SU707712A1 - Power supply sourse for electric-arc welding - Google Patents

Description

Изобретение относится к оборудованию для электродуговой сварки, в частности к источ-> никам питания для сварки наплавящимся электродом в среде инертных газов на переменном токе преимущественно алюминия.The invention relates to equipment for electric arc welding, in particular to power supplies for welding with a consumable electrode in an inert gas environment using alternating current of predominantly aluminum.

Особенностью указанного процесса сварки является наличие в переменном токе дуги значительной постоянной составляющей, что объясняется различной проводимостью дугового промежутка в полупериоды прямой и обратной полярности дугового напряжения.A feature of this welding process is the presence of a significant constant component in the alternating current of the arc, which is explained by the different conductivity of the arc gap in half periods of direct and reverse polarity of the arc voltage.

Известен источник питания для дуговой свар ки неплавящимся электродом в среде инертных газов, предусматривающий подавление постоянной составляющей сварочного тока. Источник оснащен тиристорным регулятором сварочного тока, который позволяет раздельно регулировать длительность протекания прямой и обратной полуволн тока [1].A power source for arc welding by a non-consumable electrode in an inert gas medium is known, which suppresses the DC component of the welding current. The source is equipped with a thyristor regulator of welding current, which allows you to separately control the duration of the forward and reverse half-wave current [1].

Недостатками этого источника являются наличие тиристорного регулятора тока и сложность схемы управления регулятором.The disadvantages of this source are the presence of a thyristor current regulator and the complexity of the control circuit of the regulator.

Известен также источник питания для сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов на переменном токе, содержащий сварочный трансформатор с регулятором тока, в котором подавление постоянной составляющей осуществляется за счет включения в силовую цепь двухполюсника из параллельно включенных диода и резистора [2].Also known is a power source for welding with a non-consumable electrode in an inert gas atmosphere with alternating current, containing a welding transformer with a current regulator, in which the DC component is suppressed by the inclusion of a two-terminal circuit from a parallel diode and resistor [2].

Недостатками источника являются необходимость его перенастройки при изменении режима сварки, а также значительные энергетические потери, вызванные протеканием прямой полуволны тока через резистор двухполюсника.The disadvantages of the source are the need to reconfigure it when changing the welding mode, as well as significant energy losses caused by the flow of a direct half-wave current through a two-terminal resistor.

Цель изобретения - устранение перенастройки подавляющего устройства от режима к режиму и снижение энергетических потерь.The purpose of the invention is the elimination of reconfiguration of the suppressing device from mode to mode and reducing energy losses.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены тиристор с переключающим , диодом, включенный встречно-параллельно диоду двухполюсника, и линия задержки. Кроме того, линия задержки на включение тиристора выполнена в виде RC-цепи, подключенной к аноду и катоду тиристора, а общая точка RC-цепи связана с управляющим электродом тиристора через переключающий диод.This goal is achieved by the fact that a thyristor with a switching diode, connected counter-parallel to the diode of a two-terminal device, and a delay line are introduced into the device. In addition, the delay line for turning on the thyristor is made in the form of an RC circuit connected to the anode and cathode of the thyristor, and the common point of the RC circuit is connected to the control electrode of the thyristor through a switching diode.

Параметры RC-цепи выбираются из расчета обеспечения времени задержки, при котором среднее напряжение на двухполюснике равно разности напряжений на дуге для обратной и прямой полуволн сварочного тока.The parameters of the RC circuit are selected from the calculation of the delay time at which the average voltage at the two-terminal network is equal to the difference in voltage across the arc for the reverse and direct half-waves of the welding current.

Поскольку соотношение напряжений U д.п. и U д.о. от сварочного тока практически не зависит, то в процессе сварки на любом режиме параметры линии задержки (время задержки) Неизменны. 1 оSince the stress ratio U d.p. and U do practically does not depend on the welding current, then during the welding process in any mode, the parameters of the delay line (delay time) are Unchanged. 1 o

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема предлагаемого источника питания; на фиг. 2 - временные характеристики токов и напряжений на элементах устройства, где а - ток в цепи электрод- is изделие, б - напряжение на дуговом промежутке, в - напряжение на двухполюснике; пунктиром показано напряжение холостого хода сварочного трансформатора.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a proposed power source; in FIG. 2 - temporal characteristics of currents and voltages on the elements of the device, where a is the current in the electrode-is-product circuit, b is the voltage across the arc gap, c is the voltage at the two-terminal network; the dotted line shows the open circuit voltage of the welding transformer.

