[go: up one dir, main page]

RU2474487C1 - Method of arc welding by consumable wire plant to this end - Google Patents

Method of arc welding by consumable wire plant to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2474487C1
RU2474487C1 RU2011128283/02A RU2011128283A RU2474487C1 RU 2474487 C1 RU2474487 C1 RU 2474487C1 RU 2011128283/02 A RU2011128283/02 A RU 2011128283/02A RU 2011128283 A RU2011128283 A RU 2011128283A RU 2474487 C1 RU2474487 C1 RU 2474487C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
wire
arc
arc gap
control system
Prior art date
Application number
RU2011128283/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011128283A (en
Inventor
Станислав Олегович Кириков
Юн Юк Ким
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательская компания "ФАСТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательская компания "ФАСТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательская компания "ФАСТ"
Priority to RU2011128283/02A priority Critical patent/RU2474487C1/en
Publication of RU2011128283A publication Critical patent/RU2011128283A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2474487C1 publication Critical patent/RU2474487C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: set of invention relates to arc welding by consumable wire. Proposed method comprises feeding wire at the rate adjusted in compliance with measured electrical parameters in arc space. During sharp voltage drop in said arc space, it is bridged for short interval by controlled power switch located in area closer to welding head while at abrupt voltage rise in said space, wide feed rate is decreased in discrete steps to bridge said gap by said switch. After breaking said switch, wire feed rate is resumed. Proposed plant comprises welding head, power supply, control system with gap space electric parameters transducers and wire feeder. Controlled power switch is arranged parallel with arc space and connected to control system whereto connected is wider feeder that allows varying feed rate in discrete steps and resuming it in response to signals of electric parameter abrupt variation in dap space.
EFFECT: higher welding quality, high welding speed.
3 cl, 3 dwg

Description

Группа изобретений относится к способу и установке для дуговой полуавтоматической сварки плавящимся электродом и может быть использована при ручной и механизированной сварке стыков магистральных и технологических трубопроводов, а также других металлоконструкций в различных отраслях промышленности.The group of inventions relates to a method and installation for semi-automatic arc welding with a consumable electrode and can be used in manual and mechanized welding of joints of main and technological pipelines, as well as other metal structures in various industries.

При сварке плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка основным недостатком процесса является разбрызгивание металла сварочной ванны и электрода в момент обрыва перемычки при перетекании капли, что приводит к нестабильному формированию шва.When welding with a consumable electrode with short circuits of the arc gap, the main disadvantage of the process is the spraying of the metal of the weld pool and electrode at the time of the jumper break when the droplet flows, which leads to unstable weld formation.

Известны многочисленные установки и способы, пытающиеся решить эту проблему.Numerous installations and methods are known to attempt to solve this problem.

Известен способ сварки и устройство уменьшения разбрызгивания, описанные в патенте РФ №2397050 [Патент РФ на изобретение №2397050, опубл. 20.08.2010]. Устройство состоит из полупроводникового ключа, подключенного параллельно сварочной дуге, схемы управления ключом, в которую поступают сигналы от датчика напряжения сварочной дуги и датчика сварочного тока. При возникновении короткого замыкания дугового промежутка датчик напряжения фиксирует падение напряжения ниже заданного порога и подает сигнал схеме управления, которая формирует сигнал для открытия ключа, шунтирующего сварочный ток на время от 100 до 700 микросекунд. В конце короткого замыкания при образовании жидкой перемычки датчик напряжения фиксирует лавинообразный рост напряжения на дуговом промежутке и подает сигнал системе управления, которая открывает ключ, который шунтирует сварочный ток, часть сварочного тока протекает через жидкую перемычку до момента ее разрыва. Момент разрыва жидкой перемычки фиксирует датчик тока по факту полного прекращения сварочного тока и подает сигнал схеме управления, которая закрывает ключ через 300 микросекунд для последующего возбуждения дуги. Описанное в патенте устройство не прерывает ток сварочного источника, а шунтирует дуговой промежуток в требуемые моменты сварочного микроцикла, отводя ток.A known welding method and a device to reduce spatter, described in the patent of the Russian Federation No. 2397050 [RF patent for the invention No. 2397050, publ. 08/20/2010]. The device consists of a semiconductor key connected in parallel with the welding arc, a key control circuit, which receives signals from the voltage sensor of the welding arc and the welding current sensor. In the event of a short circuit in the arc gap, the voltage sensor detects a voltage drop below a predetermined threshold and sends a signal to the control circuit, which generates a signal to open a key that shunts the welding current for a time from 100 to 700 microseconds. At the end of a short circuit, when a liquid jumper is formed, the voltage sensor detects an avalanche-like voltage increase in the arc gap and gives a signal to the control system, which opens the key that shunts the welding current, part of the welding current flows through the liquid jumper until it breaks. The moment of rupture of the liquid jumper captures the current sensor upon the complete cessation of the welding current and sends a signal to the control circuit, which closes the key after 300 microseconds for subsequent arc excitation. The device described in the patent does not interrupt the current of the welding source, but shunts the arc gap at the required moments of the welding microcycle, diverting the current.

