Способ заварки кратера и устройство управления заваркой кратера при импульсной электродуговой сварке Советский патент 1989 года по МПК B23K9/00 

при его максимальной величине в мо мент t,, сохраняют максимальну р величину сварочного тока постоянной в интервале , а затем при постоянной скважности импульсов сварочного тока йроизводят его плавное уменьшение во времени до нуля Необходимость сохранения максимальной величины сварочного тока постоянной в течение интервала обусловлена тем, что, например, если начало сни- жения сварочного тока совпадает с на- ; чалом и тульса сварочного тока (кри- :-вая 1), то вьщеляемого количества теплоты окажется недостаточным для полной передлавки кратера и образования качественной сварочной ванны, Если, например, начало снижения сварочного тока совпадает с концом км- ; пульса сварочного тока (кривая 3), то выделяемое количество теплоты ока- :-жется вьше оптимального, что приведет к выплеску металла сварочной Варны. Оптимальная величина интервала ( равная ,,4 вре- : мени импульса сварочного тока, обес . печивает регулирование вводимого в сварочную ванну количества теплоты в следздощих за штатным импул ьсах сварочного тока в период заварки кратера (кривая 2).

. Регулирование количества теплоты вводимого в сварочную ванну при заварке, кратера при импульсной электро- ческого моста. Компаратор К сравнивает по амплитуде выходной сигнал усилителя с опорньЕ-( напряжением..источника Ст2 опорного напряжения. Схема ВЗ совпадения служит для.пропус- 40 кания команды Стоп при включенном . источнике 2 питания. Инвертор D4 предназначен для согласования по уровню сигнала для схемы D5 совпадения, которая кеобходи.ма для пропус 45 кания сигнала на триггер Т2 и схему D6 совпадения. Схема D6 совпадения слуя:ит для управления триггером ТЗ, Схема D7 совпадения управляет счетмежуточное реле КЗ, реле К4 и конденсатор С.

Источник Ст2 опорного напряжения

g устанавливает порог срабатывания компаратора К. Генератор СтЗ импульсов служит для выдачи импульсов для получения выдержки времени, которая необходима для выключения источника

10 2 питания сварочной дуги. Промежуточное реле КЗ совместно с реле К1 служит для выключения источника 2 питания сварочной дуги. Шунт R является датчиком импульсного тока сварочной

15 дуги. Диод V2 необходим для защиты транзистора V1 от электрического пробоя при коммутации реле К1..Резисторы R1 и R2 служат для устранения дребезга электрических контак20 тон реле КЗ и кнопки Стоп соответственно. Резистор R3 обеспечивает режим работы транзистора VI, Резисторы R4-R7 образуют электрический мост, в одно из плеч которого BKJ-HO25 чается шунт R. .Триггер Т1 необходим для запоминания команды после нажатия кнопки Стоп, Схема D1 совпадения предназначена для разрешения прохождения команды выключения источни30 ка 2 питания сварочной дуги. Инвертор D2 согласовывает сигнал управления транзистором VI,, который управляет реле К1. Усилитель Y усиливает сигнал, получаемый с выхода э.чектридугОвой сварке обеспечивает повьш е- ние качества сварного шва и зпиеньша- ет количество брака сварных соедине- НИИ от заварки кратера.. Устройство заварки кратера содержит блок t управления, источник 2 питания сварочной дуги и шунт R (фиг.2).

Блок 1 управления включает в себя реле К1 выключения источника 2 питания сварочной дуги, кнопки Пуск и Стоп, источник Ст1 питангет блока 1 управления, источник Ст2 опорного напряжения, генератор СтЗ импульсов, транзистор V 1, диод V 2, шесть схем D1, D3, D5, Пб, D7 и D8 совпаденш, три инвертора D2, D4 и D9, три триг. гера Т1, Т2, ТЗ, компаратор К, семь резисторов RI-R, два счетчика Gr1

. и Gr2 импульсов,, усилитель У и два дешифратора Dll и Ш2„

Источник 2 питания сварочной дуги содержит реле К2 его включения, дро

чиком Сч1. Счетчик Сч1, в свою оче- IHQ редь, управляет дешифратором Dffl1. Устройство рабЪтает следующим образом,(фиг.3-6)е

При нажатии кнопки Пуск (фиг,За) срабатывает реле К2 (фиг.Зг) g,. и само блокируется контактами К2,1, контакт К2.3 включает реле КЗ (фиг.Зд), после включения реле КЗ включаетсяисточник 2 питания сварочной дуги (фиг.Зе) и через jryHT

ческого моста. Компаратор К сравнивает по амплитуде выходной сигнал усилителя с опорньЕ-( напряжением..источника Ст2 опорного напряжения. Схема ВЗ совпадения служит для.пропус- кания команды Стоп при включенном источнике 2 питания. Инвертор D4 предназначен для согласования по уровню сигнала для схемы D5 совпадения, которая кеобходи.ма для пропус кания сигнала на триггер Т2 и схему D6 совпадения. Схема D6 совпадения слуя:ит для управления триггером ТЗ, Схема D7 совпадения управляет счетмежуточное реле КЗ, реле К4 и конденсатор С.

