UA45664A

UA45664A - ARC WELDING DEVICE

Info

Publication number: UA45664A
Application number: UA2001053557A
Authority: UA
Inventors: Володимир Олександрович Кучеренко; Владимир Александрович Кучеренко
Original assignee: Національний Технічний Університет України "Київський Політехнічний Інститут"; Национальний Техничний Университет України "Київський Политехничний Институт"
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2002-04-15

Abstract

The invention relates to the arc welding, in particular to the direct current sources of electrical welding arc. At the heart of the invention is the task of creation of the device for arc welding with improved technological, technical and economic parameters. This object is achieved by the manufacture of the device including an input rectifier with inputs for connection to the mains supply, keys, welding transformer, condensers, output rectifier, diode, throttle, clamps, one side of the primary winding of the welding transformer being connected to the common point of the series condensers, one side of which is connected through the key to the output of the input rectifier and other side being connected through another key to another output of the input rectifier, and another side of the primary winding of the welding transformer has an outlet for connection to the neutral wire of the mains supply, the secondary winding being connected in parallel through the output rectifier, condenser, diode and in series through the throttle to the clamps for connection with the arc space. Offered invention allows to get significant economic benefit at the expense of improvement of the quality of a welded joint, decrease of consumption of welding materials and electrical energy, and also consumption of electrotechnical materials during manufacture of this source of welding current. This source of power may be used in all fields where the arc welding is required.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід, має відношення до дугового зварювання, зокрема до джерел живлення електричної зварювальної 2 дуги постійним струмом.The invention is related to arc welding, in particular to power sources of electric welding arc 2 with direct current.

Відомо пристрій, який забезпечує зварювання постійним струмом (Патон Б. Е. Технология злектрической сварки металлов и сплавов плавлением, - М.: "Машиностроение", 1974. - с. 388). Вказаний пристрій складається зі зварювального трансформатора, блока вентилів, дроселя. Однак, подібним пристроям властиві висока вага та габарити: зварювальний випрямляч на струм ЗООА важить біля 230Ккг.A device that provides direct current welding is known (Paton B.E. Technology of electric welding of metals and fusion metals, - M.: "Mashinostroenie", 1974. - p. 388). This device consists of a welding transformer, a block of valves, a choke. However, similar devices are characterized by high weight and dimensions: the ZOOA welding rectifier weighs about 230 kg.

Основна вага у вказаному пристрої припадає на зварювальний трансформатор, габарити та вага якого зумовлені стандартною частотою загальної мережі живлення (50Гц) і не можуть бути істотно зменшені при збереженні обумовлених вихідних параметрів.The main weight in the specified device falls on the welding transformer, the dimensions and weight of which are determined by the standard frequency of the general power network (50Hz) and cannot be significantly reduced while maintaining the specified output parameters.

Найбільш близьким за технічною суттю є пристрій на базі імпульсних перетворювачів постійного струму (А. б. СРСР Мо1252097 МКЛУ: В23КО/00 Пентегов І. В. та ін. "Пристрій для дугового зварювання"). Цей пристрій містить вхідний випрямляч з входами для підключення до мережі живлення, фільтри-конденсатори, ключі, конденсатор, зварювальний трансформатор, додаткові конденсатори, вихідний випрямляч, діоди, дросель, клеми. Навантаження в даному пристрої повинно бути підключено послідовно через дві робочі конденсаторні батареї.The closest in terms of technical essence is a device based on impulse DC converters (A. b. USSR Mo1252097 MKLU: В23KO/00 I. V. Pentegov et al. "A device for arc welding"). This device contains an input rectifier with inputs for connecting to the power network, capacitor filters, keys, a capacitor, a welding transformer, additional capacitors, an output rectifier, diodes, a choke, terminals. The load in this device must be connected in series through two working capacitor banks.

