SU1084119A1

SU1084119A1 - Versions of apparatus for exciting the arc in welding with consumable electrode

Info

Publication number: SU1084119A1
Application number: SU823398373A
Authority: SU
Inventors: Христофор Никитович Сагиров; Никита Георгиевич Дюргеров; Вячеслав Андреевич Ленивкин; Геннадий Георгиевич Кленов; Петр Ильич Петров
Original assignee: Ростовский-На-Дону Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сельскохозяйственного Машиностроения; Ростовский-на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1984-04-07

Abstract

1. Устройство дл возбуждени дуги при сварке Ш1ав ш.имс электродом, содержаш ,ее основной сварочный источник питани посто нного тока, дополнительный источник питани повышенного напр жени , датчик коротких замыканий, подключенный . параллельно основному сварочному источнику питани , посто нного тока, тиристоры и резисторы, отличающеес тем, что, с целью повышени качества сварочного соединени и производительности процесса сварки путем стабилизации процесса начального возбуждени дуги, в него введен задатчик программы включени тиристоров, а дополнительный источник питани повышенного напр жени выполнен по схеме трехфазного мостового полууправл емого выпр мител и подключен параллельно основному сварочному источнику питани посто нногоТОка, в каждое управл емое плечо дополнительно- $ го источника питани повышенного напр женй последовательно включены тиристо- /f ры, параллельно котррым включены .резисторы , а выход датчика коротких замыканий соединен с управл ющим задатчиком программы включени тиристоров.1. A device for initiating an arc during welding Ш1ав ш.имс with an electrode, containing, its main welding power source of direct current, additional power source of high voltage, sensor of short circuits, connected. parallel to the main welding power source, direct current, thyristors and resistors, characterized in that, in order to improve the quality of the welding joint and the performance of the welding process by stabilizing the process of initial arc excitation, a thyristor activation program is introduced into it, made according to the scheme of a three-phase bridge semi-controlled rectifier and connected in parallel to the main welding power source of constant current, each The controlled arm of the additional high-voltage power supply is connected in series to the thyristor / f circuit, resistors are connected in parallel, and the output of the short-circuit sensor is connected to the control unit of the thyristor switch-on program.

Description

ооoo

4four

/ /

//

fpt/f. 1fpt / f. one

2. Устройство дл возбуждени дуги при сварке плав щимс электродом, содержащее основной сварочный источник питани посто нного тока, дополнительный источник повышенного напр жени , датчик коротких замыканий, подключенный параллельно основному источнику питани посто нного тока, тиристоры и резисторы, отличающеес тем, что, с целью повышени каИзобретение относитс к сварочному производству и может быть использовано при механизированной дуговой сварке плав щимс электродом диаметром до 2,5 мм с периодическими короткими замыкани ми и без периодических коротких замыканий дугового промежутка различных металлов и сплавов в защитных газах и их смес х, электрозаклепками, а также при сварке под флюсом. Известны дополнительные устройства дл улучщени возбуждени дуги, включенные параллельно основному сварочному источнику питани , подающие на дуговой промежуток высокое напр жение повышенной частоты 1, повышенное напр жение промышленной частоты или кратковременные импульсы. Однако эти устройства дл улучшени начального возбуждени дуги при сварке плав щимс электродом имеют существенные недостатки. Применение высокого напр жени повышенной частоты от осцилл торов и генераторов импульсов снижает надежность и продолжительность работы сварочного оборудовани из-за пробо изол ции и выхода оборудовани из стро , а их использование весьма ограничено в св зи с высоким уровнем радиопомех. Применение кратковременных импульсов или переменного тока лишь облегчает возбуждение дуги, но не обеспечивает устойчивого установлени процесса сварки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство, служащее дл облегчени возбуждени дуги при сварке на посто нном токе 2. Однакр это устройство не может обеспечить устойчивого процесса возбужд ени дуги в зависимости от диаметра электродной п)оволоки и режима сварки, так как в большинстве случаев после первого утыкани электрода в изделие перемычка перегорает у токоподвод щего наконечника и выбрасываетс . Цель изобретени - повышение качества сварного соединени и производительности2. A device for exciting an arc during welding with a melting electrode, comprising a main welding power source of direct current, an additional source of high voltage, a short circuit sensor connected in parallel with the main power source of direct current, thyristors and resistors, characterized in that The aim of improving the invention relates to welding production and can be used in mechanized arc welding with a melting electrode up to 2.5 mm in diameter with periodic short circuits. and without periodic short-circuit the arc gap of various metals and alloys in the protective gases and mixtures thereof, with plug, as well as submerged arc welding. Additional devices are known for improving the excitation of the arc, connected in parallel to the main welding power source, supplying a high voltage of high frequency 1, an increased voltage of industrial frequency, or short pulses to the arc gap. However, these devices for improving the initial excitation of the arc during welding with a melting electrode have significant drawbacks. The use of high voltage over frequency from oscillators and pulse generators reduces the reliability and service life of welding equipment due to insulation and equipment malfunction, and their use is very limited due to the high level of radio interference. The use of short pulses or alternating current only facilitates the initiation of the arc, but does not ensure the stable establishment of the welding process. The closest in technical essence to the present invention is a device that serves to facilitate the initiation of an arc during welding at a constant current 2. However, this device cannot ensure a stable process of initiating an arc depending on the diameter of the electrode section and the welding mode. In most cases, after the first biting of the electrode into the product, the jumper burns out at the current-carrying tip and is ejected. The purpose of the invention is to improve the quality of the welded joint and performance