Источник питания содержит регулируемый 20 сварочный трансформатор 1, двухполюсник 2 , для подавления постоянной составляющей сварочного тока, резистор 3 двухполюсника , диод 4, тиристор 5, конденсатор 6, резистор 7 RCцепочки, переключающий диод 8, электрод 9 и 25 изделие 10.The power supply contains an adjustable 20 welding transformer 1, two-pole 2, for suppressing the DC component of the welding current, a two-pole resistor 3, a diode 4, a thyristor 5, a capacitor 6, an RC chain resistor 7, a switching diode 8, an electrode 9 and 25 of the product 10.

Устройство работает следующим образом. Во вторичную цепь сварочного трансформатора 1 с регулятором тока любой модификации включен двухполюсник 2, состоящий из встреч- зо но-параллельно включенных резистора 3, диода 4 и тиристора 5 с линией задержки из конденсатора 6 и резистора 7. Общая точка линии задержки подключена к управляющему электроду тиристора через переключающий 35 диод 8. Последовательно с двухполюсником включен дуговой промежуток с электродом 9 и изделием 10.The device operates as follows. A two-terminal 2 is included in the secondary circuit of welding transformer 1 with a current regulator of any modification, consisting of counter-connected resistors 3, diode 4, and thyristor 5 with a delay line from the capacitor 6 and resistor 7. The common point of the delay line is connected to the control electrode of a thyristor through a switching diode 35. In series with the two-terminal circuit, an arc gap is connected with the electrode 9 and the product 10.

Полярность включения диода 4 обеспечивает протекание тока обратной полярности. 40The polarity of the inclusion of the diode 4 provides a current flow of reverse polarity. 40

В полупериод обратной полярности t, -t₂ сварочный ток беспрепятственно проходит через диод 4 (фиг.1). После прекращения тока обратной полярности (момент t₂) наступает пауза основного тока. Ток дуги поддержива- 45 ется через резистор 3.In the half-cycle of reverse polarity t, -t _{2, the} welding current passes unhindered through diode 4 (Fig. 1). After the termination of the reverse polarity current (moment t ₂ ), the main current pauses. The arc current is maintained through resistor 3.

На двухполюснике напряжение скачками возрастает до величины, близкой к напряжению Όχχ. Начинается заряд конденсатора 6 черезAt a two-terminal network, the voltage jumps to a value close to the voltage Όχχ. The charge of the capacitor 6 begins

707712 4 резистор линии задержки 7. После заряда конденсатора до напряжения переключения диода 8 и переключения последнего включается тиристор 5 (момент времени t₃), напряжение на двухполюснике скачком падает.707712 4 delay line resistor 7. After charging the capacitor to the switching voltage of the diode 8 and switching the last, the thyristor 5 is turned on (time t ₃ ), the voltage at the two-terminal device jumps abruptly.

Мощность, рассеиваемая на резисторе 3, незначительна, поскольку резистор пропускает ток только во время задержки включения тиристора, и величина сопротивления резистора выбирается достаточно большой из условия поддержания минимального тока дуги.The power dissipated on the resistor 3 is insignificant, since the resistor transmits current only during the delay of turning on the thyristor, and the resistance value of the resistor is chosen large enough from the condition of maintaining the minimum arc current.

Предлагаемое изобретение позволяет простыми средствами без переналадки устройства исключать постоянную составляющую сварочного тока за счет уравнивания средних значений напряжений на регуляторе тока соответствующих прямой и обратной полярностей, а также повысить энергетические показатели источника.The present invention allows simple means without reconfiguring the device to exclude the constant component of the welding current by equalizing the average voltage values on the current regulator of the corresponding direct and reverse polarities, as well as to increase the energy performance of the source.

Claims (2)

