RU2185941C1 - Welding apparatus - Google Patents
Welding apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2185941C1 RU2185941C1 RU2001105586A RU2001105586A RU2185941C1 RU 2185941 C1 RU2185941 C1 RU 2185941C1 RU 2001105586 A RU2001105586 A RU 2001105586A RU 2001105586 A RU2001105586 A RU 2001105586A RU 2185941 C1 RU2185941 C1 RU 2185941C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- voltage
- electric arc
- arc
- duration
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электродуговой сварке, а именно к устройствам для сварки с автоматическим регулированием процесса импульсно-дуговой сварки посредством стабилизации длины дугового промежутка, и может найти широкое применение в технологии и технике электросварочных работ. The invention relates to electric arc welding, and in particular to devices for welding with automatic control of the pulse-arc welding process by stabilizing the length of the arc gap, and can find wide application in technology and technique of electric welding.
Известен автоматический стабилизатор длины дугового промежутка, содержащий исполнительное устройство, состоящее из источника питания, балластного сопротивления, шунтируемого коммутирующим устройством, блок сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, последовательно соединенный элемент сравнения и релейный элемент с нулевым порогом срабатывания и двумя выходами, один из которых соединен с исполнительным устройством непосредственно, а другой через блок формирования длительности импульсов, а также последовательно соединенные - импульсный элемент, ячейку памяти, ключ, работающий в противофазе с исполнительным устройством, интегратор (А.С. 616078. Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка. - БИ 27, 1978, МПК В 23 К 9/10). Known automatic stabilizer of the length of the arc gap, containing an actuator consisting of a power source, ballast, shunted by a switching device, a unit for comparing the arc voltage with a reference voltage, a comparison element and a relay element with a zero actuation threshold and two outputs, one of which is connected with the actuator directly, and the other through the block forming the duration of the pulses, as well as connected in series - a pulse element, a memory cell, a key operating in antiphase with an actuator, an integrator (AS 616078. Automatic stabilizer of the length of the arc gap. - BI 27, 1978, IPC V 23 K 9/10).
Для поддержания постоянной длины дугового промежутка данный автоматический стабилизатор определяет период следования импульсов сварочного тока при постоянной длительности импульсов в момент, совпадающий с концом паузы. To maintain a constant length of the arc gap, this automatic stabilizer determines the repetition period of the pulses of the welding current at a constant pulse duration at the moment coinciding with the end of the pause.
Недостатком такого устройства является общее дозирование энергии на расплавление и перенос капли и невозможность дозирования энергии, идущей только на расплавление капли. The disadvantage of this device is the general metering of energy for melting and transferring the droplet and the inability to meter the energy that goes only to melt the droplet.
Известно устройство для поддержания постоянства диаметра переносимых капель при постоянной частоте следования импульсов путем автоматического регулирования среднего значения напряжения на дуге посредством изменения длительности импульсов. Оно содержит генератор импульсов, источник энергии, управляемый элемент, объект регулирования, интегрирующее звено, стабилизированное питание, питание, генератор задающего напряжения, формирователь сигналов (Патон Б.Е., Шейко П.П., Пашуля М.П. Автоматическое управление переносом металла при импульсно-дуговой сварке. - Автоматическая сварка,1971, 9, с.1-3.). A device is known for maintaining a constant diameter of the transferred droplets at a constant pulse repetition rate by automatically adjusting the average value of the voltage across the arc by changing the pulse duration. It contains a pulse generator, an energy source, a controlled element, a regulation object, an integrating element, stabilized power, power, a voltage generator, a signal conditioner (Paton B.E., Sheiko P.P., Pashulya M.P. Automatic control of metal transfer during pulse-arc welding. - Automatic welding, 1971, 9, p.1-3.).
Недостатком данного устройства является общее дозирование энергии на расплавление и перенос и отсутствие фиксации момента отрыва капли, что приводит к изменению размеров капли при регулировании и нестабильности процесса. The disadvantage of this device is the total dosing of energy for melting and transfer and the lack of fixation of the moment of separation of the droplet, which leads to a change in the size of the droplet during regulation and process instability.