Однако, вследствие того что проволока движется с постоянной скоростью, сам процесс перетекания капли в условиях шунтирования тока затруднен, что приводит к возможным "залипаниям" (проволока входит в ванну и "примерзает") и срыву устойчивости сварочного процесса, особенно на малых токах сварки.However, due to the fact that the wire moves at a constant speed, the process of overflowing of the drop under current shunting conditions is difficult, which leads to possible sticking (the wire enters the bathtub and freezes) and disrupt the stability of the welding process, especially at low welding currents.

Известны более сложные способы и устройства, в той или иной мере решающие проблему уменьшения разбрызгивания.More complex methods and devices are known that, to one degree or another, solve the problem of reducing splashing.

В качестве прототипа выбраны способ и установка, описанные в патенте РФ 2406597 [Патент РФ на изобретение №2406597, опубл. 20.12.2010]. Установка, описанная в патенте, имеет в своем составе источник тока с силовой частью, устройство управления и коммутирующее звено, приданное силовой части или устройству управления, а также механизм подачи проволоки. Качество сварочного шва обеспечивается путем изменения скорости подачи проволоки и изменения силы тока, что способствует переносу капли в процессе сварки.As a prototype, the method and installation described in the patent of the Russian Federation 2406597 [RF Patent for the invention No. 2406597, publ. 12/20/2010]. The installation described in the patent includes a current source with a power unit, a control device and a switching link attached to the power unit or control device, as well as a wire feed mechanism. The quality of the weld is ensured by changing the wire feed speed and changing the current strength, which contributes to the transfer of droplets during the welding process.

В прототипе подробно описан сварочный процесс «переноса холодного металла» (Cold Metal Transfer). В фазе существования электрической дуги сварочная проволока подается вперед до соприкосновения с обрабатываемой деталью. В фазе существования электрической дуги происходит расплавление сварочной проволоки, так что на конце сварочной проволоки появляется капля. Сварочный ток и/или сварочное напряжение регулируются таким образом, что не происходит отделения капли и возникает короткое замыкание. В этот момент изменяется направление подачи проволоки, так что сварочная проволока до выявления короткого замыкания, то есть образования электрической дуги и/или определенного расстояния, и/или отсчета определенного промежутка времени, подается назад. Затем снова возникает фаза существования электрической дуги, вслед за чем снова меняется направление движения сварочной проволоки от верхней «мертвой» точки и сварочная проволока перемещается в направлении обрабатываемой детали, и цикл повторяется.The prototype describes in detail the welding process of "cold metal transfer" (Cold Metal Transfer). In the phase of existence of the electric arc, the welding wire is fed forward until it comes into contact with the workpiece. In the phase of existence of the electric arc, the welding wire melts, so that a drop appears at the end of the welding wire. The welding current and / or welding voltage are controlled so that no droplet separates and a short circuit occurs. At this moment, the wire feed direction changes so that the welding wire is fed back before a short circuit is detected, that is, the formation of an electric arc and / or a certain distance, and / or countdown of a certain period of time. Then again the phase of existence of the electric arc occurs, after which the direction of movement of the welding wire from the top dead center again changes and the welding wire moves in the direction of the workpiece, and the cycle repeats.

При этом механизм подачи проволоки управляется командами по сигналам состояния - электрической дуги и короткого замыкания.In this case, the wire feed mechanism is controlled by commands by status signals - an electric arc and a short circuit.

Однако, в связи с тем что конец сварочной проволоки совершает возвратно-поступательные движения, скорость сварки заметно снижается, и одновременно, помимо положительного эффекта ускорения переноса капли, вносятся вредные (паразитные) дополнительные возмущения (колебания) остаточной жидкой части металла на конце сварочной проволоки, вносящие общую дестабилизацию в сварочный процесс, а также возвратное движение проволоки в сварочной горелке при сохранении постоянства подачи проволоки основным подающим устройством создает дополнительные колебания проволоки в сварочном рукаве, что также снижает стабильности процесса.However, due to the fact that the end of the welding wire makes reciprocating movements, the welding speed decreases noticeably, and at the same time, in addition to the positive effect of accelerating drop transfer, harmful (spurious) additional disturbances (oscillations) of the residual liquid part of the metal at the end of the welding wire are introduced, introducing general destabilization in the welding process, as well as the return movement of the wire in the welding torch while maintaining a constant wire feed by the main feeder creates an additional s vibrations of the wire in the welding sleeve, which also reduces the stability of the process.

