Способ питания сварочной дуги и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК B23K9/10 

2, Устройство для питания сварочной дуги, содержащее силовой и дополнительный источники питания, коммутатор на входе силового источника питания и преобразователь режима работы силового источника, о т л и - ч а ю щ- е е с я тем, что,- с целью повьшения надежности горения дуги во всем диапазоне сварочных токов, в него дополнительно введены первый и второй промежуточный коммутаторы, а дополнительный источник питания выполнен с первым и вторым выходами, при этом первый его выход через пер-

Изобретение относится к сварочном производству и предназначено для контроля режима работы силовых источников питания сварочной дуги.

Целью изобретения является повышение надежности горения дуги во всем диапазоне сварочных токов.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для осуществления способа питания сварочной дуги; на фиг, 2 - принципиальная схема устройства для питания сварочной дуги, .

Устройство для осуществления способа питания сварочной дуги содер- жит силовой источник 1 питания, в первичную цепь которого включен коммутатор 2, управляемый преобразователем 3 режима работы силового источника. Питание цепей управления осуществляется от дополнительного источника 4 питания, вьшолненного с первым 5 и вторым 6 выходами. Устройство снабжено также первым 7 и вторым 8 промежуточными коммутато- рами, связанными с дуговым промежутком 9, Питание всего устройства осуществляется от промьшшенной сети переменного тока (фиг, 1),

В исходном состоянии напряжение сети не поступает на устройство, поэтому Коммутатор 2 отключен и напряжение на выходах дополнительного источника 4 равно нулю,

При подаче на вход системы напря

жения сети на дуговой промежуток 9

25733

вый промежуточный коммутатор, а второй его выход через последовательно включенные преобразователь режима работы и второй промежуточный коммутатор соединены с входом дугового промежутка, причем первый выход преобразователя режима работы соединен с входом коммутатора, вход - с выходом дугового промежутка, а вход первого промежуточного коммутатора подключен к второму выходу преобразователя режима ра-, боты или к одному из выходов коммутатора.

у ,д

2025 30

35

поступает только безопасное напряжение с второго выхода 6 дополнительного источника 4 через преобразователь 3 и второй промежуточный коммутатор 8. Силовой источник 1 отключен от сети коммутатором 2,

При кратковременном замыкании дугового промежутка 9 осуществляют включение силового источника 1, если сопротивление дугового промежутка окажется меньше минимально возможного сопротивления тела сварщика (300 Ом), При этом напряжение с выхода дугового промежутка 9 через обратную связь поступает на преобразователь 3, где сравнивается с заданным заранее уровнем. Если напрят жение на дуговом промежутке более чем в два раза меньше заданного уровня, то с выхода преобразователя 3 поступает сигнал на включение коммутатора 2, Таким образом, силовой источник 1 подключается к сети, зажигается дуга и происходит сварка. Одновременно с этим, отключив коммутатор 8, с дугового промежутка 9 снимают безопасное напряжение с выхода 6 источника 4, При срабатывании коммутатора 2 срабатывает и первый промежуточньй коммутатор 7, обеспечивая тем самым пропускание через дуговой промежуток 9 вспомогательного тока управления Этот ток необходим для контроля наличия дуги,

В качестве источника энергии используется первый выход 5 дополни3

тельного источника 4 питания. Вспомогательный ток управления недостаточен для поддержания дуги, а следовательно, и проводящего канала между электродами.

По окончании сварочного процесса и размыкании дугового промежутка вспомогательный ток управления прерывается, так как отключается первый промежуточный коммутатор 7- по команде с преобразователя 3. Команда на отключение коммутатора 2 поступает с преобразователя 3 через промежуток времени, не превышающий 1 с. Включается второй промежуточный коммутатор 8 и на дуговой промежуток 9 снова поступает только безопасное напряжение с второго выхода 6 дополнительного источника 4.

Конкретным примером осуществления устройства для питания сварочной дуги может служить принципиальная схема, приведенная на фиг. 2.

Устройство (фиг. 2) содержит силовой источник 1 питания, в качестве которого может быть использован, например, сварочный выпрямитель, коммутатор 2 в цепи входа сварочного выпрямителя, исполнительный элемент 10, замыкающиеся контакты 11 которого включены в цепь управления коммутатором, дополнительный источник 4 питания и последовательно включенные диод 12 и резистор 13. Б это устройство введены второй резистор 14, конденсатор 15, стабилитрон 16, вклю ченный последовательно с вторым резистором 14, третий резистор 17, включенный последовательно с конденсатором 15 и подключенный вместе с ним к выходу стабилитрона 16, полупроводниковый ключ 18, дополнительный второй диод 19, стабилизирутаций элемент 20, вторые замыкающие контакты 21 исполнительного элемента, чет- вертьй резистор 22, третий диод 23 и замыкающие контакты 24 коммутатора или третьи замыкающие контакты исполнительного элемента. Силовой переход полупроводникового ключа 18 включен последовательно во входную цепь исполнительного элемента 10.

Второй резистор 14 может быть включен между анодом стабилитрона 16 и первым минусовым зажимом Ot дополнительного источника 4 питания для большей форсировки включения силового источника 1 на напряжение сети.