Известен автоматический стабилизатор длины дугового промежутка, содержащий исполнительное устройство, состоящее из источника питания, балластного сопротивления, шунтируемого коммутирующим устройством, блок сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, к которому подключены последовательно соединенные блок формирования длительности пауз и релейный элемент с двумя выходами, один из которых соединен с исполнительным устройством непосредственно, а другой - через блок формирования длительности импульсов (А.С. N 616080. Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка. - БИ 27, 1978, МПК В 23 К 9/10). Known automatic stabilizer of the length of the arc gap, containing an actuator consisting of a power source, ballast, shunted by a switching device, a unit for comparing the arc voltage with a reference voltage, to which are connected in series a pause duration generating unit and a relay element with two outputs, one of which connected to the actuator directly, and the other through the block forming the duration of the pulses (A.S. N 616080. Automatic with tabulator of the length of the arc gap. - BI 27, 1978, IPC V 23 K 9/10).
В данном стабилизаторе для поддержания постоянной длины дуги определяется период повторения импульсов сварочного тока при постоянной длительности импульсов. In this stabilizer, to maintain a constant arc length, the pulse repetition period of the welding current is determined at a constant pulse duration.
Недостатком такого устройства является общее дозирование энергии на расплавление и перенос капли и невозможность дозирования энергии, идущей на расплавление капли. The disadvantage of this device is the general metering of energy for melting and transferring the droplet and the inability to meter the energy going to the melting of the droplet.
Прототипом предлагаемого устройства, по нашему мнению, является автоматический стабилизатор длины дугового промежутка, содержащий исполнительное устройство, состоящее из источника питания, балластного сопротивления, шунтируемого коммутирующим устройством, блок сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, выполненный в виде последовательно соединенных элемента сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, импульсного элемента, ячейки памяти, ключа, работающего в противофазе с исполнительным устройством, а также последовательно соединенные элемент сравнения и релейный элемент с нулевым порогом срабатывания, релейный элемент, интегратор, причем выход интегратора соединен с первым входом элемента сравнения, а выходы релейных элементов соединены с исполнительным устройством, при этом выход ключа подключен ко второму входу элемента сравнения (А.С. 656761. Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка. - БИ 14, 1979, МПК В 23 К 9/10). The prototype of the proposed device, in our opinion, is an automatic arc gap length stabilizer containing an actuator consisting of a power source, ballast, shunted by a switching device, a unit for comparing the arc voltage with a reference voltage, made in the form of a series-connected element for comparing the arc voltage with a reference voltage, pulse element, memory cell, key, operating in antiphase with an actuator, as well as closely connected comparison element and a relay element with a zero threshold, a relay element, an integrator, the output of the integrator connected to the first input of the comparison element, and the outputs of the relay elements connected to the actuator, while the output of the key is connected to the second input of the comparison element (A.C. 656761. Automatic stabilizer of the length of the arc gap. - BI 14, 1979, IPC V 23 K 9/10).
В данном стабилизаторе для поддержания постоянной длины дуги определяется период повторения импульсов сварочного тока при постоянной длительности импульсов как функционал от напряжения дуги на интервале паузы:
где К - коэффициент пропорциональности;
Т - период следования импульсов тока;
f - частота следования импульсов тока;
Uэт - эталонное напряжение, с которым сравнивается функционал от отклонения напряжения дуги от задающего напряжения во время всей паузы согласно зависимости
Напряжение дугового промежутка определяется общеизвестной формулой:
Uд=Uак+bст•lд,
где Uак - сумма анодного и катодного падений напряжений;
bст - градиент потенциала столба дуги;
lд - длина дугового промежутка.In this stabilizer, to maintain a constant arc length, the pulse repetition period of the welding current with a constant pulse duration is determined as a functional of the arc voltage in the interval of a pause:
where K is the coefficient of proportionality;
T - the period of the current pulses;
f is the current pulse repetition rate;
U et - reference voltage, with which the functional is compared from the deviation of the arc voltage from the reference voltage during the entire pause according to the dependence
The arc gap voltage is determined by the well-known formula:
U d = U ak + b st • l d ,
where U ak - the sum of the anode and cathode voltage drops;
b article - the gradient of the potential of the arc column;
l d - the length of the arc gap.
