SU791485A1 - Стабилизирующий дроссель дл сварки в защитных газах - Google Patents

Description

Изобретение относится к оборудованию для сварки в защитных газах и может быть использовано при сварке швов любого пространственного положения.

В настоящее время известны стабилизирующие сварочные дроссели [1J, содержащие магнитопровод с намотанной на нем силовой обмоткой и обмоткой управления.

Указанные дроссели не обеспечивают автоматического изменения индуктивности дросселя без _)Q прерывания процесса сварки при изменении тока.

Известен стабилизирующий сварочный дроссель (2], который позволяет устранить упомя- ₁₅ нутый недостаток за счет подключаемого последовательно со сварочной дугой иизкоомного регулировочного сопротивления. Электрическая схема этого дросселя обеспечивает форму кривой тока короткого замыкания с высокой на- _χ чальной скоростью нарастания тока короткого замыкания, которая препятствует формированию перемычки между каплей и ванной и ели-, янию капли электродного металла с ванной.

Это приводит к выбросу крупных капель в начальной стадии процесса короткого замыкания, происходит так называемое ’ грубое разбрызгивание.

Известен также стабилизирующий дроссель для сварки в защитных газах постоянным током с периодическими короткими замыканиями дугового промежутка, содержащий магнитопровод с силовой обмоткой и секционированной обмоткой управления, тиристоры, электрически соединенные с указанными секциями, причем один из тиристоров подсоединен к общей точке секций, батарею конденсаторов, подключенную одной обкладкой к одной из секций, а другой - к общей точке соединения анода и катода указанных тиристоров, схемы управления тиристорами, выполненные на соединенных последовательно диоде, регулируемом резисторе и емкости конденсатора [3].

Однако этот дроссель эффектавно снижает разбрызгивание только на токах до 180-250 А.

При повышенных токах, например 280-400 А, наблюдается повышенное разбрызгивание электродного металла.

Целью изобретения является повышение качества сварки путем уменьшения разбрызгивания расплавленного металла при сварке на повышенных токах.

Цель достигается тем, что в схему управления тиристора, соединенного с общей точкой секций, введен стабилитрон, при этом емкость конденсатора подключена к дуговому промежутку, а стабилитрон подключен параллельно этой емкости.

На фиг. 1 представлена электрическая схема предложенного стабилизирующего дросселя; на фиг. 2 — кривые изменения тока короткого замыкания и напряжения на дуге при сварке со стабилизирующим дросселем предлагаемой конструкции.

Предлагаемый стабилизирующий дроссель для сварки в защитных газах содержит магнитопровод 1 с регулируемым воздушным зазором, силовую обмотку 2, секции 3 и 4 обмотки управления, тиристоры 5 и 6, батарею 7 конденсаторов с регулируемой емкостью, диоды 8, регулируемые сопротивления 9,10, конденсатор 11, стабилитрон 12, сопротивление 13, диод 14, регулируемое сопротивление 15, диод 16 и кон- . деисатор 17.

Силовая обмотка 2 включена в сварочную цепь последовательно сварочной дуге. В секции 3 и 4 обмотки управления включены последовательно регулируемое сопротивление 10, тирис· тор 6 и батарея 7 конденсаторов с регулируемой емкостью, которая через тиристор 5 подключена параллельно секционированной обмотке управления.

Батарея 7 конденсаторов служит для накопления энергии, необходимой для формирования , провала в кривой тока короткого замыкания. Тиристоры 5 и 6 предназначены для управления моментами начала разрядки и зарядки батареи 7 конденсаторов. Регулируемые сопротивления 15 и 18 установлены для ограничения импульсов тока в цепях управления тиристоров, а диоды 8 и 16 для запирания цепей управления в обратном направлении. Стабилитрон 12 служиг для ограничения зарядки конденсатора 11, подключенного параллельно дуговому промежутку, до напряжения срабатывания стабилитрона, а конденсатор. 11 - для создания импульса тока через управляющий электрод тиристора 5 в начальный момент короткого замыкания дугового промежутка. Диод 14 предотвращает разрядку конденсатора 11 в момент короткого замыкания через сопротивление 13, а не через цепь управления тиристором 5.