В основу изобретения поставлена задача - максимальное повышение качества сварочного шва при сохранении высокой скорости сварки.The basis of the invention is the task of maximizing the quality of the weld while maintaining a high welding speed.

Достигаемый технический результат - более спокойное и равномерное перетекание капли в сварочную ванну, уменьшение разбрызгивания.Achievable technical result - a more calm and uniform flow of a drop into the weld pool, reducing spatter.

Поставленная задача в первом объекте изобретения решается следующим образом. Способ дуговой сварки плавящейся сварочной проволокой включает подачу проволоки во время сварки подающим механизмом со скоростью, регулируемой по измеряемым электрическим параметрам на дуговом промежутке. От прототипа способ отличается тем, что в процессе сварки в момент начала резкого падения напряжения на дуговом промежутке кратковременно электрически шунтируют дуговой промежуток управляемым силовым ключом, расположенным в зоне, приближенной к сварочной головке, а в момент резкого повышения напряжения на дуговом промежутке скорость подачи проволоки скачкообразно уменьшают и одновременно повторно кратковременно шунтируют дуговой промежуток упомянутым ключом. После размыкания ключа скорость подачи проволоки восстанавливают.The problem in the first object of the invention is solved as follows. The method of arc welding with a consumable welding wire includes feeding the wire during welding by a feed mechanism at a speed controlled by the measured electrical parameters in the arc gap. The method differs from the prototype in that in the process of welding at the moment of a sharp drop in voltage on the arc gap, the arc gap is briefly electrically shunted by a controlled power key located in the area close to the welding head, and at the time of a sharp increase in voltage on the arc gap, the wire feed speed reduce and at the same time repeatedly short-circuit the arc gap with said key. After the key is opened, the wire feed speed is restored.

Промежутки времени первого и повторного шунтирования составляют 5-30% каждый от общего времени перетекания капли.The time intervals of the first and second shunting are 5-30% each of the total time of the flow of the drop.

Поставленная задача решается также вторым объектом изобретения - установкой, в процессе работы которой реализуется заявленный способ.The problem is also solved by the second object of the invention - installation, in the process of which the claimed method is implemented.

Установка для дуговой сварки плавящейся сварочной проволокой имеет в своем составе сварочную головку, подсоединенную к источнику питания, систему управления с датчиками электрических параметров на дуговом промежутке, а также механизм подачи проволоки. От прототипа установка отличается тем, что дополнительно имеет управляемый силовой ключ, установленный параллельно дуговому промежутку, расположенный в зоне приближенной к сварочной головке и подсоединенный к системе управления, к которой также подсоединен механизм подачи проволоки, выполненный с обеспечением возможности скачкообразного уменьшения скорости подачи и последующего восстановления скорости подачи проволоки по сигналам резкого изменения электрических параметров на дуговом промежутке.The installation for arc welding with a consumable welding wire incorporates a welding head connected to a power source, a control system with sensors of electrical parameters on the arc gap, and also a wire feed mechanism. The installation differs from the prototype in that it additionally has a controllable power switch installed parallel to the arc gap, located in the zone close to the welding head and connected to the control system, to which the wire feed mechanism is also connected, made possible to abruptly reduce the feed rate and subsequent recovery wire feed speed according to signals of a sharp change in electrical parameters on the arc gap.

В наилучшем варианте исполнения изобретения механизм подачи проволоки имеет в своем составе два основных узла: устройство, подающее проволоку с постоянной скоростью, а также подсоединенный к системе управления механизм регулирования скорости подачи, располагаемый в сварочной головке или в непосредственной близости от нее. При этом в корпусе механизма регулирования скорости подачи выполнены отверстия для входа и выхода проволоки и внутри корпуса установлен электромагнит, подсоединенный к системе управления, якорь которого перпендикулярен оси свободного перемещения проволоки и имеет отверстие для ее прохода, при этом якорь присоединен к корпусу с помощью возвратной пружины.In the best embodiment of the invention, the wire feed mechanism comprises two main assemblies: a device that feeds the wire at a constant speed, and also a feed speed control mechanism connected to the control system located in or in the immediate vicinity of the welding head. At the same time, holes for the input and output of the wire are made in the case of the feed rate control mechanism and an electromagnet connected to the control system is installed inside the case, the anchor of which is perpendicular to the axis of free movement of the wire and has an opening for its passage, while the anchor is connected to the case using a return spring .

Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности изобретения, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации.In order to better demonstrate the distinguishing features of the invention, as an example, not having any restrictive nature, the preferred embodiment is described below.

