RU2190510C2 - Welding device - Google Patents
Welding device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2190510C2 RU2190510C2 RU2000131040A RU2000131040A RU2190510C2 RU 2190510 C2 RU2190510 C2 RU 2190510C2 RU 2000131040 A RU2000131040 A RU 2000131040A RU 2000131040 A RU2000131040 A RU 2000131040A RU 2190510 C2 RU2190510 C2 RU 2190510C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charging
- thyristor
- choke
- switching
- welding
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электродуговой сварке, а именно к устройствам для дуговой сварки импульсами тока с управлением параметров сварки, и может найти применение для производства электросварочных работ в различных областях техники и отраслях народного хозяйства. The invention relates to electric arc welding, and in particular to devices for arc welding by current pulses with control of welding parameters, and can find application for electric welding in various fields of technology and sectors of the economy.
Известно устройство для сварки (А.С. 682336. Устройство для сварки. БИ 32, 1979г., 6 МПК В 23 К 9/10), содержащее источник постоянного тока, силовой тиристор, коммутирующий и зарядный контуры, в котором в зарядный контур введен блокирующий диод. A device for welding is known (A.S. 682336. Device for welding. BI 32, 1979, 6 IPC V 23 K 9/10) containing a direct current source, power thyristor, switching and charging circuits, in which a charging circuit is introduced blocking diode.
Недостатком устройства является влияние зарядного контура на устойчивость горения дуги, т.к. зарядный контур подключен параллельно источнику питания и дуге. Кроме того, подключение зарядного контура параллельно дуге не позволяет использовать токи зарядного контура для управления процессом сварки. The disadvantage of this device is the influence of the charging circuit on the stability of the arc, as The charging circuit is connected in parallel with the power source and the arc. In addition, connecting the charging circuit parallel to the arc does not allow the use of charging circuit currents to control the welding process.
Известно устройство для сварки (А.С. 1779506. Сварочное устройство. БИ 45, 1992г. , 6 МПК В 23 К 9/09), содержащее источник постоянного тока, к положительному полюсу которого подсоединены обкладка фильтрующего конденсатора, включенные последовательно коммутирующий дроссель и силовой тиристор, зашунтированные резистором, а также дроссель и первый диод, включенные в сварочную цепь, причем параллельно коммутирующему дросселю включены последовательно соединенные вспомогательные тиристор и коммутирующий конденсатор, соединенные параллельно с цепью из зарядного дросселя и второго диода и последовательно - с тем же зарядным дросселем, третьим диодом и зарядными тиристорами, а также четвертый диод, анод которого подключен к катоду третьего диода, второй обкладке фильтрующего конденсатора и аноду зарядного тиристора, а катод - к катоду силового тиристора. Благодаря наличию четвертого диода в режиме горения дуги зарядный ток протекает через дуговой промежуток, повышая устойчивость горения дуги. A device for welding is known (AS 1779506. Welding device. BI 45, 1992, 6 MPK V 23 K 9/09), containing a direct current source, to the positive pole of which a filter capacitor plate is connected, connected in series with a switching inductor and power thyristor, shunted by a resistor, as well as a choke and a first diode included in the welding circuit, and in parallel with the switching choke, serially connected auxiliary thyristors and a switching capacitor connected in parallel with the circuit of the charging inductor and the second diode and sequentially with the same charging inductor, the third diode and charging thyristors, as well as the fourth diode, the anode of which is connected to the cathode of the third diode, the second lining of the filter capacitor and the anode of the charging thyristor, and the cathode to the cathode of the power thyristor. Due to the presence of the fourth diode in the mode of arc burning, the charging current flows through the arc gap, increasing the stability of arc burning.
Недостатком устройства является непрерывность процесса перезаряда коммутирующего конденсатора через вспомогательный тиристор и коммутирующий дроссель и следующий за ним процесс заряда через дуговой промежуток, что не позволяет управлять током заряда процессом дуговой сварки, хотя зарядный ток и протекает через дуговой промежуток. The disadvantage of this device is the continuity of the process of recharging the switching capacitor through the auxiliary thyristor and the switching inductor and the subsequent charge process through the arc gap, which does not allow controlling the charge current by the arc welding process, although the charging current flows through the arc gap.
