WO2013122503A1 - Способ формирования импульсов сварочного тока и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ формирования импульсов сварочного тока и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2013122503A1
WO2013122503A1 PCT/RU2012/000464 RU2012000464W WO2013122503A1 WO 2013122503 A1 WO2013122503 A1 WO 2013122503A1 RU 2012000464 W RU2012000464 W RU 2012000464W WO 2013122503 A1 WO2013122503 A1 WO 2013122503A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
welding
matching transformer
switch
inputs
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000464
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Сергей Михайлович АНПИЛОВ
Виктор Михайлович ШИГИН
Original Assignee
Anpilov Sergej Mikhajlovich
Shigin Viktor Mikhajlovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anpilov Sergej Mikhajlovich, Shigin Viktor Mikhajlovich filed Critical Anpilov Sergej Mikhajlovich
Publication of WO2013122503A1 publication Critical patent/WO2013122503A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
    • B23K9/092—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits characterised by the shape of the pulses produced
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/167—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a non-consumable electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof

Definitions

  • the invention relates to the field of engineering, namely to welding production, in particular to technology and equipment for the arc welding of metals and their alloys and can be used for automatic welding in a protective gas environment and for welding aluminum and its alloys with a non-consumable electrode in an asymmetric protective gas environment in amplitude by rectangular AC pulses.
  • the disadvantage of this method is the low dynamic stability of arc burning in steady state and the high starting current consumed by the welding current source from the mains.
  • a known method of manual and automatic control of the inductance of welding chokes (Sagirov H.N., Dyurgerov N.G. and Morozkin I.S. “Ignition of the welding arc”, GEFEST, Rostov-on-Don, 1999, p. 1 19- 126), adopted by the applicant as a prototype, according to which a sequentially adjustable inductor is included in a welding circuit with a current source with a rigid external characteristic and low self-inductance, providing a small inductance of the welding circuit at the moment of arc ignition and a large one in steady state welding.
  • the disadvantage of this method is the large mass and the complexity of manufacturing an adjustable inductance, as well as the presence of a current pulse from the network.
  • a device is known ("Power sources for welding” V.S. Milyutin, M.P. Shalimov, S.M. Shanchurov, M., “Iris-press”, 2007, p.229-233), containing an input rectifier, low-pass filter, inverter with two transistors, matching transformer, the secondary winding of which is connected to the load through the output rectifier and high-pass filter.
  • the disadvantage of this device is the low efficiency of the low-pass filter to suppress the current pulse from the network and the need to use a high-pass filter to increase the dynamic stability of the arc in steady state.
  • a device is known according to the application for the invention N ° 2011130042, class. V23K 9/06, 9/067, 2011, adopted by the applicant for the prototype, consisting of a controlled rectifier and inductive filter, forming a current source with a rigid characteristic and large internal inductance, a transistor inverter, a transformer with primary and secondary windings, an electrode and a product forming an arc gap, current sensors of the primary and secondary windings of the transformer and the inverter control unit,
  • the disadvantage of this device is the lack of speed and the presence of a current pulse from the network.
  • An object of the invention is the formation of a pulse of the welding current in the load while reducing the pulse current from the supply network, expanding the functionality and simplifying the device.
  • the stated technical problem is solved in that the current source with a large intrinsic inductance is connected to the supply network, and the inductance of the welding circuit to form a current pulse is reduced by changing the transformation coefficient of the matching transformer of the converter.
