SU1038129A1

SU1038129A1 - Apparatus for electric arc welding

Info

Publication number: SU1038129A1
Application number: SU823380569A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Корегин; Иван Семенович Пинчук; Вениамин Федорович Постаушкин; Борис Васильевич Худяков
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1983-08-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащее основной и вспомогательный тиристоры, блок управлени тиристорами, конденсатор, два резистора, два диода, два дроссел и источник питани , один из зажимов которого подключен к выходному зажиму устройства, к аноду первого диода и 49ДНОМУ из выводов первого резистора, другой вывод которого соединен с катодом вспомогательного тиристора и с одним из выводов конденсатора , другой вывод которого подключен к катодам первого диода и основного тиристора, причем аноды основного и вспомогательного тиристоров соединены между соA device for electric arc welding, containing the main and auxiliary thyristors, a thyristor control unit, a capacitor, two resistors, two diodes, two chokes and a power source, one of whose terminals is connected to the output terminal of the device, to the anode of the first diode and 49 ONE of the first resistor terminals, the other terminal of which is connected to the cathode of the auxiliary thyristor and to one of the terminals of the capacitor, the other terminal of which is connected to the cathodes of the first diode and the main thyristor, the anodes of the main and auxiliary Thyristors are connected between

Description

Изобретение относитс к сварочному производству, а именно к устройствам дл импульсно-дуговой сварки плав щимс электродом в среде защитных газов. Известно устройство электродуговойсварки , содержащее основной и вспомогательный тиристоры, блок .управлени тиристорами, конденсатор, два резистора,диод,два дроссел ,один из зажимов которого подключен к сва ,речной головке, к аноду диода, к одному из зажимов первого выхода блока .управлени и к одному из выводов пер вого резистора, другой вывод которого подсоединен к одному из выводов первого дроссел , к катодам диода, основного и вспомогательного тиристорюв , а также к одному из выводов второго резистора, другой вывод которого соединен с другим зажимом источника питани , анодом вспомогательного тиристора, с одним из выкодов зар дного устройства и с одним из вьтодов конденсатора, подключенно го другим выводом к другому выходу зар дного устройства и через второй дроссель - к аноду основного тиристора , управл нлций электрод и катод которого подключены соответственно к зажимам второго выхода блока управ лени , а управл ющий электрод вспомо гательного Тиристора - к другому зажиму первого выхода блока управлени причем другой вьавод первого дроссел соединен со свариваемым изделием 1 Основным недостатком указанного устройства вл етс значительное энер гопотребление за счет использовани зар дного устройства, т.е. дополнительного источника дл зар да конден сатора. , Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс уст ройство дл электродуговой сварки, содержащее основной и вспомогательный тиристоры, блок управлени тирис торами, конденсатор, два резистора, три диода, два дроссел , шунт, сварочную головку и источник питани . один из зажимов которого подключен к свариваемому изделию, к аноду первого диода и к одному из выводов пер вого и второго резисторов, другой выjвод первого резистора соединен с катодом вспомогательного тиристора,с од ним Из выводов конденсатора и первр ( Дроссел , другой вывод которого подклю чен к аноду вт 5рого диода, подсоёд ненного катодом к катоду третьего диода и к анодам основного и вспомогательного тиристоров, причем катод основного тиристора ,подключен к като ду первого диода, другому вьшоду кон денсатора и к одному из выводов второго дроссел , подсоединенного другим вьоводом через шунт к сварочной головке и к другому выводу второго резистора, при этом управл ющий электрод и катод основного тиристора подключены соответственно к зажимам первого вЕлхода блока управлени , управл ющий электрод и катод вспомогательного тиристора - соответственно к зажимам второго выхода блока управлени , выводы шунта - соответственно к зажимам третьЪго выхода блока управлени , а другой зажим источника питани соединен с анодом третьего диода 2. Недостатком известного устройства вл етс невысокое качество сварки из-за значительного разбрызгивани электродного металла и невозможности управл ть параметрами процесса переноса электродного металла (размерами капли электродного металла, частотой переноса капли).. Цель изобретени - повышение качества сварного соединени путем мел кокапельного переноса металла. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл электродуговой сварки, содержащее основной и вспомогательный тиристоры, блок управлени тиристорами, конденсатор, два резистора , два диода, два дроссел и ис ,точник питани , один из зажимов которого подключен к выходному зажиму устройства, к аноду первого диода и к одному из вьшодов первого резистора , другой вывод которого соединен с катодом вспомогательного тиристора и с одним из выводов конденсатора, другой вывод которого подключен к катодам первого диода и основного тиристора , причем аноды основного и вспомогательного тиристоров соединены между собой, управл ющий электрод и катод основного тиристора подключены соответственно к зажимам первого выхода блока управлени , а управл квдий электрод и катод вспомогательного тиристора подключены соответственно к зажимам второго выхода блока управлени , введен дополнительный резистор и дополнительный тиристор, анод которого подключен к одному из вьшодов дополнительного резис-тора, катод к аноду первого диода, а управл ющий электрод и катод - к соответствующим зажимам третьего выхода блока управ}лени ,. при этом другой вывод дополни|тельного резистора соеД41нен с катодом вспомогательного тиристора, анод которого через первый дроссель соединен с другим зажимом источника питани , который через второй резистор и второй дроссель соединен с катодом второго диода и другим выходным зажимом устройства, анод второго диода подсоединен к катоду основного тиристора . На фиг. 1 приведена электрическа .схема устройства дл электродуговой сварки на фиг. 2 - временные диаграммы работы предлагаемо о устройст ва. На фиг. 2 обозначены;напр жение Ugjj,,, на первом выходе блока управл ни напр жение втором выходе блока управлени напр жение и„..„2 на третьем выходе блока управ лени ; напр жение Uj, на конденса торе напр жение Од на дуговом промежутке; ток 1. конденсатора; ток 12 основного тиристора; ток Ij вспомогательного тиристора; ток I. 1дополнительного тиристора; сварочны ток 1д. Устройство дл электродугов ой CBaj ,ки содержит источник 1 питани ,основной тиристор 2, вдпом6га,тельный тиристорЗ , дополнительный тиристор 4 блок 5 управлени тиристорами,кбнденсатор 6, резисторы 7 - 9,диоды 10 и 11,дроссели 12 и 13,сварочную головку 14. |. - - j Плюсовой зажим источника 1 питан подключен через дроссель 12 к анодам о ;,новного тиристора 2 и вспомогательног тиристора 3. Катод основного тиристо ра 2 соединен с анодом диода 11, катод которого подключен к сварочной, головке 14 и к одному из выводов дроссел 13, другой вывод которого через резистор 8 подсоединен к плю .совому зажиму источника 1 питани . Минусовой зажим источника 1 подключен к свариваемому изделию 15, аноду диода 10, к катоду-дополнитель ного тиристора 4 и к одному из выводов резистора 7, другой вывод которого соединен с катодом вспомогатель ного тиристора 3, с одним из выводов конденсатора 6 и резистора 9, другой вывод которого соединен с катодом вспомогательного тиристора 3, с одним из выводов конденсатора 6 и резистора 9, другой вывод которого под ключен к аноду дополнительного тирис тора 4,, Катод диода 10 соединен с другим выводом конденсатора бис катодом основного тиристора 2. Зажимы первого выхода блока 5 управлени тиристо рами соединены соответственно с уп- равл ющим электродом и катодом основ ного тиристора 2, зажимы второго выхода блока 5 - соответственно с управл ющим электродом и катодом вспомогательного тиристора 3, а зажимы третьего выхода блока 5 - соответственно с управл клцим электродом и катодом дополнительного