Способ сварки переменным модулированным током Советский патент 1981 года по МПК B23K9/00 

(54) СПОСОБ СВАРКИ ПЕРЕМЕННЫМ МОДУЛИРОВАННЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к сварочной технологии и может найти применение во всех областях производства, исполазукмцих электродуговую сварку на переменном TOKIS. Известны получения модули рованного тока, в которых использует ся два источника питания: один - для создания режима импульса, другой - , для создания режима паузы Ui 2. Недостатком таких устройств является их громоздкость, повышенный расход активных материалов, неполная загрузка обоих источников. Известен также способ сварки пер менным-модулированным током, в котором различные энергетические уровни процесса сварки переменным модулированным током получают посредством периодического шунтирования токоограничительного элемента 131. Недостатком известного устройства является малая устойчивость процесса в период энергетического уровня, соответствующего паузе, обусловленная малой мощностью, выделяемой в дуге в этот период и затянутости преддуговых процессов. Цель изобретения - повышение устойчивости сварочного процесса и рас ширение пределов модулирования тока сварки. Цель достигается тем, что согласно способу сварки переменным модулированным током, который осуществляют на двух энергетических ypoBHjfx, один из которых соответствует режиму паузы сварочного тока, другой - режиму импульса, на энергетическом уровне, соответствующем режиму паузы, частоту сети, питающей дугу, увеличивают до величины, определяемой по формулегде fjj4- частота питающей сети, Гц; время установления дугового разряда (постоянная времени сварочной дуги), с. Стабильность повторного возбуждения дуг переменного тока зависит от преддуговой стёщии, длительность которой зависит от параметров сварочной цепи 121. Если в сварочной цели нет индуктивности, напряжение разряда типично духовое уже после 1« ()с, тогда как при частоте тока 50 Гц длительность полупериода составляет 110 с, а лостоянная време ни цепи (1 - 3)-1(, т.е. на три(четыре порядка больше, чем потенци.ально возможная скорость протекания переходных процессов собственно в дуге. Поэтому при сварке переменным током параметры цепи (L, R, f)определяют форму и скорость изменения тока в начале каждого полупериода. При сварке переменным модулированным током в периоды энергетического уровня соответствующего паузе тока преддуговые процессы вследствие большой величины токоограничительного эле мента и малой тепловой мощности дуги имеют протяженный характер. Скорость нарастания тока после пересечения им нулевого значения мала, устойчивость процесса низка. Для повышения стабильности процесса в периоды энергетического уровня соответствующие паузе тока по предлагаемому способу частоту сети, питающей дугу, увеличивают до величины .1/Гд. Амплитудное значение , тока паузы по сравнению с обычным модулированным током-процессом не изменяется, т.е. энергетические параметры Процесса (ток импульса - J и ток паузы -ЗУ, ) остаются на прежнем уровне. При этом д 1 -10 - частота сети f может составлять величи ну 0,1 - ,1 МГц.. Скорость увеличения тока при такой частоте - 6 - 8 МА/с, длительность преддуговых периодов ст нет соизмеримой с постоянной времени сварочной дуги. Стабильность процесса на повьошенной частоте значительно выше, чем при сварке на промышленной (50 Гц) частоте, за счет чего появляется возможность, регулирования про цесса в сторону малых значений тока соответственно, увеличения глубины, модулирования. Для практической реализации предлагаемого способа можно использовать схему, в которой обЕлчный трансформатор питает дугу во время импульса, а в течение паузы - маломощный источ ник повышенной частоты, в качестве которого можно применить генератор или преобразователь частоты сварочно го тока. Поскольку габаритная мощность источника обратно пропорциональна частоте тока, то, в отличие от известных способов ведение процесса по предлагаемому способу не увеличит расхода активных материалов. В сравнении с известными устройствами источники, реализующие предложенный способ, будут меньше, так как исключается из конструкции балластное соп ротивление, уменьшаются потери энерг улучшается КПД источника питания. В сравнении со способом модулирования постоянного тока предлагаемый способ менее чувствителен к магнитному дуть дуги и предполагает при практической реализации использование более надеж ных и дешевых источников, Для экспериментальной проверки редлагаемого способа была исследована эластичность дуги на энергетическом ровне, соответствующем паузе тока ри питании дуги переменным током на обычной (5.0 Гц) и повышенной частоте (427 Гц), сварочный ток в обоих случаях был равен 93 А. Б экспериментах использовались предварительно просушенные и проверенные на концентричность покрытия электроды марки МР-3, Ф 3 мм. Эластичность дуги оценивали по разрывной длине дуги (вр), горящей между двумя горизонтально расположенными электродами. Для сварки на обычной частоте применяли трансформатор СТШ-250 (Uxy 61 В) , а для сварки на повышенной частоте - преоб разователь Humme patent (U, 60 - 62 В) фирмы EBektro-Bau G.Linz (Австрия). Эксперименты показали, что при fc 50 Гц,ер 22,48 (среднее значение из 7-ми измерений), а при f 427 Гц, ,06 мм, т.е. при повышении частоты тока эластичность дуги и, следовательно, ее устойчивость улучшаются. Значительное увеличение скорости возрастания тока вследствие повышения частоты сети дает возможность использовать для сварки электроды с фтористо-кальцевым покрытием, снизить эффект магнитного дутья, применять более надежные и экономичные источники переменного тока, расширить пределы модулирования сварочного тока в сторону меньших его значений. Все это позволяет получить экономический эффект при использовании предложенного способа. Формула изобрехения Способ сварки переменным модулированным током, который осуществляют на двух энергетических уровнях, один из которых соответствует режиму паузы сварочного тока, другой - режиму импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости сварочного процесса и расширения пределов модулирования тока сварки, на энергетическом уровне, соответствующем режиму паузы, частоту сети, питающей дугу увеличивают до величины, определяемой по формулеС ч tT где частота питающей сети, Гц; Сд- время установления дугового разряда (постоянная времени сварочной Дуги), с. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 185425, кл, В 23 К 9/00, 11,07.63.1

58632226

речная дуга. М., Машиностроение ,I 525510, кл.В 23 К 9/00,

,1970, Ci 218.04.04.73.