  • the device is equipped with additionally controlled keys that form a switch of the transformation coefficient of the matching transformer, a voltage sensor for the welding circuit, nodes for setting the switching threshold for voltage and current load, nodes for comparing voltage and current with a relay characteristic and a logic device, and the primary winding of the matching transformer is formed from an even number of windings connected in series, according to and symmetrically with respect to the midpoint of the primary winding, o and the end of the primary winding are connected to the collectors of the inverter transistors, the emitters of which are connected to the second terminal of the controlled rectifier, the first terminal of which through inductance is connected to the first terminals of the controlled keys of the transformation coefficient switch of the matching transformer, and the second terminals of the controlled keys are connected to common points of the primary windings of the matching transformer, voltage sensor inputs are connected to the electrode and the product, voltage sensor output and current sensor output are connected wife with the first inputs of the comparison nodes with a relay characteristic, the second inputs of which are connected to the nodes for
  • a diode rectifier and a switch with two change-over contacts are introduced into the welding circuit, with the common output of the first change-over contact of the switch connected to the first input of the voltage sensor of the welding circuit and the electrode, the common output of the second change-over contact of the switch connected to the second input of the voltage sensor of the welding circuit and a current sensor is connected to the product, the first inputs of the switch are connected to the terminals of the secondary winding of the matching transformer and the inputs of the diode rectifier, respectively, W Any inputs of the switch are connected to the outputs of the diode rectifier, respectively.
  • the technical result of the invention is expressed in reducing the negative impact of the welding current source on the supply network when operating in pulsed modes, versatility and reducing the complexity of manufacturing.
  • FIG. 1 shows a functional diagram of a device for generating pulses of a welding current
  • FIG. 2 shows diagrams of the voltage module of the welding circuit, the module of the load current and the input current according to the proposed method: a) - formation of the starting current; b) - control of metal transfer with technological short circuits; c) - control of metal jet transport
  • FIG. 3 shows diagrams of alternating pulses of the load current and input current: d) asymmetric with a constant component of the current of reverse polarity; d) - asymmetric with a constant component of current of direct polarity; in FIG. 4 - diode rectifier and switch with two changeover contacts.
  • the essence of the method of generating pulses of the welding current is to change the transformation coefficient of the matching transformer.
  • the secondary winding current of the matching transformer is proportional, the voltage is inversely proportional to the transformation ratio, and the inductance of the primary winding circuit reduced to the secondary winding is inversely proportional to the square of the transformation coefficient.
  • the minimum transformation coefficient of the matching transformer is set. The increased voltage on the secondary winding provides the conditions for non-contact breakdown of the gap between the electrode and the workpiece and the formation of a spark discharge that closes the welding circuit.
  • the maximum transformation coefficient of the matching transformer is set, thereby reaching the limit value of the derivative of the load current, which provides conditions for the electrode metal to melt in the contact zone and the formation of an arc gap characterized by an increase in voltage.
  • the average value of the transformation coefficient of the matching transformer is set.
  • a device for generating pulses of the welding current (Fig. 1) consists of a current regulator, for example, a controlled rectifier 1, an inductive filter 2, a matching transformer 3, having a secondary winding 4 and a primary winding 5 formed by windings 6,7,8,9 included sequentially, according to and symmetrically with respect to the midpoint of the primary winding, the common points of the windings are 6,7,8,9 with the second terminals of the controlled keys 10,11,12, forming a transformation ratio switch 13, the first terminals of the controlled keys 10,11, 12 are connected between oboj and via the inductive filter 2 are connected to a first terminal controlled rectifier 1 connected to an electrical power source, a second terminal controlled rectifier 1 is connected to the emitters of transistors 14 and 15 of the inverter 16, the collectors of transistors 14 and 15 are connected to the beginning and end of the primary winding 5, respectively.