тиристора 4, Источник 1 питани используетс в качестве источника сварочного тока Основной тиристор 2 служит дл подключени источника 1 питани ; к дуговому промежутку, образованному сварочной головкой 14 и свариваемым изделием 15. . Вспомогательный тиристор 3 предназначен дл запирани основного тиристора 2 во врем паузы между импульсами сварочного тока. Дополнительный тиристор 4 в резистор 9 служат дл ускорени зар да конденсатора б. Блок 5 управлени тиристорами предназначен дл подачи уйравл ющих импульсов на тиристоры 2- 4 в определенной последовательности. Конденсатор 6 предназначен дл запирани основного тиристора 2. Резистор 7 служит дл зар да конденсатора 6, а диод .10 - дл разр да конденсатора 6. Диод 11 предназначен дл предотвращени погасани дуги в момент окончани импульса сварочного тока. Резистор 8 служит дл ограничени сварочного тока во врем паузы между импульсами.Дроссели 12 и 13 предназна ,чены дл стабилизации горени дуги во врем импульса сварочного тока и во врем паузы между импульсами соответственно . Устройство работает следующим образом . После включ:ен.и источника 1 питани в момент времени t с зажима перв го выхода блок.а 5 управлени тиристорами поступает управл ющий импульс на управл ющий электрод основного тиристора 2, а с зажима третьего выхода блока 5 управлени поступает управл ющий импульс на управл ющий электрод дополнительного тиристора 4, При этом тиристоры 2 и 4 6тк лваютс , а тиристор 3 закрыт. С варочный ток протекает по основной цепи, т.е. от источника 1 питани через дроссель 12, основной тиристор 2, диод 11, сварочную головку 14 и свариваемое изделие 15, и по вспомогательной цепи, т.е. от источника 1 питани через резистор 8, дроссель 13 сварочную головку 14 и свариваемое изделие 15. Одновременно начинаетс зар д конденсатора 6 по цепи: источник 1 питани дроссель 12, основной тиристор 2, конденсатор 6, резистор 7/ а также по другой цепи: .источник 1 питани , дроссель 12, основной тиристор 2, конденсатор б, ре- зистор 9 и дополнительный тиристор 4, В результате конденсатор б зар жаете до напр жени на дуговом промежутке Вд таким образом, что на его оёкладке , соединенной с анодом тиристора 4 через резистор 9,по вл етс отрицательный потенциал.По окончании зар да конденсатора 6 тиристор 4 закрываетс . После закрыти тиристора 4 в момент времени t2 (Фиг. 2) с зажима второго выхода блока 5 управлени поступает управл ющий импульс на упр 1вл ющий электрод вспомогательного тиристора 3 и тиристор 3 открываетс .The invention relates to welding production, namely to devices for pulsed arc welding with a melting electrode in a protective gas environment. A device of electric arc welding is known, which contains primary and auxiliary thyristors, a thyristor control unit, a capacitor, two resistors, a diode, two drosellers, one of the terminals of which is connected to the core, a river head, to the diode anode, to one of the terminals of the first output of the control unit and to one of the terminals of the first resistor, the other terminal of which is connected to one of the terminals of the first throttle, to the cathodes of the diode, the main and auxiliary thyristor, as well as to one of the terminals of the second resistor, the other terminal of which with a different power supply terminal, an anode of the auxiliary thyristor, with one of the charger charger outputs and with one of the capacitor diodes connected with another output to the charger's other output and through the second choke to the anode of the main thyristor, the control of which electrode and cathode connected respectively to the terminals of the second output of the control unit, and the control electrode of the auxiliary Thyristor to the other terminal of the first output of the control unit, with another step of the first throttle connected to the welding consumable product 1 The main disadvantage of this device is the significant power consumption due to the use of a charger, i.e. additional source for charge of the condenser. The closest to the proposed technical entity is a device for electric arc welding, containing primary and