Известно устройство для сварки (А.С. 1738525. Устройство для сварки. БИ 21, 1992г., 6 МПК В 23 К 9/09, 9/00), содержащее источник постоянного тока, к положительному выводу которого подсоединены включенные последовательно коммутирующий дроссель, силовой тиристор, зашунтированные резистором, и сварочный дроссель. Параллельно коммутирующему дросселю включены последовательно соединенные вспомогательный тиристор и коммутирующий конденсатор, соединенный параллельно с цепью из зарядного дросселя и первого диода (являющегося перезарядным). Анод первого диода соединен с отрицательным выводом источника и анодом второго диода через зарядный тиристор. К положительному выводу источника подключен фильтрующий конденсатор, соединенный с катодом второго диода непосредственно, а с катодом силового тиристора - через третий диод. Регулируя момент включения зарядного тиристора в зависимости от напряжения на коммутирующем конденсаторе, можно автоматически регулировать поступление энергии от источника постоянного тока. Это позволяет повысить устойчивость горения дуги, так как заряд фильтрующего конденсатора осуществляется через сварочную дугу. A device for welding is known (AS 1738525. Device for welding. BI 21, 1992, 6 MPK V 23 K 9/09, 9/00), containing a direct current source, to the positive terminal of which are connected connected in series switching choke, thyristor, shunted by a resistor, and welding choke. In parallel with the switching choke, the auxiliary thyristor and the switching capacitor are connected in series, connected in parallel with the circuit of the charging choke and the first diode (which is rechargeable). The anode of the first diode is connected to the negative terminal of the source and the anode of the second diode through a charging thyristor. A filter capacitor is connected to the positive terminal of the source, connected directly to the cathode of the second diode, and through the third diode to the cathode of the power thyristor. By adjusting the turn-on time of the charging thyristor depending on the voltage at the switching capacitor, it is possible to automatically adjust the energy supply from the DC source. This allows you to increase the stability of arc burning, since the charge of the filtering capacitor is carried out through the welding arc.
Недостатком устройства является то, что процесс перезаряда коммутирующего конденсатора невозможно использовать для управления процессом сварки, так как процесс перезаряда начинается практически сразу же после выключения силового тиристора. The disadvantage of this device is that the process of recharging a switching capacitor cannot be used to control the welding process, since the process of recharging begins almost immediately after turning off the power thyristor.
Из вышеприведенных аналогов самым близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для сварки по А.С. 1738525. Он и взят нами в качестве прототипа. Of the above analogues, the closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved positive effect is a device for welding according to A.S. 1738525. He was taken by us as a prototype.
Поставлена задача - использовать ток заряда коммутирующего конденсатора для управления процессом сварки, в частности переносом электродного металла, и тем самым расширить функциональные возможности устройства, повысить надежность его работы и качество сварного соединения. The task is to use the charge current of the switching capacitor to control the welding process, in particular, the transfer of electrode metal, and thereby expand the functionality of the device, increase the reliability of its operation and the quality of the welded joint.
Поставленная задача решена следующим образом. В устройстве для сварки, содержащем источник постоянного тока, к положительному выводу которого подсоединены последовательно включенные коммутирующий дроссель, силовой тиристор, зашунтированные резистором, и сварочный дроссель, а общая точка соединения силового тиристора и сварочного дросселя подсоединена к минусу источника через цепь, состоящую из двух последовательно соединенных диодов, включенных в обратном направлении. К общей точке диодов, включенных в обратном направлении, подключена обкладка фильтрующего конденсатора, а другая - к положительному выводу источника. Параллельно коммутирующему дросселю включены последовательно соединенные вспомогательный тиристор и коммутирующий конденсатор. Последний соединен параллельно с цепью из зарядного дросселя, который выполнен секционированным, первого зарядного тиристора и перезарядного диода и последовательно - с теми же зарядным дросселем, первым зарядным тиристором и дополнительным диодом, катод которого подключен к отрицательному выводу источника. К одному из выводов секционированного зарядного дросселя подключен анод второго зарядного тиристора, а катод его соединен с катодом силового тиристора. Первый зарядный тиристор работает в режиме холостого хода, а второй зарядный тиристор - в режиме горения дуги. Включая второй зарядный тиристор в нужный момент времени, можно зарядным током коммутирующего конденсатора управлять процессом сварки (переносом электродного металла). The problem is solved as follows. In the device for welding, containing a direct current source, to the positive terminal of which are connected series-connected switching reactor, power thyristor, shunted by a resistor, and a welding reactor, and the common point of connection of the power thyristor and welding reactor is connected to the minus of the source through a circuit consisting of two in series connected diodes connected in the opposite direction. A filter capacitor plate is connected to the common point of the diodes switched in the opposite direction, and the other to the positive terminal of the source. In parallel with the switching choke, the auxiliary thyristor and the switching capacitor are connected in series. The latter is connected in parallel with the circuit from the charging choke, which is made sectioned, of the first charging thyristor and a recharging diode and in series with the same charging choke, the first charging thyristor and an additional diode, the cathode of which is connected to the negative output of the source. The anode of the second charging thyristor is connected to one of the outputs of the sectioned charging choke, and its cathode is connected to the cathode of the power thyristor. The first charge thyristor is in idle mode, and the second charge thyristor is in arc mode. Including the second charging thyristor at the right time, it is possible to control the welding process (transfer of electrode metal) by the charging current of the switching capacitor.