чества сварного соединени и производительности процесса сварки путем стабилизации процесса начального возбуждени дуги, дополнительный источник питани включен последовательно согласно с основным источником питани , а выход дополнительного источника шунтирован диодом, включенным в провод щем направлении в цепь основного источника питани . процесса сварки путем стабилизации процесса начального возбуждени дуги. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл возбуждени дуги при сварке плав щимс электродом, содержащем основной сварочный источник питани посто нного тока и дополнительный источник питани повышенного напр жени , датчик коротких замыканий, подключенный параллельно основному сварочному источнику питани посто нного тока, тиристоры и резисторы , введен задатчик программы включени тиристоров, а дополнительный источник питани повышенного напр жени выполнен по схеме трехфазного мостового полууправл емого выпр мител и подключен основному сварочному источнику питани посто нного тока, в каждое управл емое плечо дополнительного источника питани повышенного напр жени последовательно включены тиристоры, параллельно которым включены резисторы, а выход датчика коротких замыканий соединен, с задатчиком программы включени тиристоров. В устройство дл возбуждени дуги при сварке плав щимс электродом, содержащее основной сварочный источник питани посто нного тока, дополнительный источник повышенного напр жени , датчик коротких замыканий, подключенный параллельно основному источнику питани посто нного тока, тиристоры и резисторы, дополнительный источник питани включают последовательно согласно с основным источником питани , а выход дополнительного источника шунтируют диодом, включенным в провод щем направлении в цепь основного источника питани . На фиг. 1 представлена схема устройства дл возбуждени дуги при сварке плав щимс электродом, когда дополнительный источник питани включен параллельно основному сварочно;иу; на фиг. 2 - схема устройства , когда дополнительный источник питани включен согласно и последовательно с основным, сварочным. Сварочный источник 1 (фиг. 1) подключен к межэлектродному промежутку параллельно дополнительному источнику 2, который подсоединен к трехфазной сети, а по цеп м управлени св зан со сварочными электродами. Дополнительный источник 2 состоит из маломощного трехфазного полууправл емого выпр мител 3 с жесткой нагрузочной характеристикой, в управл емое плечо которого на тиристорах 4 пофазно включены последовательно одна и более (по числу регулируемых ступеней тока) цепочек, состо щих из резистора 5, зашунтированного тиристором 6, задатчика 7 программы , соединенного со всеми управл ющими электродами тиристоров управл емого плеча, и датчика 8 коротких замыканий дугового промежутка, подключенного непосредственно к сварочным электродам и задатчику программы. Последовательно в силовую цепь дополнительного, источника 2 введен токоограничивающий. резистор 9. Схема работает следующим образом. При подаче напр жени на электроды от источника 1 и включении подачи электродной проволоки начинаетс утыкание электрода в изделие и нарастание тока короткого замыкани в сварочной цепи. В это врем с датчика 8 поступает управл юща команда на задатчик 7 программы, который включает все последовательно включенные тиристоры каждой фазы управл емого плеча маломощного трехфазного выпр мител , например 4 и 6, при двухступенчатом . изменении тока в сварочной цепи. В этом случае крутизна нагрузочной характеристики источника 2, при прочих равных услови х, определ етс только величиной сопротивлени резистора 9 и будет наиболее жесткой, обеспечива подачу повыщенного в сравнении с источником 1 напр жени в момент возбуждени дуги и увеличенную плотность тока i после разрыва перемычки в течение времени, определ емого задатчиком 7 программы, дл образовани жидкой прослойки на конце электрода. Далее задатчик 7 программы после образовани жидкой прослойки на конце электрода отключает управл ющие команды с тиристоров б, которые выключаютс , и происходит снижение плотности тока до величины ij, определ емой сопротивлением резистороа 5 в фазах. Врем горени дуги при пониженной плотности определ етс настройкой задатчика 7 программы из усйоВИЯ поддержани конца электрода в расплавленном состо нии до подхода к изделию на рассто ние, равное или меньщее разрывной длины дуги при сварке без периодических коротких замыканий и на рассто ние , равное нулю (до короткого замыкани электрода с изделием) при сварке с периодическими замыкани ми дугового промежутка. Далее задатчик 7 программы прекращает подачу управл ющих импульсов в схему выпр мител 3, источник 2 отключаетс , и установивщийс процесс сварки осуществл етс только от основного сварочного источника 1. После прекращени сварки схема источника 2 возвращаетс в исходное состо ние, и процесс начального возбуждени дуги может быть автоматически повторен. Следует заметить, что врем возбуждени дуги значительно меньше времени сварки, поэтому режим работы