secondary thyristors, a thyristor control unit, a capacitor, two resistors, three diodes, two drosellers, a shunt, a welding head and a power source. one of the terminals of which is connected to the product to be welded, to the anode of the first diode and to one of the terminals of the first and second resistors, the other terminal of the first resistor is connected to the cathode of the auxiliary thyristor, one of the terminals of the capacitor and the first (Drossel, the other terminal of which is connected to the anode of the 5th diode of the diode connected by the cathode to the cathode of the third diode and to the anodes of the main and auxiliary thyristors, with the cathode of the main thyristor connected to the cathode of the first diode, to the other of the capacitor another throttle connected through another lead through a shunt to the welding head and to another output of the second resistor, while the control electrode and the cathode of the main thyristor are connected respectively to the terminals of the first wind of the control unit, the control electrode and the cathode of the auxiliary thyristor to the terminals of the second output of the block control, shunt leads to the terminals of the third output of the control unit, and the other power supply terminal is connected to the anode of the third diode 2. The disadvantage of the known device Low welding quality due to significant spattering of the electrode metal and the inability to control the parameters of the transfer process of the electrode metal (droplet size of the electrode metal, drop transfer frequency). The aim of the invention is to improve the quality of the welded joint by means of chalk drop transfer of metal. The goal is achieved by the fact that a device for electric arc welding, containing main and auxiliary thyristors, a thyristor control unit, a capacitor, two resistors, two diodes, two throttles and a power source, one of the terminals of which is connected to the output terminal of the device, to the anode the first diode and one of the outputs of the first resistor, the other output of which is connected to the cathode of the auxiliary thyristor and one of the terminals of the capacitor, the other output of which is connected to the cathodes of the first diode and the main thyristor a, the anodes of the main and auxiliary thyristors are interconnected, the control electrode and the cathode of the main thyristor are connected respectively to the terminals of the first output of the control unit, and the control electrode and the cathode of the auxiliary thyristor are connected respectively to the terminals of the second output of the control unit, an additional resistor and an additional the thyristor, the anode of which is connected to one of the outputs of the additional resistor, the cathode to the anode of the first diode, and the control electrode and the cathode to the corresponding Agim third output unit councils} laziness. at the same time, another output of the auxiliary resistor is connected to the cathode of the auxiliary thyristor, the anode of which is connected to another power supply terminal through the first choke, which is connected to the cathode of the second diode through the second resistor and the other choke of the device main thyristor. FIG. 1 shows the electrical circuit diagram of the electric arc welding apparatus of FIG. 2 - time diagrams of the work offered by the device. FIG. 2 are indicated; the voltage Ugjj ,,, at the first output of the control unit or the voltage of the second output of the voltage control unit and „.