Предлагаемое изобретение касается аппарата для электрической сварки, в котором параллельно со сваривающей дугой соединена проводка с вспомогательным сопротивлением, которая попеременно со сваривающей дугой включается и выключается. В существующих подобных аппаратах (например, британский патент №12724 A. D. 1910) размыкание /и замыкание снабженной вспомогательным сопротивлением проводки происходит под действием электромагнита, через обмотку которого проходит сваривающий ток. Если этот электромагнит при сварке возбуждается, то он размыкает вышеозначенную проводку. Если же сваривающая дуга прервется, то электромагнитная обмотка остается без тока, сердечник опускается собственным весом и, благодаря этому, вспомогательное сопротивление снова включается. Предлагаемое изобретение также имеет целью автоматическое включение и выключение вспомогательного сопротивления, но более выгодным путем. В предлагаемом аппарате замыкание снабженной вспомогательным сопротивлением проводки производится не тем грубым (относительно) средством, каковым является размыкание сварочного тока, а путем влияния меняющегося при сварке напряжения. Обмотка действующего на выключатель вспомогательной проводки электромагнита не включена в сварочную цепь; она присоединена здесь своими концами к тем напряжениям, которые лежат, по обе стороны сваривающей дуги.
Тогда замыкание снабженной вспомогательным сопротивлением проводки происходит при возбуждении электромагнита и, следовательно, надежно; если же в электромагните нет тока, то эта проводка замкнется под действием веса электромагнитного сердечника. Кроме того, электромагнитная обмотка, не пропускает через себя сильные сварочные токи, а лишь такие токи, силу которых можно регулировать. Как особенно выгодная рекомендуется форма выполнения, в которой „электромагнит напряжения" (шунтовой электромагнит) вступает в действие раньше, чем прервется сварочная дуга (таким образом получается внезапное повышение напряжения). При: этом пользуются тем, обстоятельством, что во время сварки напряжение находится в зависимости от изменяющейся длины дуги, за исключением аппаратов приспособленных для поддержания постоянного, напряжения. Шунтовая обмотка может быть устроена так, чтобы она замыкала проводку со вспомогательным сопротивлением в тот момент, когда сварочная дуга выходит за пределы определенной длины, а напряжение, следовательно, становится больше определенной величины. При таких условиях исключается возможность работы аппарата со слишком длинной, не достаточно хорошо работающей, дугой, так как вследствие включения вспомогательного сопротивления сварочная дуга, сейчас же прервется.
На фиг. 1. 2, 3, 4 и 5 изображены схемы предлагаемого аппарата и его видоизменений.
От недоказанного на чертеже источника тока 1 с проводами 2 и 3 подводится ток к месту сварки 4. Параллельно со сварочной дугой соединена проводка 5 с вспомогательным сопротивлением 6 и контактами 7, 8, которые могут соединяться посредством мостика 9. Мостик 9 прикреплен к электромагнитному сердечнику 10, окруженному обмоткой, соединенной с проводами 2 и 3.
Фиг. 1 изображает положение частей аппарата во время сварки: Напряжение между проводками 2 и 3 так низко, что действие обмотки 11 электромагнита на сердечник 10 недостаточно для поднятия сердечника с мостиком 9 для замыкания проводки 5. Если же это напряжение, до или после разрыва сварочной дуги, достигнет заранее определенной величины, то действие обмотки 11 на сердечник 10 будет достаточно для того, чтобы прижать мостик 9 к контактам 7, 8 и, таким образом, включить вспомогательное сопротивление. Благодаря этому включению, сварочная дуга прерывается, если она не была уже прервана. Если же дуга, вследствие короткого замыкания в месте сварки 4, опять восстановится, то напряжение упадет настолько, что обмотка 11 уже не в состоянии будет удержать сердечник 10 с мостиком 9, и проводка 5 снова разомкнется.
Предлагаемое устройство может быть соединено с уже известным устройством, как это показано на фиг. 2. Части 1-11, изображенные на этой фигуре, соответствуют таковым же на фиг. 1. Контакты 7 и 8 могут здесь замыкаться не только при помощи мостика 9, но, кроме того, и при помощи мостика 12, соединенного с электромагнитным сердечником 13. Обмотка 14 сердечника 13 включена в сварочную цепь, так что сварочный ток проходит через нее.
