на сопротивление 15, лампы 3 и 4 заперты (т. е. ток через них течь не может ). Когда же кнопка 12 разомкнута, напр жение батареи 16 частично компенсирует отрицательное напр жение батареи 17, и конденсатор 5 может зар жатьс до какого-то определенного напр жени , измер емого вольтметром 21. Последний возможно проградуировать непосредственно Б джоул х запасаемой в конденсаторе 5 энергии.-. Therefore, when battery 16 is shorted to resistance 15, lamps 3 and 4 are locked (i.e., no current can flow through them). When button 12 is open, the voltage of battery 16 partially compensates for the negative voltage of battery 17, and capacitor 5 can be charged to a certain voltage measured by a voltmeter 21. The latter can be calibrated directly to the joule stored in energy 5.

С помощью потенциометра 18 можно мен ть величину отрицательного смещени на сетках ламп 3 и 4 и таким образом варьировать величину запасенной в конденсаторе 5 энергии.Using the potentiometer 18, it is possible to change the magnitude of the negative bias on the grids of the lamps 3 and 4 and thus to vary the amount of energy stored in the capacitor 5.

Дл пропускани запасенной в конденсаторе энергии через сварочный трансформатор служит ионна лампа 9.An ion lamp 9 is used to pass the energy stored in the capacitor through the welding transformer.

Последн имеет жидкий ртутный катод 20, в который погружен металлический штифт П, пружинно укрепленный в отростке баллона лампы.The latter has a liquid mercury cathode 20, in which a metal pin P is immersed, spring-fixed in the process of the lamp balloon.

При пропускании тока через электромагнит 10 корь 11 прит гиваетс к нему и штифт выходит на поверхность ртути.When current is passed through the electromagnet 10, the measles 11 is attracted to it and the pin goes to the surface of the mercury.

Когда штифт погружен в ртуть, то через него от батареи 14 течет ток. При прит жении же штифта магнитом 10 он выходит из соприкосновени с поверхностью ртути, но благодар наличию индуктивности 13 ток батареи 14 продолжает течь, причем наWhen the pin is immersed in mercury, current flows from the battery 14 through it. When a pin 10 is attracted by a magnet 10, it comes out of contact with the surface of mercury, but due to the inductance 13, the current of the battery 14 continues to flow, and at

поверхности ртути образуетс катодное п тно.The surface of the mercury forms a cathode spot.

Благодар этому между катодом 20 и главным анодом 22 зажигаетс дуга и разр д конденсатора 5 протекает через первичную обмотку 19 сварочного трансформатора 6. Через низковольтную обмотку трансформатор 6 при этом пройдет импульс тока большой силы, который и сварит зажатые между электродами 7 детали.Due to this, between the cathode 20 and the main anode 22, an arc is ignited and the discharge of the capacitor 5 flows through the primary winding 19 of the welding transformer 6. The low-voltage winding of the transformer 6 will pass a large current pulse, which will weld the parts clamped between the electrodes 7.

Если активное сопротивление высоковольтной обмотки 19 выбрано достаточно малым, то наибольша часть запасенной в конденсаторе 5 энергии выделитс в месте сварки свариваемых предметов, зажатых между электродами 7.If the active resistance of the high-voltage winding 19 is chosen sufficiently small, then the largest part of the energy stored in the capacitor 5 will be released at the welding point of the welded objects clamped between the electrodes 7.

Врем разр да конденсатора зависит от величины емкости С и от индуктивности в разр дной цепи. В данном случае индуктивность разр дной цепи составл етс из самоиндукции рассе ни трансформатора 6 и включенной последовательности с лампой 9 регулируемой индуктивности 8.The discharge time of a capacitor depends on the size of capacitance C and on the inductance in the discharge circuit. In this case, the inductance of the discharge circuit consists of the self-induction of the scattering of the transformer 6 and the switched on sequence with the lamp 9 of the adjustable inductance 8.

С уменьшением индуктивности в разр дной цепи врем разр да конденсаора 5 падает, амплитуда волны тока, проход щего при разр де через обмотку 19, сильно возрастает.With a decrease in inductance in the discharge circuit, the discharge time of the capacitor 5 drops, the amplitude of the current wave passing through the discharge through the winding 19, greatly increases.

Дл того, чтобы регулфовать в требуемых пределах значение этой амплиуды , а вместе с тем и врем разр да в схеме применена регулируема индуктивность 8. В.качестве последней может быть использована катушка самоиндукции с подвижным железным сердечником и т. п.In order to regulate within the required limits the value of this amplitude, and at the same time, the discharge time in the circuit, an inductance 8 is applied. In the quality of the latter, a self-induction coil with a moving iron core, etc. can be used.

Дл того, чтобы при разр де конденсатора 5 трансформатор 2 не замыкалс накоротко через лампы 6 и 4 применено следующее устройство. При нажатии кнопки 12 компенсирующа батаре 16 замыкаетс на сопротивление 15. Благодар этому на сетки ламп 3 и 4 задаетс большое отрицательное смещение и лампы запираютс .In order for the transformer 5 to discharge the transformer 2 not to short-circuit through lamps 6 and 4, the following device is used. When the button 12 is pressed, the compensating battery 16 closes on the resistance 15. Thereby, a large negative bias is applied to the grids of the lamps 3 and 4 and the lamps are locked.