  • a current regulator for example, a controlled rectifier 1, an inductive filter 2, a matching transformer 3, having a secondary winding 4 and a
  • the first output of the secondary winding 4 of the matching transformer 3 is connected to the electrode 17 and the first input of the voltage sensor 18, and the second output is connected to the second input of the voltage sensor 18 and connected through the current sensor 19 to the product 20.
  • the outputs of the voltage sensor 19 and current sensor 20 are connected to the first the inputs of the comparison nodes with the relay characteristic respectively voltage 21 and current 22, the second inputs of which are connected to the job nodes for voltage 23 and current 24, the outputs of the comparison nodes 21 and 22 are connected respectively to the first and second inputs of the logic device 25, the third input of which is connected to the control input of the inverter 16 and the output of the control node an inverter 26, and the output of the logic device 25 is connected to the control input of the transformation coefficient switch 13.
  • a diode rectifier 27 and a switch 28 with two changeover contacts 29 and 30 are introduced into the welding circuit, the common output of the first changeover contact 29 of the switch 28 being connected to the first input of the voltage sensor 18 of the welding circuit and the electrode 17, the common output of the second changeover contact 30 of the switch 28 connected to the second input of the voltage sensor 18 of the welding circuit and through the current sensor
  • the first inputs of the switch 28 are connected to the terminals of the secondary winding 4 of the matching transformer 3 and the inputs of the diode rectifier 27, respectively, the second inputs of the switch 28 are connected to the outputs of the diode rectifier 27, respectively.
  • a device for generating pulses of a welding current operates as follows.
  • the controlled key 11 In idle mode, the controlled key 11 is open, and the keys 10 and 12 are switched synchronously with the transistors 14 and 15 of the inverter 16, respectively, provide a minimum transformation coefficient of the matching transformer 3 and an increased voltage level between the converging electrode 17 and the product
  • the voltage comparison unit 21 changes its state according to the signal of the voltage sensor 18, and when the load current reaches the value specified by the current reference unit 24, at time t 2 , the current comparison unit 22 changes its state according to the signal from the current sensor 19 and the logic device 25 changes the switching mode controlled keys 10 and 12 to the inverse with respect to transistors 14 and 15 of the inverter 16, which provides an increased transformation coefficient of the matching transformer 3 and at the same time at the time of switching managed keys 10 and 12 p rvichnom current i BX leads to a step change in load current 1 d and its further accelerated buildup.
  • the electrode metal burns out in the zone contact and the formation of an arc gap.
  • the load current 1 d decreases stepwise to a steady-state operating value with a constant and smooth input current i BX .
  • Pulse generation for controlled transfer of electrode metal with technological short circuits is illustrated figb. and occurs as follows.
  • the controlled key 11 is turned off and for a time determined by the technological mode of welding, the controlled keys 10 and 12 are transferred to synchronous switching with transistors to reduce the load current
  • the controlled keys 10 and 12 are transferred to the inverse switching mode, (interval ts - t 6 ), and then, in accordance with the technological mode of welding, the current (interval t 5 - te) is reduced, and then the device is returned to its original mode.
  • Pulse formation for jet transfer of electrode metal is illustrated in FIG. and carried out by alternating synchronous and inverse switching modes of the managed keys 10 and 12.
  • FIG. Zg The formation of asymmetric amplitude-alternating rectangular current pulses for welding aluminum and its alloys with a non-consumable electrode in a protective gas environment is illustrated in FIG. and carry out by changing the transformation coefficient of the matching transformer 3 at intervals of direct and reverse polarity of the output voltage, which is achieved by switching on the constant mode of the controlled key 10 of the transformation coefficient switch 13 (Fig. Zg) or the controlled key 12 (Fig. Zd)
  • Fig. Zg the constant mode of the controlled key 10 of the transformation coefficient switch 13
  • Fig. Zd the controlled key 12