Пример иллюстрируется Фигурами чертежей, на которых представлено: Фиг.1 - общая схема установки дуговой полуавтоматической сварки. Фиг.2 - механизм регулирования скорости подачи. Фиг.3 - временные диаграммы сварочного тока (I), напряжения (U), мощности (Р) и движения (S) сварочной проволоки к обрабатываемой детали.An example is illustrated by the Figures of the drawings, which show: Figure 1 - General diagram of the installation of semi-automatic arc welding. Figure 2 - mechanism for controlling the feed rate. Figure 3 - time diagrams of the welding current (I), voltage (U), power (P) and movement (S) of the welding wire to the workpiece.

Заявляемая установка имеет в своем составе источник питания 1 (обычно используемый для традиционной полуавтоматической дуговой сварки), подключенный к питающей сети 2.The inventive installation incorporates a power source 1 (usually used for traditional semi-automatic arc welding) connected to a power supply network 2.

Силовые выходные клеммы 3 и 4 источника питания 1 подключены следующим образом: клемма 3 посредством короткого отрезка силового кабеля 5 - к общему потенциалу сварочной цепи, клемма 4 посредством кабеля 6 сравнительно большой длины (5…50 м - в зависимости от удаления зоны сварки от места установки источника) - к входной силовой клемме 7 подающего устройства 8, подающего проволоку с постоянной скоростью, которое входит в состав механизма подачи проволоки.The power output terminals 3 and 4 of power source 1 are connected as follows: terminal 3 by means of a short length of power cable 5 connects to the overall potential of the welding circuit, terminal 4 by means of cable 6 of relatively long length (5 ... 50 m, depending on the distance from the welding zone installation of the source) - to the input power terminal 7 of the feeding device 8, feeding the wire at a constant speed, which is part of the wire feed mechanism.

Подающее устройство 8 осуществляет подачу сварочной проволоки 9 через сварочный рукав 10 и сварочную головку 11 в зону сварки 12. Подающее устройство 8 выполнено с использованием типовых узлов для устройств с непрерывной подачей проволоки (мотор постоянного тока с механизмом подачи проволоки 13).The feeding device 8 feeds the welding wire 9 through the welding sleeve 10 and the welding head 11 to the welding zone 12. The feeding device 8 is made using typical units for devices with a continuous wire feed (DC motor with a wire feed mechanism 13).

Вторым элементом механизма подачи проволоки является механизм 14 регулирования скорости подачи, обеспечивающий торможение проволоки в заданные моменты времени. Этот механизм расположен непосредственно в сварочной головке или вблизи от нее. В корпусе 15 механизма 14 (см. Фиг.2) выполнены отверстия с мундштуками 16 для входа и выхода проволоки. Внутри корпуса установлен электромагнит 17, якорь 18 которого перпендикулярен оси свободного перемещения проволоки. В якоре 18 выполнено отверстие (втулка 19) для прохода проволоки и оно лежит на одной оси с мундштуками 16. Якорь присоединен к корпусу с помощью возвратной пружины 20.The second element of the wire feed mechanism is the feed rate control mechanism 14, which provides braking of the wire at predetermined times. This mechanism is located directly in or near the welding head. In the housing 15 of the mechanism 14 (see Figure 2) holes are made with mouthpieces 16 for the input and output of the wire. An electromagnet 17 is installed inside the housing, the anchor 18 of which is perpendicular to the axis of free movement of the wire. An anchor 18 has a hole (sleeve 19) for the passage of the wire and it lies on the same axis with the mouthpieces 16. The anchor is attached to the housing using a return spring 20.

Параллельно дуговому промежутку установлен управляемый силовой ключ 21 (типа IGBТ-транзистор), подключенный одним концом к силовой клемме сварочного рукава 10, а другим - к дополнительному силовому разъему 22, в свою очередь подключаемому через максимально короткий (0,5…1 м) кабель 23 к общему потенциалу сварочной цепи рядом с зоной сварки.In parallel with the arc gap, a controlled power switch 21 (type IGBT transistor) is installed, connected at one end to the power terminal of the welding sleeve 10 and the other to an additional power connector 22, which in turn is connected via the shortest (0.5 ... 1 m) cable 23 to the total potential of the welding circuit near the welding zone.

Установка снабжена системой управления 24, соединенной с датчиком 25 силы сварочного тока (датчик тока дуги) и датчиком 26 напряжения на дуговом промежутке (установлен непосредственно в сварочной головке). Выходы системы управления 24 соединены, соответственно, с управляемым контактом силового ключа 21 и с обмоткой электромагнита 17.The installation is equipped with a control system 24 connected to a welding current sensor 25 (arc current sensor) and a voltage sensor 26 on the arc gap (installed directly in the welding head). The outputs of the control system 24 are connected, respectively, with a controlled contact of the power switch 21 and with the winding of the electromagnet 17.

Способ реализуется в процессе работы установки.The method is implemented during the operation of the installation.