„ 2 at the third output of the control unit; voltage Uj, on the capacitor to the voltage Od on the arc gap; current 1. capacitor; current 12 of the main thyristor; auxiliary thyristor current Ij; current I. 1 additional thyristor; welding current 1d. The device for electric arc CBaj, ki contains a power source 1, a main thyristor 2, auxiliary 6g, a triathlon thyristor, an additional thyristor 4, a thyristor control unit 5, an inductor 6, resistors 7-9, diodes 10 and 11, chokes 12 and 13, a welding head 14 . |. - - j The positive terminal of the source 1 is connected through the choke 12 to the anodes o ;, the new thyristor 2 and the auxiliary thyristor 3. The cathode of the main thyristor 2 is connected to the anode of the diode 11, the cathode of which is connected to the welding head 14 and to one of the leads of the throttles 13, another terminal of which is connected via a resistor 8 to a positive terminal of the power supply 1. The negative terminal of source 1 is connected to the product to be welded 15, the anode of diode 10, to the cathode of additional thyristor 4 and to one of the terminals of resistor 7, the other terminal of which is connected to the cathode of auxiliary thyristor 3, to one of the terminals of capacitor 6 and resistor 9, the other terminal of which is connected to the cathode of the auxiliary thyristor 3, with one of the terminals of the capacitor 6 and resistor 9, the other terminal of which is connected to the anode of the additional thyristor 4 ,, The cathode of the diode 10 is connected to another terminal of the bis capacitor by the cathode of the main thyristor 2. The terminals of the first output of the thyristor control unit 5 are connected respectively to the control electrode and the cathode of the main thyristor 2, the second output terminals of the block 5 are respectively connected with the control electrode and the cathode of the auxiliary thyristor 3, and the third output terminals of the block 5, respectively with the control electrode and the cathode of the additional thyristor 4, the power supply source 1 is used as a source of welding current; the main thyristor 2 serves to connect the power supply source 1; to the arc gap formed by the welding head 14 and the product to be welded 15.. Auxiliary thyristor 3 is designed to lock the main thyristor 2 during a pause between welding current pulses. An additional thyristor 4 to resistor 9 serves to accelerate the charge of the capacitor b. The thyristor control unit 5 is designed to supply equalizing pulses to thyristors 2-4 in a specific sequence. The capacitor 6 is designed to lock the main thyristor 2. The resistor 7 serves to charge the capacitor 6, and the diode .10 - to discharge the capacitor 6. The diode 11 is designed to prevent the arc from extinguishing at the moment of the end of the welding current pulse. The resistor 8 serves to limit the welding current during a pause between pulses. Throttles 12 and 13 are designed to stabilize the arc during a pulse of welding current and during a pause between pulses, respectively. The device works as follows. After switching on: The power supply source 1 at the time t from the first output terminal of the thyristor control unit 5 receives a control pulse to the control electrode of the main thyristor 2, and the control output pulse from the third output terminal of the control unit 5 The additional electrode of the thyristor 4, At the same time, the thyristors 2 and 4 are 6 tk, and the thyristor 3 is closed. With the cooking current flows through the main circuit, i.e. from the power source 1 through the choke 12, the main thyristor 2, the diode 11, the welding head 14 and the welded product 15, and along the auxiliary circuit, i.e. from the power source 1 through the resistor 8, the choke 13 welding head 14 and the welded product 15. At the same time, the charge of the capacitor 6 on the circuit starts: the power supply 1 of the choke 12, the main thyristor 2, the capacitor 6, the resistor 7 / and another circuit:. power supply 1, throttle 12, main thyristor 2, capacitor b, resistor 9 and additional thyristor 4. As a result, the capacitor b is charged before the voltage on the arc gap Vd so that it is connected to the thyristor anode 4 through resistor 9 appears negative potential. At the end of the charge of the capacitor 6, the thyristor 4 is closed. After the thyristor 4 is closed at time t2 (Fig. 2), the control pulse of the auxiliary thyristor 3 and the thyristor 3 is opened from the terminal of the second output of the control unit 5.

