Способ сварки переменным модулированным током

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

<„>863222 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170579 (21) 2768282/25-27 (51) PA Кл 3 с присоединением заявки ¹

В 23 К 9/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано150981, Бюллетень N4 34

Дата опубликования описания 150981 (53) УДК 621.791,75 (088. 8) ститут электросварки им. Е.О. Патона (54} СПОСОБ СВАРКИ ПЕРЕМЕННЫМ МОДУЛИРОВАННЫМ

ТОКОМ

Изобретение относи ся к сварочной технологии и может найти применение во всех областях производства, использующих электродуговую сварку на переменном токе.

Известны снособы получения модулированного тока, в которых используется два источника питания: один - для создания режима импульса, другой -; для создания режима паузы )1 (2g °

Недостатком таких устройств является их громоздкость, повышенный расход активных материалов, неполная загрузка обоих источников.

ИзвЕстен также способ сварки пере-!5 менным модулированным током, в котором различные энергетические уровни процесса сварки переменным модулированным током получают посредством пери )дического шунтирования токоог- 20 раннчительного элемента (31.

Недостатком известного устройства является малая устойчивость процесса в период энергетического уровня, соответствующего паузе, обусЛовленная 25 малой мощностью, выделяемой в дуге в этот период и затянутости преддуговых процессов.

Цель изобретения — повышение устойчивости сварочного процесса и рас- 3 ширение пределов модулирования тока сварки.

Цель достигается тем, что согласно способу сварки переменным модулированным током, который осуществляют на двух энергетических уровнях, один из которых соответствует режиму паузы сварочного тока, другой - режиму импульса, на энергетическом уровне, соответствующем режиму паузы, частоту сети, питающей дугу, увеличивают до величины, определяемой по формуле с

К с —; где Š— частота питающей сети, Гцт - время установления дугового разряда (постоянная времени сварочной дуги), с.

Стабильность повторного возбуждения дуг переменного тока зависит от преддуговой стадии, длительность которой завнсит от параметров сварочной цепи (21. Если в сварочной цели нет индуктивности, напряжение разряда типично дуговое уже после l (10 -10 }с, тогда как при частоте тока

50 Гц длительность полупериода составляет 1 ° 10 с, а постоянная време ии цепи (1 — 3)- 10Г с, т.е. на три863222

1четыре порядка больше, чем потенци.ально возможная скорость протекания переходных процессов собственно в дуге. Поэтому при сварке переменным током параметры цепи (L, R, f<) оп)ределяют форму и скорость изменения тока в начале каждого полупериода.

При сварке переменным модулированным током в периоды энергетического уровня соответствующего паузе тока преддуговые процессы вследствие большой величины токоограничительного элемента и малой тепловой мощности дуги имеют протяженный характер. Скорость нарастания тока после пересечения им нулевого значения мала, устойчивость процесса низка. 15

Для повышения стабильности процесса в периоды энергетического уровня соответствующие паузе тока по предлагаемому способу частоту сети, питающей дугу, увеличивают до величи- 20 ны f =1 7> ° Амплитудное значение. тока паузы по сравнению с обычным модулированным током-процессом не изменяется, т.е ° энергетические параметры процесса (ток импульса - 3 и ток паузы — Э ) остаются на прежнем уровИ не. При этом д= 1.10 — 1 10 с частота сети f может составлять величину 0,1 вЂ,1 МГц.. Скорость увеличения тока при такой частоте — 6 — 8 МА/с, длительность преддуговых периодов станет соизмеримой с постоянной времени сварочной дуги. Стабильность процесса на повышенной частоте значительно выше, чем при сварке на промышленной (50 Гц) частоте, за счет чего появляется возможность. регулирования процесса в сторону малых значений тока и, соответственно, увеличения глубины, модулирования.

40 о

Для практической реализации предлагаемого способа можно использовать схему, в которой обычный трансформатор питает дугу во время импульса, а в течение паузы — маломощный источ- 45 ник повышенной частоты, в качестве которого можно применить генератор или преобразователь частоты сварочного тока. Поскольку габаритная мощность источника обратно пропорциональна частоте тока, то, в отличие от известных способов ведение процесса по предлагаемому способу не увеличит расхода активных материалов. В сравнении с известными устройствами источники, реализующие предложенный спосЬб, будут меньше, так как исключается из конструкции балластное сопротивление, уменьшаются потери энергии, УЛучшается КПД источника питания. В сравнении со способом модулирования 60 постоянного тока предлагаемый способ менее чувствителен к магнитному дутью дуги и предполагает при практической реализации использование более надежных и дешевых источников. 65

Для экспериментальной проверки предлагаемого способа была исследована эластичность дуги на энергетическом уровне, соответствующем паузе тока йри питании дуги переменным током на обычной (50 Гц) и повышенной частоте (427 Гц), сварочный ток в обоих случаях был равен 93 A. В экспериментах использовались предварительно просушенные и проверенные на концентричность покрытия электроды марки

МР-З, Ф 3 мм. Эластичность дуги оценивали по разрывной длине дуги (Вр), горящей между двумя горизонтально расположенными электродами. Для сварки на обычной частоте применяли трансформатор СТШ-250 (U>q = 61 B), а для сварки на повышенной частоте — преоб-. разователь HummeE portent (U«

60 - 62 В) фирмы ECektro-Bau G.Linz (Австрия). Эксперименты показали, что при fcÄ= 50 Гц,Qp„ = 22,48 (среднее значенйе из 7-ми измерений), а при Кса= 427 Гц, ОРУ=28 06, т.е. при повышении частоты тока эластичность дуги и, следовательно, ее устойчивость улучшаются.

Значительное увеличение скорости возрастания тока вследствие повышения частоты сети дает возможность использовать для сварки электроды с фтористо-кальцевым покрытием, снизить эффект магнитного дутья, применять более надежные и экономичные источники переменного тока, расширить пределы модулирования сварочного тока в сторону меньших его значений. Все это позволяет получить экономический эффект при использовании предложенного способа.

Формула изобретения

Способ сварки переменным модулированным током, который осуществляют на двух энергетических уровнях, один из которых соответствует режиму паузы сварочного тока, другой — режиму импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости сварочного процесса и расширения пределов модулирования тока сварки, на энергетическом уровне, соответствующем режиму паузы, частоту сети, питающей дугу увеличивают до величины, определяемой по форму ле

f (ci д где f - частота питающей сети, Гц; cg- время установления дугового разряда (постоянная времени сварочной дуги), с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 185425, кл. В 23 К 9/00, 11,07.63,1. 863222

Составитель И. Лурье редактор М. Погориляк техред ж. Кастелевич КоРРектоР Г. Назарова

Заказ 7654/19 Тирам 1151 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР

l1o делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r.Óàãîðîä, ул. Проектная, 4

2. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. М., Машйностроение, 1970, с. 218.

3. и вторское свидетельство СССР

9 525510, кл. В 23 К 9/06, 04.04.73.