Далее сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 - принципиальная электрическая схема устройства для сварки,
на фиг.2 - графики тока и напряжения.Further, the invention is illustrated by drawings, which depict:
figure 1 - circuit diagram of a device for welding,
figure 2 - graphs of current and voltage.
Устройство состоит из источника 1 постоянного тока, к положительному выводу которого включены последовательно установленные коммутирующий дроссель 2, силовой тиристор 3, зашунтированные резистором 4, и сварочный дроссель 5, а общая точка соединения силового тиристора 3 и сварочного дросселя 5 подключена к отрицательному выводу источника 1 через цепочку из последовательно соединенных диодов 6 и 7, включенных в обратном направлении. К общей точке соединения диодов 6 и 7 подключена обкладка фильтрующего конденсатора 8, а другая обкладка - к положительному выводу источника 1. Параллельно коммутирующему дросселю 2 включены последовательно соединенные вспомогательный тиристор 9 и коммутирующий конденсатор 10. Последний соединен параллельно с цепью из зарядного дросселя 11, выполненного секционированным, зарядного тиристора 12 и перезарядного диода 13, и последовательно - с цепью из зарядного дросселя 11, первого зарядного тиристора 12 и блокирующего диода 14, катод которого подключен к отрицательному выводу источника 1. К одному из выводов секционированного зарядного дросселя 11 подключен анод дополнительного зарядного тиристора 15, а катод его соединен с катодом силового тиристора 3. The device consists of a direct
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В режиме холостого хода происходит предварительный заряд коммутирующего конденсатора 10 до напряжения, обеспечивающего надежное отключение силового тиристора 3 при максимальном токе дугового промежутка. Заряд коммутирующего конденсатора происходит через зарядный тиристор 12, при открытии которого протекает зарядный ток по цепи: плюс источник питания 1 - коммутирующий конденсатор 10 - зарядный дроссель 11 - зарядный тиристор 12 - диод 14 - минус источник питания 1. В конце процесса заряда напряжение на конденсаторе 10 имеет положительный потенциал на верхней обкладке. In idle mode, the switching capacitor 10 is pre-charged to a voltage that provides reliable shutdown of the power thyristor 3 at the maximum arc gap current. The switching capacitor is charged through the charging thyristor 12, at the opening of which the charging current flows through the circuit: plus a power supply 1 - switching capacitor 10 - charging inductor 11 - charging thyristor 12 - diode 14 -
Следующим включается вспомогательный тиристор 9. При этом коммутирующий конденсатор 10 резонансно перезарядится через коммутирующий дроссель 2 так, что в конце перезаряда на подключенной к положительному выводу источника обкладке конденсатора 10 будет отрицательный потенциал. Next, the auxiliary thyristor 9 is turned on. In this case, the switching capacitor 10 resonantly recharges through the
При следующем включении зарядного тиристора 12 начинается перезаряд коммутирующего конденсатора 10 по цепям: коммутирующий конденсатор 10 - зарядный дроссель 11 - зарядный тиристор 12 - диод 13 - коммутирующий конденсатор 10 и плюс источник питания 1 - коммутирующий конденсатор 10 - зарядный дроссель 11 - зарядный тиристор 12 - диод 14 - минус источник питания 1, в конце которого плюс будет на обкладке коммутирующего конденсатора 10, подключенной к положительному выводу источника. За несколько таких циклов напряжение повысится и достигнет заданного. Регулируя момент включения зарядного тиристора 12 в зависимости от напряжения на коммутирующем конденсаторе 10, можно автоматически регулировать поступление энергии от источника постоянного тока и ограничивать рост напряжения на коммутирующем конденсаторе 10, поддерживая его на заданном уровне в режиме холостого хода. The next time the charging thyristor 12 is turned on, the switching capacitor 10 is recharged in the following circuits: switching capacitor 10 - charging inductor 11 - charging thyristor 12 - diode 13 - switching capacitor 10 and plus power supply 1 - switching capacitor 10 - charging inductor 11 - charging thyristor 12 - diode 14 -