Сопротивление 9 и конденсатор 17 служит для задержки импульса тока через отпирающий электрод тиристора 6.

Стабилизирующий дроссель для сварки в защитных газах работает следующим образом.

В момент времени, соответствующий началу короткого замыкания дугового промежутка ₅ каплей электродного металла, конденсатор 11, предварительно заряженный от дугового промежутка через сопротивление 13 и диод 14 до напряжения срабатывания стабилитрона 12, разряжается через управляющий электрод тиЮ ристора 5 и короткозамкнутый дуговой промежуток.

В результате кратковременного импульса тока через управляющий электрод тиристор. 5 отпирается, и батарея 7 конденсаторов, предва15 рительно заряженная в процессе предыдущего короткого замыкания полярностью, указанной на фиг. 1, разряжается по цепи 7-5-3—7.

Разрядный ток, протекая по секции 3 обмот2о кн управления, в процессе своего нарастания наводит в силовой обмотке 2 ЭДС взаимоиндукции, направленную навстречу напряжению источника питания сварочной дуги, что приводит к формированию провала на ^кривой тока 25 короткого замыкания (участок а-б-в кривой тока на фиг. 2).

Далее, в процессе нарастания протекающего по силовой обмотке 2 тока короткого замыкания в секциях 3 и 4 обмотки управления на30 водится ЭДС взаимоиндукции, направленная к зажимам, отмеченным на фиг. 1 крестами. Под действием ЭДС, наводимой в секции 3, слабый ток, протекающий через диод 8 и регулируемые сопротивления 9 .и 18 по цепи 3-8—9—18-7—3.

с задержкой, обусловленной регулируемым сопротивлением 9 и конденсатором 17, отпирает тиристор 6. Происходит зарядка батареи 7 конденсаторов по цепи 3-4-10-6-7-3 до напряжения, равного суммарной ЭДС, наводимой в

4₀ секциях 3 и 4 обмотки управления, после чего тиристор 6 запирается. В процессе зарядки батареи 7 конденсаторов на кривой тока формируется всплеск (участок в-г—д кривой тока на фиг. 2), заканчивающийся до возбуждения дуги. В дальнейшем процесс систематически повторяется при каждом коротком замыкании.

Преимущество предлагаемого стабилизирующего дросселя для сварки в защитных газах в сравнении с прототипом заключается в том, ₅₀ что, благодаря снижению тока в начальной стадии короткого замыкания, исключается выброс крупных капель, особенно при сварке на токах выше критического и пространственных положениях шва, ?.) отличных от нижнего. Исключение ₅₅ выброса крупных капель, приваривающихся к поверхности свариваемого изделия, сокращает трудоемкую операцию зачистки.

Кроме того, снижаются потери электродного металла на разбрызгивание и улучшается фор- .

мирование швов, свариваемых в положении, отличном от нижнего.

По результатам проведенных экспериментов потери металла на разбрызгивание снижаются с 12-15 до 5-6%, при этом практически отпа- '5 дает необходимость в выполнении зачистки изделий¹ от приварившихся брызг.

Claims (3)

1. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ДЮССЕ.ПЬ ДЛЯ СВАРКИ Изобретение относитс  к оборудованию дл  сварки в защитных газах и может быть исполь зовано при сварке швов любого пространственного положени . В насто щее врем  известны стабилизирующи сварочные дроссели 1, содержащие магнит опр вод с намотанной на нем силовой обмоткой и обмоткой управлени . Указанные дроссели не обеспечивают автомат ческого изменени  индуктивности дроссел  без прерывани  процесса сварки при изменении тока . Известен стабилизирующий сварочный дроссель 2, которьй позвол ет устранить упом нуть1й недостаток за счет подключаемого после довательно со сварочной дугой низкоомного регулировочного сопротивлени . Электрическа  схема этого дроссел  обеспечивает форму кривой тока короткого замыкани  с высокой нача )1ьной. скоростью нарастани  тока короткого замыкани , котора  преп тств ует формированию перемычки между каплей и ванной и спи-.  нию капли электродного металла с ванной. В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ Это приводит к выбросу крупных капель в начальной стадии процесса короткого замыкани , происходит так называемое грубое разбрызгивание . Известен также стабилизирующий дроссель дл  сварки в защитных газах посто нным током с периодическими короткими замыкани ми дугового промежутка, содержащий магнитопровод с силовой обмоткой и секционированной обмоткой управлени , тиристоры, электрически соединенные с yKa3aHHbiNm секци ми, причем один из тиристоров подсоединен к общей точке секций, батарею конденсахоров, подключенную одной обкладкой к одной из секций , а другой - к общей точке соединени  анода и катода указанных тиристоров, схемы управлени  тиристорами, выполненные т соединенных последовательно диоде, регулируемом резисторе и емкости конденсатора 3. Однако этот дроссель эффективно снижает разбрызгивание только на токах до 180-250 А. При повыщенных токах, например 280-400 А, наблюдаетс  повыщенное разбрызгивание электродного металла. 37 Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварки путем уменьшени  разбрызгивани  расплавленного металла при сварке на повышенных токах. Цель достигаетс  тем, что в схему управлени  тиристора, соединенного с общей точкой секций, введен стабилитрон, при этом емкость конденсатора подключена к дуговому промежутку , а стабилитрон подключен параллельно этой емкости. На фиг. 1 представлена электрическа  схема предложенного стабилизирующего дроссел ; на фиг. 2 - кривые изменени  тока короткого замыкани  и напр жени  на дуге при сварке со стабилимрующим дросселем предлагаемой конструкции. Предлагаемый стабилизирующий дроссель дл  сварки в защитных газах содержит магнитопровод 1 с регулируемым воздушным зазором, силовую обмотку 2, секции 3 и 4 обмотки управлени , тиристоры 5 и 6, батарею 7 конденсаторов с регулируемой емкостью, диоды 8, регулируемые сопротивлени  9,10, конденсатор 11, стабилитрон 12, сопротивление 13, диод 14, регулируемое сопротивление 15, диод 16 и кондеисатор 17. Силова  обмотка 2 включена в сварочную цепь последовательно сварочной дуге. В секции 3 и 4 обмотки управлени  включены последовательно регулируемое сопротивление 10, тиpиc тор 6 и батаре  7 конденсаторов с регулируемой емкостью, котора  через тиристор 5 подключена параллельно секционироващой обмотке управлени . Батаре  7 конденсаторов служит дл  накоплени  энергии, необходимой дл  формировани  провала в кривой toKa короткого замыкани . Тиристоры 5 и 6 предназначеныдл  управлени  моментами начала разр дки и зар дки батареи 7 конденсаторов. Регулируемые сопротивлени  15 и 18 установлены дл  ограничени  импульсов тока в цеп х управлени  тиристоров, а диоды 8 и 16 дл  запирани  цепей управлени  в обратном направлении. Стабилитрон 12 слу- жит дл  ограничени  зар дки конденсатора 11, подключенного параллельно дуговому промежутку , до напр жени  срабатьшани  стабилитрона , а конденсатор. 