Недостатком этого устройства также является общее дозирование энергии на расплавление, и перенос капли, и невозможность дозирования энергии, идущей только на расплавление капли. The disadvantage of this device is also the general metering of energy for melting, and the transfer of droplets, and the inability to meter the energy that goes only to melt the droplets.
Целью предлагаемого изобретения является обеспечение автоматической стабилизации размеров капли за счет дозирования энергии расплавления электродного металла, начиная с момента отрыва предыдущей капли, фиксируемого по всплеску напряжения на дуговом промежутке в импульсе, и тем самым повышение надежности и стабильности работы устройства и качества сварного шва. The aim of the invention is the provision of automatic stabilization of droplet size by metering the energy of fusion of the electrode metal, starting from the moment of separation of the previous droplet, fixed by the surge in the arc gap in the pulse, and thereby improving the reliability and stability of the device and the quality of the weld.
Поставленная задача решена следующим образом. Устройство для сварки содержит исполнительное устройство, блок сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, последовательно соединенные блок формирования длительности пауз, релейный элемент с двумя выходами и блок формирования длительности импульсов. При этом один из выходов релейного элемента соединен с исполнительным устройством непосредственно, другой - через блок формирования длительности импульсов, а вход блока формирования длительности пауз подключен к выходу блока сравнения напряжения дуги с задающим напряжением во время паузы. На входе в блок сравнения напряжения дуги с задающим напряжением установлен датчик фиксации отрыва капли, вход которого подключен к дуговому напряжению, а выход - через усилительное устройство к блоку формирования длительности импульсов. The problem is solved as follows. The welding device comprises an actuator, a unit for comparing the arc voltage with a reference voltage, a pause duration generating unit, a relay element with two outputs, and a pulse duration generating unit, connected in series. In this case, one of the outputs of the relay element is connected directly to the actuator, the other through the pulse duration generation unit, and the input of the interval duration generation unit is connected to the output of the unit for comparing the arc voltage with the reference voltage during a pause. At the entrance to the unit for comparing the arc voltage with the reference voltage, a drop separation fixation sensor is installed, the input of which is connected to the arc voltage, and the output is through an amplifying device to the pulse duration generation unit.
Далее сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг.1 - блок-схема автоматического стабилизатора длины дугового промежутка,
на фиг.2 - принципиальная схема датчика фиксации момента отрыва капли,
на фиг. 3 - эпюры токов и напряжений в процессе работы датчика фиксации момента отрыва капли.Further, the invention is illustrated by drawings, which depict:
Figure 1 - block diagram of an automatic stabilizer length of the arc gap,
figure 2 is a schematic diagram of a sensor for fixing the moment of separation of a drop,
in FIG. 3 - diagrams of currents and voltages during operation of the sensor for fixing the moment of separation of the drop.
В выходную цепь источника питания 1 включено балластное сопротивление 2, параллельно которому подсоединено коммутирующее устройство 3. К дуговому напряжению Uд источника питания 1 подключен блок сравнения напряжения дуги 4, который соединен с блоком формирования длительности пауз 5, выход которого подключен релейному элементу 6. Релейный элемент 6 соединен с коммутирующим устройством 3 и с одним из входов блока формирования длительности импульсов 7, выход которого также подключен к коммутирующему 3.The output circuit of the power source 1 includes a ballast resistance 2, in parallel with which a switching device 3 is connected. An arc voltage comparison unit 4 is connected to the arc voltage U d of the power source 1, which is connected to the pause unit 5, the output of which is connected to the relay element 6. Relay element 6 is connected to the switching device 3 and to one of the inputs of the pulse-forming unit 7, the output of which is also connected to the switching 3.
