Устройство для автоматического регулирования глубины проплавления Советский патент 1975 года по МПК B23K9/10 

1

Известно устройство для автоматического регулирования глубины проплавления при сварке неплавящимся электродом, при котором с увеличением глубины проплавления уменьшают сварочный ток.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что об изменении глубины ироплавления судят по изменению скрытой составляющей длины дуги. Для чего помимо системы, измеряющей длину дуги по напряжеПИЮ, введена дополнительная следящая система, поддерживаюп1,ая постоянное расстояние между электродом и поверхностью свариваемого изделия.

Предлол енное устройство повышает быстроту реакции систем автоматического регулирования и точность поддержания глубины проплавления.

На фиг. 1 дана блок-схема предложенного устройства; па фиг. 2 - принцип саморегулировапия глубины проплавления при питании дуги от источника с пологопадаюил,ей характеристикой.

Устройство имеет сварочпую головку 1, свариваемое изделие 2, датчик 3 расстояния между электродом п изделием, блок 4 стабилизации расстояния между электродом и изделием, источник 5 питания, блок 6 стабилизации напряжения сети, сумматор 7 и блок 8 уставки.

Об изменении в нроцессе сварки величины скрытой составляющей длины дуги, а следовательно, и глубины проплавления, судят по изменению напряжения на дуге, измеряемого между сварочной головкой 1 и изделием 2. Внешняя составляющая длины дуги поддерживается постоянной системой стабилизации положения сварочной головки OTHOcnTevibHO поверхности свариваемого изделия. Чувствительным элементом этой системы является датчик 3 (емкостный, индуктивный, пневматический) , измеряющий расстояние от торца электрода до поверхпости свариваемого изделия. Сигпал с датчика 3 поступает в блок 4 стабилизации внешней составляющей длины дуги. В качестве источника питания дуги используют регулируемый источник 5 с блоком 6 стабилизации напряжения сети. В указанных условиях возможными возмущениями остаются только возмущения от характера сопряжения свариваемых кромок, от изменения скорости сварки, изменения толщины свариваемого материала и недостаточной чистоты поверхности изделия. Все перечисленные возмущения влияют па характер пронлавления в зоне стыка. Как следствие этого, появляется изменение в величине скрытой составляющей длины дуги, нри этом изменяется и общая длина дуги, а следовательно и напряжение на дуге. Истинное напряжение дуги в сумматоре 7 сравнивается заданным эталонным напряжением, снимаемым с блока 8 уставки. Разница между ними используется для управления источником питания 5 дуги, в котором изменяется величина сварочного тока. При использовании предлагаемого устройства становится возможным при сварке с неплавящимся электродом в среде защитных газов применение источника питания дуги с пологопадающей вольтамперной характеристикой без балластного реостата.

На фиг. 2 изобрал ена пологопадающая характеристика источника «А. Ограничение по току предохраняет источник питания дуги от перегрузок и электрод от обгорания при коротком замыкании. Зона ограничения расположена на характеристике за зоной рабочих токов и легко может быть реализована заведением в источнике обратной связи по току. Точка а пересечения вольтамперных характеристик источника А и дуги Б является рабочей точкой, определяемой патряжением холостого хода и длиной дуги. При появлении какого-либо из технологических возмущений изменяется глубина лроплавлеиия (па фиг. 2 показан случай увеличения глубины проплавления). Если общая длина дуги увеличивается, увеличивается и напряжение на дуге. Вольтамперная характеристика дуги занимает положение В, а рабочая точка переместится в точку б, которой соответствует меньщая величина тока, что приводит к стабилизации глубины проплавления. В данном случае при условии стабилизации внешней составляющей

длины дуги и стаоилизации напряжения сети проявляется эффект саморегулирования глубины нроплавления без использования блоков 6 и 8 па фиг. 1. Использование этих блоков в предлагаемом устройстве при действии аналогичного возмущения позволяет изменять паклоп вольтамперной характеристики источника Г, при этом рабочая точка занимает положение О, что соответствует большему изменению сварочного тока, а следовательно, большей точности стабилизации глубины пропотавления.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить регулирование глубины проплавления на источниках с крутопадающей формой вольтамперпой характеристики путем изменения ее наклона и на источниках со штыковой формой вольтамперпой характеристики путем изменения уставкн.

Предмет изобретения

Устройство для авто.матического регулирования глубины проплавлепия при дуговой сварке пеплавящимся электродом, содержащее систему регулирования сварочного тока но изменению полного напряжения дуги, отличающееся тем, что, с целью обеспечения стабильности глубины пронлавления независимо от изменения положения поверхности изделия относительно электрода, устройство снабжено дополнительной следящей системой автоматического перемещения сварочной головки, обеспечивающей неизменность расстояния электрода от поверхности изделия.