Недоліком цього пристрою є наявність додаткових конденсаторів, що призводить до неефективних втрат електроенергії, збільшення ваги та вартості пристрою, а головне - ускладнюється налагодження режимів роботи пристрою.The disadvantage of this device is the presence of additional capacitors, which leads to inefficient losses of electricity, an increase in the weight and cost of the device, and most importantly - it complicates the adjustment of the device's operating modes.

В основу винаходу поставлено задачу пристрій для дугового зварювання шляхом виключення додаткових конденсаторів та введенням нових зв'язків між елементами пристрою забезпечити покращеними технологічними властивостями, зменшеними втратами зварювальних матеріалів та електроенергії а також зниженими 29 витратами електротехнічних матеріалів при виготовленні запропонованого пристрою. «The invention is based on the task of a device for arc welding by eliminating additional capacitors and introducing new connections between the device elements to provide improved technological properties, reduced losses of welding materials and electricity, as well as reduced 29 costs of electrical materials in the manufacture of the proposed device. "

Поставлена задача досягається тим, що у запропонованому пристрої, що містить вхідний випрямляч з входами для підключення до мережі живлення, ключі, зварювальний трансформатор, конденсатори, вихідний випрямляч, діод, дросель, клеми, новим є те, що з пристрою виключено додаткові конденсатори, а первинна обмотка зварювального трансформатора одним кінцем з'єднана з загальною точкою конденсаторів з'єднаних З послідовно між собою та підключених з однієї сторони через ключ до вивода вхідного випрямляча, з іншої (се) сторони конденсатори підключені через інший ключ до іншого вивода вхідного випрямляча, а інший кінець первинної обмотки зварювального трансформатора має вивід для підключення до нульового дроту мережі ї-о живлення, при цьому вторинна обмотка зварювального трансформатора підключена паралельно через вихідний М випрямляч, конденсатор, діод і послідовно через дросель до клем для з'єднання з дуговим проміжком.The task is achieved by the fact that in the proposed device, which contains an input rectifier with inputs for connecting to the power network, keys, a welding transformer, capacitors, an output rectifier, a diode, a choke, terminals, the new thing is that additional capacitors are excluded from the device, and the primary winding of the welding transformer is connected at one end to the common point of capacitors connected in series with each other and connected on one side through a key to the output of the input rectifier, on the other (se) side, the capacitors are connected through another key to another output of the input rectifier, and the other end of the primary winding of the welding transformer has a terminal for connection to the neutral wire of the power supply network, while the secondary winding of the welding transformer is connected in parallel through the output M rectifier, capacitor, diode and in series through the choke to the terminals for connection to the arc gap.

Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу і технічним результатом полягає в тому, що З введення вищенаведених нових ознак разом з відомими ознаками забезпечує винахід кращими технологічними властивостями, зменшеними втратами зварювальних матеріалів та електроенергії, зниженими витратами електротехнічних матеріалів при виготовленні запропонованого пристрою. « й На Фіг. зображена принципова електрична схема пристрою для дугового зварювання. -оThe cause-and-effect relationship between the set of features of the invention and the technical result is that the introduction of the above new features together with the known features provides the invention with better technological properties, reduced losses of welding materials and electricity, reduced costs of electrical materials in the manufacture of the proposed device. " and in Fig. shows the basic electrical diagram of the device for arc welding. -at

Пристрій для дугового зварювання включає: вхідний випрямляч 1, ключі 2, З, конденсатори 4, 5, с зварювальний трансформатор 6, вихідний випрямляч 7, конденсатор 8, діод 9, дросель 10, клеми 11, блок :з» керування 12 дією ключів 2, З та кнопка "Пуск" 13.The device for arc welding includes: input rectifier 1, keys 2, C, capacitors 4, 5, c welding transformer 6, output rectifier 7, capacitor 8, diode 9, choke 10, terminals 11, control unit 12 by the action of keys 2 , Z and the "Start" button 13.