Конденсатор б начинает разр жатьс по цепи: основной тиристор 2, вспомогательный тиристор 3 и конденсатор 6. При этом током разр да конденсатора б эакрьтаетс основной тиристор 2. Затем ко.ндвнсатор б начинает переэар жатьс до напр жени .противоположной пол рности по цепиI диод 11 сварочна головка 14, свариваемое изделие 15, источник 1 питани / дроссель 12, вспомогательный тиристор 3 и конденсатор 6.Capacitor b starts to discharge in a circuit: main thyristor 2, auxiliary thyristor 3 and capacitor 6. At the same time, the main thyristor 2 is removed by the discharge current of the capacitor b. Then the co-actuator b begins to overcharge to a voltage of opposite polarity across the circuit I diode 11 welding head 14, weldable product 15, power supply 1 / choke 12, auxiliary thyristor 3 and capacitor 6.

В момент времени t, когда ок перезар да конденсатора 6 падает до нул , диод 11 закрываетс , что предотвращает погасание дуги.At time t, when ok, the recharging of capacitor 6 drops to zero, diode 11 is closed, which prevents the arc from extinguishing.

Сварочный ток и напр жение на дуговой П1ромежутке падают до минимальной величины, определ емой величиной резистора 8 и дроссел 13 вспомогательной цепи«The welding current and voltage at the arc P1 interval fall to the minimum value determined by the value of the resistor 8 and the droplets 13 of the auxiliary circuit

Небольшой ток дуги протекает по вспомогательной цепи} источник 1 питани , резистор 8, дроссель 13, сварочна головка 14 и свариваемое изде-лие 15, Далее конденсатор б разр жаетс по цепи: резистор 7, диод 10, конденсатор б, и по цепи: диод 10, источник 1 питани , дроссель 12, тиристор 3 и конденсатор 6. Причем этим током разр да конденсатора б тиристор 3 запираетс . Затем конденсатор б продолжает разр жатьс по цепиг . резистор 7, диод 10и конденсатор б до нулевого напр жени . В момент времени t4 поступают управл ющие импульсы с зажимом первого и третьего выходов блока 5 управлени на управл ющие электроды тиристоров 2 и 4 соЪтвественно , при они открываютс . Устройство приходит в исходное состо ние .A small arc current flows through the auxiliary circuit} power supply 1, resistor 8, choke 13, welding head 14 and the product 15 to be welded. Next, capacitor b is discharged along the circuit: resistor 7, diode 10, capacitor b, and along the circuit: diode 10, the power supply 1, the choke 12, the thyristor 3 and the capacitor 6. Moreover, with this discharge current of the capacitor b, the thyristor 3 is locked. Then the capacitor b continues to discharge along the circuit. resistor 7, diode 10 and capacitor b to zero voltage. At time t4, control pulses with a clip of the first and third outputs of the control unit 5 are fed to the control electrodes of the thyristors 2 and 4, and they open. The device returns to its original state.

Цикл сварки повтор етс , как-описано выше. Экспериментально установлено , что использование предлагаемого устройства дл электродуговой сварки позволит в 2-3 раза снизить разбрызгивание электродного металла по сравнению с базовым объектом, позволит управл ть параметрами процесса . переноса электродного металла (размерами капли электродного металла, частотой переноса капли), а также проводить сварочные работы в различных простравств,енных положени х (вертикальна , горизонтальна , потолочс на сварка). Таким образом, в результате использовани предлагаемого устройства повыситс качество сварных соединений, уменьшитс трудоемкость по очистке сварных соединений от брызг электродного металла.The welding cycle is repeated as described above. It was established experimentally that the use of the proposed device for electric arc welding will allow to reduce the sputtering of the electrode metal by a factor of 2-3 compared with the base object, and will allow to control the process parameters. transfer of the electrode metal (the size of the drop of the electrode metal, the frequency of transfer of the drop), as well as carry out welding work in various prostate sizes (vertical, horizontal, ceiling for welding). Thus, as a result of using the proposed device, the quality of welded joints will increase, the labor intensity of cleaning welded joints from electrode metal splashes will decrease.

ыs

tfА.2tfА.2

toto

tfrtfr

VV

t/лt / l

L.L.

««.f"" .F

Claims

ARC WELDING DEVICE, containing the main and auxiliary thyristors, a thyristor control unit, a capacitor, two resistors, two diodes, two chokes and a power source, one of the terminals of which is connected to the output terminal of the device, to the anode of the first diode and one of the terminals of the first resistor , the other terminal of which is connected to the cathode of the auxiliary thyristor and to one of the terminals of the capacitor, the other terminal of which is connected to the cathodes of the first diode and the main thyristor, the anodes of the main and auxiliary of the thyristors are interconnected, the control electrode and the cathode of the main thyristor are connected respectively to the terminals of the first output of the control unit, and the control electrode and. the cathode of the auxiliary thyristor is connected respectively to the terminals of the second output of the control unit, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joint by ί small drop transfer of metal, an additional resistor and an additional thyristor are introduced into it, the anode of which is connected to one of the terminals of the additional resistor, the cathode to the anode of the first diode, and the control electrode and cathode to the corresponding terminals of the third output of the control unit, while the other output of the additional resistor is connected to the cathode auxiliary thyristor, the anode of which is connected via a first throttle with the other power supply terminal, which through a second resistor and a second inductor connected to ^ting Tod second diode aazhimom and other output devices, the anode of the second diode connected to the cathode bases Nogo thyristor.

SU „. 1038129