Источник Ст2 опорного напряжения

устанавливает порог срабатывания компаратора К. Генератор СтЗ импульсов служит для выдачи импульсов для получения выдержки времени, которая необходима для выключения источника

2 питания сварочной дуги. Промежуточное реле КЗ совместно с реле К1 служит для выключения источника 2 питания сварочной дуги. Шунт R является датчиком импульсного тока сварочной

дуги. Диод V2 необходим для защиты транзистора V1 от электрического пробоя при коммутации реле К1..Резисторы R1 и R2 служат для устранения дребезга электрических контактон реле КЗ и кнопки Стоп соответственно. Резистор R3 обеспечивает режим работы транзистора VI, Резисторы R4-R7 образуют электрический мост, в одно из плеч которого BKJ-HOчается шунт R. .Триггер Т1 необходим для запоминания команды после нажатия кнопки Стоп, Схема D1 совпадения предназначена для разрешения прохождения команды выключения источника 2 питания сварочной дуги. Инвертор D2 согласовывает сигнал управления транзистором VI,, который управляет реле К1. Усилитель Y усиливает сигнал, получаемый с выхода э.чектричиком Сч1. Счетчик Сч1, в свою оче- IHQ редь, управляет дешифратором Dffl1. Устройство рабЪтает следующим образом,(фиг.3-6)е

При нажатии кнопки Пуск (фиг,За) срабатывает реле К2 (фиг.Зг g,. и само блокируется контактами К2,1, контакт К2.3 включает реле КЗ (фиг.Зд), после включения реле КЗ включаетсяисточник 2 питания сварочной дуги (фиг.Зе) и через jryHT

RW протекают импульсы сварочного тока (фиг.Аб), вьщеляя импульсы напряжения (фиг.4в). Через контакт К2.3 включается реле К4 (фиг.Зж и заря- 5 жается конденсатор С (фиг.4а, реле К4 и когденсатор С обеспечивают задержку выключения источника 2 питания сварочной дуги). Напряжение с шунта Кщ (фиг.4в) поступает на вход Ю

оста R4-R7, с выхода которого напряжение поступает на вход усилителя У (фиг.4г), где усиливается и подается на компаратор К (фиг.4д). На компараторе К выходное напряжение усилителя сравнивается с напряжением источника GT2 опррного напряжения, в результате сравнения вых.рдного напряжения усилителя У и напряжения источника Ст2 опорного напряжения появляются импульсы напряжения. Выходные импульсы компаратора К поступают на один из входов схемы D5 совпадения. Все описанное соответствует стационарному режиму сварки.

В исходном состоянии устройства управления заваркой кратера источник Ст1 питания блока 1 управления, источник Ст2 опорного напряжения и генератор СтЗ импульсов (фиг.бе) включены j на выходах триггеров Т1 и Т2 сигнал О (низкий уровень), на выходе 2 триггера ТЗ также сигнал О, на выходе 1 триггера ГЗ - сигнал 1, счетчик СгГ сигналом 1 с выхода триггера ТЗ приводится в исходное нулевое состояние, на выходах дешифратора ВШ1 - сигналы О. В соответствии с выдержкой .t-t3 с контакта 15 дешифратора ВШ1 поступает сигнал О на один из входов схемы D1 совпадения. На второй вход схемы D1 совпадения поступает сигнал О через нормально закрытый контакт КЗ. 1. Транзистор V1 закрыт,, реле К1 выключено. На один из входов схемы D3 совпадения поступает сигнал 1 с выхода 1 триггера ТЗ, на второй вход схемы D3 совпадения поступает сигнал О с выхода триггера Т1. Сигнал 1 с выхода схемы D3 совпадения инвертируется инвертором D4 и поступает на один из входов схемы D5 совпадения. Цепь D3-D4 запрещает прохояздение импульсных сигналов. с компаратора К на вход триггера Т2.

При окончании процесса сварки нажимают в произвольный момент t/ кнопку Стоп. Срабатывает триггер Т1.

