Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка Советский патент 1978 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования процесса импульсно-дуговой сварки и предназначено для стабилизации длины дугового промежутка при сварке плавящимся электродом.

Известен автоматический стабилизатор длины дугового промежутка, содержащий исполнительное устройство, отрабатывающее рассогласование, и блок сравнения напряжения дуги с задающим напряжением 1.

В известном стабилизаторе используется обратная связь по напряжению дугового промежутка во время импульса и во время паузы с воздействием на подачу электрода, т. е. напряжение дугового промежутка сравнивается с одним и тем же задающим напряжением, что предопределяет контроль длины дугового промежутка по среднему напряжению. При изменении соотношения между импульсом и паузой при одной и той же длине дугового промежутка среднее напряжение дуги может изменяться, поэтому поддержание длины дугового промежутка по среднему напряжению дуги не исключает ощибку в стабилизации длины дугового промежутка при одном и том же задающем напряжении.

в случае использования известного стабилизатора при полуавтоматической и автоматической сварке плавящимся электродом в силу возрастания статической характеристики дуги необходимо изменять задающее напряжение при смене режима сварки, что усложняет настройку на нужный режим.

Кроме того, известный стабилизатор обладает значительной инерционностью отработки рассогласования в связи с тем, что управляющее воздействие осуществляется на подачу электрода.

Целью изобретения является упрощение настройки стабилизатора на нужный режим, повыщение точности стабилизации длины дугового промежутка и быстроты отработки рассогласования.

Цель достигается благодаря тому, что в предлагаемый стабилизатор введены последовательно соединенные импульсный элемент, ячейка памяти, ключ, работающий в противофазе с исполнительным устройством, интегратор, элемент сравнения, релейный элемент с нулевым порогом срабатывания и блок формирования длительности импульсов. Релейный элемент выполнен с двумя выходами, один из которых соединен с исполнительным устройством непосредствеино, а другой - через блок формирования длительности импульсов, а элемент с)авнения имеет два входа, один из которых соединен с выходом интегратора, а другой - с пыходом блока сравнения напряжеки дуги с задающим напряжением во время паузьк На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого автоматического стабилизатора длины дугового промежутка; на фнг. 2 приведены эпюры тока и напряжения, поясняющие принцип работы стабилизатора.

Автоматический стабилизатор длины дугового промежутк а содержит исполнительное устройство, отрабатывающее рассогласование, состоящее из источника питания 1, к которому подключено балластное сопротивление 2, шунтируемое коммутирующим устройством 3,- блок t сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, последовательно соединенные элемент сравнения 5 и релейный элемеггт (J с нулевым порогом срабатывания и двумя выходами, из которых сординен с иснолнительным устройот-. вом непосредственно, а другой через блок 7 формирования длительности импульсов, а также последовательно соединенные импульсный элемент .8, ячейку намтч 9, ключ 0, работающий в противофазе с исполнительным устройством, интег|)атор П. Первый, вход элемента сравнения 5 соединен с выходом интегратора 11, второй - с выходом блока 4 сравнения напряжения дуШ задающим напряжением во время паСтабилизатор работает следующим образом

Постоянное напряжение через импульсный элемент 8, запускаемый при срабатывании релейного элемента 6 с нулевым,порогом срабатывания, поступает в ячейку памяти 9, а с ее выхода через ключ Ш, работающий в противофазе с исполнительным устройством, - на вход интегратора П. НапряжЬние дуги во время паузы Ш сравнивается с задающим напряжением Lij в блоке сравнения 4. Разность uU(t) - Us- идпоступает на элемент сравнения 5, где, сравнивается с напряжением Z(l) с выхода интегратора 11. Разность ди (t) «AU(t)-Z(t) с -выхода элемента сравне.ния 5 поступает на релейный элемент 6 с нулевым порогом срабатывания, переводящий коммутирующее устройство 3 в замкнутое положение и. запускающий блок 7 формирования длительности. импульсов, который, отсчитав заданный интервал времени, перевЬдит коммутирующее устройство 3 в разомкнутое положение. Далее процесс повторяется.

Таким образом, для поддержания посtoяннQЙ длины дугового промежутка автоматический стабилизатор определяет период следования импульсов сварочного тока при постоянной длительности импульсов в момент, совпадающий с концом. пау.зы, по следующей зависимости, (фиг. 2):

Т 7 кал-1д;., + Ти.„п

где К - коэффициент пронорциональности;

Т - период следования импульсов тока , f - частота следования имнульсов тока Т((.цл.- длительность имнульсов; и, -задающее напряжение; DA -напряжение дуги во время паузы. Напряжение дугового промежутка определяется общеизвестной формулой

ид-1и+В 1д,

где Ц1 - сумма анодного и катодиого падеиий напряжений;

1Ьи- градиент потенциала столба ду|-и; 1д -длина дугового промежутка.

При прочих равных условиях и Вд являются в общем случае функциями

от тока. Поскольку во время паузы при всех рабочих режимах системы значение тока приблизительно постоянно, эти величины также постоянны. Следовательно, по изменению напряжения во время паузы можно контролировать длину дугового промежутка

во всем диапазоне рабочих режимов системы. Это значительно упрощает настройку на нужный режим, новыщает точность стабилизации длины дугового промежутка. Воздействне обратной связи не на подачу, а на скорость плавления электрода повыщает быстроту отработки рассогласования, так как осуществляется в пределах мнкрЬцикла.

Формула изобретения

Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка, содержащий исполнительное устройство, отрабатывающее рассогласование, и блок сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, отличающийся тем, что, с целью упрощения его настройки на нужный режим, повышения точности стабилизации и быстроты отработки рассогласования, в стабилизатор введены

последовательно соединенные импульсный элемент, ячейка памяти, ключ, интегратор, элемент сравнения, релейный элемент с нулевым порогом срабатывания и блок ф рм роогшш длительности импульсов, релейный элемент выполнен с двумя выходами. один из которых соединен с исполнительным устройством непосредственно, а другойчерез блок формирования длительности импульсов, а элемент сравнения имеет два входа, один из которых соединен с выходом

.интегратора, а другой - с выходом блока сравнения напряжения дуги с задающим напряжением во время паузы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

е № 368949, кл. В 23 К 9/10. 1970.

fat. I