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к сварочному производству, в частности к технологии и оборудованию для дуговой сварки металлов и их сплавов и может быть использовано для автоматической сварки в среде защитных газов и для сварки алюминия и его сплавов неплавящимся электродом в среде защитных газов асимметричными по амплитуде импульсами переменного тока прямоугольной формы. Технической задачей изобретения является формирование импульса сварочного тока в нагрузке при снижении импульсного тока из питающей сети, расширение функциональных возможностей и упрощение устройства. Поставленная техническая задача решается тем, что источник тока с большой собственной индуктивностью подключают к питающей сети, а уменьшение индуктивности сварочной цепи для формирования импульса тока осуществляют путем изменения коэффициента трансформации согласующего трансформатора конвертора.

Description

Способ формирования импульсов сварочного тока и устройство для его осуществления
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к сварочному производству, в частности к технологии и оборудованию для дуговой сварки металлов и их сплавов и может быть использовано для автоматической сварки в среде защитных газов и для сварки алюминия и его сплавов неплавящимся электродом в среде защитных газов асимметричными по амплитуде импульсами переменного тока прямоугольной формы.
Известен способ возбуждения дуги при автоматической сварке в среде защитных газов (Сагиров Х.Н., Дюргеров Н.Г. и Морозкин И.С. «Зажигание сварочной дуги», ГЕФЕСТ, Ростов-на- Дону, 1999 г., стр. 88-93, «Источники питания для сварки» В.С.Милютин, М.П.Шалимов, С.М.Шанчуров, М., «Айрис-пресс», 2007г., стр.55-56), при котором после касания электродом изделия расплавление электрода и образование дугового промежутка достигают сварочным источником тока с жесткой внешней характеристикой при минимально возможной индуктивности сварочной цепи и самого источника, обеспечивающим формирование пускового импульса тока с производной нарастания тока выше критического значения.
Недостатком данного способа является низкая динамическая устойчивость горения дуги в установившемся режиме и большой пусковой ток, потребляемый сварочным источником тока из питающей сети.
Известен способ ручного и автоматического регулирования индуктивности сварочных дросселей (Сагиров Х.Н., Дюргеров Н.Г. и Морозкин И.С. «Зажигание сварочной дуги», ГЕФЕСТ, Ростов-на- Дону, 1999 г., стр. 1 19-126), принятое заявителем за прототип, по которому в сварочную цепь с источником тока с жесткой внешней характеристикой и малой собственной индуктивностью включают последовательно регулируемый дроссель, обеспечивающий малую индуктивность сварочной цепи в момент зажигания дуги и большую в установившемся режиме сварки.
Недостатком данного способа является большая масса и трудоемкость изготовления регулируемой индуктивности, а также наличие импульса тока из сети.
Известно устройство («Источники питания для сварки» В.С.Милютин, М.П.Шалимов, С.М.Шанчуров, М., «Айрис-пресс», 2007г., стр.229-233), содержащее входной выпрямитель, низкочастотный фильтр, инвертор на двух транзисторах, согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого через выходной выпрямитель и высокочастотный фильтр соединена с нагрузкой.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность низкочастотного фильтра по подавлению импульса тока из сети и необходимость применения высокочастотного фильтра для повышения динамической устойчивости дуги в установившемся режиме.
Известно устройство по заявке на изобретение N°2011130042, кл. В23К 9/06, 9/067, 2011 г., принятое заявителем за прототип, состоящее из управляемого выпрямителя и индуктивного фильтра, образующими источник тока с жесткой характеристикой и большой внутренней индуктивностью, транзисторного инвертора, трансформатора с обмотками первичной и вторичной, электрода и изделия, образующими дуговой промежуток, датчиков тока первичной и вторичной обмоток трансформатора и блока управления инвертором,
Недостатком устройства является недостаточное быстродействие и наличие импульса тока из сети.
Технической задачей изобретения является формирование импульса сварочного тока в нагрузке при снижении импульсного тока из питающей сети, расширение функциональных возможностей и упрощение устройства.
Поставленная техническая задача решается тем, что источник тока с большой собственной индуктивностью подключают к питающей сети, а уменьшение индуктивности сварочной цепи для формирования импульса тока осуществляют путем изменения коэффициента трансформации согласующего трансформатора конвертора.
