Установка для дуговой и контактной сварки

 

Использование: в установках для дуговой и контактной сварки, питаемых от сетей малой мощности. Сущность изобретения: установка содержит дуговой трансформатор, дуговой выпрямитель и клещи для контактной сварки со встроенным трансформатором. В установку дополнительно введены инвертор повышенной частоты, аккумуляторная батарея, состоящая из секций, последовательно соединенных аккумуляторов и резисторов, и переключатель, обеспечивающий возможность подключения параллельно соединенных секций, либо последовательно соединенных аккумуляторов к выходу дугового выпрямителя. Инвертор позволяет снизить массу встроенного в клещи трансформатора, а аккумуляторная батарея с переключателем обеспечивает в зависимости от типа сварки либо жесткую (для контактной сварки), либо падающую (для дуговой сварки) внешнюю характеристику, а также увеличение сварочных токов и повышение устойчивости включения дуги за счет повышения напряжения холостого хода трансформатора. Стабильное напряжение на электродах для дуговой сварки, обеспечиваемое аккумуляторной батареей, повышает устойчивость горения дуги. 2 ил.

Изобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при питании сварочных установок от сетей малой мощности при невысоком темпе сварки и большом разнообразии форм, размеров и материалов свариваемых изделий. Такие условия характерны для сварочных работ, проводимых, например, в ремонтных мастерских и в быту.

Известны установки для дуговой сварки, установки с клещами для контактной сварки и устройства, содержащие обе указанные установки, работающие независимо друг от друга. К ним относятся сварочные дуговые выпрямители ВД-801 [1] cварочные установки фирмы DALEX [2] клещи для контактной сварки [3] Недостатками перечисленных устройств являются повышенные массогабаритные показатели клещей, повышенная электроопасность при непосредственном питании клещей для контактной сварки от сети, ограниченные значения сварочных токов дуговых выпрямителей, питаемых от бытовых сетей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является установка для дуговой и контактной сварки фирмы КЕМРРI [4] В этой установке устройства для дуговой и контактной сварки работают независимо друг от друга. Устройство для дуговой сварки состоит из дугового трансформатора и выпрямителя. Дуговой трансформатор, также как и клещи со встроенным трансформатором, подключаются к сети. Корпус клещей должен быть заземлен при работе с ним.

Недостатком этой установки является повышенная масса клещей, затрудняющая работу сварщика. Кроме того, сварочный ток дугового выпрямителя, входящего в эту установку, ограничен допустимой величиной потребляемой из сети мощности. При этом не всегда обеспечивается устойчивое зажигание и горение дуги. Это снижает технические возможности установки.

В основу изобретения положена задача создания универсальной установки для дуговой и контактной сварки, у которой снижена масса клещей и расширены технологические возможности дуговой сварки увеличены сварочные токи без увеличения мощности, потребляемой из сети, повышена устойчивость включения и горения дуги.

Решение поставленной задачи достигается тем, что установка для дуговой и контактной сварки, содержащая дуговой источник питания, включающий выпрямитель и трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с выводом, электроды для дуговой сварки и клещи со встроенным трансформатором для контактной сварки, согласно изобретению дополнительно содержит инвертор повышенной частоты, аккумуляторную батарею, выполненную из n секций последовательно соединенных аккумуляторов и резисторов, а также цепь подзаряда аккумуляторов, разрядный диод и переключатель с контактами, причем выход выпрямителя через нормально открытый контакт подключен к инвертору повышенной частоты, через нормально закрытый контакт -- к электроду для дуговой сварки, через нормально открытый к первой секции аккумуляторной батареи, подключенной общим выводом секции через разрядный диод к выходу выпрямителя, последовательно в секции аккумуляторной батареи кроме n-й включены нормально закрытые контакты, а нормально открытые контакты включены между разноименными обкладками последующего и предыдущего аккумуляторов, вывод вторичной обмотки трансформатора через нормально закрытый контакт и цепи подзаряда подключен к секциям аккумуляторной батареи, выход инвертора повышенной частоты подключен к трансформатору для контактной сварки.

На фиг. 1 представлена электрическая схема заявляемого устройства; на фиг. 2 внешние характеристики заявляемого устройства и аналога.

Устройство содержит дуговой источник питания, состоящий из трансформатора 1 и выпрямителя 2. Вторичная обмотка 3 трансформатора, имеющая вывод 4, подключена к выпрямителю 2. Аккумуляторная батарея 5 состоит из n секций, которые содержат аккумуляторы 6, 7, 8 и резисторы 9, 10, 11, а также цепи последовательного соединения аккумуляторов 12.