В выходную цепь источника питания 1, к дуговому напряжению Uд подключен датчик фиксации момента отрыва капли 8, который через усилительное устройство 9 подсоединен ко второму входу блока формирования длительности импульса 7. Датчик фиксации момента отрыва капли состоит из следующих элементов, соединенных последовательно, - конденсатора С и сопротивления R3, являющихся дифференцирующей цепью. Выходным элементом дифференцирующей цепи является сопротивление R3, с которого снимается импульс напряжения при отрыве капли. Этот импульс напряжения поступает на вход усилительного устройства 9, в качестве которого использован оптотранзистор V2. Светодиод оптотранзистора V2 через сопротивление R4 подключен к сопротивлению R3. Диод VD2 служит для замыкания цепи датчика 8 при прохождении импульса тока датчика при отрыве капли.In the output circuit of the power source 1, to the arc voltage U d is connected a sensor for fixing the moment of separation of the droplet 8, which is connected via an amplifying device 9 to the second input of the unit for generating the pulse duration 7. The sensor for fixing the moment of separation of the droplet consists of the following elements connected in series - a capacitor C and resistance R3, which are a differentiating circuit. The output element of the differentiating circuit is the resistance R3, from which a voltage pulse is removed when the drop is separated. This voltage pulse is fed to the input of the amplifier device 9, which is used as an optotransistor V2. The LED of the optotransistor V2 is connected through the resistance R4 to the resistance R3. The diode VD2 is used to close the circuit of the sensor 8 during the passage of the current pulse of the sensor upon separation of the drop.
Устройство для сварки работает следующим образом. Напряжение дуги Uд сравнивается во время паузы с задающим напряжением Uз в блоке сравнения 4. Ошибка ΔU(t) = Uз-Uд с выхода блока сравнения 4 поступает в блок 5 формирования длительности пауз, который интегрирует ошибку ΔU(t) на интервале всей паузы до величины срабатывания релейного элемента 6. Релейный элемент переводит коммутирующее устройство 3 во включенное состояние, при этом протекает ток импульса, который возрастает по экспоненте, капля втягивается в дугу и происходит отрыв капли, который фиксируется датчиком отрыва капли 8, который через усилительное устройство 9 срывает работу линии задержки (блок 7) и запускает ее вновь, после чего она отсчитывает время, необходимое для расплавления капли заданных размеров.A device for welding works as follows. The arc voltage U d is compared during a pause with the reference voltage U c in the comparison unit 4. Error ΔU (t) = U c -U d from the output of the comparison unit 4 enters the block 5 for generating the duration of pauses, which integrates the error ΔU (t) by the interval of the entire pause to the response value of the relay element 6. The relay element puts the switching device 3 in the on state, while the pulse current flows, which increases exponentially, the drop is drawn into the arc and the drop is detached, which is detected by the drop separation sensor 8, which is black 9 of the amplifying device disrupts operation of the delay line (unit 7) and starts it again, after which it counts the time required for melting the predetermined droplet size.
Датчик фиксации момента отрыва капли работает только на интервале импульса, когда напряжение дуги превосходит заданное напряжение (t2-t4). Параметры цепи R3-C подобраны таким образом, что выходное напряжение на R3 будет существенным только от всплеска напряжения во время отрыва капли. В остальное время нарастания напряжения дуги по кривой, близкой к экспоненте, напряжение на R3 будет незначительным, и оптотранзистор не будет открываться. При всплеске напряжения на сопротивлении R3 оптотранзистор кратковременно открывается и запускает блок формирования длительности импульсов. The sensor for fixing the moment of separation of the droplet works only on the pulse interval, when the arc voltage exceeds the specified voltage (t2-t4). The parameters of the circuit R3-C are selected in such a way that the output voltage at R3 will be significant only from a surge in voltage during the separation of the droplet. The rest of the time the arc voltage increases along a curve close to the exponential, the voltage at R3 will be negligible, and the optotransistor will not open. When a surge in resistance R3 occurs, the optotransistor briefly opens and starts the pulse duration generation unit.
В случае несрабатывания датчика 8 линия задержки 7 формирования длительности импульсов через заданный интервал времени вновь переводит коммутирующее устройство 3 в разомкнутое состояние. Этот процесс многократно повторяется. In the case of failure of the sensor 8, the delay line 7 of the formation of the duration of the pulses after a predetermined time interval again puts the switching device 3 in the open state. This process is repeated many times.
