SU1613263A1 - Способ возбуждени электрической дуги и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварочному производству. Цель изобретени  - упрощение процесса возбуждени  дуги. На междуэлектродный промеждуток подают один мощный импульс с коротким передним фронтом и амплитудой напр жени  5-15 кВ, достаточной дл  пробо  дугового промежутка. Пологопадающий задний фронт обеспечивает перерастание искрового разр да в дуговой. Дл  осуществлени  способа в разр дный контур устройства дл  возбуждени  электрической дуги последовательно включен дополнительный конденсатор. Первична  и вторична  обмотка импульсного трансформатора соединены одноименными концами и совместно с дополнительным конденсатором, токоограничивающим сопротивлением и диодом образуют относительно дугового промеждутка два контура - высоковольтный с малой посто нной времени и низковольтный с большой посто нной времени. Врем  возбуждени  дуги определено переходными процессами в источнике сварочного тока и составл ет несколько дес тков миллисекунд. Дл  возбуждени  дуги достаточно одного импульса, а потому уровень радиопомех минимален. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству, а именно к способам возбуждени  электрической дуги.

Цель изобретени  - упрощение процесса возбуждени  дуги.

На фиг. 1 показана принципиальна  схема устройства дл  реализации способа возбуждени  электрической дуги; на фиг. 2 - осциллограммы напр жени  и тока электрической дуги посто нного тока при ее возбуждении одиночным высоковольтным мощным импульсом,

где Uxx - напр жение холостого хода основного источника питани ;

Умакс - амплитуда импульса;

Ufl - установившеес  напр жение дуги;

tH - врем  нарастани  импульса (передний фронт импульса);

tc - врем  спада импульса (задний фронт импульса);

1имп ток высоковольтного импульсного источника;

1ист ток источника сварочного тока;

1д - ток электрической дуги.

Вторична  обмотка импульсного трансформатора 1 (Т1) одним концом подключена к клемме электрод, другим концом соединена с одноименным концом первичной обмотки того же трансформатора. В эту точку включены дополнительный конденсатор 2 (С1) и запускающа  цепочка 3 (R1, R2, С2). Накопительный конденсатор 4 (СЗ) подключен к другому концу первичной обмотки

о

CJ

трансформатора 1 (l 1) v аноду тиристора 5 (VI). Накопительный конденсатор 4 (СЗ) и дополнительный конденсатор 2 (С1) соединены через первичную обмотку импульсного трансформатора 1 СТ1). На обкладки этих конденсаторов, которые соединены с тиристором 5 (VI), включены однополупериод- ные выпр мители б (V3, V4, R3, R4) и 7 (V5, V6, R5, R6), получающие питание от сетевого трансформатора 8 (Т2) через разъем 9 (Х1). Диод 10 (V7) соедин ет минусовую клемму источника тока и вывод первичной обмотки импульсного трансформатора 1 (Т1). Полупроводниковый диод 1 1(V2)cTOKOorpaHH4H- вающим резистором 12 (R7) соедин ют катод тиристора 5 (VI) с плюсовой клеммой источника сварочного тока и изделием. Реле 13 (К1) своей обмоткой включено параллельно клеммам источника сварочного тока, нормальноразомкнутым контактом реле соединена запускающа  цепочка 3 (R1, R2, С2) и управл ющий электрод тиристора 5 (VI).

Накопительный конденсатор 4(СЗ) и дополнительный конденсатор 2(С1)зар жаютс  до напр жени  400 В от однопо- лупериодных выпр мителей 6 и 7 от повышающего трансформатора 8.

. При подаче сварочного напр жени  от источника сварочного тока срабатывает реле 13 (К1) и своим нормальноразомкнутым контактом К1.1 через запускающую цепочку 3(R1, R2, С2) открывает тиристор 5 (V1). При этом образуетс  разр дный контур с малой посто нной времени: дополнительный конденсатор 2 (С1),ггервична  обмотка импульсного трансформатора 1 (Т1), наког|Итель;ный конденсатор 4 (СЗ), тиристор 5 (VI), На вторичной обмотке импульсного повышающего трансформатора 1 (Т 1) наводитс  высоковольтный импульс, тем самым осуществл етс  подача на междуэлек- тродный промежуток е-лощного мпульса специальной формы с коротким передним фронтом и амплитудой напр жени  5-15 кВ, что приводит к пробою дугового промежутка электрод-изделие. Конденсатор 2 (С1) имеет значительно меньшую емкость, чем конденсатор.4(СЗ) и перезар жаетс  ст сон- денсгтора 4 (СЗ) на другую пол рность (указана 3 скобках на фиг. 1).

Дуговой промежуток оказываетс  под- ключе;иным к параллельно включенным кон- денсйторам2 (С1)и4(СЗ), при зтомтиристор 5 (VI) открыт за счет протекани  тока по цепи диод 11 (V2), резистор 12 (R7), чем обеспечиваетс  пологопадающий задний фронт высоковольтного импульса. Это обуславливает переход искрового разр да от зысокозольтного импульса в дуговой.