Кроме того, устройство снабжено дополнительно управляемыми ключами, образующими переключатель коэффициента трансформации согласующего трансформатора, датчиком напряжения сварочной цепи, узлами задания порога переключения по напряжению и току нагрузки, узлами сравнения напряжения и тока с релейной характеристикой и логическим устройством, причем первичная обмотка согласующего трансформатора образована из четного числа обмоток, соединенных последовательно, согласно и симметрично относительно средней точки первичной обмотки, начало и конец первичной обмотки соединены с коллекторами транзисторов инвертора, эмиттеры которых соединены со вторым выводом управляемого выпрямителя, первый вывод которого через индуктивность связан с первыми выводами управляемых ключей переключателя коэффициента трансформации согласующего трансформатора, а вторые выводы управляемых ключей соединены с общими точками обмоток первичной обмотки согласующего трансформатора, входы датчика напряжения соединены с электродом и изделием, выход датчика напряжения и выход датчика тока соединены с первыми входами узлов сравнения с релейной характеристикой, вторые входа которых соединены с узлами задания порога переключения по напряжению и току нагрузки соответственно, выходы узлов сравнения с релейной характеристикой соединены с первым и вторым входами логического устройства соответственно, третий вход логического устройства соединен с выходом узла управления инвертором, а выход логического устройства соединен со входом переключателя коэффициента трансформации согласующего трансформатора.
Кроме того, в сварочную цепь введён диодный выпрямитель и переключатель с двумя перекидными контактами, причем общий вывод первого перекидного контакта переключателя соединён с первым входом датчика напряжения сварочной цепи и электродом, общий вывод второго перекидного контакта переключателя соединён со вторым входом датчика напряжения сварочной цепи и через датчик тока связан с изделием, первые входы переключателя соединены с выводами вторичной обмотки согласующего трансформатора и входами диодного выпрямителя соответственно, вторые входы переключателя соединены с выходами диодного выпрямителя соответственно.
Технический результат изобретения выражается в снижении негативного влияния сварочного источника тока на питающую сеть при работе в импульсных режимах, универсальности и снижении трудоёмкости изготовления.
На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для формирования импульсов сварочного тока; на фиг. 2 изображены эпюры модуля напряжения сварочной цепи, модуля тока нагрузки и входного тока по предлагаемому способу: а) - формирование пускового тока; б) - управление переносом металла с технологическими короткими замыканиями; в) - управление струйным переносом металла; на фиг. 3 изображены эпюры знакопеременных импульсов тока нагрузки и входного тока: г) - асимметричные с постоянной составляющей тока обратной полярности; д) - асимметричные с постоянной составляющей тока прямой полярности; на фиг. 4 - диодный выпрямитель и переключатель с двумя перекидными контактами.
Сущность способа формирования импульсов сварочного тока заключается в изменении коэффициента трансформации согласующего трансформатора. Ток вторичной обмотки согласующего трансформатора пропорционален, напряжение обратнопропорционально коэффициенту трансформации, а приведенная к вторичной обмотке индуктивность цепи первичной обмотки обратнопропорциональна квадрату коэффициента трансформации. На этапе сближения электрода с изделием устанавливают минимальный коэффициент трансформации согласующего трансформатора. Повышенное напряжение на вторичной обмотке обеспечивает условия для бесконтактного пробоя промежутка между электродом и изделием и образования искрового разряда, замыкающего сварочную цепь. После достижения током нагрузки некоторого не равного нулю значения устанавливают максимальный коэффициент трансформации согласующего трансформатора, чем достигают предельного значения производной тока нагрузки, обеспечивающей условия для расплавления металла электрода в контактной зоне и образования дугового промежутка, характеризующегося повышением напряжения. При достижении напряжением дуги заданного значения устанавливают среднее значение коэффициента трансформации согласующего трансформатора.
Устройство для формирования импульсов сварочного тока (фиг.1) состоит из регулятора тока, например, управляемого выпрямителя 1, индуктивного фильтра 2, согласующего трансформатора 3, имеющего вторичную обмотку 4 и первичную обмотку 5, образованную обмотками 6,7,8,9, включенными последовательно, согласно и симметрично относительно средней точки первичной обмотки, общие точки обмоток 6,7,8,9 со вторыми выводами управляемых ключей 10,11,12, образующими переключатель коэффициента трансформации 13, первые выводы управляемых ключей 10,11 ,12 соединены между собой и через индуктивный фильтр 2 связаны с первым выводом управляемого выпрямителя 1, подключенного к источнику электрической энергии, второй вывод управляемого выпрямителя 1 соединён с эмиттерами транзисторов 14 и 15 инвертора 16, коллекторы транзисторов 14 и 15 соединены с началом и концом первичной обмотки 5 соответственно. Первый вывод вторичной обмотки 4 согласующего трансформатора 