11 - дл  создани  импульса тока через управл ющий электрод тирис тора 5 в начальный момент короткого замьжа ни  дугового промежутка. Диод 14 предотвращает разр дку конденсатора 11 в момент короткого замыкани  через сопротивление 13, а не через цепь управлени  тиристором 5. Сопротивление 9 и конденсатор 17 служит дл  задержки импульса тока через отпирающий электрод тиристора 6. Стабилизирующий дроссель дл  сварки в защитнь1х газах работает следующим образом. В момент времени, соответствующий началу короткого замыкани  дугового промежутка каплей электродного металла«конденсатор 11, предварительно зар женный от дугового промежутка через сопротивление 13 и диод 14 до напр жени  срабатывани  стабилитрона 12, разр жаетс  через управл ющий электрод тиристора 5 и короткозамкнутый дуговой промежуток . 8 результате кратковременного импульса тока через управл ющий электрод тиристор. 5 отпираетс , и батаре  7 конденсаторов, предварительно зар женна  в процессе предыдущего короткого замыкани  пол рностью, указанной на фиг. 1, разр жаетс  по цепи 7-5-3-7. Разр дный ток, протека  по секции 3 обмотки управлени , в процессе своего нарастани  наводит в силовой обмотке 2 ЭДС взаимоиндукции , направленную навстречу напр жению источника питани  сварочной дуги, что приводит к формированию провала на кривой тока короткого замыкани  (участок а-б-в кривой тока на фиг. 2). Далее, в процессе нарастани  протекающего по силовой обмотке 2 тока короткого замыкани  в секци х 3 и 4 обмотки управлени  наводитс  ЭДС взаимошаду1сцй1, направленна  к зажимам, отмеченным на фиг. 1 крестами. Под действием ЭДС, наводимой в секции 3, слабый ток, протекающий через диод 8 и регулируемые сопротивлени  9 .и 18 по цепи 3-8-9-18-7-Э, с задержкой, обусловленной регулируемым сопротивлением 9 и конденсатором 17, отпирает тиристор 6. Происходат зар дка батареи 7 конденсаторов по цепи 3-4-10-6-7-3 до напр жени , равного суммарной ЭДС, наводимой в секци х 3 и 4 обмотки управлени , после чего тиристор 6 запираетс . В процессе зар дки батареи 7 конденсаторов на кривой тока формируетс  всплеск (участок в-г-д кривой тока на фиг. 2), закашшвающийс  до возбуждени  дуги. D дальнейшем процесс систематически повтор етс  при каждом коротком замыкании. Преимущество предлагаемого стабилизирующего дроссел  дл  сварки в защитных газах в сравнении с прототипом заключаетс  в том, что, благодар  снижению тока в начальной стадии короткого замыкани , исключаетс  выброс крупных капель, особенно при сварке на токах выше критического и пространственных положе ш xцшa ,Г; отличных от нижнего. Исключение выброса крупных капель, приваривающихс  к повермгости свариваемого издели , сокращает трудоемкую операцию зачистки. Кроме того, снижаютс  потери электродного металла на разбрызгивание и улучшаетс  фор- . мирование швов, свариваемых в положешш, отличном от нижнего. По результатам проведенных экспе жментов потери металла на разбрызгивание снижаютс  с 12-15 до 5-6%, при этом практически отпадает необходимость в вьтолиенин зачистки изделийот приварившихс брызг. Формула изобретени  Стабилизирующий дроссель дл  сварки в защитных газах посто нным током с периодическими короткими замыкани ми дугового про межутка, содержащий Магш1то11ровод с силовой обмоткой и секционированной обмоткой управлени , тиристоры, электрически соединенные с указанными секци ми, причем один из тиристоров подсоединен к общей точке секций, батарею, конденсаторов, подключеиную одной обкладкой к одной из секций, а другой -Ю 7 54 щей точке соеданени  анода и катода указанных тиристоров, схемы управлени  тиристорами, выполненные на соединенных последовательно диоде , регулируемом резиспгоре и емкости ковденсатора , отличающийс  тем, что, с целью повышени  каадства сварки путем уменьшени  разбрызгивани  рас шавленного металла преимущественно при сварке на повышенньи токах , в схему управлени  тиристора, соединенного с общей точкой секций, введен стабилитрон, при этом указанна  емкость конденсатора подключена к дуговому промежутку, а стабилитрон подключенпараллельно этой емкости. Источники информации, «фин тые во внимание при экспертизе 1.)ское свидетельство СССР № 407675 кл. В 23 К 9/00, 1972.
2. 2.ABTOfWKoe свидетельство СССР № 490591 кл. В 23 К 9/00, 1974.
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке 2491178, кл. В 23 К 9/00, 1977.