Первинна обмотка зварювального трансформатора б одним кінцем з'єднана з загальною точкою конденсаторів 4 та 5, з'єднаних послідовно між собою та підключених з однієї сторони через ключ 2 до вивода їз 15 вхідного випрямляча 1, з іншої сторони конденсатори 4,5 підключені через інший ключ З до іншого вивода вхідного випрямляча 1, а інший кінець первинної обмотки зварювального трансформатора 6 має вивід для 1 підключення до нульового дроту мережі живлення, при цьому вторинна обмотка зварювального б» трансформатора 6 підключена паралельно через вихідний випрямляч 7, конденсатор 8, діод 9 і послідовно через дросель 10 до клем 11 для з'єднання з дуговим проміжком. Блок керування 12 з'єднаний з ключами 2 та 3, (о) 50 кнопкою "Пуск" 13 та мережею живлення.The primary winding of the welding transformer b is connected at one end to the common point of capacitors 4 and 5, connected in series with each other and connected on one side through key 2 to terminal 15 of input rectifier 1, on the other side, capacitors 4,5 are connected through the other key C to the other terminal of the input rectifier 1, and the other end of the primary winding of the welding transformer 6 has a terminal for 1 connection to the neutral wire of the power supply, while the secondary winding of the welding transformer 6 is connected in parallel through the output rectifier 7, capacitor 8, diode 9 and in series through the choke 10 to the terminals 11 for connection to the arc gap. The control unit 12 is connected to the keys 2 and 3, (o) 50 the "Start" button 13 and the power network.

І» Пристрій, що розглядається, працює наступним чином. При натисканні кнопки 13 "Пуск" блок керування 12 починає генерувати керуючі імпульси, забезпечуючи періодичне та почергове вмикання та вимикання ключів 2 таAnd" The device under consideration works as follows. When the "Start" button 13 is pressed, the control unit 12 begins to generate control pulses, ensuring the periodic and alternating switching on and off of the keys 2 and

З. При цьому, первинною обмоткою зварювального трансформатора б починають протікати високочастотні імпульси змінного струму, частота яких задається блоком керування 12, а амплітуда - вихідною напругою 59 вхідного випрямляча 1. При надходженні керуючого імпульсу на ключ 2, він відкривається і струм починає рух в. колом: вхідний випрямляч 1, ключ 2, конденсатор 4, первинна обмотка зварювального трансформатора 6, нульовий дріт мережі живленя. Після цього блок керування 12 забезпечує закриття ключа 2 і вмикання ключа 3.C. At the same time, high-frequency alternating current pulses begin to flow through the primary winding of the welding transformer, the frequency of which is set by the control unit 12, and the amplitude is set by the output voltage 59 of the input rectifier 1. When the control pulse arrives at the key 2, it opens and the current begins to flow in. circuit: input rectifier 1, key 2, capacitor 4, primary winding of the welding transformer 6, neutral wire of the power supply network. After that, the control unit 12 closes the key 2 and turns on the key 3.

При цьому струм в первинній обмотці зварювального трансформатора 6 змінює напрямок, перемагнічуючи магнітну систему і рухається колом: нульовий дріт мережі живлення, первинна обмотка зварювального бо трансформатора 6, конденсатор 5, ключ 3, вхідний випрямляч 1. Імпульси змінного зварювального струму у вторинній обмотці зварювального трансформатора 6 випрямляються вихідним випрямлячем 7 і подаються паралельно через конденсатор 8 та діод 9 і послідовно через дросель 10 та клеми 11 на дуговий проміжок.At the same time, the current in the primary winding of the welding transformer 6 changes direction, remagnetizing the magnetic system and moves in a circle: the neutral wire of the power supply network, the primary winding of the welding transformer 6, capacitor 5, key 3, input rectifier 1. Pulses of alternating welding current in the secondary winding of the welding transformer 6 are rectified by the output rectifier 7 and fed in parallel through the capacitor 8 and diode 9 and in series through the choke 10 and terminals 11 to the arc gap.