Величина резистора 12 (R7) определ ет ток на начальной стадии дугового процесса. Величинь параллельно включенных конденсаторов 2 (С1) м 4 (СЗ) совместно с резистором 12 (R7) определ ют врем  поддержани  дугового процесса от запасенной энергии конденсатором 4 (СЗ).

При снижении напр жени  дуговогоо процесса в начальной стадии ниже напр 0 жени  холостого хода источника сварочного тока в цепь питани  дуги через диод 10 (V7) включаетс  источник сварочного тока. Силовой диод 10 (V7) защищает источник сварочного тока от импульсных перенапр жений

5 (DM Uci + Uc2). При защищенности источника от сварочных перенапр жений диод 10 (V7) может отсутствовать.

При нарастании напр жени  в междуэлектродном промежутке (выше пробивно0 го) происходит электрический дуговой пробой газа, образуетс  лавинообразный процесс привод щий к ионизации газа и образованию провод щего канала, резко увеличиваетс  междуэлектродна  проводи5 мость. Ввиду того, что электрическа  цепь источника сварочного тока имеет значительную индуктивность (L 20 - 200 мГн), ток в цепи источника нарастает с определенной скоростью и не может достичь требуемой

0 величины мгновенно, поэтому поддержание горени  дуги осуществл етс  за счет энергии импульса (задний фронт импульса, фиг. 2). Длительность заднего фронта импульса должна быть больше времени, необходимо5 го дл  нарастани  тока от источника сварочного тока, до величины, при которой дуга горит устойчиво, При этом достаточно одного импульса дл  возбуждени  дуги. Врем  возбуждени  дуги, определено переходны0 ми процессами в источнике сварочного тока и составл ет несколько дес тков миллис е- кунд. Уровень радиопомех при возбуждении дуги минимален.

Устройство оказываетс  достаточно

5 безопасным в обращении, так как до возбуждени  дуги на электроде отсутствует напр жение холостого хода источника сварочного тока, 3 зар женные конденсаторы отключены от сззрочных цепей закрытым тиристо0 ром 5 (VI) и диодом 11 (V2). При возбуждении сварочной дуги напр жение на электроде определ етс  дуговыми переходными процессами, которые весьма крат- ковременны. При данной схеме устройства

5 эти напр жени  минимальны, так как ао врем  переходных процессов избыток напр жени  гаситс  на резисторе 12 (R7). При случайном касании электрода сварщиком в услови х значительного дугового промежутка и включении сварочного тока на него действует одиночный высоковольтный импульс малой длительности (переходный процесс перезар да конденсатора 2 (С1) от накопительного конденсатора 4 (СЗ) через индуктивности первичной обмотки транс- форматора 1 (Т1). Конденсатор 4 (СЗ) оказываетс  отключенным от электрода, так как ток замыкани  через сварщика недостаточен .цл  удержани  тиристоров 5 (VI) в открытом состо нии. Врем  воздействи  на сварщика в этом случае составл ет: высоковольтной составл ющей менее 25 мкс, низковольтной составл ющей несколько миллисекунд.

По сравнению с известным объектом упрощаетс  процесс возбуждени  дуги и дл  его реализации не требуетс  применение схемы синхронизации включени  двух импульсных источников и |не требуетс  использование малоинерционного низковоль- тного (300-500 В) источника большой мощности,

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ возбуждени  электрической дуги, заключающийс  в том, что возбуждают дугу высоковольтным импульсом с амплитудой напр жени  5-15 кВ, отличающий- с   тем, что, с целью упрощени  процесса возбуждени  дуги, формируют короткий пе

   редний фронт и пологопадающий задний фронт импульса.
2. 2. Устройство дл  возбуждени  электрической дуги, родержащее зар дную цепь и разр дный контур, образованный накопительным конденсатором, тиристором и первичной обмоткой импульсного трансформатора , вторична  обмотка которого включена в сварочную цепь, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  условий возбуждени  дуги за счет увеличени  времени воздействи  импульса тока на дуговой промежуток, оно снабжено дополнительным конденсатором, токоограничи- вающим сопротивлением и диодом, причем перва  выходна  клемма устройства соединена с началом вторичной обмотки импульсного трансформатора, конец которой соединен с концом первичной обмотки импульсного трансформатора, начало которой через накопительный конденсатор св зан с анодом тиристора, катод которого соединен с анодом диода, катод которого через токо- ограничивающее сопротивление св зан с второй выходной клеммой устройства, при этом точка соединени  концов обмоток импульсного трансформатора через дополнительный конденсатор соединена с анодом диода.

   а I

   ш У1б У

   : Шде.ие

   0V5 7 5

   Ьг

   Af

   0 +

   иг.1

   КС

   иг.г