Источник питания 1 подает требуемые для сварки ток и напряжение на сварочную головку 11, проволока подается с постоянной скоростью от устройства 8. Сигналы об электрических параметрах дуги (дугового промежутка) постоянно поступают от датчиков 25 и 26 в систему управления 24 сварочным процессом.The power source 1 supplies the current and voltage required for welding to the welding head 11, the wire is supplied at a constant speed from the device 8. The signals about the electric parameters of the arc (arc gap) are constantly coming from the sensors 25 and 26 to the control system 24 of the welding process.

В процессе горения дуги под воздействием подводимых в зону сварки тока I и напряжения U конец сварочной проволоки оплавляется и происходит рост шарика (капли) расплавленного металла, удерживаемого силами поверхностного натяжения и электродинамической силы дуги (она отталкивает каплю от ванны). При росте капли дуговой промежуток между каплей и сварочной ванной постепенно уменьшается, а следовательно, постепенно падает напряжение на дуге и в некоторый момент времени Т1 (Фиг.3), когда зазор капля-ванна стремится к нулю, напряжение начинает резко падать. Датчик напряжения 26 передает информацию об этом событии в систему управления 24 сварочным процессом, которая выдает сигнал на кратковременное (около 0,1…2 миллисекунд) шунтирование дугового промежутка управляемым силовым ключом 21. Ток из дугового промежутка отводится через силовой ключ 21, и значение тока в самом дуговом промежутке резко падает.In the process of arc burning under the influence of current I and voltage U supplied to the welding zone, the end of the welding wire is melted and the ball (drop) of molten metal is held up by the surface tension and the electrodynamic force of the arc (it repels the drop from the bath). With the growth of the droplet, the arc gap between the droplet and the weld pool gradually decreases, and therefore, the voltage on the arc gradually decreases and at some point in time T1 (Figure 3), when the drop-bath gap tends to zero, the voltage begins to drop sharply. The voltage sensor 26 transmits information about this event to the control system 24 of the welding process, which gives a signal for a short-term (about 0.1 ... 2 milliseconds) shunting of the arc gap by a controlled power switch 21. Current from the arc gap is discharged through the power switch 21, and the current value in the arc gap itself drops sharply.

Электродинамические силы дуги, удерживающие каплю, резко снижаются, и капля устремляется в ванну. Время Tк1 (Tк1 - интервал от Т1 до Т2) состояния шунтирования дугового промежутка силового ключа 21 выбирается равным 5-30% от общего времени перетекания капли для заданных условий сварки (ток, защитный газ, диаметр и тип проволоки и сварочного материала и т.д.), таким образом, мощность, подводимая в зону сварки на момент начала перетекания капли, близка к нулю и процесс смыкания капли с ванной происходит без возмущений (разбрызгивания). По истечении времени Tк1 в момент Т2 силовой ключ 21 по команде от системы управления 24 закрывается (размыкается) и ток от источника 1 вновь устремляется в зону сварки. Протекая через образовавшуюся жидкую перемычку между проволокой и ванной, сварочный ток не дает перемычке застыть, а, наоборот, ускоряет процесс перетекания капли. В некий момент времени Т3 толщина перемычки начинает резко уменьшаться (капля почти полностью перетекла в ванну) и напряжение на дуговом промежутке начинает резко расти. Датчик напряжения 26 передает информацию об этом событии в систему управления 24 сварочным процессом, которая в этом случае выдает сигнал на кратковременное (около 0,1…2 миллисекунд) открытие (замыкание) силового ключа 21, и одновременно подает сигнал на механизм 14 регулирования скорости подачи сварочной проволоки 9 в зоне сварки, тем самым резко снижая скорость перемещения конца сварочной проволоки. Ток и напряжение в зоне сварки резко падают (мощность стремится к нулю), а жидкая перемычка под воздействием торможения проволоки "мягко" обрывается, при этом, так как подводимая сварочная мощность практически равна нулю, жидкая перемычка не перегорает (как в традиционной сварке) и ее обрыв происходит без возмущающих воздействий электродинамической силы как на сварочную ванну, так и на оплавленный конец проволоки. Через короткий промежуток времени Тк2 (Тк2 - интервал от Т3 до Т4) в момент Т4 по сигналу от системы управления 24 силовой ключ 21 вновь размыкается, а скорость проволоки начинает восстанавливаться. Под воздействием накопленной в индуктивности сварочных кабелей 6 энергии, самоиндукции на дуговом промежутке формируется значительный всплеск напряжения, который повторно зажигает сварочную дугу. К этому моменту скорость подачи проволоки полностью восстанавливается и цикл плавления и переноса капли начинается вновь.The electrodynamic forces of the arc holding the drop are sharply reduced, and the drop rushes into the bath. The time Tk 1 (Tk 1 - the interval from T1 to T2) of the state of shunting of the arc gap of the power switch 21 is selected equal to 5-30% of the total time of the overflow of the droplet for the given welding conditions (current, shielding gas, diameter and type of wire and welding material, and t .d.), thus, the power supplied to the weld zone at the moment the droplet begins to flow is close to zero and the process of dropping the droplet with the bath occurs without disturbances (splashing). After the time Tk 1 at time T2 expires, the power switch 21 closes (opens) upon command from the control system 24 and the current from the source 1 rushes back into the welding zone. Flowing through the formed liquid jumper between the wire and the bath, the welding current does not allow the jumper to solidify, but, on the contrary, speeds up the process of overflowing drops. At a certain point in time T3, the thickness of the jumper begins to decrease sharply (a drop almost completely flows into the bath) and the voltage across the arc gap begins to increase sharply. The voltage sensor 26 transmits information about this event to the control system 24 of the welding process, which in this case gives a signal for a short-term (about 0.1 ... 2 milliseconds) opening (closing) of the power switch 21, and at the same time sends a signal to the feed speed control mechanism 14 welding wire 9 in the welding zone, thereby drastically reducing the speed of movement of the end of the welding wire. The current and voltage in the welding zone drop sharply (the power tends to zero), and the liquid jumper breaks “softly” under the influence of braking the wire, while the input welding power is almost zero, the liquid jumper does not burn out (as in traditional welding) and its breakage occurs without disturbing effects of electrodynamic force both on the weld pool and on the fused end of the wire. After a short period of time Tk 2 (Tk 2 is the interval from T3 to T4) at time T4, the power switch 21 opens again at the signal from the control system 24, and the wire speed starts to recover. Under the influence of energy accumulated in the inductance of the welding cables 6, self-induction, a significant voltage surge is generated in the arc gap, which re-ignites the welding arc. At this point, the wire feed speed is fully restored and the cycle of melting and transfer of the drop begins again.

