Устройство для формирования напряжения при электродуговой сварке

 

Изобретение относится к сварке, в частности к устройствам для формирования напряжения, и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Один из источников переменного напряжения соединен с входом диодного мостового выпрямителя. Дроссель присоединен одним выводом к выходу диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства. Первые выводы источников переменного напряжения объединены в общую точку. Последовательно соединенные диоды присоединены к диодному мостовому выпрямителю с возможностью образования с одной из его пар мостового выпрямителя для получения на выходе напряжением зажигания дуги. Общая точка последовательно соединенных диодов подключена через реактивный элемент ко второму выводу дополнительного источника переменного напряжения. Кроме того, реактивный элемент может быть выполнен в виде дросселя или конденсатора. Такое выполнение устройства позволяет повысить стабильность зажигания и горения дуги, снизить потери электроэнергии. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области сварочной техники, а именно к устройствам, обеспечивающим зажигание и устойчивое горение дуги.

Известен способ регулирования напряжения при электродуговой сварке (патент СССР N 1790475, B 23 К 9/06, опубл. БИ N 3, 1993 г.), заключающийся в подаче исходного напряжения, повышении исходного напряжения до величины напряжения зажигания дуги и снижении напряжения до величины устойчивого горения дуги, при этом величину исходного напряжения выбирают равной напряжению горения.

Недостатком устройства, реализующего указанный способ, является зависимость величины напряжения зажигания от исходного напряжения, например, для уменьшения сварочного тока необходимо снизить исходное напряжение, при этом снизится напряжение зажигания, что неблагоприятно скажется на процессе возбуждения дуги, для увеличения сварочного тока необходимо увеличить исходное напряжение, при этом увеличится напряжение зажигания до величины, превышающей оптимальное значение, что приводит к увеличению расхода электроэнергии, так как при больших сварочных токах стабильность зажигания и горения дуги повышается сама по себе и нет необходимости повышать напряжение зажигания.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение стабильности зажигания и горения дуги и уменьшение расхода электроэнергии.

Техническим результатом, достигаемым в результате реализации изобретения, является повышение стабильности зажигания и горения дуги в независимости от качества применяемых электродов и квалификации сварщика, повышение КПД устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для формирования напряжения при электродуговой сварке, содержащее источник переменного напряжения, соответствующего напряжению горения дуги, соединенный со входом диодного мостового выпрямителя, дроссель, присоединенный одним выводом к выходу диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства, и реактивный элемент, снабжено дополнительным источником переменного напряжения, соответствующего напряжению зажигания дуги и двумя последовательно соединенными диодами, при этом первые выводы источников переменного напряжения объединены в общую точку, последовательно соединенные диоды присоединены к диодному мостовому выпрямителю с возможностью образования с одной из его пар мостового выпрямителя для получения на выходе напряжения зажигания дуги, а общая точка последовательно соединенных диодов подключена через реактивный элемент ко второму выводу дополнительного источника переменного напряжения.

Кроме того, реактивный элемент может быть выполнен в виде: - дросселя; - конденсатора.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для формирования напряжения, на фиг. 2 приведен вариант выполнения реактивного элемента в виде дросселя и на фиг. 3 - вариант выполнения реактивного элемента в виде конденсатора.

Устройство для формирования напряжения при электродуговой сварке (фиг. 1) содержит источники переменных напряжений U1 и U2, выполненные в виде двух секций силового трансформатор 1, диодный мостовой выпрямитель, состоящий из диодов 2,3,4,5, вход которого подключен к источнику переменного напряжения U1 (нижней секции вторичной обмотки с отводами силового трансформатора 1), дроссель 6, присоединенный одним выводом к выходу диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства, второй выход диодного мостового выпрямителя соединен со вторым выходом устройства, и реактивный элемент 7. К выходу диодного мостового выпрямителя присоединены два последовательно соединенных диода 8 и 9, образующие с диодами 2 и 3 мостовой выпрямитель для получения напряжения зажигания дуги, при этом общая точка диодов подключена через реактивный элемент 7 к дополнительному источнику переменного напряжения U2 (верхней секции вторичной обмотки силового трансформатора 1). Реактивный элемент 7 может быть выполнен в виде дросселя 10 или конденсатора 11.

Устройство работает следующим образом. От нижней секции вторичной обмотки с отводами силового трансформатора 1 на вход диодного мостового выпрямителя подается переменное напряжение U1, величина которого соответствует напряжению горения дуги, и с помощью диодов 2,3,4,5 происходит его выпрямление. От верхней секции вторичной обмотки силового трансформатора 1 через реактивный элемент 7 подается переменное напряжение U2 на вход мостового выпрямителя, состоящего из диодов 2,3,8,9, на выходе которого получаем выпрямленное напряжение, соответствующее напряжению зажигания дуги. При касании электродом детали (режим зажигания) через реактивный элемент 7 протекает ток зажигания дуги, создающий падение напряжения на нем, в результате чего на выходе мостового выпрямителя, состоящего из диодов 2,3,8,9, напряжение уменьшается до величины напряжения горения дуги. В этот момент открываются диоды 2,3,4,5 и напряжение на выходе мостового выпрямителя поддерживается равным напряжению горения дуги.

При изменении напряжения горения дуги путем переключения отводов напряжение зажигания остается неизменным.

Использование напряжения U1 от нижней секции вторичной обмотки силового трансформатора 1, соответствующего напряжению горения дуги, и напряжения от дополнительного источника U2, соответствующего напряжению зажигания дуги, сформированного верхней секцией упомянутого трансформатора, его уменьшения до напряжения горения дуги, достигаемое за счет падения напряжения на реактивном элементе 7, приводит к снижению напряжения зажигания до напряжения горения дуги, за счет этого сокращаются потери энергии при работе предлагаемого устройства.

Пример. В качестве силового источника питания использовался однофазный тороидальный трансформатор с напряжением U1=26B, U2=46B, после выпрямления которого оно повышалось до величины 65B, соответствующей напряжению зажигания дуги.

В процессе зажигания дуги оно снижалось до напряжения горения дуги 26В.

Мощность, выделяемая в дуге, составила 6,7 кВт при КПД устройства 89%.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить стабильность зажигания и горения дуги, снизить потери электроэнергии.

Формула изобретения

1. Устройство для формирования напряжения при электродуговой сварке, содержащее источник переменного напряжения, соединенный с входом диодного мостового выпрямителя, дроссель, присоединенный одним выводом к выходу диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства, и реактивный элемент, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным источником переменного напряжения и двумя последовательно соединенными диодами, при этом первые выводы источников переменного напряжения объединены в общую точку, последовательно соединенные диоды присоединены к диодному мостовому выпрямителю с возможностью образования с одной из его пар мостового выпрямителя для получения на выходе напряжением зажигания дуги, а общая точка последовательно соединенных диодов подключена через реактивный элемент ко второму выводу дополнительного источника переменного напряжения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реактивный элемент выполнен в виде дросселя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реактивный элемент выполнен в виде конденсатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3