Устройство для электрической сварки Советский патент 1935 года по МПК B23K11/10 B23K11/16 B23K11/24 H02M5/25 

Настоящее изобретение относится к устройствам для точечной электрической сварки, которые имеют особенное значение для сварки металлов, резко изменяющих свои свойства при перегреве (например, нержавеющая сталь, дюралюминий и пр.).

Основным требованием, предъявляемым к устройству для точечной сварки, является необходимость точной дозировки количества энергии, подаваемой к каждой свариваемой точке.

Известно, что в зависимости как от сорта металла, так и от его толщины для высококачественной сварки требуется вполне определенное количество энергии. Последнее же, главным образом, зависит от величины свариваемого тока и от продолжительности его прохождения.

Наиболее старым и распространенным способом регулирования продолжительности сварочного тока является включение в первичную цепь сварочного трансформатора механического выключателя, который после зажатия детали между электродами аппарата замыкает ток, а затем, после необходимой выдержки времени его размыкает. Однако, механический выключатель является устройством весьма несоверщенным, и даваемая им выдержка времени может колебаться в пределах нескольких сот процентов.

В настоящее время уже известно применение для замыкания и размыкания сварочного тока тиратронов, включаемых обычно во вторичную обмотку сериесного трансформатора. Для управления длительностью периода работы и интервалами между отдельными периодами работы тиратронов применяют включение в сеточную цепь источника постоянного тока и омического сопротивления, через которое посылаются прямоугольные импульсы тока. Так как тиратрон является прибором практически безинерционным, то он позволяет давать с большой точностью самые короткие выдержки времени.

Благодаря применению тиратронов становится также возможным успешно осуществлять сварку прерывистым швом, т, е. такую сварку, при которой свариваемые предметы все время движутся между роликами сварочной машины, а ток подается только отдельными импульсами; такой способ сварки имеет ряд преимуществ по сравнению с простой шовной сваркой.

Настоящее изобретение касается упомянутых устройств и состоит в применении, кроме основных, вспомогательных тиратронов, служащих для посылки прямоугольных импульсов тока в цепи сеток основных тиратронов.

На чертеже фиг, 1 изображаегсхему устройства и фиг. 2-форму тока в сеточной цепи.

-сеть переменного тока, 2-сварочный трансформатор, вторичная обмотка которого подведена к электродам 5.

В первичной цепи сварочного трансформатора включен так называемый сериесный трансформатор 4, вторичная (высоковольтная) обмотка которого соединена с анодами тиратронов 5 w. 6. Пока эти тиратроны- заперты, вторичная обмотка сериесного трансформатора разомкнута, и носледний представляет собою большое индуктивное сонротивление. Поэтому к сварочному трансформатору подводится сравнительно незначительная мощность.

Когда же тиратроны 5 и 6 работают, вторичная обмотка сериесного трансформатора замыкается накоротко. При этом сопротивление сериесного трансформатора становится ничтожно малым, и к сварочному трансформатору подводится значительная мощность.

Время работы тиратронов 5 и 6 регулируется изменением сеточного напряжения.

Нормально на сетки этих тиратронов с помощью источника постоянного тока 7 задано большое отрицательное напряжение так, что тиратроны заперты.

Последовательно с батареей 7 включено активное сопротивление 8; когда через последнее течет ток от батареи 9, замыкаясь через небольшой тиратрон 10, то на упомянутом сопротивлении получается падение напряжения, компенсирующее напряжение источника постоянного тока 7, благодаря чему тиратроны 5 и 6 зажигаются.

Активные сопротивления 11 и 12 применены исключительно для ограничения сеточного тока .тиратронов 5 и и на работу схемы никакого существенного влияния не оказывают.

Прохождение тока через сопротивление 5 управляется следующим образом. Плюс батареи 9 подведен к средней точке соединенных вместе сопротивлений 8 и /3, которые присоединены к анодам вспомогательных тиратронов 10 и 14.

С помощью источников постоянного тока 75 и 1в на сетки тиратронов 10 и 14 задано отрицательное смещение, достаточное для того, чтобы не дать

тиратронам зажечься при заданном на пряжения анодной батареи 9. Зажечь тиратроны можно, подав на их сетки положительный импульс с помощью трансформаторов 17, 18.

Когда какой-либо из тиратронов 10 и 14 работает, конденсатор 19 заряжается до напряжения, равного разности потенциалов на соответствующем сопротивлении 8 или 13.

Полярность на зажимах конденсатора при -этом определяется тем, какой из тиратронов W или 14 в данный момент работает.

Если, например, работает тиратрон 14, а тиратрон 10 заперт, на левой обкладке конденсатора 19 будет плюс, а на правой-минус.