источника 2 повторно-кратковременный с низким ПВ (продолжительностью включени ), что позвол ет примен ть маломощный источник 2 в сравнении с мощностью источника 1, у которого ПВ определ етс стандартным циклом сварки. При необходимости изменени крутизны нагрузочной характеристики источника 2 по более сложной программе (многоступенчатое измерение) количество тиристорнорезисторных цепочек в плече моста соответственно увеличиваетс и измен етс задатчик 7 программы. Схема устройства на фиг. 2 по выполн емым функци м и работе аналогична устройству на фиг. 1, но позвол ет уменьшить напр жение холостого хода источника 2 на величину напр жени источника 1. Дл этого в разрыв свархэчной цепи основного источника питани 1 включен силовой диод 10 в провод щем направлении, к аноду которого подключена отрицательна , а к катоду положительна клемма источника 2. Использование предлагаемого устройства дл возбуждени дуги по сравнению с базовым объектом позвол ет автоматизировать начальное возбуждение дуги и пЬлучить следующие преимущества: сокращение времени на установление устойчивого процесса за счет уменьшени числа утыканий электрода в изделие; экономи сварочной проволоки благодар установлению устойчивого процесса сварки с меньшего числа утыканий электрода; экономи защитного газа и электроэнергии за счет сокращени времени установлени устойчивого процесса сварки; повышение производительности труда и улучшение качества сварных соединений за счет снижени потерь электродного металла и трудозатрат на зачистку сварных соединений от брызг, уменьщени количества ожогов свариваемого металла брызгами выбрасываемого металла.the quality of the welded joint and the productivity of the welding process by stabilizing the initial arc excitation process, an additional power source is connected in series with the main power source, and the output of the additional source is shunted by a diode connected in a conductive direction to the main power source circuit. welding process by stabilizing the process of the initial excitation of the arc. The goal is achieved by the fact that in a device for initiating an arc during welding with a melting electrode, there is a main welding power source of direct current and an additional power source of high voltage, a short circuit sensor connected in parallel with the main welding power source of direct current, thyristors and resistors , the unit of the thyristor switching-on program was introduced, and the additional high-voltage power supply was made according to the three-phase bridge semi-controlled rectifier circuit solids and connected main current source DC power in each shoulder additional controllable power source of high voltage thyristors are connected in series, in parallel which are included resistors, and short circuit the sensor output is connected with a setting device incorporating thyristors program. In a device for driving an arc during welding with a melting electrode, comprising a main welding power source of direct current, an additional source of high voltage, a short circuit sensor connected in parallel with the main power source of direct current, thyristors and resistors, the additional power source is connected in series according to the main power source, and the output of the additional source are shunted by a diode connected in the conductive direction to the main power source circuit. FIG. 1 shows a diagram of a device for initiating an arc during welding with a melting electrode when an additional power source is connected in parallel with the main welding; in fig. 2 is a diagram of the device when an additional power source is turned on in accordance with and in series with the main welding power supply. The welding source 1 (Fig. 1) is connected to the interelectrode gap in parallel with an additional source 2, which is connected to a three-phase network, and is connected to welding electrodes along control circuits. An additional source 2 consists of a low-power three-phase semi-controlled rectifier 3 with a hard load characteristic, in the control arm of which on the thyristors 4 phase-by-phase one or more are connected (by the number of adjustable current levels) of chains consisting of a resistor 5, shunted by a thyristor 6, control device 7 of the program connected to all control electrodes of the thyristors of the controlled arm, and sensor 8 short circuits of the arc gap connected directly to the welding electrodes and program the sensor. Consistently in the power circuit of an additional, source 2, a current-limiting is introduced. resistor 9. The circuit works as follows. When voltage is applied to the electrodes from source 1 and the electrode wire is turned on, plugging the electrode into the product begins and the short circuit current increases in the welding circuit. At this time, the sensor 8 receives a control command to the program setpoint 7, which includes all the series-connected thyristors of each phase