5 Ю

4652166

(фиг.4е), на обоих входах схемы D3 совпадения - сигналы 1, схема D3 совпадения переключается (фиг.5д) и через инвертор D4 подает сигнал 1 (фиг.5е) на вход схемы D5 совпадения. Схема D5 совпадения перек-. лючится (фиг.ба) при сигнале 1, поступающем на второй вход схемы D5 совпадения с компаратора К. При переключении схемы D5 совпадения переключается триггер Т2 (фиг.4ж) и подает на один вход схемы D6 совпадения сигнал 1, на второй вход схемь

15 D6 совпадения поступает сигнал О с выхода схемы D5 совпадения. При сигнале О на выходе компаратора К схема D5 совпадения переключается (фиг.6) и с ее выхода й-1 второй вход

20 схемы D6 совпадения поступает сигнал VI. Схема D6 совпадения срабатывает (фиг.бб) и переключает триггер ТЗ (фиг.5а,б),сигнал О с выхода 1 , триггера ТЗ поступает на вход схемы

25 D3 совпадения и переключает ее

(фиг.5д). Сигнал О с выхода схемы D3 совпадения через инвертор D4 поступает на вход D5, сигналы с компаратора К через схему D5 совпадения на

30 вход триггера Т2 не проходят. Кроме

того, сигнал О выхода 1 триггера ТЗ (фиг.За) разрешает работу счетчика Сг1 (фиг.бг), а сигнал 1 с выхода 2 триггера ТЗ поступает (фиг.5б) на

с вход схемы D7 совпадения, в результате схема D7 совпадения пропускает (фиг.бв) импульсы на счетный вход С счетчика Сг1 (фиг.бг), который переключается с частотой генератора

0 Ст5 импульсов и управляет дешифратором ВШ1 (фиг.бд). На одном из вы- г ходов дешифратора Dffll, например контакте 15, соответствующем числу прошедших импульсов, появляется сигнал 1, который поступает на вход схемы D1 совпадения. По этому сигналу схема D1 совпадения переключается (фиг.5в) и через инвертор D2 (фиг.5г) открывает транзистор VI, который включает реле К1 (фиг.Зв). Нормально закрытый контакт реле К1.1 размыкается и снимает напряжение с контакта К2.1 реле К2. Реле К2 выключается (фиг.Зг). Контакт К2.3 размыкается, а контакт К2.3 отключает реле К4 и конденсатор С от источника питания 2 сварочной дуги.

Реле К4 остается включенным (фиг.Зж), питаясь от конденсатора

5

0

5

до момента, пока напряжение на батарее конденсатора не станет меньше, чем напряжение отпускания реле К4. После этого реле КА выключается (фиг.Зж) и контактом КА.1 выключает реле КЗ (фиг.Зд), реле КЗ выключает источник 2 питания сварочной дуги (фиг.Зе). Контакт К3.1 реле КЗ замыкается и приводит в исходное состоя- ние устройство управления заваркой кратера.

Таким образом, устройство позволяет согласовать начало снижения ; сварочного тока с определенной фазой

импульсного сварочного тока, обеспе- ;чивая оптимальную выдержку t сва- ;рочного тока в импульсе в течение ;требуемого промежутка.

В целях расширения диапазона ;регулирования времени выдержки сва- i рочного тока устройство снабжено сче чиком Сг2, который управляется счет- ; чиком Сг1 через схему D8 совпадения ;и инвертор D9. Счетчик Сг2 переклю- I чается с частотой в k раз меньшей, чем частота генератора СтЗ импульсов i (где k - коэффициент пересчета счетчика Сг1). Соответственно замыкается ; соответствующий контакт дешифратора БШ2.с вторым входом первой схемы совпадения.

Устройство позволяет за счет регу лирования количества теплоты, вводи- мого в сварочную ванну при заварке, кратера, обеспечить повьшение качества сварного шва и уменьшить количество брака сварных соединений от заварки кратера.

Формула изобретения

1. Способ заварки кратера при импульсной электродуговой сварке, зак- лючающийся в том, что уменьшают вели- чину сварочного тока во времени, о т личающийся тем, что, с целью повышения качества заварки кратера, перед окончанием сварки определяют начало очередного цикла изменения сварочного тока при его максимальной величине, сохраняют эту величину постоянной в течение промежутка времени, равного О,33-0,А времени импуль- са, а затем при прежней постоянной скважности импульсов производят плавное уменьшение сварочного тока во времени до нуля.