Ток батареи 9 будет нрл этом течь по сопротивлению 13 и главные тиратроны 5 и 5 будут заперты.

Если же на сетку тиратрона 10 подается трансформатором /7 положительный импульс и тиратрон горнт, то конденсатор окажется присоединенным минусом к аноду, а плюсом к катоду тиратрона благодаря чему последний потухнет. Ток батареи 9 будет при этом течь уже по сопротивлению 8, и главные тиратроны 5 и 5 будут работать. Конденсатор 19 при этом перезарядится; на правой обкладке будет плюс, а на левой минус.

Если затем подать положительный импульс на сетку тиратрона 14, то он опять загорится, а тиратрон 10 будет заперт разрядом конденсатора 19. Главные тиратроны 5 к 6 при этом снова будут заперты.

Таким образом продолжительность работы тиратрона 70 определяет продолл ительность подачи сварочного тока. Работа же тиратрона 14 определяет собой интервалы между отдельными подачами этого тока.

Регулирование времени работы тиратронов 10 и 14 производится помощью релаксационной схемы, состоящей из двух ионных диодов с холодным катодом 20 и 21, конденсаторов постоянной емкости 22 и 23 и высокоомных сопротивлений 24 и 25.

Работа релаксационной схемы происходит следующим образом. Если какой-либо из тиратронов 10 или Л4

aiitept-йапряжение между анодом и катодом равно напряжению батареи 9.

Если, например, потушен тиратрон 10, то конденсатор 22 начинает заряжаться через сопротивление 24; как только разность потенциалов на нем достигнет величины порога зажигания ионного диода 20, последний сейчас же разрядится через первичную обмотку трансформатора 17. При этом на сетку тиратрона 10 подается положительный импульс и он загорится. Тиратрон 14 будет заперт, следовательно, между его катодом и анодом появится полное напряжение батареи 9, и начнет заряжаться конденсатор 23 через сопротивление.

Когда напряжение на конденсаторе 23 достигнет порога зажигания ионного диода 21, последний разрядится через первичную обмотку трансформатора 18 и, таким , зажжет тиратрон 14, при этом потухнет тиратрон 10, и начнет заряжаться конденсатор и т. д.

Таким образом продолжительность зарядки конденсатора 23 регулирует продолжительность работы тиратрона 10, т. е. продолжительность включения сварочного тока (короче говоря время сварки).

Время же зарядки конденсатора 22 регулирует продолжительность горения тиратрона 14, т. е. продолжительность интервала между отдельными импульсами сварочного тока (короче говоря, время интервала).

Продолжительность заряда конденсаторов 22 и 23 определяется величиной емкости последних, величиной активных сопротивлений 24 и 25, через которые они заряжаются, а также соотношением между напряжением зажигания неоновых ламп и напряжением батареи 9.

Окончательная формула для продолжительности заряда конденсатора следующая

V,

( 1- CR

SI

где

Vg -напряжение батареи 9;

Vz - напряжение зажигания неоновых ламп 20 к 21.

Для устойчивой работы схемы необходимо, чтобы величины порога зажигания и напряжения батареи 9 все время оставались постоянными. Кроме того, из формулы следует, что чем меньше отношение этих величин, тем меньше будет отзываться на величине Т их изменение.

Поэтому целесообразно выбирать

,l Vg.

При 1/г близких К Vg устойчивую работу схемы получить затруднительно.

Регулируя величину сопротивлений 24 и 25, а также емкость конденсаторов 22 и 2S, можно устанавливать любое требуемое время сварки и время интервала.

На фиг. 2 схематически представлена кривая прохождения тока через сопротивление 6; периоды Т на этой кривой соответствуют времени сварки, т. е. времени работы тиратронов 5 vi 6.

Периоды t соответствуют времени перерыва.

Поэтому все время, пока сварка не производится, тиратрон 14 работает, а тиратрон 10 заперт.

Через вторичную обмотку трансформатора 17 при замыкании помепденных на сварочной машине контактов 28 может быть послан импульс тока от батареи 29.

Посылается этот импульс после того, как свариваемая деталь зажимается между электродами 3 путем нажатия педали 5ft

Такой импульс тока вызывает появление положительного напряжения на вторичной обмотке, трансформатора 17 и, таким образом, зажигает тиратрон 10.

После того, как тиратрон 10 зажжен, начинается подача сварочного тока, однако, одновременно с этим начинает заряжаться конденсатор 23, Когда напряжение на его обкладках достигнет величины порога зажигания Vz, ионный диод 21 зажигается, и через обмотку трансформатора 18 проходит импульс тока, тиратрон 14 зажигается и запирает тиратрон 10.

При новом нажатии педали 30 контакты 28 снова дают замыкания и вновь начинается подача сварочного тока.