Само торможение проволоки осуществляется в процессе работы механизма регулирования скорости подачи 14 следующим образом.The braking of the wire itself is carried out during operation of the feed rate control mechanism 14 as follows.

При подаче проволоки 9 с постоянной скоростью она свободно проходит через мундштуки 16 и втулку 19 в якоре 18, расположенные на одной оси. По сигналу от системы управления 24 (момент резкого повышения напряжения на дуговом промежутке) срабатывает электромагнит 17, якорь 18 осуществляет перемещение в направлении, перпендикулярном упомянутой оси, увлекая за собой проволоку. На осевое перемещение накладывается поперечное воздействие, приводящее к торможению рабочего конца проволоки. Возврат к постоянной скорости проволоки осуществляется после отключения электромагнита 17 (по сигналу от системы управлении 24) под действием возвратной пружины 20.When feeding wire 9 at a constant speed, it freely passes through the mouthpieces 16 and the sleeve 19 in the armature 18, located on the same axis. According to the signal from the control system 24 (the moment of a sharp increase in voltage in the arc gap), the electromagnet 17 is activated, the armature 18 moves in a direction perpendicular to the axis, dragging the wire along. A transverse effect is superimposed on the axial movement, leading to braking of the working end of the wire. The return to a constant wire speed is carried out after turning off the electromagnet 17 (by a signal from the control system 24) under the action of a return spring 20.

Таким образом, заявленное изобретение имеет следующие значительные преимущества:Thus, the claimed invention has the following significant advantages:

- подводимая в зону сварки мощность в моменты касания капли и обрыва жидкой перемычки близка к нулевой, процесс начала перетекания капли с обрыва перемычки происходят без дополнительных возмущений (разбрызгивания), сама сварочная ванна спокойна,- the power supplied to the welding zone at the moments of contact of the drop and the break of the liquid bridge is close to zero, the process of the beginning of the flow of the drop from the bridge break occurs without additional disturbances (spatter), the weld pool itself is calm,

- благодаря тому, что кратковременное шунтирование дугового промежутка осуществляется силовым ключом, расположенным в непосредственной близости к дуговому промежутку, сам источник сварочного тока не требует модификации (а она зачастую просто невозможна под текущую задачу, например для огромного парка тиристорных аппаратов вследствие их низкого быстродействия), а также появляется возможность использовать длинные сварочные кабели (что невозможно в современных скоростных источниках сварочного тока со встроенным ключом) и даже использовать накапливаемую в моменты шунтирования в сварочных кабелях энергию для последующего возбуждения дуги,- due to the fact that short-term shunting of the arc gap is carried out by a power key located in close proximity to the arc gap, the welding current source itself does not require modification (and it is often simply impossible for the current task, for example, for a huge fleet of thyristor devices due to their low speed), and also it becomes possible to use long welding cables (which is impossible in modern high-speed welding current sources with a built-in key) and even use to accumulate energy accumulated during shunting in welding cables for subsequent arc excitation,

- благодаря простому механизму торможения сварочной проволоки, встроенному непосредственно в сварочную головку (или расположенного в непосредственной близости от нее), процесс перетекания капли ускоряется, исключаются колебания сварочной проволоки в рукаве, что в свою очередь сводит разбрызгивание сварочного металла практически к нулю, при этом одновременно повышается скорость и устойчивость сварочного процесса.- thanks to the simple braking mechanism of the welding wire, built directly into the welding head (or located in close proximity to it), the process of overflowing drops is accelerated, oscillations of the welding wire in the sleeve are eliminated, which in turn reduces welding metal to almost zero, while simultaneously increases the speed and stability of the welding process.