of the control arm of the low-power three-phase rectifier, for example 4 and 6, with a two-stage one. change current in the welding circuit. In this case, the slope of the load characteristic of the source 2, other things being equal, is determined only by the resistance value of the resistor 9 and will be the most severe, ensuring the supply of a voltage higher than the source 1 at the moment of arc initiation and an increased current density i the passage of time determined by the program setting unit 7 to form a liquid layer at the end of the electrode. Next, the program setpoint 7, after the formation of a liquid interlayer at the end of the electrode, turns off the control commands from the thyristors b, which are turned off, and the current density decreases to the value ij determined by the resistance of the resistor 5 in the phases. The arc burning time at a lower density is determined by setting the program 7 adjuster from the state of maintaining the end of the electrode in the molten state before approaching the product to a distance equal to or less than the breaking arc length during welding without periodic short circuits and to a distance of zero short circuit of the electrode with the product) during welding with periodic closures of the arc gap. Next, the program setpoint 7 stops the supply of control pulses to the rectifier circuit 3, the source 2 is turned off, and the steady state welding process is carried out only from the main welding source 1. After welding stops, the source 2 circuit returns to its original state, and the initial process of the arc can be automatically repeated. It should be noted that the arc excitation time is significantly less than the welding time, therefore, the operation mode of source 2 is intermittent with low PV (turn-on time), which allows using low-power source 2 in comparison with the power of source 1, whose PV is determined by the standard cycle welding. If it is necessary to change the steepness of the load characteristic of the source 2 according to a more complex program (multistage measurement), the number of thyristor-resistor circuits in the bridge arm increases accordingly and the unit 7 of the program changes. The device diagram in FIG. 2, in terms of functions and operation, is similar to the device in FIG. 1, but it allows to reduce the no-load voltage of source 2 by the amount of voltage of source 1. To do this, a power diode 10 is connected in the conducting direction to the anode of which the negative terminal is connected to the cathode and the positive terminal of the source 2. The use of the proposed device for initiating an arc as compared with the base object allows one to automate the initial excitation of the arc and the following advantages are obtained: reduction of the time for establishing a stable process meat by reducing the number of electrode utykany product; save welding wire by establishing a stable welding process with a smaller number of electrodes; saving gas and electricity by reducing the time to establish a stable welding process; increasing labor productivity and improving the quality of welded joints by reducing the loss of electrode metal and labor costs for cleaning welds from spatter, reducing the number of burns of the metal being welded by spraying the ejected metal.

фиг. 2FIG. 2

Claims

1. A device for arc excitation during welding with a consumable electrode, containing the main welding DC power supply, an additional high voltage power supply, a short-circuit sensor, connected. parallel to the main welding power source, direct current, thyristors and resistors, characterized in that, in order to improve the quality of the welding joint and the productivity of the welding process by stabilizing the initial arc excitation process, a thyristor switch program is introduced into it, and an additional high voltage power supply is made according to the scheme of a three-phase bridge semi-controlled rectifier and connected in parallel with the main welding DC power supply, _ to each control The connected arm of an additional high-voltage power supply is connected to thyristors in series, resistors are connected in parallel, and the output of the short-circuit sensor is connected to the control unit of the thyristor switching program.

>

2. A device for arc excitation during welding with a consumable electrode, containing the main welding DC power source, an additional source of increased voltage, a short circuit sensor connected in parallel with the main DC power source, thyristors and resistors, characterized in that, in order to improve the quality welded joint and productivity of the welding process by stabilizing the initial arc excitation process, an additional power source is connected in series according to SIC power source, and the output is shunted by an additional source of diode connected in the conducting direction in the main power source circuit.