В режиме горения дежурной дуги тиристоры 3, 9 и 12 закрыты, конденсатор 10 предварительно заряжен с положительной полярностью на верхней обкладке. Через резистор 4, сварочный дроссель 5 и дуговой промежуток протекает ток паузы. Конденсатор фильтра 8, включенный параллельно резистору 4 через диод 6, заряжен до напряжения, равного падению напряжения на резисторе 4. При включении силового тиристора 3 ток импульса протекает по цепи: плюс источник питания 1 - коммутирующий дроссель 2 - силовой тиристор 3 -сварочный дроссель 5 - дуговой промежуток - минус источник питания 1. В момент открытия силового тиристора 3 предварительно заряженный конденсатор фильтра 8 разряжается через коммутирующий дроссель 2, силовой тиристор 3, сварочный дроссель 5, дуговой промежуток, диод 7. При этом через дуговой промежуток протекает кратковременный импульс тока, стабилизирующий ее горение. In the mode of burning the duty arc, the thyristors 3, 9 and 12 are closed, the capacitor 10 is pre-charged with a positive polarity on the upper plate. A pause current flows through the resistor 4, the welding choke 5, and the arc gap. The filter capacitor 8, connected in parallel to the resistor 4 through the diode 6, is charged to a voltage equal to the voltage drop across the resistor 4. When the power thyristor 3 is turned on, the pulse current flows through the circuit: plus a power source 1 - switching choke 2 - power thyristor 3 - welding choke 5 - arc gap - minus the
При включении вспомогательного тиристора 9 коммутирующий конденсатор 10 резонансно перезарядится через коммутирующий дроссель 2 так, что к конце перезаряда на верхней обкладке образуется отрицательный потенциал, а на нижней - положительный. К силовому тиристору 3 при этом приложено обратное напряжение, что приводит к его выключению. Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы амплитуда тока в коммутирующем контуре: коммутирующий конденсатор 10 - коммутирующий дроссель 2 - вспомогательный тиристор 9 превышала максимальный ток импульса через силовой тиристор 3. Во время отключения силового тиристора 3 протекает кратковременный импульс обратного тока, ускоряющий процесс восстановления его запирающей способности. Ток протекает по цепи: коммутирующий конденсатор 10 - конденсатор фильтра 8 - диод 6 - силовой тиристор 3 - вспомогательный тиристор 9 - коммутирующий конденсатор 10. В этот момент сварочный ток вытесняется из силового тиристора 3 в резистор 4 и начинает заряд конденсатора фильтра 8, который был разряжен ранее по цепи: плюс источник питания 1 - конденсатор фильтра 8 - диод 6 - сварочный дроссель 5 - дуговой промежуток - минус источник питания 1. Таким образом через дугу протекает стабильный импульс тока заряда конденсатора фильтра 8 до напряжения, равного падению напряжения на резисторе 4. When the auxiliary thyristor 9 is turned on, the switching capacitor 10 resonantly recharges through the
В режиме горения дуги процесс перезаряда коммутирующего конденсатора 10 от источника питания 1 задерживается и совмещается с технологически необходимым импульсом тока через дуговой промежуток. При этом перезаряд осуществляется через дополнительный зарядный тиристор 15. Перезаряд осуществляется по цепи: плюс источник питания 1 - коммутирующий конденсатор 10 - секция зарядного дросселя 11 - дополнительный зарядный тиристор 15 - сварочный дроссель 5 - дуговой промежуток - минус источник питания 1. Момент включения тиристора 15 определяется схемой управления из технологических условий. In the mode of arc burning, the process of recharging the switching capacitor 10 from the
Амплитуда импульса зарядного тока, протекающего через дуговой промежуток, изменяется установочно изменением точки подключения зарядного тиристора 12 к зарядному дросселю 11, таким образом совмещая процесс заряда коммутирующего конденсатора 10 с моментом подачи импульса сварочного тока по технологическим соображениям. The amplitude of the pulse of the charging current flowing through the arc gap is set by changing the connection point of the charging thyristor 12 to the charging choke 11, thereby combining the charge process of the switching capacitor 10 with the moment of supply of the welding current pulse for technological reasons.
На фиг. 2 показаны эпюры тока и напряжения дугового промежутка с использованием предлагаемого устройства при реализации процесса автоматической сварки в СО2 плавящимся электродом с управлением механизмом коротких замыканий.In FIG. 2 shows diagrams of the current and voltage of the arc gap using the proposed device when implementing the process of automatic welding in CO 2 consumable electrode with the control mechanism of short circuits.