3 соединен с электродом 17 и первым входом датчика напряжения 18, а второй вывод соединен со вторым входом датчика напряжения 18 и через датчик тока 19 связан с изделием 20. Выходы датчика напряжения 19 и датчика тока 20 соединены с первыми входами узлов сравнения с релейной характеристикой соответственно по напряжению 21 и току 22, вторые входы которых подключены к узлам задания по напряжению 23 и току 24, выходы узлов сравнения 21 и 22 соединены соответственно с первым и вторым входами логического устройства 25, третий вход которого соединен со входом управления инвертором 16 и выходом узла управления инвертором 26, а выход логического устройства 25 соединен со входом управления переключателя коэффициента трансформации 13.
В сварочную цепь введён диодный выпрямитель 27 и переключатель 28 с двумя перекидными контактами 29 и 30, причем общий вывод первого перекидного контакта 29 переключателя 28 соединён с первым входом датчика напряжения 18 сварочной цепи и электродом 17, общий вывод второго перекидного контакта 30 переключателя 28 соединён со вторым входом датчика напряжения 18 сварочной цепи и через датчик тока
19 связан с изделием 20, первые входы переключателя 28 соединены с выводами вторичной обмотки 4 согласующего трансформатора 3 и входами диодного выпрямителя 27 соответственно, вторые входы переключателя 28 соединены с выходами диодного выпрямителя 27 соответственно.
Устройство формирования импульсов сварочного тока работает следующим образом.
В режиме холостого хода управляемый ключ 11 разомкнут, а ключи 10 и 12 коммутируются синхронно с транзисторами 14 и 15 инвертора 16 соответственно, обеспечивают минимальный коэффициент трансформации согласующего трансформатора 3 и повышенный уровень напряжения между сближающимися электродом 17 и изделием
20. В момент времени ti происходит искровой пробой промежутка электрод 17 - изделие
20 и в сварочной цепи начинает нарастать ток. В момент ti по сигналу датчика напряжения 18 изменяет своё состояние узел сравнения напряжения 21 и при достижении током нагрузки заданного узлом задания тока 24 значения в момент времени t2 по сигналу датчика тока 19 изменяет своё состояние узел сравнения тока 22 и логическое устройство 25 изменяет режим коммутации управляемых ключей 10 и 12 на инверсный по отношению к транзисторам 14 и 15 инвертора 16, что обеспечивает повышенный коэффициент трансформации согласующего трансформатора 3 и при неизменном в момент коммутации управляемых ключей 10 и 12 первичном токе iBX ведет к ступенчатому изменению тока нагрузки 1д и его дальнейшему форсированному нарастанию. В момент времени t3 происходит выгорание металла электрода в зоне контакта и образование дугового промежутка. Напряжение на дуговом промежутке возрастает выше напряжения, заданного узлом задания напряжения 23 и узел сравнения 21 возвращается в исходное состояние, после чего логическое устройство 25 отключает управляемые ключи 10 и 12 и включает на постоянную работу управляемый ключ 11, обеспечивая технологически необходимый коэффициент трансформации согласующего трансформатора 3. Одновременно в момент времени t3 ток нагрузки 1д ступенчато уменьшается до установившегося рабочего значения при неизменном и гладком входном токе iBX.
Формирование импульсов для управляемого переноса электродного металла с технологическими короткими замыканиями поясняется фиг.2б. и происходит следующим образом.
В установившемся режиме сварочного процесса (при установившемся входном токе iBX) в произвольный момент времени t4 отключают управляемый ключ 11 и на время, определяемое технологическим режимом сварки, управляемые ключи 10 и 12 для уменьшения тока нагрузки переводят в режим синхронной коммутации с транзисторами
14 и 15 инвертора 16 ( интервал t4 - t5). Для увеличения тока нагрузки управляемые ключи 10 и 12 переводят в инверсный режим коммутации, ( интервал ts - t6), и далее в соответствии с технологическим режимом сварки, уменьшают ток ( интервал t5 - te), после чего возвращают устройство в исходный режим.
Формирование импульсов для струйного переноса электродного металла поясняют фиг.2в. и осуществляют путем чередования синхронного и инверсного режимов коммутации управляемых ключей 10 и 12.
Формирование асимметричных по амплитуде знакопеременных импульсов тока прямоугольной формы для сварки алюминия и его сплавов неплавящимся электродом в среде защитных газов поясняется фиг.З . и осуществляют изменением коэффициента трансформации согласующего трансформатора 3 на интервалах прямой и обратной полярности выходного напряжения, что достигают путем включения на постоянный режим управляемого ключа 10 переключателя коэффициента трансформации 13 (фиг.Зг) или управляемого ключа 12 (фиг.Зд) Использование предлагаемого технического решения позволило создать простое устройство с широкими функциональными возможностями, формирующее импульсы сварочного тока в нагрузке при снижении импульсного тока из питающей сети