257334

Коммутатор 2 вьшолнен на магнит- ном или тиристорном пускателе (при тиристорном пускателе используется дополнительное герконовое реле). 5 Исполнительный элемент 10 выполнен на герконовом реле, а полупроводниковый ключ 18 - на транзисторе или тиристоре.

На выходе силового источника 1

10 включен дуговой промежуток 9.

Устройство (фиг. 2) работает следующим образом.

В исходном состоянии коммутатор 2, силовой источник 1 и исполни-

15 тельный элемент 10 отключены. Напряжение сети равно нулю, поэтому напряжение на выходе дополнительного источника 4 питания равно нулю. Конденсатор 15 разряжен, полупроводниковый

20 ключ 18 закрыт. Контакты 11, 21 и 24 разомкнуты, как и дуговой промежуток 9.

При подаче напряжения сети на вход системы на выходе источника 4

5 питания появляется напряжение. Конденсатор 15 заряжается через резистор 17 до напряжения стабилизации стабилитрона 16 Полупроводниковый ключ 18 закрыт, так как ток в цепи

Q его входа равен нулю. Исполнительный элемент 10 и коммутатор 2 отклю чены, поэтому напряжение на входе силового источника 1 равно нулю. Напряжение на дуговом промежутке 9 не превьш1ает 12 В и поступает на него с дополнительного источника 4 питания через элемент 10, диод 12 и резистор 13. Устройство готово к

включению. I

0 При кратковременном замыкании дугового промежутка 9 исполнительный элемент 10 получает питание через + Ь источника 4 питания, диод 12, резистор 13, дуговой промежуток

5 9 и - . а источника 4 питания. Если сопротивление дугового промежутка 9 не превышает 300 Ом, то исполнительный элемент 10 включается и замыкает свои контакты 11 и 21.

0 Коммутатор 2 подключает вход силового источника 1 к сети. Возбуждается дуга и начинается сварочный процесс. Исполнительный элемент 10 через контакты 21 подключается к кон5 денсатору 15. Одновременно с этим контакты 24 коммутатора 2 или исполнительного элемента 10 замыкаются и на дуговой промежуток 9 поступа5

5

ет через резистор 22 и диод 23 по- вьшенное напряжение дополнительного источника 4 питания с + г и - 5 через стабилизирующий элемент .20 и входную цепь полупроводникового ключа 18, Повышенное напряжение превьшагет наяряжени дуги, поэтому контрольный ток протекает через дугу и открьшает иолупроводниковьш ключ 18, Последний открывается и через диод 19 шунтирует резистор 17, подключает исполнительный, элемент 10 к стабилитрону 16, обеспечивая тем самым постоянное напряжение на его входе и соответственно постоянное время на отключение. Сварочный процесс продолжаетс я.

По окончании сварочного процесса и размыкании дугового промежутка 9 контрольный Tok от повьшенного напряжения источника 4 питания равен нулю. Полупроводниковый ключ 18 зак- рьшается. По окончании разряда конденсатора 15 на исполнительный элемент 10 последний отключается и размыкает свои контакты 11 и 21. Коммутатор 2 отключает.силовой источник 1 от сети, а контактами 24 - повышенное напряжение источника 4 питания от дугового промежутка 9. Через диод 12 и резистор 13 на дуговой промежуток 9 поступает безопасное

25733.-«

напряжение до 12 В (7-12 В) с источника 4 питания. Резистор 17 обеспечивает надежное отключение исполнительного элемента 10, Конденсатор 15 5 заряжается через резистор 17 до напряжения стабилитрона 16, Устройство готово к новому включению.

При повторном замыкании дугового промежутка 9 процессы в схеме повто10 ряются.

По сравнению с базовым объектом предложенные способ питания сварочной дуги и устройство для его осуществления позволяют повысить надеж15 ность контроля за режимом работы сварочного источника путем осуществления контроля в рабочей стадии напряжения на дуговом промежутке, а не тока сварочной цепи, а также безо20 пасность персонала при отключенном сварочном вьтрямителе путем введения избирательности включения сварочного вьшрямителя по напряжению дугового промежутка и заданного уровня при

25 определенном их соотношении, что не допускает ложного включения сварочного выпрямителя в работу при смене электродов.

Одновременно с этим упрощается

30 конструкция устройства для реализации способа путем исключения датчика тока в сварочной цепи.

1. Способ питания сварочной дуги, при котором в перерывах между сваркой ограничивают напряжение на дуговом промежутке до безопасного значения, зажигание дуги осуществляют включением силового источника при касании электродом изделия, в процессе сварки поддерживают включенное состояние силового источника до обрьгоа дуги, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности горения дуги во всем диапазоне сварочных токов для контроля наличия дуги через межэлектродный промежуток дополнительно пропускают вспомогательный ток управления, по величине меньший минимально возможного сварочного тока, достаточного для поддержания горения дуги. Фиг./

Составитель В.Ганюшин Редактор И.Николайчук Техред Л.Олейник Корректор Т.Колб

2023/12

Тираж 1001 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4