Если сварочный аппарат присоединен к источнику тока 1, то контакты 7 и 8 удерживаются мостиками 9, 12 в замкнутом положении до тех пор, пока не производится сварка. Вспомогательное сопротивление 6 тогда включено. Но в тот момент, когда в месте сварки произойдет короткое замыкание, обмотка 14 возбудится и разрядит возбуждение обмотки 11. Мостик 12 сильно подтянется кверху, а мостик 9 опустится под действием собственного веса. Соединение между контактами 7 и 8 тогда будет нарушено и вспомогательное сопротивление 6 выключено.
При расположении, согласно фиг. 2, обмотка 11 должна быть, по сравнению с весом мостика 9 и сердечника 10, рассчитана так, чтобы сердечник 10 поднимался кверху, а мостик 9 соединял бы контакты 7, 8 между собой, если при сварке длина дуги получилась бы слишком длинной и напряжение, вследствие этого, достигло бы назначенного предела; другими словами, это должно совершаться перед тем, как сварочная дуга прервется сама собою. В вышеозначенный момент дуга разорвется вследствие включения вспомогательного сопротивления 6, так что обмотка 14 останется без тока, сердечник 13 опустится, а мостик 12 замкнет контакты 7, 8. Эта форма выполнения имеет сравнительно с фиг. 1 преимущество надежности при включении вспомогательного сопротивления, так как обмотка 14 сейчас же после разрыва дуги включает вспомогательное сопротивление 6 также и в случае, когда обмотка 11 по какой-либо причине не произвела бы надлежащего действия.
В этом отношении особенно рекомендуется форма выполнения согласно фиг. 3. Здесь обе обмотки 11 и 14 обхватывают общий сердечник 13. Обмотка 14, при ее возбуждении, стремится притянуть сердечник 13 кверху. Этому действию однако сопротивляются обмотка 11, вес сердечника 13 и напряжение пружины 15. Обмотки рассчитаны так, чтобы при начале сварки, т.-е. при появлении сварочной дуги, протекающей через обмотку 14, ток короткого замыкания сильно притягивал вверх сердечник 13 с мостиком 12. Во время сварки, когда сила тока понизится, а напряжение возрастет, сердечник 13, под действием обеих катушек, удерживается почти в равновесии. Если же сварочная дуга слишком удлинится, то действие обмотки напряжения 11 будет сильнее и, вследствие этого, она притянет сердечник 13 вниз. Как только мостик 12 соединит между собой контакты 7, 8, включается сопротивление 6 и дуга прервется. В этот момент обе обмотки остаются без тока: обмотка 11 вследствие того, что она мостиком 12 соединена на короткую, а обмотка 14 вследствие того, что она находится в сварочной цепи, которая будет прервана. Пружина 15 может быть устроена с переменной нагрузкой, для того чтобы иметь возможность регулировать напряжение, при котором прерывается сварочная дуга. При форме выполнения согласно фиг. 4 предусмотрены две работающие друг против друга обмотки. Обмотка 11 и здесь выполнена как катушка напряжения и установлена вокруг сердечника 10. Обмотка 14 включена в сварочную цепь и окружает сердечник 13. Она также устроена в виде шунтовой обмотки, т.-е. с большим сопротивлением. Вокруг сердечника 13 помещена еще вторая обмотка 16, также включенная в сварочную цепь. Обмотки 14 и 16 включены таким образом, что первая замыкает ток для второй и при возбуждении последней сама замыкается на короткую; они поэтому не могут быть включены одновременно. Происходит это вследствие того, что обмотка 16 получает сварочный ток через контакты 17, 18 и через проводку 19 только после соединения между собой этих контактов при помощи двойного мостика 20.
На чертеже аппарат изображен в положении, когда он присоединен к трансформатору, но сварка еще не производится. Если теперь в месте сварки 4 замкнуть контакт, то обмотка 14 получит одинаковое напряжение с сопротивлением 6 и, благодаря этому, возбудится. В этот момент ей еще не противодействует обмотка 11, так как последняя замкнута на короткую и потому двойной мостик 20 сильно притянется кверху. В этот же момент прервется соединение между контактами 7, 8 и вслед затем сопротивление 6 выключится. Через сопротивление тогда протекает только ток, возбуждающий обмотки 11. Означенная обмотка работает тогда в сторону противоположную обмотке 11, вследствие чего двойной мостик будет задержан в своем движении и плавно упрется в контакты 17, 18. Как только установится соединение между этими двумя контактами, включается обмотка 16 и вместе с тем замыкается сварочная цепь тока. Двойной мостик 20 будет тогда действием обмотки 16 прижат к контактам 17, 18. При таком положении частей происходит сварка.