Claims (3)

1. Способ дуговой сварки плавящейся сварочной проволокой, включающий подачу проволоки подающим механизмом со скоростью, которую регулируют по измеряемому току и напряжению на дуговом промежутке, отличающийся тем, что в процессе сварки в момент начала резкого падения напряжения на дуговом промежутке кратковременно электрически шунтируют дуговой промежуток посредством управляемого силового ключа, подключенного параллельно дуговому промежутку, а в момент резкого повышения напряжения на дуговом промежутке повторно кратковременно электрически шунтируют дуговой промежуток посредством упомянутого ключа и одновременно скачкообразно уменьшают скорость подачи проволоки, затем осуществляют размыкание силового ключа и восстанавливают скорость подачи проволоки до первоначальной, при этом промежутки времени первого и повторного шунтирования составляют 5-30% каждый от общего времени перетекания капли плавящейся сварочной проволоки в сварочную ванну.1. A method of arc welding with a consumable welding wire, comprising supplying the wire with a feed mechanism at a speed that is controlled by the measured current and voltage in the arc gap, characterized in that during the welding process, at the moment of a sharp drop in voltage across the arc gap, the arc gap is briefly electrically shunted by controlled power switch connected in parallel with the arc gap, and at the time of a sharp increase in voltage on the arc gap, repeatedly briefly elec arc the arc gap by means of the aforementioned key and simultaneously abruptly reduce the wire feed speed, then the power key is opened and the wire feed speed is restored to the original one, while the time intervals for the first and second shunting are 5-30% each of the total flow time of a drop of a melting welding wire into the weld pool. 2. Установка для дуговой сварки плавящейся сварочной проволокой, имеющая в своем составе сварочную головку, подсоединенную к источнику питания, систему управления с датчиком тока дуги и датчиком напряжения на дуговом промежутке и механизм подачи проволоки, отличающаяся тем, что она дополнительно имеет управляемый силовой ключ, а механизм подачи проволоки содержит механизм регулирования скорости подачи проволоки, при этом управляемый силовой ключ установлен параллельно дуговому промежутку и подсоединен к системе управления, к которой подсоединен механизм регулирования скорости подачи проволоки, выполненный с обеспечением возможности скачкообразного уменьшения скорости подачи и последующего восстановления скорости подачи проволоки по сигналам резкого изменения электрических параметров на дуговом промежутке.2. Installation for arc welding with a consumable welding wire, comprising a welding head connected to a power source, a control system with an arc current sensor and a voltage sensor on the arc gap and a wire feed mechanism, characterized in that it additionally has a controllable power switch, and the wire feed mechanism comprises a mechanism for controlling the wire feed speed, wherein the controlled power switch is installed parallel to the arc gap and connected to a control system to which Connect the wire feed mechanism of regulation of the speed operable software capabilities hopping reducing the feed rate and subsequent reduction of wire feed speed from the signals of sharp changes in the electrical parameters on the arc gap. 3. Установка для сварки по п.2, отличающаяся тем, что механизм подачи проволоки содержит устройство подачи проволоки с постоянной скоростью, а подсоединенный к системе управления механизм регулирования скорости подачи расположен в сварочной головке или в непосредственной близости от нее, при этом в корпусе механизма регулирования скорости подачи выполнены отверстия для входа и выхода проволоки, а внутри корпуса установлен электромагнит, подсоединенный к системе управления, якорь которого ориентирован перпендикулярно оси свободного перемещения проволоки, выполнен с отверстием для ее прохода и присоединен к корпусу с помощью возвратной пружины. 3. Installation for welding according to claim 2, characterized in that the wire feed mechanism comprises a wire feed device with a constant speed, and the feed speed control mechanism connected to the control system is located in the welding head or in close proximity to it, while in the mechanism body Feed speed control holes are made for the input and output of the wire, and inside the casing there is an electromagnet connected to the control system, whose anchor is oriented perpendicular to the axis of emescheniya wire formed with an opening for its passage and is attached to the housing by a return spring.
RU2011128283/02A 2011-06-30 2011-06-30 Method of arc welding by consumable wire plant to this end RU2474487C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011128283/02A RU2474487C1 (en) 2011-06-30 2011-06-30 Method of arc welding by consumable wire plant to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011128283/02A RU2474487C1 (en) 2011-06-30 2011-06-30 Method of arc welding by consumable wire plant to this end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011128283A RU2011128283A (en) 2013-01-10
RU2474487C1 true RU2474487C1 (en) 2013-02-10