2, Устройство управления заваркой кратера при импульсной электродуго- вой сварке, содержащее источник питания сварочной дуги и реле включет ния его, промежуточное реле и реле с параллельно подключенным конденсатором, шунт и блок управления с источником питания, отличающееся теМр что, с целью повьш1ения качества заварки кратера, блок управления доя полнительно снабжен реле выключения источника питания сварочной дуги, диодом, транзистором, двумя инверторами, тремя резисторами, пятью схемами совпадения, тремя триггерами, счетчиком импульсов, компаратором, источником опорного напряжения, усилителем, мостом из четырех резисторов j генератором импульсов и дешифратором, причем реле выключения ис- точника питания сварочной дуги включено параллельно диоду, катод которого совместно с одним выводом обмотки реле соединены с положительным полюсом источника питания блока управления, а анод диода и второй вывод обмотки реле соединены с коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсом источника питания блока управления, а база - с выходом первого инвертора и первым резистором, второй вывод которого соединен с положительным полюсом источника питания блока упг равления вход первого инвертора соединен с выходом первой схемы совпадения, первый вход которой соединен с одним концом второго резистора и входами каждого триггера; а также через контакт промежуточного реле соединен с отрицательным полюсом источника питания блока управления,. . второй конец второго резистора соединен с положительным полюсом источника питания блока управления, второй вход первого триггера через кнопку Стоп соединен с отрицательным полюсом источника питания блока управления и третьим резистором, второй конец которого соединен с положительным полюсом источника питания блока управления, выход первого триггера соединен с одним из входов второй схемы совпадения, другой вход которой соединен с одним из выходов третьего триггера и с установленным входом счетчика импульсов, выхбд второй схемы совпадения соединен с вхо. 14

дом второго инвертора, выход которр- го соединен с одйим из входов третьей схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом компаратора, один из входов которого соединен с источником опорного напряжения а другой - с выходом усилителя, входы которого подключены к выходу моста из четырех резисторов, в одно из плеч которого включен шунт, выход третьей схемы совпадения соединен с вторым входом второго триггера и первым входом четвертой схемы совпадения, выход второго триггера соединен с вторым входом четвертой схемы совпадения, выход которой соединен с вторым входом третьего триггера, выход которого соединен с первым входом пятой схемы совпадения, второй вход которой подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к счет1610

ному входу счетчика импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, второй вход первой схемы совпадения соединен с одним из выходов дешифратора. 3, Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено схемой совпадения, инвертором, счетчиком импульсов, дешифратором, при этом оба входа шестой схемы совпадения соединены с выходами первого счетчика импульсов, а выход - с входом третьего инвертора, выход которого подключен к одному из входов второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом третьего триггера, а выходы счетчика импульсов - с соответствующими входами второго дешифратора, причем второй вход первой схемы совпадения соединен с одним из выходов дешифратора.

Изобретение относится к области , сварочного производства импульсной электродуговой сваркой и,в частности, может быть использовано при разработ-. 1 . Изобретение относится к сварочному производству, импульсной злектро- дуговой сваркой, в частности может быть использовано в устройстве для управления заваркой кратера при импульсной электродуговой сварке, преимущественно торцового сварного соединения- технологического канала-.реак- торной установки с трактом. Цель изобретения - повышение качества заварки кратера и исключение брака при электродуговой сварке. ке устройств управления заваркой кратера при электродуговой сварке. Цель изобретения - повышение качес.т- . ва заварки кратера и исключение бра-. ,ка при электродуговой сварке. Прред окончанием сварки определяют начало очередного цикла изменения сварочного тока при его максимальной величине. Сохраняют эту величину постоянной в течение промежутка времени, равного 0,33-0,4 времени импульса. Затем при прежней постоянной скважности импульсов производят плавное уменьше- ние .сварочного тока во времени до нуля. Устройство содержит блок управления заваркой кратера, источник питания сварочной дуги и шунт. Устройство позволяет за счет регулирования количества теплоты, вводимого в сварочную ванну при заварке крате ра,° обеспечить повьшение качества сварного шва и уменьшить количество - брака сварных соединений от заварки кратера. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил. i (Л На фиг.1 представлена циклограмма изменения сварочного тока, поясняющая предложенный способ; на фиг.2- устройство управления заваркой кратера; на фиг,3-6 - циклограммы, поясняющие работу устройства. Способ заварки кратера при импульсной злектродуговой сварке заключается в том, что после подачи команды Конец сварки в момент t (фиг.1) определяется начало очередно- ГО цикла изменения сварочного тока |ib 0 сд IND 0

Г1 П П П

jiits

Г1 П П П

1

Фие.1

сЬ

Й ВУ

i

т Ji iMiHH дяии ваягалЛ

м

-Jro

Й

t.

CS

ни

J

Ovj

4

e.

1

Qb

I M

Йп Jrf

1 . ъ

«;

.Of-gLl

1 :

а

и

и,

в

//

и.

г/j

1

ж.

и

сриаЗ

ШЛ П

е

Hi

т

ti

.i

-i .f

.t .t

П

.f

-t t