Изобретение относитс  к оборудованию дл  электродуговой сварки, в частности к источ никам питани  дл  сварки наплав щимс  эпект родом в среде инертных газов на переменнрм токе преимущественно алюмини . Особенностью указанного процесса сварки  вл етс  наличие в переменном токе дуги значительной посто нной составл ющей, что объ сн етс  различной проводимостью дугового промежутка в полупериоды пр мой и обратной пол рности дугового напр жени . Известен источник питани  дл  дуговой свар ки неплав щимс  электродом в среде инертных газов, предусматргтающий подавление посто нной составл ющей сварочного тока. Источник оснащен тиристорным регул тором сварочного тока, который позвол ет раздельно регулировать длительность протекани  пр мой и обратной полуволн тока 1. Недостатками этого источника  вл ютс  наличие тиристорного регу.1 тора тока и сложность схемы управлени  регул тором. Известен также источник питани  дл  сварк неплав щимс  электродом в среде инертных газов на переменном токе, содержащий сварочш ш трансформатор с регун тором тока, в котором подавление посто нной составл ющей осуществл етс  за счет включени  в силовую цепь двухполюсника из параллельно включенных диода и резистора 2. Недостатками истоппжа  вл ютс  необходимость его перенастройки при изменении режима сварки, а также значительные энергетические потери, Бызванн1 1е протеканием пр мой полуволны тока через резистор двухполюсн1п а. Цель изобретени  - устранение перенастройки подавл ющего устройства от режима к режиму п сш1же г е энергетических потерь. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены тиристор с переключающим , диодом, включенный встречно-параллельно диоду двухполюсника, и лини  задержки. Кроме того, Л1гаи  задержки на включение тиристора выполнена в виде RC-uerai, подключенной к аноду и катоду тиристора, а обща  точка RC-цепи св зана с управл ющим электродом тиристора через переключающий диод. 370 Параметры RC-цепи выбираютс  из расчета обеспече1ш  времени задержки, при котором среднее напр жение на двухполюснике равно разности напр жений на дл  обратной и пр мой полуволн сварочного тока. Поскольку соотношенис напр жений U д.п. и и д.о. от сварочного тока практически не зависит, то в процессе сварки на любом режиме параметры линии задержки (врем  зш ержки реизменны. Сущность изобретени  по сн етс  чертежами где на фиг. 1 изображена схема предлагаемого источника питани ; на фиг. 2 временные характеристики токов и напр жений на злемен тах устройства, где а - ток в цепи электродизделие , б - напр жение на дуговом промежутк в - напр жение на двухполюснике; пунктиром показано напр жение холостого хода сварочног трансформатора. Источник питани  содержит регулир емый сварочный трансформатор 1, двухполюсник 2 дл  подавлени  посто нной составл ющей сварочного тока, резистор 3 двухполюсника , диод 4, тиристор 5, конденсатор 6, резистор 7 RCцепочки , переключающий диод 8, электрод 9 и изделие 10. Устройство работает следующим образом. Во вторичную цець сварочного трансформатора 1 с регул тс ом тока любой модификащ включен двухполюсник 2, состо щий из встреч но-параллельно включенных резистора 3, диод 4 и тиристора 5 с лившей задержки из конден сатора 6 и резистора 7. Обща  точка линии задержки подключена к управл ющему электроду тиристора через переключающий диод 8. Последовательно с двухполюсником включай дуговой промежуток с электродом 9 и изделием 10. Пол рность включени  диода 4 обеспечивае протекание тока обратной пол рности. В полупериод обратной пол рности tj -tj сварочный ток беспреп тственно проходит через диод 4 (фиг.1). После прекращени  тока обратной пол рности (момент tj) наступает пауза основного тока. Ток дуги поддерживаетс  через резистор 3. На двухполюснике напр жение скачками возрастает до величины, близкой к напр жени Uxx- Начинаетс  зар д конденсатора 6 через езистор линии задержки 7. После зар да коненсатора до напр жени  переключени  диода 8 переключени  послсллесо включаетс  тирисор 5 (момент времени ts), напр жение на вухполюснике скачком падает. Мощность, рассеиваема  на резисторе 3, неначительна , поскольку резистор пропускает ок только во врем  задержки включени  тиристора , и величина сопротивлени  резистора выбираетс  достаточно большой из услови  поддержани  минимального тока дуги. Предлагаемое изобретение позвол ет простыми средствами без переналадки устройства исключать посто нную составл ющую сварочного тока за счет уравнивани  средних значений напр жений на регул торе тока соответств тощих пр мой и обратной пол рностей, а также повысить энергетические показатели источ 1ика. Формула изобретени  1.Источник питани  дл  злектродутовой сварки, содержаидий сварочный трансформатор с регул тором тока, и устройством дл  подавлен1«г посто тюй составл ющей , выполненным в виде двухполюсника из параллельно включенных диода и резистора, отличающийс   тем, «то, с целью устранени  перенастройки подавл ющего устройства и снижение энергетических потерь, в устройство введены тиристор с переключающим диодом, подключенный встреч-. но-нараллельно ддоду двухполюсника, и лини  задержки. 2.Источник питани  по п.i, о т л и ч а ющ и и с   тем, что лини  задержзси на включение тиристора выполнена в виде RC-цепи, подключенной к аноду и катоду тиристора, а обща  точка RC-цепи св зана с управл ющим электродом тиристора через переключающий . Источники информации, пр ш тые во внималие при экспертизе 1.