Family

ID=48795343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011128283/02A RU2474487C1 (en) 2011-06-30 2011-06-30 Method of arc welding by consumable wire plant to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2474487C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2832037C1 (en) * 2020-05-05 2024-12-18 ВВВ СОЛЮШНС ЭлЭлСи Welding electric control system, device and method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU927439A1 (en) * 1980-09-11 1982-05-15 Проектно-технологический институт "Энергомонтажпроект" Apparatus for feeding electric wire
JPH062313B2 (en) * 1984-03-30 1994-01-12 株式会社ダイヘン Wire inching speed control method
RU2086373C1 (en) * 1995-12-28 1997-08-10 Михаил Васильевич Грибачев Electrode wire feeder
US20050103768A1 (en) * 2001-10-02 2005-05-19 Ward Joseph J. Wire feed speed and current adjustable welding torch with remote selection of parameters
EP1861222A2 (en) * 2005-03-11 2007-12-05 Illinois Tool Works Inc. Wire feeder, controller and welding system for determining wire feed speed using a contact less sensor
RU72650U1 (en) * 2007-12-21 2008-04-27 Сергей Викторович Дехтяренко WELDING FEED MECHANISM
RU2397050C2 (en) * 2008-03-24 2010-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательская компания "ФАСТ" Device for reduction of sputtering
RU2406597C2 (en) * 2006-04-12 2010-12-20 Фрониус Интернэшнл Гмбх Method of welding

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU927439A1 (en) * 1980-09-11 1982-05-15 Проектно-технологический институт "Энергомонтажпроект" Apparatus for feeding electric wire
JPH062313B2 (en) * 1984-03-30 1994-01-12 株式会社ダイヘン Wire inching speed control method
RU2086373C1 (en) * 1995-12-28 1997-08-10 Михаил Васильевич Грибачев Electrode wire feeder
US20050103768A1 (en) * 2001-10-02 2005-05-19 Ward Joseph J. Wire feed speed and current adjustable welding torch with remote selection of parameters
EP1861222A2 (en) * 2005-03-11 2007-12-05 Illinois Tool Works Inc. Wire feeder, controller and welding system for determining wire feed speed using a contact less sensor
RU2406597C2 (en) * 2006-04-12 2010-12-20 Фрониус Интернэшнл Гмбх Method of welding
RU72650U1 (en) * 2007-12-21 2008-04-27 Сергей Викторович Дехтяренко WELDING FEED MECHANISM
RU2397050C2 (en) * 2008-03-24 2010-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательская компания "ФАСТ" Device for reduction of sputtering

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2832037C1 (en) * 2020-05-05 2024-12-18 ВВВ СОЛЮШНС ЭлЭлСи Welding electric control system, device and method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011128283A (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103974798B (en) Method and system for reducing spatter in a pulsed arc welding process
CN104053521B (en) Apparatus and method for pulse welding with AC waveform
KR100646437B1 (en) Consumable electrode arc welding method and device
US6933466B2 (en) Method and apparatus for arc welding with wire heat control
US11267064B2 (en) Arc welding control method
EP3208024A1 (en) Arc welding control method
CN105592967B (en) Arc-welding method
US6683271B2 (en) Voltage controlled arc spray
CN101374624A (en) MIG welding machine control system and method
JP2008229704A (en) Arc start control method for two-electrode arc welding
KR910009156B1 (en) Short circuit arc welding device and method
WO2017029783A1 (en) Arc welding control method
JP4844565B2 (en) Automatic welding equipment
RU2474487C1 (en) Method of arc welding by consumable wire plant to this end
CN103269822A (en) Method and system for reducing spatter in a pulsed arc welding process
US9962786B2 (en) Arc welding method, arc welding apparatus, and arc welding controller
JPH05200548A (en) Nonconsumable arc welding method and equipment
RU113191U1 (en) MULTI-WIRE ARC WELDING PLANT
US4476376A (en) Direct-current arc welding machine having current control for preventing arc extinction following short circuits
CN102601492A (en) Arc-welding molten drop necking formation detection method and control method after necking formation
US20190091789A1 (en) Method to control an arc welding system to reduce spatter
SU1299730A2 (en) Method of electric arc welding by consumable electrode with short closings of arc gap
JP2013094850A (en) Method of controlling arc welding and apparatus for arc welding
KR101179256B1 (en) Arc Welding Machine and its Method
US7105776B2 (en) Method and apparatus for welding with start control

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160701