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ формирования импульсов сварочного тока, при котором после касания электродом изделия расплавление электрода и образование дугового промежутка достигают сварочным источником тока с жесткой внешней характеристикой при минимально возможной индуктивности сварочной цепи и самого источника, который обеспечивает формирование импульса тока с производной нарастания тока выше критического значения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что источник тока с большой собственной индуктивностью подключают к питающей сети, а уменьшение индуктивности сварочной цепи для формирования импульса тока осуществляют путем изменения коэффициента трансформации согласующего трансформатора конвертора.
2. Устройство для формирования импульсов сварочного тока, содержащее связанный с питающей сетью регулятор тока и подключенную к его выходу индуктивность, образующие источник тока с большой собственной индуктивностью, инвертор с узлом управления инвертором, соединенный с первичной обмоткой согласующего трансформатора, к вторичной обмотке которого подключены электрод и через датчик тока изделие, образующие сварочную цепь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительно управляемыми ключами, образующими переключатель коэффициента трансформации согласующего трансформатора, датчиком напряжения сварочной цепи, узлами задания порога переключения по напряжению и току нагрузки, узлами сравнения напряжения и тока с релейной характеристикой и логическим устройством, причем первичная обмотка согласующего трансформатора образована из четного числа обмоток, соединенных последовательно, согласно и симметрично относительно средней точки первичной обмотки, начало и конец первичной обмотки соединены с коллекторами транзисторов инвертора, эмиттеры которых соединены со вторым выводом управляемого выпрямителя, первый вывод которого через индуктивность связан с первыми выводами управляемых ключей переключателя коэффициента трансформации согласующего трансформатора, а вторые выводы управляемых ключей соединены с общими точками обмоток первичной обмотки согласующего трансформатора, входы датчика напряжения соединены с электродом и изделием, выход датчика напряжения и выход датчика тока соединены с первыми входами узлов сравнения с релейной характеристикой, вторые входа которых соединены с узлами задания порога переключения по напряжению и току нагрузки соответственно, выходы узлов сравнения с релейной характеристикой соединены с первым и вторым входами логического устройства соответственно, третий вход логического устройства соединен с выходом узла управления инвертором, а выход логического устройства соединен со входом переключателя коэффициента трансформации согласующего трансформатора.
3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в сварочную цепь введён диодный выпрямитель и переключатель с двумя перекидными контактами, причем общий вывод первого перекидного контакта переключателя соединён с первым входом датчика напряжения сварочной цепи и электродом, общий вывод второго перекидного контакта переключателя соединён со вторым входом датчика напряжения сварочной цепи и через датчик тока связан с изделием, первые входы переключателя соединены с выводами вторичной обмотки согласующего трансформатора и входами диодного выпрямителя соответственно, вторые входы переключателя соединены с выходами диодного выпрямителя соответственно.
PCT/RU2012/000464 2012-02-17 2012-06-15 Способ формирования импульсов сварочного тока и устройство для его осуществления WO2013122503A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012105748/02A RU2498885C2 (ru) 2012-02-17 2012-02-17 Способ формирования импульсов сварочного тока и устройство для его осуществления
RU2012105748 2012-02-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013122503A1 true WO2013122503A1 (ru) 2013-08-22

