Способ обнаружения прикосновения сварочного электрода к изделию

 

Изобретенное относится к области сварки и может быть использовано при ручной, полуавтоматической и автоматической сварке. Целью изобретения является повьшение надежности обнаружения прикосновения сварочного электрода к изделию. Для достижения поставленной цели между изделием и сварочным электродом создается оперативное напряжение в виде коротких импульсов. Амплитуда импульсов превышает максимальную величину напряжения источника питания сварочной дуги, а длительность и частота следовани} импульсов выбираются из условий безопасности . Оперативное напряжение должно быть неощутимым, а уставку выбира1дт меньше значения внутреннего сопротивления тела человека. 3 ил. со СП Сл 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (g1) 4 " 23 К 9/10

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3660124/31-27 (22) 10.11.83 (46) 30.11.87. Бюл. М - 44 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.Г,Сиводедов, В.М.Попов и С ° Г.Левин (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -872094,,кл. В 23 К 9/10, 1975. (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ СВАРОЧНОГО ЭЛЕКТРОДА К ИЗДЕЛИЮ (57) Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при ручной, полуавтоматической и автоматической сварке. Целью изобретения является повышение надежности обнаружения прикосновения сварочного электрода к изделию, Для достижения поставленной цели между изделием и сварочным электродом создается оперативное напряжение в виде коротких импульсов. Амплитуда импульсов превы шает максимальную величину напряжения источника питания сварочной дуги, а длительность и частота следования импульсов выбираются из условий безопасности. Оперативное напряжение должно быть неощутимым, а уставку выбирают меньше значения внутреннего сопротивления тела человека. 3 ил.

1355402

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при ручнои, полуавтоматической и автоматической сварке.

Целью изобретения является повышение надежности обнаружения прикосновения сварочного электрода к изделию.

На фиг.1 приведено одно из воз- 1р можных устройств, реализуемых предлагаемый способ; на фиг.2 — зависимость амплитуды импульсов, вызывающих реакцию ощущения тока, от длительности; на фиг.3 — зависимость статистиФ ческой вероятности пробоя от амплитуды.

В устройстве (фиг.1) выходные контакты высоковольтного генератора 1 подключены к точке соединения элект- 20 рдда 2 и коммутатора 3 и к точке соединения изделия 4 и одного из выходных контактов источника 5 питания сварочной дуги, первичной обмоткой трансформатора 6 тока служит свароч- 25

Мая цепь, а вторичная обмотка подключена к блоку 7 управления, выход блока управления соединен с коммутатором, вход коммутатора подключен к второму выходу источника питания сва- 3р рочной дуги.

Высоковольтный генератор можно

Bb1IIoJtHHTb> например, в виде блокинггенератора на транзисторе или лампе.

Коммутатором может служить либо си- 3g мистор, либо два встречно-параллельно включенные тиристора. Источник питания сварочной дуги — это любой сварочный трансформатор. Блок управления представляет собой импульсный усили- 40 тель, выполненный на транзисторах.

Устройство работает следующим об разом.

Короткие импульсы от высоковольтного генератора 1 поступают на сва- 45 рочный электрод 2. В момент прикосновения электрода к иэделию 4 происходит электрический пробой окислов в межконтактном промежутке высоковольтным импульсным напряжением, и в сва- бп рочной цепи начинает протекать оперативный ток. Импульсы оперативного то-.

4 ка наводят во вторичной обмотке трансформатора 6 тока напряжение, из которого в блоке 7 управления формируется управляющий сигнал для коммутатора 3.

Коммутатор по управляющему сигналу подключает источник 5 питания сварочной дуги к электроду. После обрыва сварочной дуги цепь размыкается, сигнал во вторичной обмотке трансформатора тока пропадает и блок управления отключает коммутатор.

Сопротивление дугового канаг:а в момент электрического разряда не превышает нескольких десятков Ом, в то время как минимальное сопротивление тела человека равно 300-600 Ом. Следовательно,можно получить 10-кратное превышение порога срабатывания блока управления над сигналом, возникающим при замыкании сварочной цепи через человека, что позволяет уменьшить опасность поражения электрическим то- ком и снизить требования к стабильности пороговой схемы блока управления.

Возможность использования высоковольтного импульсного напряжения в качестве оперативного основано на том, что опасность поражения электрическим током снижается с уменьшением продолжительности воздействия.

Количественная характеристика соотношения между амплитудой и длительностью импульсов, вызывающих реакцию ощущения тока, приведена на фиг.2 (частота следования импульсов 100 Гц), из которой видно, что при уменьшении длительности до нескольких микросекунд и менее импульсы с амплитудой даже в несколько сотен вольт не вызывают реакции ощущения.

Развитие электрического пробоя зависит от большого числа влияющих факторов (состояние свариваемой поверх- ности, геометрическая форма электрода, сила удара и т.д.), поэтому факт его появления представляет собой величину случайную. Пробивные свойства того или иного напряжения можчо характеризовать статистической вероятностью пробоя, определенной как

Р*

m и где ш — число пробоев; и — чйсло ударов.

На фиг.3 изображена зависимость статистической вероятности пробоя от амплитуды импульсов. Длительность импульсов 1 мкс. Для создания наименее благоприятных условий сварки при экспериментальных условиях использовался металлический лист со ржавчиной, пригодной только для по1355402 тимым, лучения неответственных сварных соединений. Ь

На этом же графике точкой Р„ обозначена статистическая вероятность пробоя ржавчины напряжением сварочноФ

ro трансформатора и точкой Р< — статистическая вероятность пробоя ржавчины напряжением 12 В.

Надежность обнаружения прикосно- вения считают достаточной, если ве- 10 роятность пробоя межконтактного промежутка оперативным напряжением равна или выше вероятности пробоя напряжением сварочного трансформатора.

Как видно из фиг.3, это условие вы- 15 полняется при амплитуде оперативного напряжения свыше 300 В. В то же время, как видно из фиг ° 2, такое напряжение является неощутимым для человека при длительности импульса 20

1 мкс.

Таким образом, использование коротких высоКовольтных импульсов в устройствах для коммутации источников питания сварочной дуги позволяет рас-25

4 ширить противоречие между требованиями электробезопасности и условием надежного переключения режимов работы, которое определяется надежностью обнаружения прикосновения. формула изобретения

Способ обнаружения прикосновения сварочного электрода к иэделию, заключающийся в том, что между электродом и изделием прикладывают оперативное напряжение импульсной формы и измеряют изменения параметров электрического сигнала в сварочной цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности обнару" жения, импульсы оперативного напряжения формируют с амплитудой, превышающей максимальный уровень напряжения источника сварочного тока, при" чем длительность и частоту следования импульсов выбирают таким образом, чтобы оперативное напряжение было неощу1355402

Щиг.,2

Составитель В.Пучинский

Текред Л. Олийнык Корректор И Чрдейи

Редактор М.Келемеш

Заказ 5745/14 Тираж 970 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, уп. Проектная, 4

И аг И а uS аа П7 аВ

/и 0 м сс н.