Розмір зварювального струму може регулюватись ступенево зміною вихідної напруги вхідного випрямляча 1, плавно -- зміною частоти надходження керуючих імпульсів, які генеруються блоком керування 12 та проміжком бо часу, на протязі якого кожний з ключів 2 та З знаходяться у відкритому стані.The size of the welding current can be adjusted stepwise by changing the output voltage of the input rectifier 1, smoothly by changing the frequency of the control pulses generated by the control unit 12 and the time interval during which each of the keys 2 and З are in the open state.

Завдяки такому з'єднанню зварювального трансформатора з ключами та вхідним випрямлячем досягається можливість плавно змінювати зварювальний струм у широкому діапазоні, що значно покращує якість зварного з'єднання за рахунок більш точного підбору режимів зварювання, а також внаслідок практично безінерційногоThanks to this connection of the welding transformer with the keys and the input rectifier, it is possible to smoothly change the welding current in a wide range, which significantly improves the quality of the welded joint due to a more accurate selection of welding modes, as well as due to practically inertialess

Керування зварювальним струмом в разі корегування режиму зварювання під впливом збурюючих дій.Control of the welding current in the case of adjusting the welding mode under the influence of disturbing actions.

Головною перевагою запропонованого винаходу є те, що значно скорочується вага активних електротехнічних матеріалів, що використовують на його виготовлення (трансформаторна сталь, обмоткова мідь), знижується також загальна вага пристрою (в 5 разів).The main advantage of the proposed invention is that the weight of active electrotechnical materials used for its manufacture (transformer steel, winding copper) is significantly reduced, and the total weight of the device is also reduced (by 5 times).

Винахід, що пропонується, дозволяє отримати значний економічний ефект за рахунок зниження витрат /о активних матеріалів при виготовленні джерела живлення за наведеною схемою. Так, вартість електротехнічних матеріалів знижується в 6 разів (у порівнянні з типовим зварювальним випрямлячем), економія матеріалів при виготовленні одного джерела живлення на ЗО0А складає 180Ккг.The proposed invention makes it possible to obtain a significant economic effect by reducing the cost of active materials in the manufacture of a power source according to the above scheme. Thus, the cost of electrical materials is reduced by 6 times (compared to a typical welding rectifier), material savings in the manufacture of one power source per ZO0A is 180Kkg.

Потреба таких джерел живлення в Україні на рік складає біля 1000 штук. Економія електротехнічних матеріалів у рік складає приблизно 180т. Річний економічний ефект від запровадження одного джерела 7/5 Живлення даного типу у промисловість дорівнює 2600 грн. Економічний ефект від запровадження потрібної кількості джерел живлення складе 2600000 грн.The need for such power sources in Ukraine is about 1,000 units per year. Savings of electrical materials per year is approximately 180 tons. The annual economic effect from the introduction of one source 7/5 Power supply of this type in the industry is equal to 2600 hryvnias. The economic effect of the introduction of the required number of power sources will amount to UAH 2,600,000.

Джерело живлення, що пропонується, може бути використано в усіх галузях виробництва, де використовується дугове зварювання плавким та неплавким електродом, особливо там, де за умовами роботи необхідно, щоб зварювальне джерело живлення було переносним.The proposed power source can be used in all areas of production where arc welding with fusible and non-fusible electrodes is used, especially where the working conditions require the welding power source to be portable.

Claims

The formula of the invention is a device for arc welding, containing an input rectifier with inputs for connecting to the power supply, switches, welding transformer, capacitors, output rectifier, diode, choke, terminals, which is characterized by the fact that the primary winding of the welding transformer is connected at one end with " the common point of capacitors connected in series with each other and connected on one side through a key to the output of the input rectifier, on the other hand, the capacitors are connected through another key to another output of the input rectifier, and the other end of the primary winding of the welding transformer has an output for "t zo connection to the neutral wire of the supply network, while the secondary winding of the welding transformer is connected in parallel through the output rectifier, capacitor, diode and in series Through the ise) choke to the terminals for connection with the arc gap. "with IF) "

- and? sh» 1 (o) (o) s» 60 b5