Family

ID=48984504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000464 WO2013122503A1 (ru) 2012-02-17 2012-06-15 Способ формирования импульсов сварочного тока и устройство для его осуществления

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2498885C2 (ru)
WO (1) WO2013122503A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58159979A (ja) * 1982-03-19 1983-09-22 Hitachi Seiko Ltd ア−ク溶接用電源装置
US4453073A (en) * 1980-12-22 1984-06-05 Crucible Societe Anonyme High frequency welding apparatus
SU1355401A1 (ru) * 1986-04-01 1987-11-30 Вильнюсский Инженерно-Строительный Институт Источник питани дуги переменным током
RU2220035C1 (ru) * 2001-04-09 2003-12-27 Линкольн Глобал, Инк. Система и способ управления установкой для электродуговой сварки

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1687395A2 (ru) * 1989-05-06 1991-10-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский Институт Технологии Электрических Машин Малой Мощности Инверторный сварочный источник питани

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4453073A (en) * 1980-12-22 1984-06-05 Crucible Societe Anonyme High frequency welding apparatus
JPS58159979A (ja) * 1982-03-19 1983-09-22 Hitachi Seiko Ltd ア−ク溶接用電源装置
SU1355401A1 (ru) * 1986-04-01 1987-11-30 Вильнюсский Инженерно-Строительный Институт Источник питани дуги переменным током
RU2220035C1 (ru) * 2001-04-09 2003-12-27 Линкольн Глобал, Инк. Система и способ управления установкой для электродуговой сварки

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012105748A (ru) 2013-08-27
RU2498885C2 (ru) 2013-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11298771B2 (en) DSC-based all-digital SiC inversion type multi-function argon arc welding power supply
US9537422B2 (en) High-frequency power supply apparatus for supplying high-frequency power
CN110421237B (zh) 一种基于llc的双丝脉冲mig焊电源***及控制方法
CN104640660B (zh) 导线放电加工用电源装置
US11033979B2 (en) Arc welding control method
CN109995265B (zh) 程控高压重频纳秒脉冲电源、***及控制方法
CN210789615U (zh) 一种基于llc的双丝脉冲mig焊电源***
CN106527299B (zh) 一种小型化触屏高压脉冲电源
JP2019022378A (ja) 電力変換装置
CN107538106B (zh) 焊机维弧装置
WO2013122503A1 (ru) Способ формирования импульсов сварочного тока и устройство для его осуществления
JP2014070626A (ja) 内燃機関の点火装置
Shin et al. Bidirectional pulse plasma power supply for treatment of air pollution
KR102099988B1 (ko) 전원 장치 및 아크 가공용 전원 장치
CN110315153B (zh) 低损耗节能电火花成型加工电源
CN113427104A (zh) 用于氩弧焊机的高频引弧和维弧电路
CN114700594A (zh) 一种正弦波高频脉冲tig焊接电源
CN211524983U (zh) 一种能量可控的交流点火***
JP2003348843A (ja) 交流電力調整器
JP5429791B2 (ja) 溶接電源装置
CN106602890B (zh) 一种分级变频式多路串联谐振逆变电源
CN101298109A (zh) 一种适用于焊接和切割设备的引弧装置
CN211939444U (zh) 高频引弧电路、装置及逆变焊机
KR101562507B1 (ko) 플라즈마 발생기용 전원 장치
CN110880399A (zh) 一种管道消磁机

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12868601

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12868601

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1