Если вследствие удлинения сварочной дуги напряжение достигнет определенной величины, то инициатива переходит к обмотке 11. Она притягивает двойной мостик 20 вниз, нарушая тем самым соединение контактов 17, 18 со сварочной цепью. От этого сразу же прервется и сварочная дуга; обмотки 14, 16 останутся без тока, а обмотка 11, действие которой, благодаря приросту напряжения, еще на мгновение возрастет, сильно притянет двойной мостик 20 к контактам 7, 8. При соединении этих контактов обмотка 11 замыкается на короткую, при чем включается вспомогательное сопротивление.
Выполнение согласно фиг. 4 имеет то преимущество, что обмотка 11 при включении вспомогательного сопротивления не „медлит'', так как она сразу же в начале движения вниз ее сердечника лишает тока обмотку 16. Но зато здесь имеется и недостаток, заключающийся в том, что в течение одного мгновения появляется напряжение холостого хода, которое обыкновенно еще значительно и потому может быть опасным. Однако, этот недостаток имеет значение только по отношению к другим формам выполнения изобретения, например, к форме выполнения согласно фигуре 3, но не по отношению к известным сварочным машинам с автоматическим устройством, включающим вспомогательное сопротивление посредством прерывания сварочной дуги.
Фиг. 5 изображает схему сварочного аппарата, у которого обмотка 11, при включении вспомогательного сопротивления, тоже не „медлит''; однако, здесь никакого напряжения от холостого хода произойти не может. Части 1-20 соответствуют тем же частям фиг. 4. Обмотка 11 электромагнита имеет неподвижный, сердечник 10 и кроме того якорь 21, помещенный на одном плече двухплечного рычага 22, поворотно установленного на оси 23, другое плечо которого находится под действием пружины 24. Левый конец рычага 22 соединен при помощи тяги 25 с мостиком 26, посредством которого могут быть соединены между собой контакты 27, 28. Эти контакты, посредством проводов 29, 30, постоянно сообщены с контактами 7 и 8. Означенное устройство показано в положении сварки. Если сварочная дуга слишком удлинится, то электромагнит 10, 11 преодолевает действие пружины 24, вследствие чего якорь 21 с быстро возрастающей силой притянется электромагнитами и мостик 26 замкнет контакты 27, 28. Одновременно включается вспомогательное сопротивление 6; только благодаря этому разомкнется сварочная дуга. Обмотка 16 тогда также остается без тока, сообщение между контактами 17, 18 нарушается, а соединение между контактами 7, 8 восстанавливается.
1. Аппарат для электрической дуговой сварки, снабженный, параллельно со сваривающей дугой, вспомогательным сопротивлением, автоматически включаемым и выключаемым попеременно со сваривающей дугой, характеризующийся применением электромагнита, обмотка возбуждения которого 11 включена параллельно к сваривающей дуге и рассчитана так, чтобы включение вспомогательного сопротивления 6 при посредстве якоря электромагнита происходило при увеличении длины дуги до определенных ее размеров (фиг. 1, 2, 3, 4 и 5).
2. В охарактеризованном в п. 1 аппарате, применение двух электромагнитов с обмотками возбуждения параллельной 11 и последовательной 14, из коих обмотка 11 служит для включения вспомогательного сопротивления, при определенной длине дуги, а обмотка 14 для выключения этого сопротивления при зажигании дуги (фиг. 2 и 5).
3. Видоизменение охарактеризованного в п.п. 1 и 2 аппарата, отличающееся применением электромагнита с двумя, действующими в противоположном направлении на сердечник 13, параллельной и последовательной обмотками возбуждения, рассчитанными так, чтобы возбуждение от шунтовой обмотки преобладало при достижении определенной величины напряжения на сварочной дуге (фиг. 3 и 4).
4. Видоизменение охарактеризованного в п. 1, 2 и 3 аппарата, отличающееся применением электромагнита с последовательной обмоткой возбуждения, разделенной на две параллельные секции 14 и 16, действующие в одном и том же направлении на сердечник 13, из коих секция 14 предназначена для размыкания контактов 7 и 8 цепи, вспомогательного сопротивления и замыкания сварочной цепи через контакты 17 и 18, после чего возбуждение поддерживается секцией 16 (фиг. 4 и 5).