В момент времени t1 сварочный ток резко снижают, включая силовой тиристор 3 (включением вспомогательного тиристора 9). На интервале t1-t3 ток, протекающий через дуговой промежуток, определяется резистором 4. Вследствие снижения проходит гарантированное короткое замыкание (в момент времени t2), затем через отрезок времени t2-t3, необходимый для обеспечения начала необратимого процесса слияния ванны и капли, включается дополнительный зарядный тиристор 15. На интервале времени t3-t4 через дуговой промежуток протекает импульс зарядного тока, который за счет электродинамических сил резко ускоряет переход капли в сварочную ванну. Импульс зарядного тока заканчивается до окончания короткого замыкания, и на интервале t4-t5 ток дугового промежутка определяется резистором 4 (разрыв перемычки происходит при небольшом токе паузы). После окончания короткого замыкания (разрыв перемычки) включается силовой тиристор 3 (момент времени t5), начинает протекать сварочный ток, и далее процесс повторяется.At time t 1, the welding current is sharply reduced, including the power thyristor 3 (by turning on the auxiliary thyristor 9). In the interval t 1 -t 3, the current flowing through the arc gap is determined by the resistor 4. Due to the reduction, a guaranteed short circuit occurs (at time t 2 ), then through the time interval t 2 -t 3 necessary to ensure the beginning of the irreversible process of fusion bath and drops, an additional charging thyristor 15 is switched on. At a time interval t 3 –t 4 , a pulse of a charging current flows through the arc gap, which, due to electrodynamic forces, sharply accelerates the transition of the drop into the weld pool. The charge current pulse ends before the end of the short circuit, and on the interval t 4 -t 5 , the arc gap current is determined by the resistor 4 (the jumper breaks with a small pause current). After the end of the short circuit (jumper break), the power thyristor 3 is turned on (time t 5 ), the welding current starts to flow, and then the process repeats.
Предложенное устройство для сварки по сравнению с известными аналогичными конструкциями позволяет:
- значительно расширить функциональные возможности устройства для сварки,
- повысить надежность работы устройства и качество полученного сварного соединения.The proposed device for welding in comparison with known similar structures allows you to:
- significantly expand the functionality of the device for welding,
- to increase the reliability of the device and the quality of the welded joint.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000131040A RU2190510C2 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Welding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000131040A RU2190510C2 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Welding device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2190510C2 true RU2190510C2 (en) | 2002-10-10 |
| RU2000131040A RU2000131040A (en) | 2003-01-27 |
Family
ID=20243313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000131040A RU2190510C2 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Welding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2190510C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537683C1 (en) * | 2013-07-15 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Welding transformer for manual arc welding |
| RU2558808C2 (en) * | 2013-11-26 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Gate rectifier for arc welding |
-
2000
- 2000-12-14 RU RU2000131040A patent/RU2190510C2/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537683C1 (en) * | 2013-07-15 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Welding transformer for manual arc welding |
| RU2558808C2 (en) * | 2013-11-26 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Gate rectifier for arc welding |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5479089A (en) | Power converter apparatus having instantaneous commutation switching system | |
| US5036422A (en) | Solenoid pump driving circuit | |
| RU2190510C2 (en) | Welding device | |
| US4899086A (en) | Electroluminescence light emission apparatus | |
| JPH0799931B2 (en) | Switching element drive circuit | |
| US6005352A (en) | Electronic flash device | |
| JP2018074619A (en) | Gate pulse generating circuit and pulse power supply device | |
| JPH03180276A (en) | Ac arc welding machine | |
| SU1238919A1 (en) | Welding apparatus | |
| SU1073028A1 (en) | Apparatus for arc welding with short circuits of arc gap | |
| RU2547048C2 (en) | Welding unit | |
| RU2100861C1 (en) | D c contactor with arcless commutation | |
| JP2699528B2 (en) | Power supply for AC arc welding | |
| SU487728A1 (en) | Welding device | |
| JP2004106130A (en) | Pulse power supply device | |
| SU1738525A1 (en) | Welding apparatus | |
| SU1258643A1 (en) | Device for pulsed arc welding | |
| SU1697217A1 (en) | Controlled thyristor key | |
| RU1779506C (en) | Welding unit | |
| SU988486A1 (en) | Apparatus for arc welding with short circuitting of arc gap | |
| SU1118496A1 (en) | Device for welding | |
| JPS635407Y2 (en) | ||
| KR880000913B1 (en) | Twin arc welder for short circuiting | |
| SU1073025A1 (en) | Apparatus for arc welding | |
| RU2339491C2 (en) | Inverter power supply source for electric arc welding |