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

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования процесса импульсно-дуговоГ1 сварки я предназначено для стабилизации длины дугового промежутка при сварке плавящимся электродом. Известен автоматический стабилизатор длины дугового промежутка, содержащий исполнительное устройство, отрабатывающее рассогласование, и блок сравнения напряжеиия 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 сравннвается с одним и тем же задающим напряжением, а длина дугового промежутка коитролнруется по среднему напряжению. При изменении соотношения между импульсом и паузой при одной и той же длине дугового промежутка среднее напряжение дуги изменяться, поэтому поддержание постоянной длины дугового промежутка по среднему напряжению дуги не нск-лючает ошибку в стабилизации длины дугового промежутка при одном и том же задающем напряжении. В случае использования известного стабилизатора при полуавтомат 1ческой и автоматической сварке плавящимся электродом в силу возрастания статической характеристики дуги необходимо изменять задающее иапряжение 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 автоматический стабилизатор длины дугового промежутка согласно изобретению введены последовательно соединенные интегратор, ключ, линия задержки, а также блок формирования длительности пауз и релейный элемент с двумя выходами. Один из выходов реле соединен с исполнительным устройством непосредственно, а другой -через линию задержки. Вход интегратора соединен с вы.ходом блока сравнения напряжения дуги с задающим напряжением во время паузы.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого автоматического стабилизатора длины дугового промежутка; на фиг. 2 приведены эпюры тока и напряжения, поясняющие принцип работы стабилизатора.

Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка содержит исполнительное устройство, отрабатывающее рассогласование, состоящее из источника питания 1, к которому подключено балластное сопротивление 2, щунтируемое коммутирующим устройством 3, блок 4 сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, последовательно соединенные интегратор 5, ключ 6, работающий в фазе с исполнительным устройством, и линию задержки 7, блок 8 формирования длительности пауз, и релейный элемент 9 с двумя выходами, один из которых подключен к исполнительному устройству непосредственно, а другой - через линию задержки 7. Вход интегратора 5 соединен с выходом блока 4 сравнения напряжения дуги с задающим напряжением во время паузы.

Стабилизатор работает следующим образом.

Блок 8 формирования длительности пауз отсчитывает заданный интервал времени и запускает релейный элемент 9, переводящий коммутирующее устройство 3 в замкнутое состояние, и линию задержки 7.

Напряжение дуги U во время паузы сравнивается с задающим напряжением Us в блоке сравнения 4. Разность AU(t) 1)3-и поступает на интегратор 5, интегрирующий сигнал AU(t) на интервале всей паузы до тех пор, пока не замкнется ключ 6, работающий в фазе с коммутирующим устройством 3. Сигнал с выхода интегратора 5 через ключ 6 поступает на вход линии задержки 7, переводящей коммутирующее устройство 3 в разомкнутое состояние, формируя тем самым задний фронт импульса сварочного тока. Далее процесс повторяется.

Таким образом, для поддержания постоянной длины дугового промежутка автоматический стабилизатор определяет длительность импульсов сварочного тока при постоянной частоте следования импульсов по следующей зависимости (фиг. 2);

M/CUjzlil

к V

где К -коэффициент пропорциональности, 1елп - длительность импульсов;

и,г -эталонное напряжение, с которым сравнивается функционал от отклонения напряжения дуги от задающего напряжения во время паузы

f(AU) /4uat.

Напряжение дугового промежутка определяется общеизвестной формулой

UA UttK + BCT д,

где UoK - сумма анодного и катодного падений напряжения;

БСГ - градиент потенциала столба дуги; л -длина дугового промежутка.

При прочих равных условиях Ua и Всг

являются в общем случае функциями от тока. Поскольку во время паузы при всех рабочих режимах системы значение тока постоянно, эти величины также постоянны. Следовательно, по изменению напряжения дуги во время паузы можно контролировать

длину дугового промежутка независимо от режима в импульсе во всем диапазоне рабочих режимов системы. Это значительно упрощает настройку на нужный режим, повыщает точность стабилизации длины дугового промежутка. Воздействие обратной связи не на подачу электрода, а на скорость его плавления повыщает быстроту отработки рассогласования, так как осуществляется в пределах микроцикла.

Формула изобретения

Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка, содержащий исполнительное устройство, отрабатывающее рассогласование, и блок сравнения напряжения J дуги с задающим напряжением, отличающийся тем, что, с целью упрощения его настройки на нужный режим, повыщения точности стабилизации и быстроты отработки рассогласования, в стабилизатор введены последовательно соединенные интегратор, ключ, линия задержки, а также релейный элемент с двумя выходами и блок формирования длительности пауз, один из выходов реле соединен с исполнительным устройством непосредственно, другой - через линию задержки, а вход интегратора соединен с выходом блока сравнения напряжения дуги с задающим напряжением во время паузы.

Источники информации, принятые во вни50 мдние при экспертизе:

СССР

1. Авторское свидетельство № 368949, кл. В 23 К 9/10, 1970.

фиг. I