Устройство снабжено переключателем с четырьмя нормально открытыми контактами 13-16 и четырьмя нормально закрытыми контактами 17-20. Нормально открытый контакт 13 соединяет выход выпрямителя 2 с инвертором 21 повышенной частоты, выход которого соединен через встроенный сварочный трансформатор 22 свариваемыми деталями 23. Нормально открытый контакт 14 соединяет выход выпрямителя 2 с первой секцией аккумуляторной батареи, нормально открытые контакты 15 и 16 соединяют разноименные обкладки последующего и предыдущего аккумуляторов.

Нормально закрытый контакт 17 соединяет выход выпрямителя 2 с электродом 24 для дуговой сварки, нормально закрытый контакт 18 включен последовательно с резистором 9 и аккумулятором 6, составляющими секцию аккумуляторной батареи, нормально закрытый контакт 19 включен последовательно с резистором 10 и аккумулятором 7. Нормально закрытый контакт 20 соединяет вывод 4 вторичной обмотки 3 с секциями аккумуляторной батареи 5 через цепи подзаряда аккумуляторов, содержащие диоды 25, 26, 27. Аккумуляторная батарея общим выводом подключается к дуговому выпрямителю через разрядный диод 28.

Установка работает следующим образом. Аккумуляторы предварительно заряжаются через диоды 25, 26, 27 при дуговой сварке или непосредственно от дугового выпрямителя через цепи последовательного соединения аккумуляторов 12 при контактной сварке.

При дуговой сварке нормально замкнутый контакт 17 переключателя подключает электроды 24 к выходу дугового выпрямителя. Нормально замкнутые контакты 18 и 19 подключают параллельно соединенные секции аккумуляторной батареи 5 через разрядный диод 28 к дуговому выпрямителю 2. При этом ток источника подается к электродам 24 и происходит сварка. В промежутках между сварками дугой осуществляется подзаряд аккумуляторов от сети через нормально замкнутый контакт 20 и диоды 25, 26, 27.

При контактной сварке нормально разомкнутый контакт 13 переключателя подключает инвертор 21 к выходу дугового выпрямителя 2. Нормально разомкнутые контакты 15 и 16 подключают последовательно соединенные аккумуляторы 6, 7, 8 к выходу дугового выпрямителя через цепь последовательного соединения 12. Тогда дуговой источник питания и последовательно соединенные аккумуляторы 6, 7, 8 оказываются подключенными к клещам 22 через инвертор 21.

Клещи 22 обеспечивают прохождение тока через свариваемые детали 23. В промежутках между сварками с помощью клещей осуществляется подзаряд аккумуляторов от сети напрямую через дуговой источник питания.

Установка для дуговой и контактной сварки на базе установки УСБ, выполненной в соответствии с [4] содержит источник питания для дуговой сварки, инвертор с рабочей частотой 200 Гц, клещи для контактной сварки, аккумуляторную батарею, состоящую из двух секций. Каждая секция содержит три последовательно соединенных аккумулятора типа 6МТС-9 и резистор. Заявляемое решение позволило увеличить сварочный ток при дуговой сварке приблизительно на 25-30% без увеличения потребляемой из сети мощности. Кроме того, повышена стабильность включения дуги при сварочном токе 125 А и неизменной потребляемой мощности за счет увеличения напряжения холостого хода трансформатора дугового источника с 43 до 54 В. При этом внешняя характеристика 31 (см. фиг. 2) вначале идет более круто, чем внешняя характеристика 30 аналога [4] и без аккумуляторов сварочный ток составил бы 100 А при напряжении на дуге 22 (характеристика 29) В. Благодаря использованию аккумуляторов ток составил 125 А. Масса клещей снижена на 25-30% Таким образом создана универсальная установка для дуговой и контактной сварки, позволяющая повысить сварочный ток при дуговой сварке без увеличения мощности, потребляемой из сети, повысить устойчивость включения и горения дуги, а также снизить массу клещей.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ДУГОВОЙ И КОНТАКТНОЙ СВАРКИ, содержащая дуговой источник питания, включающий выпрямитель и трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с выводом, электроды для дуговой сварки и клещи с встроенным трансформатором для контактной сварки, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит инвертор повышенной частоты, аккумуляторную батарею, выполненную из n секций, последовательно соединенных аккумуляторов и резисторов, а также цепь подзарядки аккумуляторов, разрядный диод и переключатель с контактами, причем выход выпрямителя через нормально - открытый контакт подключен к инвертору повышенной частоты, через нормально закрытый контакт - к электроду для дуговой сварки, через нормально открытый - к первой секции аккумуляторной батареи, подключенной общим выводом секций через разрядный диод к выходу выпрямителя, последовательно в секции аккумуляторной батареи, кроме n-й, включены нормально закрытые контакты, а нормально открытые контакты включены между разноименными обкладками последующего и предыдущего аккумуляторов, вывод вторичной обмотки трансформатора через нормально закрытый контакт и цепи подзарядки подключен к секциям аккумуляторной батареи, выход инвертора повышенной частоты подключен к трансформатору для контактной сварки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2