Белинский С. М. и др. Оборудование дл  сварки неплав щимс  электродом в среде инертных газов,. М., Энерги , 1975, с.54. The invention relates to equipment for electric arc welding, in particular, to power sources for welding by weld deposits emanating from inert gases on alternating current, predominantly aluminum. The peculiarity of this welding process is the presence in arc of a significant constant component, which is explained by the different conductivity of the arc gap in the half-periods of the forward and reverse polarity of the arc voltage. A known power source for arc welding with a non-consumable electrode in an inert gas environment, providing for the suppression of the constant component of the welding current. The source is equipped with a thyristor welding current regulator, which allows you to separately control the duration of the flow of the forward and reverse half-wave current 1. The disadvantages of this source are the presence of the thyristor controller, current controller, and the complexity of the control circuit of the regulator. A power source for welding with a non-consumable electrode in an alternating-current inert gas environment is also known, which includes a welded transformer with a current regulator, in which the DC component is suppressed by including a two-pole of parallel-connected diode and resistor 2 in the power circuit. The disadvantages of istoprzha are the need to reconfigure it when changing the welding mode, as well as significant energy losses, bypassing the flow of a direct half-wave current through a bipolar resistor. The purpose of the invention is to eliminate the reconfiguration of the suppressor from the mode to the mode ncrhee energy losses. The goal is achieved by the fact that a thyristor with a switching diode, connected in parallel to the two-pole diode, and a delay line are inserted into the device. In addition, the delay thyristor switch-on delay is made in the form of an RC-uerai connected to the anode and cathode of the thyristor, and the common point of the RC circuit is connected to the control electrode of the thyristor through a switching diode. 370 The RC circuit parameters are selected on the basis of providing a lag delay time at which the average voltage on a two-pole device is equal to the difference in voltage across the reverse and forward half-wave of the welding current. Since the ratio of the voltage U dp and u d. practically does not depend on the welding current, in any welding process, the parameters of the delay line (the storage time is resistive. The invention is explained in the drawings where Fig. 1 shows a diagram of the proposed power source; Fig. 2 shows the time characteristics of currents and voltages on the terminals of the device, where a is the current in the electrical circuit, b is the voltage across the arc gap c is the voltage across the two-pole; the nozzle shows the no-load voltage of the welding transformer. ranformator 1, two-pole 2 to suppress the constant component of the welding current, two-pole resistor 3, diode 4, thyristor 5, capacitor 6, resistor 7 RC chains, switching diode 8, electrode 9 and product 10. The device works as follows. transformer 1 with regulated current; any modifier included two-pole 2, consisting of resistor 3 meeting in parallel, diode 4 and thyristor 5 with delayed delay from capacitor 6 and resistor 7. The common point of the delay line is connected to the control electrode at the thyristor through the switching diode 8. In series with the two-pole circuit, turn on the arc gap with the electrode 9 and the product 10. The switching-on polarity of the diode 4 ensures the flow of current of the reverse polarity. In the reverse half-period tj -tj, the welding current passes unhindered through diode 4 (Fig. 1). After the current of the reverse polarity is stopped (the time tj), the main current pause occurs. The arc current is maintained through the resistor 3. On the two-pole, the voltage jumps to the value close to the voltage Uxx- The capacitor 6 starts charging through the erasistor of the delay line 7. After charging the capacitor until the switching voltage of the switching diode 8 after the switch, the thyristor 5 turns on (moment time ts), the voltage on the two poles decreases abruptly. The power dissipated on the resistor 3 is not initial, since the resistor only passes the oh during the thyristor on-delay, and the resistance of the resistor is chosen sufficiently large enough to maintain the minimum arc current. The present invention allows simple means without readjusting the device to exclude the DC component of the welding current by equalizing the average values of the voltages on the current regulator of the lean direct and reverse polarities, as well as to increase the energy performance of the source. Claim 1. Power supply for electrical welding, containing a welding transformer with a current regulator, and a device for suppressing a constant power component, made in the form of a two-pole diode and a resistor connected in parallel, characterized in that with the aim of eliminating reconfiguration suppressing device and reducing energy losses, a thyristor with a switching diode, connected to the device, is inserted into the device. but on the parallel line of the two-port network, and the delay line. 2. The power supply according to i.e., of that, with the fact that the delay line to turn on the thyristor is made in the form of an RC circuit connected to the anode and cathode of the thyristor, and the common point of the RC circuit is connected to thyristor control electrode through the switching. Sources of information straightforward during examination 1. S. Belinsky, M., et al. Equipment for welding with non-consumable electrode inert gas ,. M., Energie, 1975, p.54. 2.Патон Б. Е. и др. Электрооборудование дл  дуговой и щлаковой сварки. М., Мащиностроение , 1966, с34, рис.1-30.2. Paton B. Ye. And others. Electrical equipment for arc and slag welding. M., Mashchinostroenie, 1966, p34, Fig. 1-30. сЬcb 10ten Фиг. 1FIG. one