Таким образом, начиная с отрыва предыдущей капли, происходит дозирование введенной энергии, направленной на расплавление последующей капли, там самым обеспечивая одинаковый размер образующихся капель, что значительно повышает стабилизацию дугового промежутка и способствует более стабильному каплепереносу и формированию сварочного шва. За счет этого повышается надежность работы устройства и качество получаемого сварного шва. Thus, starting from the separation of the previous drop, the introduced energy is dosed, aimed at melting the subsequent drop, thereby ensuring the same size of the formed drops, which significantly increases the stabilization of the arc gap and contributes to more stable droplet transfer and the formation of the weld. Due to this, the reliability of the device and the quality of the resulting weld are increased.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001105586A RU2185941C1 (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Welding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001105586A RU2185941C1 (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Welding apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2185941C1 true RU2185941C1 (en) | 2002-07-27 |
Family
ID=20246638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001105586A RU2185941C1 (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Welding apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2185941C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2299794C1 (en) * | 2005-10-13 | 2007-05-27 | Валерий Тимофеевич Тарасов | Single-phase electric current stabilizer for welding |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US599509A (en) * | 1898-02-22 | Drier | ||
| SU656761A1 (en) * | 1975-04-28 | 1979-04-15 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Automatic stabilizer of arc gap length |
| SU1682076A1 (en) * | 1989-05-31 | 1991-10-07 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Power supply for pulse arc welding |
| SU739817A1 (en) * | 1978-10-02 | 1999-09-20 | Новосибирский институт инженеров водного транспорта | DEVICE FOR PULSE-ARC WELDING |
| US6344627B1 (en) * | 1998-11-27 | 2002-02-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pulse welding equipment and its control method |
-
2001
- 2001-02-27 RU RU2001105586A patent/RU2185941C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US599509A (en) * | 1898-02-22 | Drier | ||
| SU656761A1 (en) * | 1975-04-28 | 1979-04-15 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Automatic stabilizer of arc gap length |
| SU739817A1 (en) * | 1978-10-02 | 1999-09-20 | Новосибирский институт инженеров водного транспорта | DEVICE FOR PULSE-ARC WELDING |
| SU1682076A1 (en) * | 1989-05-31 | 1991-10-07 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Power supply for pulse arc welding |
| US6344627B1 (en) * | 1998-11-27 | 2002-02-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pulse welding equipment and its control method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2299794C1 (en) * | 2005-10-13 | 2007-05-27 | Валерий Тимофеевич Тарасов | Single-phase electric current stabilizer for welding |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR960002994B1 (en) | Method and appratus for forming a ball for wire-bonding | |
| EP2692469B1 (en) | Method of arc welding using a consumable electrode with constriction detecting step and feedback control of welding wire feeding rate | |
| RU2185941C1 (en) | Welding apparatus | |
| JP2024099058A (en) | Arc welding method and arc welding device | |
| US20060028193A1 (en) | Method of forming a reference voltage and structure therefor | |
| US3627975A (en) | Arc-welding apparatus | |
| KR830009883A (en) | DC pulse modulated arc welding controller and method | |
| US4559432A (en) | Wire EDM for detecting discharge concentrations using inductance | |
| JP4767508B2 (en) | Constriction detection control method for consumable electrode arc welding | |
| KR101530144B1 (en) | Welding Current Measuring Apparatus and the Method thereof | |
| JP3885049B2 (en) | Charging apparatus and method | |
| WO2004099892A1 (en) | Method of forming a reference voltage and structure therefor | |
| JP7609620B2 (en) | Method for detecting and controlling necking in consumable electrode arc welding | |
| JPH0574300A (en) | Coil exciting method | |
| JP7489582B2 (en) | Arc welding method and arc welding apparatus | |
| JP2672951B2 (en) | Switching drive circuit | |
| JP2530024B2 (en) | Fire detector | |
| JP2006317334A (en) | Solenoid abnormality detection device | |
| JPH1178059A (en) | Charge control type inkjet printer | |
| JP2000174054A (en) | Ball forming device for wire bonder | |
| SU1058169A1 (en) | Device for arc welding with short circuits of arc gap | |
| JPS5924918A (en) | Electric discharge machining equipment | |
| JPS63112159A (en) | Charge signal short circuit detection device for inkjet printers | |
| JPS597524A (en) | Electric discharge machining equipment | |
| JPS6261391B2 (en) |