При нажатии кнопки 12 ток батареи 16 проходит также через первичную обмотку трансформатора 23. По обмотке электромагнита 10, соединенного со втог ричной обмоткой трансформатора 23, при этом проходит импульс тока, штифт 11 на мгновение выходит изWhen the button 12 is pressed, the current of the battery 16 also passes through the primary winding of the transformer 23. On the winding of the electromagnet 10 connected to the injected winding of the transformer 23, a current pulse passes, the pin 11 momentarily goes out of

ртути и на поверхности последней по вл етс катодное п тно, вызывающее зажигание дуги между катодом и главным анодом 22 и разр д конденсатора 5 на первичную обмотку сварочного трансформатора . После разр да катодное п тно потухает.A cathode spot appears on the surface of the mercury and on the surface of the latter, causing ignition of the arc between the cathode and the main anode 22 and discharge of the capacitor 5 to the primary winding of the welding transformer. After the discharge, the cathode spot goes out.

Когда затем кнопка 12 размыкаетс , сетки ламп 3 и 4 отпираютс и конденсатор 5 снова начинает зар жатьс . При новом нажатии кнопки 12 процесс повтор етс .When the button 12 is then opened, the grids of the lamps 3 and 4 are unlocked and the capacitor 5 starts charging again. When the button 12 is pressed again, the process is repeated.

Купроксный выпр митель 24, шунти рующий обмотку трансформатора 23, служит дл того, чтобы не допустить прохождени импульса тока в обмотке электромагнита 10 при размыкании кнопки 12. Это могло бы повести к возникновению катодного п тна при незапертых лампах 3 и 4, следствием чего вилось бы замыкание высоковольтного трансформатора на лампы 3 и 4 через цепь с ничтожным сопротивлением.A cuprope rectifier 24 shunting the winding of the transformer 23 serves to prevent the current pulse from passing in the winding of the electromagnet 10 when the button 12 is opened. This could lead to a cathode spot with unlocked lamps 3 and 4, resulting in short-circuit of the high-voltage transformer to the lamp 3 and 4 through a circuit with a negligible resistance.

Предлагаемое в насто щей за вке устройство дл точечной сварки имеет следующие преимущества по сравнению с уже общеизвестными типами сварочных устройств:The device for spot welding offered in the present application has the following advantages in comparison with the well-known types of welding devices:

1.Процесс сварки происходит в весьма короткий промежуток времени (пор дка тыс чных долей секунды), благодар чему свариваемый металл не успевает ни отжечьс , ни отпуститьс , ни вообще как-либо изменить свою структуру. Этим должно обеспечиватьс высокое качество сварного шва.1. The welding process takes place in a very short period of time (about a thousand fractions of a second), due to which the metal being welded does not have time to either anneal, release, or change its structure in any way. This should ensure the high quality of the weld.

2.Энерги , подводима к каждой свариваемой точке, имеет строго посто нную величину, вследствие чего возможно получение весьма однородного щва.2. Energies, brought to each welded point, has a strictly constant value, as a result of which it is possible to obtain a very homogeneous schV.

3.Величина энергии, затрачиваемой на каждую точку, легко может быть регулируема в сакых широких пределах , что должно позволить выбрать необходимый режим сварки дл разных сортов металла, толщины листов и т. д.3. The amount of energy expended on each point can easily be regulated within such wide limits, which should allow choosing the required welding mode for different grades of metal, sheet thickness, etc.

4.Наконец, весьма важным преимуществом предлагаемого сварочного устройства должно витьс то, что оно4. Finally, a very important advantage of the proposed welding device is that it

создает совершенно равномерную нагрузку силовой сети переменного тока.creates a completely uniform load of the AC power network.

Так как зар д конденсатора происходит почти непрерывно, то мощность силовой линии дл питани предлагаемого сварочного устройства может быть вз та во много раз меньше, чем дл обычного сварочного устройства, нагружающего силовую сеть отдельными рывками.Since the charge of the capacitor takes place almost continuously, the power of the power line for supplying the proposed welding device can be taken many times less than for a conventional welding device loading the power network in separate jerks.

Кроме того предлагаемое устройство может быть выполнено с питанием от сети трехфазного тока (дл этого стоит только высоковольтный трансформатор 2 сделать трехфазным). Это также вл етс большим преимуществом по сравнению с обычными сварочными машинами, которые всегда выполн ютс однофазными и тем самым создают большую максимальную нагрузку.In addition, the proposed device can be made with three-phase current supply (for this it is necessary only to make three-phase transformer 3-phase). This is also a great advantage over conventional welding machines, which are always single-phase and thus create a greater maximum load.

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Claims

1. A device for spot electric welding, characterized by the use of a capacitor 5 with leakage, charged to a certain potential difference by means of three-electrode lamps 3 and 4 and discharged by an ion lamp 9 through the primary winding 19 of a welding transformer.

2. The form of the device according to claim 1, characterized in that to adjust the amount of energy stored each time in the capacitor 5, a negative bias voltage is set on the lamp grids, the magnitude of which can be adjusted, thus changing the cut-off angle, and therefore the magnitude of the voltage at which the capacitor 5 is charged.

3. An embodiment according to claim 1, characterized in that in order to prevent the high-voltage transformer 2 from being short-circuited through lamps 3 and 4 and lamp 9, button 12 is applied, when pressed, the compensating battery 16 closes, thereby exciting the cathode spot in the lamp 9 occurs only after the lamps 3 and 4 are locked.